（系统工程专业论文）基于博弈论的购买商与供应商合作方法的研究.pdf

东北大学硕士学位论文 摘要 基于博弈论的购买商与供应商合作方法的研究 摘要 随着全球经济一体化和信息时代的到来，企业和企业之间的竞争逐渐演化 成供应链和供应链之间的竞争，供应链管理已成为当今企业界和学术界的重要 研究方向之一。供应链管理把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体， 使供应链上各企业分担的采购、生产、分销和销售的职能成为一个协调发展的 有机体，共同完成企业的总体目标和任务。为提高整个供应链的效率和效益， 供应链企业强调合作和同步化。另一方面，供应链上各企业主体有其自身的目 标和利益，他们之间存在利益的冲突，因此供应链上的企业之间的竞争与合作 是永恒的主题。供应链中的每个节点既是后一节点的供应商，又是前一节点的 顾客；供需关系始终贯穿着整个供应链。因此，供需研究是供应链管理的一个 最重要也是最基本的内容。 作为教育部新世纪优秀人才支持计划( n c e t _ 0 4 2 8 0 ) “面向分布式网络 化分布式制造企业的集成供应链计划系统的建模与优化方法研究”、教育部科 技研究重点项目( 1 0 4 0 6 4 ) “生产一分销型企业集成供应链计划的模糊建模与软 计算”的重要组成部分，主要侧重于应用博弈理论研究不同需求环境下供应商 与购买商之间的合作方法，建立确定性及随机性市场需求情况下确定订货批 量、价格折扣及利益分配模式的博弈模型。该问题的研究结果不仅在理论上拓 宽了博弈理论的应用领域，对于解决供应链伙伴之间合作提供了一种优化方 法，具有重要的理论意义；而且对于实际商业运作特别是零售配送业的运作优 化具有重要的指导作用和实际的应用价值。 本学位论文主要工作包括： ( 1 ) 建立确定性市场需求条件下单供应商一单购买商之间的订货批量的 传统模型，虽然传统模型中的供需双方有一方处于最优决策之中，但另一方处 于被动局面，并且整个供应链未到达最优。为了改善这种局面，使供需双方达 到双赢的目的，提出了s t a c k e l b e r g 价格折扣博弈模型1 、合作博弈模型2 和3 及合作后的费用分配机制。并给出一个算例加以说明。 i 东北大学硕士学位论文 摘要 f 2 ) 提出了一个由供应商和购买商共同决定的价格折扣表达式。 ( 3 ) 建立随机市场需求下供需双方的订货批量博弈模型( 模型4 、5 、6 ) 。 分析了非合作无折扣博弈情况下订货批量模型，然后在这种模型的基础上给出 供需双方通过价格折扣政策的s t a c k e l b e r g 博弈模型。供应商给购买商购买的 产品价格折扣以承担一部分库存风险，这使贿买商增加订货量，从而增加双方 的利润和供应链的利润。还分析了合作博弈模型及利益分配问题。 f 4 1 用数例仿真分析了随机市场需求下供需双方的订货批量博弈模型及需 求波动的大小对供需双方及供应链利润的影响。 关键词：供应链管理；订货批量；价格折扣；s t a c k e l b e r g 博弈模型：合作博 弈。 i i l 量苎! ! i 塑主兰堡垒查 垒! ! 塑竺 _ _ _ - - - _ _ - 一 一t - r e s e a r c ho i lg a m e t h e o r y b a s e dc o o p e r a t i o nb e t w e e n s u p p l i e ra n db u y e r a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a lm a r k e ta n dc o m m u n i c a t i o n e p o c hc o m i n gi n t ob e i n g ，t h e c o m p e t i t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e sa r et r a n s f e r r e dt ot h eo n eb e t w e e ns u p p l yc h a i n e n t e r p r i s e sg r a d u a l l y , a n dh e n c es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) h a sb e c o m eo n eo f t h ei m p o r t a n tr e s e a r c hi s s u ei nt h es c o p eo fa c a d e m i ca n de n t e r p r i s e s a l le n t e r p r i s e s i nas u p p l yc h a i na r ej o i n e dt ob ea ne n t i t yi n d i v i s i b l yi na w a yt h a tt h e yr e s p o n s i b l e f o rp r o c u r e m e n t ，p r o d u c t i o n ，d i s t r i b u t i o nt oa c c o m p l i s hac o m m o ng o a ta n dt a s k i n o r d e rt o i m p r o v ee f f i c i e n c ya n db e n e f i to ft h ew h o l es u p p l yc h a i n ，i n d i v i d u a l e n t e r p r i s e si nas u p p l yc h a i ns h o u l db ei naw a yo fc o o p e r a t i o na n ds y n c h r o n i z a t i o n ， o nt h eo t h e rh a n d ，e v e r ye n t e r p r i s eh a v ei t so w ng o a l sa n db e n e f i t s ，w h i c hm a yb e c o n f l i c t sb e t w e e ne n t e r p r i s e s ，s oc o m p e t i t i o na n dc o o r d i n a t i o nb e t w e e ns u p p l yc h a i n e n t e r p r i s e si sa ne t e r n a lt h e m e e v e r yn o d ei nas u p p l yc h a i ni sn o to n l yas u p p l i e ro f i t sp r e c e d i n gn o d e sb u ta l s oac u s t o mo fi t ss u b s e q u e n tn o d e s ，t h u s ，s u p p l y d e m a n d r e l a t i o n s h i pg o e st h r o u g ht h ew h o l es u p p l yc h a i nn e t w o r k t h e r e f o r et h es t u d yo f s u p p l y d e m a n di so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ti s s u e si ns u p p l yc h a i n a sac o m p o n e n to fp r o j e c t ss u p p o r t e db yt h ep r o g r a mf o rn e wc e n t u r ye x c e l l e n t t a l e n t si n u n i v e r s i t yo fm i n i s t r yo fe d u c a t i o n ( n c e t - 0 4 2 8 0 ) m o d e l i n ga n d o p t i m i z a t i o nf o ri n t e g r a t e ds u p p l yc h a i np l a n n i n gi nad i s t r i b u t e da n dn e t w o r k e d m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e ，k e yp r o j e c to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g yo fm i n i s t r yo f e d u c a t i o n f u z z ym o d e l i n ga n ds o f tc o m p u t i n gf o ri n t e g r a t e ds u p p l yc h a i np l a n n i n g o fp r o d u c t i o na n dd i s t r i b u t i o ne n t e r p r i s e ( 1 0 4 0 6 4 ) ，t h et h e s i sf o c u s e so ng a m e t h e o r y b a s e dc o o p e r a t i o nm e t h o d s b e t w e e ns u p p l i e r a n db u y e ru n d e rd i f f e r e n t d e m a n d sm o d e sa n dt r yt od e v e l o pt h eg a m em o d e l st od e t e r m i n et h el o ts i z i n g ， p r i c e d i s c o u n ta n db e n e f i t d i s t r i b u t e dm e c h a n i s mu n d e rc e r t a i na n dr a n d o md e m a n d e n v i r o n m e n t t h ef i n d i n g so ft h er e s e a r c ha r en o to n l yi m p o r t a n tb e n e f i tt oe x t e n dt h e s c o p eo fa p p l i c a t i o n so fg a m et h e o r ya n dp r o v i d ea no p t i m i z a t i o nm e t h o dt oa d d r e s s t h ec o o p e r a t i o na m o n gt h ep a r t n e r si nas u p p l yc h a i ni nt h e o r e t i c a l l y , b u ta l s oc a n p r o v i d ed e c i s i o ns u p p o r ti nr e a ld i s t r i b u t i o na n dl o g i s t i c so p e r a t i o n sm a n a g e m e n ti n 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t p r a c t m e t h i st h e s i s p a i d a t t e n t i o nt ot h e f o l l o w i n gt o p i c s a n ds o m ef 3 u d j n g sa r e c o n c l u d e d ： ( 1 ) t h et r a d i t i o n a l l o t s i z i n g m o d e lf o rs i n g l e b u y e r - s i n g l es u p p l i e ru n d e r d e t e r m i n i s t i cd e m a n de n v i r o n m e n ti sd i s c u s s e d b u y e rm a yb ei na no p t i m a lc o n d i t i o n i nt r a d i t i o n a lm o d e l ，b u ts u p p l i e ra n dt h ew h o l es u p p l yc h a i na r en o t t oi m p r o v et h i s s c e n ea n do p t i m i z et h ew h o l es u p p l yc h a i na n da t t a i ni naw i n - w i nw a y , as t a c k e l b e r g p r i c e d i s c o u n tg a m em o d e l ，c o o p e r a t i v eg a m em o d e la n dc o s t d i s t r i b u t e dm e c h a n i s m w e r ep r o p o s e di nt h i sp a p e nan u m e r i c a le x a m p l ei s a n a l y z e dt o i l l u s t r a t et h e p r o p o s e dm o d e l s ( 2 ) t h ef o r m u l a t i o no fp r i c e - d i s c o u n ti sp r o p o s e da n dd e t e r m i n e db ys u p p l i e r a n db u y e rs i m u l t a n e o u s l y ( 3 ) t h el o ts i z i n gm o d e lf o rs i n g l eb u y e r s i n g l es u p p l i e ru n d e r s t o c h a s t i cd e m a n d e n v i r o n m e n t n o n c o o p e r a t i o nn o n d i s c o u n tg a m em o d e li sa n a l y z e da n dh e n c ea s t a c k e l b e r gp r i c e d i s c o u n tg a m em o d e li sp r o p o s e d s u p p l i e rs h a r e st h ei n v e n t o r y v e n t u r et h r o u g hp r o v i d i n gp r i c e d i s c o u n tt ob u y e nt h a tw i l ls t i m u l a t eb u y e rt o i n c r e a s el o ts i z i n g ( 4 ) l o ts i z i n gm o d e lf o rb u y e r s u p p l i e ru n d e rr a n d o md e m a n de n v i r o n m e n ti s s i m u l a t e da n da n a l y z e dt h r o u g han u m e r i c a le x a m p l e b u y e r s u p p l i e ra n ds u p p l y c h a i n sb e n e f i t sa r ei n f l u e n c e db yd e m a n df l u c t u a t i o na r ea n a l y z e d k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；p r i c ed i s c o u n t ；s t a c k e l b e r gg a m em o d e l ； c o o p e r a t i v eg a m e v 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 随着信息技术的应用与发展以及经济全球化，全球制造业也应运而生。在全 球化制造环境下，全球制造企业的产品设计与开发在不同地点协同分别进行，部 件制造与产品组装分别在不同地区的生产厂进行，部件与产品库存也可能在多个 地点，产品分销与市场服务分布在全球不同区域。供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t s c m ) 3 4 1 是近年来在国内外逐渐受到重视的一种新的管理理念与 模式。供应链管理把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体，使供应链上 各企业分担的采购、生产、分销和销售的职能成为一个协调发展的有机体，共同 完成企业的总体目标和任务。为提高整个供应链的效率和效益，供应链企业强调 合作和同步化。另一方面，供应链上各企业主体有其自身的目标和利益，他们之 间存在利益的冲突，因此供应链上的企业之间的竞争与合作是永恒的主题。供应 链中的每个节点既是后一节点的供应商，又是前一节点的顾客。供需关系始终贯 穿着整个供应链。因此，供需研究是供应链管理的一个最重要也是最基本的内容。 供应商与购买商的合作多年来直受到学术界和企业界的广泛关注 1 , 2 , 3 , 4 1 。 效益和效率是人们永远追求的目标，供应链环境下，许多合作机制都力图提 高供应链的效益( 减少费用等) 。提高供应链效率的一个关键因素就是加强各成员 企业间的合作关系，因为合作的各成员往往属于不同的公司，而这些公司的目标 常常冲突，例如：买方期望小的订购批量( o r d e r q u a n t i t y ) 、短的提前期( l e a dt i m e ) 等，而卖方的期望正好与此相反。在按订单生产方式下，购买商按经济订货批量 ( e o q ) 订货，这使购买商的费用最优，然而对处于被动局面的供应商来说并非 最优。供应商希望增大订货量，可这又很难让购买商接受。为了提高供应链合作 的效益，供需双方有必要对价格和批量进行协商，建立一定的合作机制，在降低 系统总运作费用的同时，使双方都能获得满意的利益，即实现双赢或多赢。 在市场经济条件下，企业之间的竞争丑益加剧，行业内的竞争逐渐表现为几 个大型集团之间的直接对抗，企业在这种情况下的经营总体战略和一般战略决策 必须在充分掌握竞争对手信息和策略的情况下进行。这类问题都可归结为博弈问 题。因此，企业运用博弈论分析决策模型，这将使决策过程更加合理化。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 在供应链模式中，供应链成员企业之间是既合作又竞争的关系，成员是独立 的利益主体，追求自身利益最大化是其唯一的目标；同时为了进一步提高整体乃 至个体的利益，成员之间又存在密切的合作。对供应链的这种复杂关系的分析是 当前供应链研究的重点。因此，运用博弈理论分析在供应链环境中，企业如何进行 科学合作对策和决策研究，以保证供应链成员和供应链整体绩效，对构建一条高 效的供应链、提高企业的竞争能力有着重要的意义，也是供应链管理成败的关键 问题。 本研究课题作为教育部新世纪优秀人才支持计划( n c e t - 0 4 2 8 0 ) “面向分布 式网络化分布式制造企业的集成供应链计划系统的建模与优化方法研究”、教育部 科技研究重点项目( 1 0 4 0 6 4 ) “生产一分销型企业集成供应链计划的模糊建模与软 计算”的重要组成部分，主要侧重于应用博弈理论研究不同需求环境下供应商与 购买商之间的合作方法，建立确定性及随机性市场需求情况下确定订货批量、价 格折扣及利益分配模式的博弈模型。该问题的研究结果不仅在理论上拓宽了博弈 理论的应用领域，对于解决供应链伙伴之间合作提供了一种优化方法，具有重要 的理论意义；而且对于实际商业运作特别是零售配送业的运作优化具有重要的指 导作用和实际的应用价值。 1 2 国内外研究状况综述 全球经济一体化步伐的加快使得企业所处的环境发生了巨大的变化，顾客的 需求越来越多样化和个性化。产品的生命周期越来越短，企业处于竞争越来越激 烈、越来越复杂的市场环境中。在这种情况下，企业为了生存和发展必须能及时 提供适应市场需要且质量高、价格低、服务好的产品或服务。为此，国内外的许 多企业一方面利用全面质量管理、业务流程重组、建立学习型组织等思想和方法， 进行企业内部的组织管理变革，通过重新设计企业内部的业务流程，减少管理层 次，应用信息技术，提高企业快速响应市场变化的能力；另一方面，注意在供应 商、制造商和购买商之间进行合作。借助于信息技术，通过相互借用彼此的核心 能力，减少重复和浪费，创造新机会，将企业之间由传统的买卖关系转变为新型 的合作伙伴关系，大大降低这些企业之间的交易成本，增强这些企业作为一个整 体在市场上的竞争能力。因此，近十几年来，供应链管理、合作伙伴关系等逐渐 成为学术界一个研究的热点。1 。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 1 2 1 国外研究状况 供应链管理中的重要问题之一是在供应商和购买商之间建立良好的关系，形 成有效的合作，以提高供应链整体的运作效率和效益，增强其竞争力。国际上一 些学者对该问题进行了深入研究 1 1 2 。，4 ，”。 供应链合作区别于一般意义下的合作( 片面地对采购或分销等进行优化) 。供 应链下的合作，把从原材料购买、生产组装到最后的分销与零售所涉及的各个企 业环节( 或其中的某几个节点) 联合起来考虑( 虚拟企业) ，对系统的总费用进行 优化，从而减少各节点企业的费用。供应链中供应商与购买商之间的合作 5 】大致 可分为三类：完全合作、供应商主导( s u p p l i e r d o m i n a n t ) 和购买商主导( b u y e r d o m i n a n t ) 。在博弈论中供应商主导和购买商主导属于非合作博弈，完全合作属于 合作博弈。 其中，完全合作是一种理想式的合作方式，它以整个供应链系统的总费用最 优为目标。供应与购买过程中，共同对库存补给、批量和运输等进行决策，供应 商和购买商在合作中处于平等的地位，以系统总利润最大或总费用最小为目标， 供应链中各成员的利益不损失为约束，进行优化m 8 9 ，1 0 。完全合作有许多早期 的工作，如联合经济批量j 2 等，适合于单个公司的情况。完全合作是从宏观上， 对供应链系统总利益进行优化，达到系统总利润最优的目的。然而实际商业活动 中，由于各节点企业处于不同的地理位置和复杂的商业环境中，合作中常存在需 求不确定和信息不对称等不确定因素，难以实现这种完全意义上的合作。供应商 主导策略 13 , 1 4 是指供应商处于合作的主导地位。基本思想如s t a c k e l b e r g 博弈”】， 即s u p p l i e r 作为领导，制定价格或数量等策略，b u y e r 作为随从，一方面遵从 s u p p l i e r 的决定，另一方面制定策略对自己的利益进行最优化。与此相对应的是 购买商主导策略1 6 , 1 7 , 18 , 19 , 2 0 ，购买商处于合作中的主导地位，在保证供应商的利 益不损失的前提下以购买商的费用最小为目标。一般s c m 中的分销管理环节采 用供应商主导策略，而采购管理中常采用购买商主导策略。 供应链管理中供应商和购买商之间的合作( s u p p l i e r b u y e rc o o r d i n a t i o n 一一 s b c ) 对于库存管理尤其重要。合作后往往使一方( s u p p l j e r b u y e r ) 的费用大大 减少，而另一方有所增加。为达到双赢的目的，常采用一些激励机制分享合作带 来的利益，主要包括按比例均分 2 | 1 、拆分批量 8 , 2 2 1 和价格折扣等。g o y a ls k 提出 按比例均分的方法，其基本思想是：按照供应商和购买商合作前各自在费用中所 一1一 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 占总费用的比例分配合作带来的利益。 拆分批量是指为减少购买商的平均库存和峰值库存，把一个订货批量分成几 次运送，综合考虑双方的定单处理费、库存保管费以及运费等多个因素来优化系 统的总费用。其中，每次运送量( d e l i v e r yq u a n t i t y s h i p m e n t ) 的确定是个研究 的热点。b a n e r j e e 2 3 】考虑供应商作为生产商，研究了批对批( 1 0 t f o r - l o t ) 的运输 策略。g o y a l 【2 4 1 和l u 【2 5 1 扩展了b a n e r j e e 【1 1 1 的模型，把一个订货批量分成多次等 量运送。g o y a l 2 8 1 建议每次运送量不一定相等，只要购买商的库存被用光，马上 运送且运送量等于那一点的生产商处的现有库存量。k e l l ep ，a 1 k h a t e e bf 和 m i l l e rp a 2 2 1 进一步研究了拆分批量，把每次的运送量q 作为一个决策交量，令 购买商的订货批量等于n q ，供应商的生产批量等于m q ，建立模型并求解得到最 优生产批量和订货批量。拆分批量策略可以减少购买商的库存保管费但增加了多 次运送带来的费用，因此适用于购买商库存保管费用高而运送费用低的供应链合 作情况。 价格折扣是一种有效的激励机制。供应商为了吸引购买商一次购买更多的商 品，往往规定对于购买数量超过某一数量标准时给予价格上的优惠，这个事先规 定的数量标准成为折扣点。本论文也采用价格折扣博弈模型来改善处于被动局面 的供应商。许多文献针对确定性需求的供应链，提出了各种批量折扣机制 2 7 2 8 2 引。 m 0 n a h a n 【3 0 】针对单供应商一单购买商的批对批( 1 0 tf o r l o t ) 生产与购买方式为供 应商开发了一个最优数量折扣计划，但其没有考虑供应商的库存保管费，局限于 供应商不是生产商的情况。g o y a l 2 4 】把批对批( 1 0 t f o 卜t o t ) 的方式扩展到一次生 产满足多次订货的生产与购买方式，但其中暗含条件：生产商作为供应商，在第 一次发货前已经生产完整个生产批量，即生产期间不发货。l u 【2 5 松弛了这一约束， 允许生产期间订货。本文提出的价格折扣不单是由供应商决定的，而是由供应商 和购买商共同决定的，这也是本文的贡献之一。 近几年来，关于采用博弈论来分析购买商与供应商之间的问题的大量文献已 涌现出来。t a l l u r i 3 1 1 提出了一个基于效率的购买商一一供应商的搏弈模型。这个 模型评价了基于由购买商设定的理想目标基础之上的选择性投标。z h u p 纠在 t a l l u r i ( 2 0 0 2 ) 模型的基础上提出了个新的购买商一一供应商博弈模型，在这 个模型当中对于由购买商设定的多目标使效率达到最大。新的模型允许购买商在 最佳实践的情况下评估和选择供应商。通过使效率最大化和最小化，购买商可以 4 一 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 获得一个效率范围。这使购买商一供应商博弈模型和d e a 之间建立了联系。这 样一个联系能给购买商提供正确的评估方法。h u a n g 等人给出了一个制造一零售 供应链的广告模型 圳，在该文献中分别讨论了非合作博弈和合作博弈；在非合作博 弈中又分析了静态博弈和以供应商为主导的动态博弈的均衡问题及在合作博弈条 件下供需双方的协调问题。本文运用博弈理论对购买商与供应商之间的订货模型 进行了分析，分非合作博弈模型和合作博弈模型。非合作博弈模型中考虑了动态 的价格折扣模型，合作博弈模型中考虑了合作后费用或利润的重新分配问题。 1 2 2 国内的研究情况 自二十世纪9 0 年代后期我国供应链管理特别是敏捷供需链管理及系统的研 究工作，主要是从建模和系统的两个角度来研究的( 马士华 3 4 1 ，胡幼华 3 5 1 ，唐 加福 3 6 , 3 7 , 3 8 】等) 。就供应链集成计划和优化方法来说，研究工作相对薄弱处于初级 研究阶段。运用博弈论分析供应链合作及协调问题的研究也刚刚起步，主要从供 需双方的库存控制、订货批量及定价策略角度来研究的( 金以慧【”4 ，涂摹生 4 1 , 4 2 ，粱榇 4 3 , 4 4 , 4 5 】，杨秀苔 4 6 , 4 7 l 等) 。 l 。3 研究目标与研究内容 1 3 1 研究目标 本学位论文的研究目标是在系统地总结现有供应商与购买商合作方法的基础 上，建立确定性及随机性市场需求情况下订货批量确定、价格折扣及利益分配模 式的博弈模型。运用博弈论分析购买商与供应商之间在合作与非合作情况下的利 润及合作后的利润重新分配制度，最终使双方达到双赢。 1 3 2 研究内容 主要研究内容包括： ( 1 ) 供应商与购买商合作方法及运用博弈论分析供需双方闯题的综述性研 究： ( 2 ) 确定性市场需求下单供应商一单购买商之间的订货批量博弈分析； ( 3 ) 随机市场需求下供需双方的订货批量博弈分析； ( 4 ) 确定性和随机市场需求下供需双方订货批量博弈模型的仿真分析。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 获得一个效率范围。这使购买商一供应商博弈模型和d e a 之问建立了联系。这 样一个联系能给购买商提供正确的评估方法。h u a n g 等人给出了个制造一零售 供应链的广告模型口”，在该文献中分别讨论了非合作博弈和台作博弈：在非合作博 弈中又分析了静态搏弈和以供应商为主导的动态博弈的均衡问题及在合作博弈条 件下供需双方的协调问题。本文运用博弈理论对购买商与供应商之间的订货模型 进行了分析，分非合作博弈模型和合作博弈模型。非合作博弈模型中考虑了动态 的价格折扣模型，合作博弈模型中考虑了合作后费用或利润的重新分配问题。 1 2 2 国内的研究情况 自二十世纪9 0 年代后期我国供应链管理特别是敏捷供需链管理及系统的研 究工作，主要是从建模和系统的两个角度来研究豹( 马士华阱1 ，胡幼华【3 5 l ，唐 加福 3 6 + 3 7 , 3 8 1 等) 。就供应链集成计划和优化方法来说，研究工作相对薄弱处于初级 研究阶段，运用博弈论分析供应链合作及协调问题的研究也刚刚起步，主要从供 需双方的库存控制、订货批量及定价策略角度来研究的( 金以慧4 ”，涂摹生 4 1 ，4 ”粱棵 4 5 , 4 4 , 4 5 1 ，杨秀苔【“，4 7 】等) 。 1 。3 研究目标与研究内容 1 3 1 研究目标 本学位论文的研究目标是在系统地总结现有供应商与购买商合作方法的基础 上，建立确定性及随机性市场需求情况下订货批量确定、价格折扣及利益分配模 式的博弈模型。运用博弈论分析购买商与供应商之间在合作与非台作情况下的利 润及合作后的利润重新分配制度，最终使双方达到双赢。 1 3 2 研究内容 主要研究内容包括： r 1 ) 供应商与购买商合作方法及运用博弈论分析供需双方问题豹综述性研 究； ( 2 ) 确定性市场需求下单供应商一单购买商之间的订货批量博弈分析； ( 3 ) 随机市场需求下供需双方的订货批量博弈分析； ( 4 ) 确定性和随机市场需求下供需双方订货批量博弈模型的仿真分析- ( 4 ) 确定性和随机市场需求下供需双方订货批量博弈模型的仿真分析- 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 1 4 研究的技术路线与方法 本研究工作采用系统工程的思想和方法。如图1 1 所示，首先通过调研等途 径，了解供应链与库存管理在实际企业生产运作管理中的作用以及基本的供应链 和库存管理方法。然后在查阅国内外文献的基础上，对供应商与购买商的合作方 法、供应链与库存管理、订货批量计划方法、折扣定价策略、博弈论的研究等进 行综述和分析；在此基础上，对确定性需求和随机性需求建立博弈模型，运用博 弈论的方法求博弈模型的均衡解，并用算例仿真，对结果进行分析。 阅读国内外的相关文献对供应商与购买商合作方法及运用博弈论分析供需双方问题 进行丁综述性研究 l l 了解和学习了本文将用到的博弈论知识( 博彝论的基本知识、博弈论的分类、对应 l 的均衡及其产生、发展和应用) l 研究确定市场需求条件下单供应商一单购买商的订货批量博弈模型( 建立了传统模 型，为了改善供应商的被动局面提出s t a c k l b e r g 价格折扣博弈模型，最后在优化整 个供应链系统的角度提出了合作博弈模型。) 并用算例仿真分析。 i 研究随机市场需求下供需双方的订货批量模型( 建立模型4 、5 、6 ) 并用算倒仿真 分析。 l 总结与展望 图1 1 本文的技术研究路线 f i g 1 1t h er e s e a r c hr o u t eo ft h et h e s i s 1 5 主要研究成果 本学位论文的研究成果主要包括如下几个方面； ( 1 ) 建立确定性市场需求条件下单供应商一单购买商之间的订货批量的传统 模型。传统订货批景对购买商来说是最优的，但对供应商来说却是不利的为了 改善供应商的这种被动局面提出了s t a c k l b e r g 价格折扣博弈模型1 ；最后优化整 条供应链系统。 ( 2 1 提出了一个由供应商和购买商共同决定的价格折扣表达式。 东北大学硕士学位论文第一章绪论 f 3 1 建立随机市场需求下供需双方的订货批量博弈模型( 模型4 、5 、6 ) 。分 析了非合作无折扣博弈情况下订货批量模型，然后在这种模型的基础上给出供需 双方通过价格折扣政策的s t a c k e l b e r g 博弈模型。供应商给购买商购买的产品价格 折扣以承担一部分库存风险，这使购买商增加订货量，从而增加双方的利润和供 应链的利润。还分析了合作博弈模型及利益分配问题。 ( 4 1 用数例仿真分析了随机市场需求下供需双方的订货批量博弈模型及需求 波动的大小对供需双方及供应链利润的影响。 东北大学硕士学位论文 第二章供应链管理概述 第二章供应链管理概述 2 1 供应链的概念 关于供应链的定义，许多学者从不同的角度出发给出了不同的定义。 早期的观点认为供应链是制造业中的一个内部过程，它是指把从企业外部采 购的原材料和零部件，通过生产转换和销售等活动，再传递到零售商和用户的一 个过程 4 引。传统的供应链概念局限于企业内部操作层上，注重企业自身的资源利 用。 有些学者把供应链的概念与采购、供应管理相联系，用来表示与供应商之间 的关系，这种观点得到了研究合作关系、供应商行为评估和用户满意度等问题的 学者的重视。但这种关系也仅仅局限在企业与供应商之间，而且供应链中的各企 业独立运作，忽略了与外部供应链成员企业的联系，往往造成企业间的目标冲突。 随着企业发展的需要，供应链的概念开始注意与其它企业的联系，注意供应 链的外部环境，认为它是一个通过链中不同企业的制造、组装、分销、零售等过 程将原材料转换成产品，再到最终用户的转换过程，这是更大范围、更为系统的 概念49 1 。 现在供应链的概念更加注重围绕核心企业的网链关系，如核心企业与供应商、 供应商的供应商乃至一切向前的关系，与用户、用户的用户及一切后向的关系。 对供应链的认识形成了一个网链的概念。2 0 0 1 年，我国发布实施物流术语国 家标准( g b t 1 8 3 5 2 0 0 1 ) 对供应链的定义为：生产及流通中，涉及将产品更新 换代或服务提供给最终用户的上游或下游企业所形成的网络结构【5 。供应链是围 绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中 间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造 商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式3 4 】。他不仅 是一条连接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料 在供应链上因加工、包装、运输等过程而增加其价值，给相关企业都带来收益。 根据定义，其结构可以简单的归纳为如图2 1 所示的模式。 东北大学硕士学位论文 第二章供应链管理概述 供应供应箭+ 制造装配+ 分销 零售需求用户 i竺i!f 塑if 用户的用户 物流卜 + 一资金流+ 图2 1 供应链的网链结构模型 f i g 2 1t h en e t c h a i ns t r u c t u r eo fs u p p l yc h a i n 由图2 1 可以看出，供应链由处于不同节点的企业组成，其中一般有一个核 心企业( 可以是制造业，也可以是大型零售企业) ，节点企业在需求信息的驱动下， 通过供应链的职能分工与合作( 生产、分销、零售等) ，以资金流、物流和服务流 为媒介实现整个供应链的不断增值。每个企业在供应链中都有自己特有的位置， 都会有自己的供应商和客户。也就是说一个企业是一个节点，节点企业和节点企 业之间是一种需求与供应关系。企业应从需求和供应两个方面，在需求链中把物 流引向下游，引回资金流，而在供应链中则把物流从上游引入，导出资金流。另 外，最终客户也是供应链上的一个环节每个企业都必须把最终客户视为生产伙 伴和重要的信息源，要理解并预测客户需求和市场的变化。 从供应链的结构模型可以看出，供应链是一个网链结构。其主要具有以下特 征： ( 1 ) 复杂性。供应链往往由多个、多类型甚至多国企业构成，其结构模式比一 般单个企业的结构模式更为复杂。 ( 2 ) 动态性。供应链管理因企业战略和市场需求变化的需要，其中节点企业要 动态地更新，这就使得供应链具有明显的动态性。 ( 3 ) 面向用户需求。供应链的形成、存在、重构，都是基于一定市场需求而发 生的，并且在供应链的运作过程中，用户的需求拉动是供应链中信息流、产品 服务流、资金流运作的驱动源。 东北大学硕士学位论文 第二章供应链管理概述 ( 4 ) 交叉性。节点企业可以是这条供应链的成员，同时又是另一供应链的成员 众多的供应链形成交叉结构，增加了协调管理的难度。 2 2 供应链管理 2 2 1 供应链管理的概念及内容 供应链管理是一种集成的管理思想和方法，它执行供应链中从供应商到最终 用户的物流的计划和控制等职能。供应链管理是对整个供应链系统进行计划、协 调、操作、控制和优化的各种活动和过程。供应链管理从一个全新的高度对物流 和信息流进行有效管理，其侧重点在于企业与企业之间或企业内部之间的链接， 每个贸易伙伴都是供应链系统的一个子系统；贸易伙伴之间密切合作，共享信息， 共担风险：应用现代科技作为管理手段。 供应链管理的目标是要将顾客所需的正确的产品( r i g h tp r o d u c t ) 能够在正 确的时间( r i g h tt i m e ) 、按照正确的数量( r i g h tq u a n t i t y ) 、正确的质量( r i g h t q u l i t y ) 和正确的状态( r i g h ts t a t u s ) 送到正确的地点( r i g h tp l a c e ) 一一即“6 r ”， 并使总成本最小。 供应链管理的作用：供应链管理可实现供求的良好结合，促使企业采用现代 化手段，降低库存和降低成本，同时可以有效地减少流通费用。 供应链管理的基本要求：信息资源共享：提高服务质量，扩大客户需求；实 现多赢。 供应链管理的主要内容：供应商管理，采购管理，库存与配送管理，物流信 息管理，分销渠道管理，顾客服务管理等。 2 2 2 供应链管理的结构 供应链管理的构筑不仅仅是建立一种协调性的生产管理、物流管理和信息管 理的体系，更是一种企业之间在文化、战略、体制上的重大变革和融合，没有后 者，单单前者无法保证供应链管理的顺利进行，并产生重大绩效。供应链管理的 总体结构如图2 2 所示。从供应链管理的总体结构图可以看出，供应链管理共分 为三个层次：战略层、运作层和支持层。 型垄兰堡主兰垒釜查 箜三主堡皇竺篁堡塑兰 总体战略管理 战略层 择那 个 的 关 系 开 发 刊1 算 图2 2 供应链管理的整体结构图 f i g ，2 2l a y e r so fs u p p l yc h a i n n a g e m e n t 支持层 运 作 层 战略层也可以称为决策层，是供应链管理的核心，它是对供应链管理的总体 规划及总体控制；在这个层次的管理上，需要结合企业的总体目标而制定出供应 链管理的目标，以及供应链管理的主要内容。 运作层是供应链管理的重要组成部分，许多具体的操作都在这个层次进行。 这个层次不仅包括企业内部的供应链系统管理，还包括与其它企业的协调合作管 理，合作管理不但要与本企业上一级的供应商、下一级的客户合作，包括购买、 生产分配、销售等生产过程中的各个环节。这是一个复杂的、需要不断优化的过 程，是优化生产过程，降低生产成本的关键。 支持层是供应链管理的基础。以上这些管理方法的执行需要有支持层作为保 证，例如保证信息快速、准确地传递，保证产品质量等，加强合作者之间的沟通。 没有支持层的保障，以上所有管理方式只是纸上谈兵，无法发挥出其应有的效用。 2 3 供应链企业合作关系分析 在供应链管理的研究中，强调最多的就是企业间的合作关系问题，认为如何 处理企业之间的合作关系是成功实施供应链管理的关键。这种战略合作关系形成 于集成供应链管理环境下，为了特定的目标和利益的企业之间。形成的原因通常 一1 2 一 东北大学硕士学位论文 第二章供应链管理概述 是为了降低供应链总成本、降低库存水平、增强信息共享、改善相互之间的交流、 保持战略伙伴相互之间操作的一贯性、产生更大的竞争优势，以实现供应链节点 企业的税务状况、质量、产量、用户满意