（管理科学与工程专业论文）基于期权的农产品供应链协调研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 农产品供应链是目前国际学者们关注的热点问题，我国农业改革正在推 进农业规模化经营，以“企业+ 农业合作组织”构成的订单农业便是发展规模 化经营的模式之一。采用订单农业有利于解决农产品小生产与大市场的矛盾， 因而受到农户的欢迎，发展很快。然而，随着订单农业的发展，逐渐暴露出 许多问题，其中最为严重的是企业和农业合作社的违约行为频频发生，订单 农业陷入高违约率的契约困境之中。政府在这种情况下试图通过宏观调控来 协调农业合作社和企业之间的矛盾，其中农产品供应链中的信息不对称和利 润分配不合理是造成违约现象的重要原因。这时，客观上需要建立起一种能 协调农产品供应链中农业合作社和企业利益的契约机制。 本文首先介绍了供应链协调和激励的相关理论，接着分析了农产品供应 链的现状及问题，并提出通过期权契约来协调农产品供应链。 接下来，通过分析在无契约农产品交易下的集中模式和分散模式下的利 润情况，得出信息不对称和双重边际化是影响农产品供应链效率的主要原因。 为了解决农产品供应链契约交易中由于信息不对称带来的利润减少，本文通 过建立期权契约，利用信息甄别原理分析农业合作社如何通过期权契约机制 使企业向其提供其真实的市场私有需求信息。并通过讨论分别得出了能够实 现市场信息共享的企业的最优期权订购量和农业合作社的最优生产量。最后， 通过算例验证了期权契约的有效性。 政府作为第三方决策者参与农产品交易中，其目的在于使农产品供应链 达到整体最优并使供应链利润在农业合作社和企业之间合理分配。因此本文 建立了基于批发价契约模型的期权联合契约，通过设计具有选择权的期权机 制使农产品供应链的整体利润达到最优，并分别讨论企业的最优批发价订购 量和农业合作社的最优生产量及期权成交量。接着，深入讨论了期权价格对 农业合作社和企业的影响，并分析如何设置期权价格实现相对于批发价契约 的帕累托改进，协调农产品供应链利润在农业合作社和企业之间的分配。最 后，通过算例，以图表的形式更生动的验证了期权契约可以优化农产品供应 链并为政府机构提供协调利润分配的契约机制。 关键词农产品供应链，期权契约，信息不对称 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t a g r i c u l t u r a ls u p p l yc h a mi so n eo ft h eh o t s p o tq u e s t i o n si nt h ew o r l d a t p r e s e n t ，0 1 1 1 c o u n t r y si n n o v a t i o n o fa g r i c u l t u r a li sf o c u so n l a r g e s c a l e m a n a g e m e n t c o n t r a c tf a r m i n g ，w h i c hi sm a k eu po fc o m p a n ya n df a r m e ro r p e a s a n t s c o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o n s ，i so n eo ft h em e t h o dt od e v e l o pi t t h i s m e c h a n i s mi sg o o df o rs o l v et h ep r o b l e mo fs m a l lp r o d u c ta n d b i gm a r k e t ，s oi ti s w e l c o m e db yf a r m e r sa n dd e v e l o pv e r ys o o n b u tw i t hd e v e l o p m e n t ，al o to f p r o b l e mc o m e so u t ；n o n p e r f o r m a n c eb e t w e e nt h et w os i d ei so n eo ft h em o s t s e r i o u sp r o b l e m s o ，c o n t r a c tf a r m i n gi si nt h eh o tw a t e ro fb r e a c ho ff a i t h n o w , g o v e r n m e n tt r i e st oh a r m o n i z et h ec o n f l i c t s i n c ea s y m m e t r i ci n f o r m a t i o na n d i m p e r t i n e n c yd i s t r i b t i o ni st h ek e yp r o b l e m w en e e dt os e tu pac o n t r a c tt ol e t s u p p l yc h a i nm o r ee f f e c t i v e i nt h i sp a p e r , w ef i r s ti n t r o d u c ee x o t e r i c aa b o u ts u p p l yc h a i n ，s t i m u l a n t ， a n a l y s i st h ep r o b l e ma n ds t a t u so fa g r i c u l t u r a ls u p p l yc h a i n t h e nb r i n gf o r w a r d h a r m o n i z ea g r i c u l t u r a ls u p p l yc h a i nt h o r o u g ho p t i o nc o n t r a c t s e c o n d ，w ef i n dt h ea s y m m e t r i ci n f o r m a t i o na n dd o u b l eb o u n d e di st h ek e y p r o b e l m e a f t e r a n a l y s e t h e p r o f i tc o m p l e x i o n u n d e rc e n t r a l i z e da n d d e c e n t r a l i z e s oi no r d e rt oi m p r o v ep r o f i t ，w es e tu po p t i o nc o n t r a c ta n du s et h e p r i n c i p l eo fi m f o r m a t i o nd i s c r i m i n a t et od i s c u s sh o wc a l lp e a s a n t s c o o p e r a t i v e o r g a n i z a t i o n ss e tu pt h eo p t i o nm e c h a n i s mi no r d e rt os h a r et h et r u ei m f o r m a t i o n o w n e db yc o m p a n y a n dd i s c u s sh o wc a nt h et w os i d em a k dt h e i rb e s td e s i g n t h e n v a l i d a t et h er e s u l tt h r o u g ha s a m p l e g o v e r n m e n tj o i ni na g r i c u l t u r a ls u p p l yc h a i na s 廿1 i r da u t h o r i t ya n di no r d e rt o o p t i m i z et h ew h o l ep r o f i to fs u p p l yc h a i na n dd i s t r i b u t ei tb e t w e e np e a s a n t s c o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o n sa n dc o m p a n yr e a s o n a b l e l y s on e x tw es e tu pt h eo p t i o n c o n t r a c tb a s e do nt h ew h o l e p r i c ec o n t r a c tm o d e l ，w ew i l l d i s c u s sh o wc a l l g o v e r n m e n td e s i g nt h eo p t i o nc o n t r a c t t og e tt h eg o a la n dh o wc a nt h et w os i d e m a k ed e s i g nt og e tt h em o s tp r o f i t t h e nw ed i s c u s st h ei n f e c t i o no fo p t i o np r i c et o t h ec o m p a n ya n dp e a s a n t s c o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o n s ，w eg od e e pi n t oh o wt os e t u pt h ep r i c et or e a l i z et h ei m p r o v e m e n ta n dm a k eap r o p e rs h a r eo ft h es u p p l y c h a i nb e t w e e n c o m p a n ya n d p e a s a n t s c o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o n s a t l a s t 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 s i m u l a t i o nr e s u l ts h o wt h a to p t i o nc o n t r a c t sc a no p t i m i z et h et h ea g r i c u l t u r a l s u p p l yc h a i na n do f f e raw a yt oh a r m o n i z et h es h a r eo fp r o f i tb e t w e e nt h e c o m p a n ya n dp e a s a n t s c o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o n sm o r ep r o p e r l y k e yw o r d s ：a g r i c u l t u r a ls u p p l yc h a i n ；o p t i o nc o n t r a c t ；a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n 西南交通大学曲南爻逦大宇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：挪问计 指导老师签名： 日期： 击毒1 日期：研s 撒 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：兰秘佃硼 日期：川、上；7 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 选题的背景与意义 第1 章绪论 本课题“基于期权的农产品供应链研究”来源于四川省教育厅人文社科 重点研究基地“四川农业大学四川省农村发展研究中心”项目“基于期权的 农产品供应链价格协调研究”( c r 0 6 2 7 ) 。 农业是国民经济的重要组成部分，是安天下的产业。当前我国农业改革， 订单农业逐步成为提高农业市场化程度、增加农民收入、促进农业产业化经 营和结构升级的重要手段。并且实践也证明了订单农业有利于解决“小生产、 大市场”的矛盾。但随着订单农业的发展，其运行过程中暴露出的问题也日 趋严重。主要表现为：订单合同内容不详细，订单制定及履行的程序不健全， 相关运作不规范致使合同履约率偏低，违约现象突出，导致农产品供应链很 难达到协调。 2 0 世纪9 0 年代以来，供应链管理思想受到了理论界和实业界的广泛关注。 供应链中的上下游企业往往以其自身利益最大为目标，无法实现整体最优。 而上下游企业之间的合作则一般是通过契约来实现的，因此，学者们开始将 法律和经济学中的契约理论运用到供应链中，以期通过相应的契约条款实现 供应链协调。 本文的研究试图在前人研究的工商产品期权契约的基础上，建立基于农 产品的期权模型，通过设置期权契约的参数，解决农产品交易中信息不对称 的问题，并讨论当政府作为农产品供应链的第三方参与供应链时，如何通过 建立具有选择权的联合期权契约机制，实现对农产品供应链的协调。 本文研究的理论意义在于在国内外学者对农产品供应链中订单农业履约 问题研究和供应链期权契约的研究基础上，将期权契约引入到农产品交易中， 使农业合作社和企业通过期权契约共享产品市场信息，并通过具有选择权的 契约模型实现了整体最优并提供了一种协调农产品供应链利润分配的方法。 本文研究的实践意义在于对农产品供应链建立的数学模型可以作为农产 品交易中的决策者提供决策参考。尽管模型的建立过程中存在各种假设条件， 在实践中推广的时候还需要进一步的验证，但其结论仍然可以为农产品供应 链管理者和实践者提供重要的决策依据，可以提供一种解决问题的新思路和 新方法，所以具有重要的现实意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 国内外研究现状 1 2 1 订单农业履约问题研究现状 ( 1 ) 我国农产品供应链订单契约率低的原因研究： 我国学者们认为农产品订单农业违约率高的原因主要是契约的不完善。 如孙良媛认为农产品供应链契约的风险之一是契约的不完全性，是由于人们 所掌握的信息是不完全的；人的知识及行为能力是有限的；收集信息、处理 及计算、行为的执行是有成本的，个人不会为了信息的完全而不顾成本去搜 集、计算和处理所有的信息。这极有可能导致契约的责、权、利失衡，从使农 业产业化经营组织难以维系。在信息不对称、小数目谈判、专用性资产的交 易等条件下极易产生机会主义行为。经济人会追求自身的利益，包括说谎、隐 瞒、欺骗甚至违约等行为，使农产品供应链效率降低。而卢小广则认为，我国 的农业远期合约市场是一个非充分竞争的市场，订单农业中的双方处于相对 封闭和狭隘的不完全信息状态，形成了基于信息非对称导致的市场失效。 ( 2 ) 订单农业违约对策研究 针对订单农业的违约现象，学者们也提出了一些解决方法。学者黄祖辉 指出可以通过鼓励专用性投资以强化契约双方的相互依赖性或由政府、其它 外部机构通过法律明确履约保证以减少或消除敲竹杠问题。并且指出农户支 配型可以克服买方敲竹杠问题m 1 。卢小广认为订单农业的简单远期合约模式的 有限交易、局部信息和履约保证金制度缺失等固有缺陷，使得订单农业存在 高违约风险可以，他认为可以在现代金融架构的支撑下得到纠正和克服“3 。郭 红东等学者认为：通过股份合作制，实施保护型、返利型合同及租赁和土地购 买等方式来完善农产品供应链利润分配，企业收购农产品时设定一个最低保 护价或让农户分享一部分加工、流通环节的利润，可以减少农户的事后机会 主义行为，从而达到稳定合约的目的隋3 。刘风芹认为：合约的签订并非是市场风 险的完全转移，风险分担机制的设计、农户的联合和企业的保险应该是解决农 业契约履约率过低的基本方向阳1 。学者吴德胜提出反租倒包或土地股份合作制 这两种模式，他认为这种“准一体化”的契约形式，可以形成规模化经营，降 低了农户的违约诱惑，从而使农产品供应链契约关系更加稳定n 3 。 ( 3 ) 衍生品在农产品供应链应用研究 国内外学者在理论和实践中都已开始通过衍生产品来防范农产品的市场 风险与自然风险，以提高农产品供应链的效率。据统计，美国很多粮食产品利 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 用金融衍生产品期货、期权进行套期保值，同时已有为数卜少的农产品加工 厂利用天气衍生品来为其契约分散自然风险。而我国农产品的保护价政策其 实也是对期权理论的灵活应用。w a r d d a s s e 、p h i l i pg a r c i a 等学者提出了多个 假想的预测模型，利用金融衍生品对农业风险的防范，用时间序列和动态多时 段等计量模型来寻找订单农业最优保值组合儿钊。g a r m a n 等认为，天气衍生品 可用来为农业分散风险0 | 。我国学者也提出了一些将金融衍生品运用到农产 品供应链中来完善供应链管理。学者郭科则分析了利用期货市场为农业产业 化主体提供避险机制和有效的价格信息n 。黎东升认为双方都不愿意履行农 产品收购其原因在于双方的经营利益分配机制存在缺陷。而运用期权定价理 论可以对双方的经营利益分配机制进行完善，他利用b i a c k s c h o l e s 价格模 型指导签订订单农业合约n 引。周衍平在山东省订单农业的发展状况与问题一 文中提出引入期权理论中的卖权机制u3 | 。何嗣江提出利用金融工程学思想， 认为由“公司+ 农户”模式过渡到“公司+ 农户+ 期货 乃至于“公司+ 农 户+ 期权”模式应是我国订单农业进一步完善与发展的方向n 制。 1 2 2 国内外期权契约的研究现状 目前关于供应链期权契约的研究大部分是针对工商产品，对农产品的相 关研究还基本没有：n e w b e r y 对英国供电市场的对立双方进行了讨论n 钉； s p i n l e r 等提供了一个基于博弈论的市场模型来研究在需求、成本、价格都不 确定下的偶然事件的相关契约。证明了一个由期权契约和现货市场组成的市 场比纯现货市场更有效n 引。d o n o h u e 将期权作为一种将风险从供应商转移到零 售商的工具。把需求信息揭示分为两阶段，引入期权作为协调工具，要求供 应商在需求信息明确前，准备一定的库存，通过退货契约实现了对供应链的 协调7 1 ；b a r n e s 、b a s s o k 和a n u p i n d i 在此基础上，放宽了模型的假设，允许 零售商同时使用期权和普通的订货两种方式来处理两阶段中需求不确定性情 况下零售商的订购策略，还讨论了期权对于整个供应链的价值n8 j ； k l e i n d o r f e r 和w u 考虑了单买方和多个卖方之间的期权合同关系，推导了在 s t a c k e l b e r g 对策中卖方作为领导者的最优出价策略和买方作为跟随者的最 优策略引；s c h u s t e r 研究了单供应商、单零售商构成的系统中的期权契约， 指出在分段线性的执行价格下，期权契约可以较好的协调供应链馏0 1 ；h a z r a 等 讨论了多个供应商对一个零售商的情况；s e t h i 等分析了需求信息更新的多 阶段批量柔性契约，给出了最优期权订货模型；c a c h o n 讨论了单供应商、单 零售商下最优期权契约和批发价契约的渠道协调问题，其中假设供应商的成 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 本是公共信息，需求量是零售商的私人信息乜引。国内学者马士华等研究了利用 期权机制预定供应商生产能力的情况乜钔；潘景铭等则通过实物期权方法研究 了供应链中的能力决策问题，并得到了柔性条件下的能力决策策略惭1 ；佟斌、 郭琼研究了电子半导体行业的基于需求预测的供应链契约下的协调模型，通 过期权机制建立了基于需求预测的两阶段生产和订购模式下的主体的决策模 型，提高了供应链契约效率啪1 ；郭琼、杨德礼通过期权机制，建立了电子市 场与期权契约市场共存下的供应链中各决策主体的决策模型，求得下供应链 协调状况下的最优决策心7 j ；晏妮娜，黄小原研究了b 2 b 电子市场下供应链期 权合同协调模型与优化问题。从渠道协调的角度。讨论了传统供应链和b 2 b 电 子市场下的期权合同有效协调供应链的充分条件旧1 ；韩瑞珠及李智针对食品 的特性，将双向期权引入食品供应链中，建立了一个单周期三阶段供应链期权 型契约模型，考虑了食品零售商在第三阶段补充订货问题，对在各阶段的最优 决策给出了量化结果以及经济意义解释。证明了期权型契约以及补充订货策 略对降低食品供应链风险，提高供应链利润是行之有效的嗍。郭琼，杨德礼通 过批发价格契约分析了信息不对称导致供应链效率下降的机理，运用信号博 弈理论设计相应的期权契约，最终达到供应链的协作训。 1 2 3 问题分析 虽然国内外学者在供应链期权契约和订单农业的履约问题上有很多相关 研究，但是，我们仍然可以看到有很多还值得我们探讨的地方： 首先，国内外在期权契约方面所涉及的行业还比较有限，主要集中在电 力及电子等工商产品。对于农产品而言学者们讨论的多是金融衍生产品和订 单农业的结合，而对于将期权选择权的思想引入到农产品供应链契约以提高 供应链的效率方面的研究还很少，没有建立相关的期权契约的模型结构，也 没有做出深入的模型分析。而农产品具有与工商产品不同的特性，具有研究 的价值： ( 1 ) 农产品一般一个生产周期只能完成一次生产，且农业合作社和企 业对于产品市场信息明显不对称； ( 2 )农业的重要地位使政府在农产品供应链中也是一个重要的参与 者。政府对农业的政策在农产品交易中对价格等条款的制定有很大影响， 同时，使本来劣势的农业合作社处于和企业平等的地位； ( 3 ) 对于时间性很强的鲜活农产品，产品在保质期后就大幅度贬值， 没有残余价值，且需要一定的处理成本。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 本文试图在农产品现有的交易基础上建立农产品期权模型，探求是否能 解决农产品供应链中信息不对称的问题及讨论政府如何通过农产品期权契约 实现最优及协调农业生产社和企业的利润分配。 1 3 本文的研究思路和方法 本文的研究方法主要采用： ( 1 )论文的研究采取理论分析与算例仿真相结合的方法。 ( 2 )在理论分析上重点运用博弈论、微观经济学和金融工程学等理论 方法，在定量研究上主要用到数值优化理论对供应链协作方式进行研究。 ( 3 )本文基于供应链管理、期权及博弈论的相关基本理论，在现有的 期权契约的模型基础上，针对农产品的特殊性，建立农产品期权契约模型。 ( 4 ) 最后将采用算例分析，对模型进行验证。 本文的研究思路是，首先介绍供应链协调、激励相关理论，通过分析农 产品供应链的契约现状，提出本文的研究假设，期望能通过期权契约实现产 品市场信息共享，协调农产品供应链的利润机制。接着讨论分析了信息不对 称条件下的批发价契约机制，分析如何设置期权机制使得企业将私有信息与 农业合作社共享。接着当政府作为第三方供应链协调机构参与到农产品供应 链中，讨论如何设置具有选择权的联合契约机制，可以实现供应链最优产量 及对农业合作社和企业间的利润合理分配。最后通过算例，进行模型的验证。 1 4 本文的技术路线和内容安排 本文主要由以下几章组成： 第一章是绪论，简介论文研究背景及选题的主要依据。 第二章是供应链协调的相关理论及农产品供应链契约交易的分析。首先 阐述了供应链协调及激励的相关理论，分析了目前我国农产品供应链契约交 易的发展历程和产生的问题，并针对这些问题，提出通过期权契约协调农产 品供应链。 第三章分析了农产品供应链的无期权契约模型，得出信息不对称使农产 品供应链利润降低，并通过期权机制，使企业向农业合作社提供可信任的产 品市场信息，提高了农产品供应链的效益。 第四章是在政府作为第三者进入到农产品供应链中后，通过具有选择权 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 的联合契约使企业与农业合作社共同分担市场不确定性风险，使农产品供应 链达到整体最优，并分析期权价格对农业合作社和企业利润的影响及政府如 何协调供应链的利润分配机制。 论文总体技术路线如图1 - 1 所示： 图1 - 1 论文技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章供应链相关理论及农产品供应链概况分析 2 1 供应链协调和激励机制相关概念 2 。1 1 供应链协调相关理论 西方管理学者较早的认识到了供应链协作的重要性，在供应链的概念出 现之前，就提出了渠道合作的思想，并建立了相关的模型，如：j e u l a n d ap 等 研究了非价格因素如广告、商品摆放位置等对渠道合作的作用3 。这种协同 效应就是使1 + 1 ) 2 的效应，即形成整体组织后的效益大于各成员企业独自运 作之和。协同效益则主要是指通过企业之间的整合带来的效益的变化和通过 合作提高企业生产效率所产生的综合效益。 供应链是典型的需要协调的系统。供应链中各企业都希望使自己的满意 度最大，因而产生了冲突竞争，而供应链协调是使供应链中每个成员都能采 用最有效的目标优化方法，使成员能与其他成员一起为达到整个供应链的共 同目标而努力的活动。因此，供应链协调的目的是通过各种方法使供应链中 的节点企业减少冲突竞争及内耗，更好的分工合作，发挥供应链的优势以获 取最大利益璐刳。 协调是一项艰难的工作，在供应链协调过程中，存在很多影响因素，根 据c h o p r as 的分析，这些因素主要包括：各企业间的冲突程度；不确定性如 订单等因素及信息传递中的“牛鞭效应”等。 供应链中上下游企业之间的合作则一般是通过契约来实现的，因此，学 者们开始将法律和经济学中的契约理论运用到供应链中，以期通过相应的契 约条款实现供应链协调。j e u l a n d 和s h u g a n 是较早研究供应链契约的学者， 他们认为：供应链中的行为是相互影响的，其中的一个成员的变化会使供应 链产生一系列的相互作用，从而改变供应链的总体体现，因而他们进一步提 出了协调供应链成员行为的收益共享契约( p r o f i ts h a r i n gc o n t r a c t ) 和数量折 扣契约( q u a n t i t yd i s c o u n tc o n t r a c t ) 1 。后来有大量的学者从不同的角度对 供应链契约进行了研究，如p a d m a n a b h a n 研究了销售易贬值商品的供应链回 购契约模型( b u yb a c kc o n t r a c t ) 4 | ；t a s ya 和e p p e ngd 研究了电子行业 的灵活订货量契约模型( q u a n t i t yf l e x i b i l i t yc o n t r a c t ) 阳司啪8 。；e p p e ngd 针对 季节性较强的服装行业的后援契约模型( b a c k u pc o n t r a c t ) 进行了讨论m 3 ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 b a r n e s s c h u s t e r 等针对产品提前期较长、市场需求彳 w c + v ，假定期权的执行价格和购买价格之和高于批发价 格，而批发价格大于农业合作社的生产成本和剩余农产品处理成本，保 证农业合作社的利润。 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 2 ) c + v ，假定期权的购买价格小于农业合作社的生产成本和剩余农 产品处理成本，从而保证农业合作社的有限利润，不会无限制生产。 3 ) 农业合作社和企业是风险中性和完全理性的，即两者都根据期望利润 最大化原则进行决策。 3 3 无期权契约协调下的决策分析 3 3 1 信息对称下集中型农产品供应链决策 首先建立集中决策型农产品供应链中农业合作社的生产量决策模型以作 为后续进一步研究比较的参照。在集中决策型供应链中，农业合作社和企业 共享所有信息，因此不存在信息不对称的情况，对农业合作社生产量q 0 ，供 应链的利润可以表示为： 万。= 厄【姨ad 卜c q v e q o d 】+ 一加 d 一或】 其中式子的第一项是农产品的销售收入，第二项是农产品的生产成本， 第三项是处理剩余农产品的费用，第四项是农产品的缺货成本，所以，农产 品供应链集中模式下的期望利润为： e 万e = r o x d h ( x ) + , q o d h ( x ) 卜c q o 一1 ，( q o x ) a l l ( x ) 一p ( x q o ) d h ( x ) = ，o o - ，r 日 ) a s c q o v r 日( x ) d x - p ( l + f 日( x ) d x q o ) = ( ，一c + p ) q 。一( 厂+ 1 ，+ p ) p 日( x ) 出一p z ( 3 1 ) 将方程( 3 1 ) 对轨求一阶、二阶导数： 。鼍= ( r - c + p ) - ( r + v + p 坝q 0 ) 。 等- - ( r + v + p 顺瞵。 所以，e l f 。为关于绕的凹函数。 令卺- o ，则可得农业合作社的最佳生产量决策q 为： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 q + 。：一( 业) + p ( 3 2 ) ，+ v + p 可见农产品供应链的最优生产量q o 。为关于乡的增函数，而0 为企业所私 有的市场需求信息。 3 3 2 分散式农产品供应链决策 在农产品交易中，农户和企业之间没有远期契约，而是在现货市场进行 交易，其过程如下： 农户首先根据共享信息及企业的私有信息对市场需求进行预测， 并由此决定农产品生产量； 市场需求信息明确后，企业以单位产品批发价格矽向农户购买农 产品。当市场需求小于农产品生产量时，企业购买市场需求量， 农户承担相应的剩余产品处理成本；当市场需求大于农产品生产 量时，企业购买全部农产品，并承担相应的缺货成本。 由于批发价格不变，本文将分散的农户仍然看成整体，即农业合作社。 ( 1 )在信息对称条件下，农业合作社可以获得企业私有信息秒，此时，需 求不确定来源于市场需求不确定工： 此时，农业合作社的利润可以表示为： 万。2w e q o d 卜c q 0 一讵 q o d 】 其中式子的第一项是农产品的销售收入，第二项是产品的生产成本， 第三项是处理剩余农产品的费用： 可得，农业合作社的期望利润可以表示为： e r a2 f x d h ( z ) + q o d h ( x ) 卜c q o v r ( q o x ) 删 ) = 以q o f 日 ) d x ) - c q 。一v r 日 ) d r = ( w c ) q o - ( w + v ) r 日( x ) d x ( 3 3 ) 将方程( 3 3 ) 对q o 求导得： 卺- ( 旷卅( 坩v 础绕) 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 令该方程为0 ，可得信息对称条件下农业合作社的最优生产量为： q 。= f 一1 ( 半) + 护 ( 3 4 ) 由方程( 3 4 ) 可知在信息对称下农业合作社的最优生产量q 。关于目递增。 同时，企业的利润为： 7 h = ( ，一w ) e q o d 卜p e d 一或】+ 其中，第一个式子表示企业卖出农产品的利润，第二个式子表示企业对 农产品的缺货成本。 企业的期望利润可以表示为 e z 一= ( r - w ) f 枷( x ) + oq 。d h ( x ) 】一p ( x - - q o ) d h ( x ) 当农业合作社的生产量为o o 。时，企业的期望利润为： e z = ( r - w + p ) q o 。- ( r - w + p ) rh ( x ) d x - 础 ( 3 5 由方程( 3 5 ) 可知企业的收益关于q o 。递增，而q o 。关于乡递增，所以企 业的收益也同时关于乡递增。根据企业的经济人假设，出于自私，企业在信 息不对称情况下，有可能向农业合作社故意夸大其私有的市场需求信息秒， 从而促使农业合作社加大生产量，以保证其产品的供应，增加自己的收益。 ( 2 )信息不对称情况下： 当信息不对称，农业合作社认为企业存在私心，会对其提供不真实的私 有信息。此时，农业合作社将根据其对信息护的先验分布来组织生产。因此 在信息不对称的情况下，对于农业合作社而言需求不确定来源于市场需求不 确定j 和企业的私有需求预测信息矽两方面，此种情况下，农业合作社的最 优生产量可以表示为： q 。= 日一1 ( ! 坐)( 3 6 ) w 十v 其中h ( x 1 是( x + 秒) 的分布函数。可见在信息不对称条件下的农业合作 社的最优生产量矿。与矽的大小无关。为了满足市场需求，在决策过程中，农 业合作社将完全根据( x + 目) 的分布函数来组织生产量，而不会考虑企业私 有的市场需求信息。当市场需求工与秒之和高于农业合作社所生产的农产品， 则企业无法满足市场需求，收益减少，还要承担相应的缺货损失，农业合作 社的利润也因此减少。当z 与秽之和低于农业合作社所生产的产品，则企业 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 不会购买农业合作社的多余农产品，此时，农业合作社要承担相应的剩余产 品处理成本，收益减少。因此要提高农产品供应链的效率，增加农业合作社 和企业的收益，必须在农业合作社和企业之间实现可信任的信息共享。 比较本节中集中和分散决策下的农业合作社农产品最优生产量，根据假 设条件，在批发价格契约下，w q o 。，所以，集中 型下最优产量最大，而分散型下，信息对称下的产量比信息不对称下的产量 要大。相应的农产品供应链的收益也要逐级减少，这是由于信息不对称和双 重边际化导致共同作用的结果，所以该农产品分散决策下的效率要低于集中 决策型的供应链，也进一步说明了信息不对称将导致供应链效率的下降。 再来看引入期权后的农产品供应链契约决策，我们已知期权契约下农产 品供应链集中决策最优产量与q n ，相同，所以，农产品供应链整体利润也能达 到最优。 在期权契约分散决策下，由方程( 3 1 0 ) 兰i 5 方程( 3 2 1 ) n - i 得：农业合作社的最 优产量q ( 乡) 和企业的最优期权订购量m ( 目) 分别为： q 。( 乡) = 1 5 0 0 0m 妒) = 7 9 2 3 ； 农业合作社、企业和农产品供应链的利润分别为： e 死( 秒) = 9 4 7 3 6 9 ，e 万 ( 乡) = 2 0 5 6 7 2 3 ，e 万。( 护) = 3 0 0 4 0 9 2 将各决策结果比较分析可以发现：期权契约中，企业与农业合作社共享其 私有市场信息后，农业合作社的最优产量接近于集中决策型下的产量，农产 品供应链的整体利润及企业和农业合作社的利润也都有较大的改善，更接近 他们在集中决策型下的收益情况。因此，我们可以得出结论：期权契约能够 很好的实现农产品供应链的协调。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 下面继续分析信息不对称的严重程度对供应链协作的影响： 首先假定随机变量x 与口的分布的数学期望分别为口和，则用比值 ，p 来表示信息不对称的严重程度，若比值越大，则说明相对于x 来说目的值比较 小，从而其信息不对称的程度较低，反之则较大。所以，信息不对称的严重 程度关于的比值递减。据此，将信息不对称条件下无期权契约与期权契约 ，p 中农业合作社、企业和供应链的整体利润分别列在表3 1 中。 从表3 1 我们可以看到，农产品供应链整体利润及企业和农业合作社在期 权契约下的利润要分别优于他们在无期权契约中的情况，更加接近集中决策 下的最优利润，因此在信息不对称下的农产品供应链协作过程中引入期权机 制，可以优化农产品供应链的效益。同时，我们从表中可以看到，随着比值 ，p 的增加，农产品供应链信息不对称严重程度逐渐减小，期权契约的利润增加 也逐渐减小。这是由于，当企业私有信息对利润影响更大的时候，期权契约 起到信息共享的作用对利润提高的力度也就越大。当私有信息偏大时，农业 合作社对市场的预期会偏小，企业不但得不到相应的利润还要承担缺货损失， 企业此时也愿意与农业合作社共享私有市场信息，提高利润，而对农业合作 社而言，更准确的判断市场，使自己能减少多生产带来的剩余产品成本。所 以，期权契约能够提供一种让企业和农业合作社分享值得信任市场信息的有 利机制，可以提高彼此的利润，增加农产品供应链的效率，实现帕累托改进。 表3 1 信息不对称的不同程度下的农产品供应链整体及各成员的利润( 单位为千元) 农业合作社的利润企业的利润农产品供应链整体利润 口6 无期权期权无期权期权无期权期权 集中模式 契约契约契约契约契约契约 725 0 4 3 59 1 5 3 4 91 0 4 5 6 7 41 3 3 。3 6 8 91 5 5 0 0 2 42 2 4 9 0 3 82 3 2 5 8 0 2 825 8 9 5 8 19 2 6 7 6 51 2 0 4 2 6 21 5 6 6 0 9 21 7 9 3 8 4 3 2 4 9 2 8 5 72 5 6 9 6 2 1 926 7 9 7 1 89 3 6 9 9 7 1 3 6 6 6 41 8 0 8 3 7 52 0 4 6 3 5 82 7 4 5 3 7 22 8 2 2 1 3 6 ， 1 027 7 3 3 5 59 4 7 3 6 91 5 3 1 7 2 32 0 5 6 7 2 32 3 0 5 0 7 83 0 0 4 0 9 23 0 8 0 8 5 6 l l28 6 9 3 9 19 6 0 1 3 91 6 9 8 6 62 3 0 6 9 2 52 5 6 8 0 5 1 3 2 6 7 0 6 43 3 4 3 8 2 8 1 229 6 7 0 0 89 7 7 8 5 21 8 6 6 8 1 82 5 5 4 9 8 82 8 3 3 8 2 6 3 5 3 2 8 43 6 0 9 6 0 4 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 9 页 第4 章政府参与下农产品供应链期权契约协调 第三章的基本期权契约模型是为解决农产品交易下的信息不对称，本章 将继续讨论在需求信息对称情况下将期权和批发价的联合契约应用于农产品 供应链的相关情况。通过在农产品远期批发价契约中加入具有选择权的期权 机制分散供应链风险，研究在政府对于农产品供应链期权契约的定价策略， 实现农产品供应链利润的合理配置，并讨论引入期权后是否实现帕累托改进。 4 1 模型描述 本章考虑的农产品同上章。但本章假定农业合作社和企业信息对称，引 入政府机关作为决策制定第三方参与到农产品供应链中，预使供应链达到整 体最优并协调农业合作社和企业的利润分配，增加农业合作社和企业的收 入。其次，在上一章中并没有讨论期权价格和期权执行价格的制定机制，本 章将主要讨论政府如何设定期权价格机制实现供应链整体最优；另外上一章 是通过引入期权契约，实现农业合作社共享企业的私有信息，而本章主要是 在农产品批发价契约的基础上，加入具有选择权的期权机制，在企业和农业 合作社之间分担市场不确定性风险及协调利润分配；最后，上一章由企业决 定期权购买量，实际生产和购买都不受期权契约的限制，而本章企业根据政 府制定的期权价格机制决定批发价购买量，农业合作社据此决定生产量，并 根据批发价购买量和生产量确定期权成交量，企业在市场信息确定时履行批 发价订单量并根据市场的需求情况按照期权执行价格购买不超过其期权总 量的产品，所以生产和购买都在有限范围内进行。 4 2 符号定义和说明 ，：单位农产品的市场零售价格； 。 w ：农业合作社给予企业的单位商品批发价； c 单位产品的期权的执行价格； c 。：单位产品的期权购买价格； p ：企业缺货造成的单位损失成本( 如信誉损失、顾客流失等等) ； 1 ，：销售期末未售出商品在销售期末的单位处理成本； c ：单位农产品的生产成本； 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 0 页 p ：企业批发价订货量； q 0 ：农业合作社的农产品生产量； m 农业合作社期权成交量，m = q o q ： ，( x ) ：市场需求d 的分布函数； 厂( z ) ：市场需求d 的概率密度函数； 上：需求d 的均值； 尸( x ) 可微、连续递增，且目功= 以三= 【矿( x ) 出 4 3 无期权契约协调下的批发价契约模型 4 3 1 集中式农产品供应链决策 为了便于比较分析，首先研究在批发价契约下集中式农产品供应链的最 优决策。在集中决策下，农产品供应链的整体利润为： 万。= r q 八d 卜c q v q d + 一p d q 】+ 其中式子的第一项是农产品的销售收入，第二项是产品的生产成本，第 三项是处理剩余农产品的费用，第四项是农产品的缺货成本。则： e 万- - r 【f 瓢炉( x ) + r q d f x ) 一c q v r ( q x ) 卵( x ) 一p 一q ) d f ( x ) = ( r - - c + p ) q - ( 厂+ v + p ) f f ( x ) d x - p ( 4 1 由上章分析可得知e t r 。为关于q 的凹函数： 令警- o ，则可得 q = f - i ( 警) ( 4 2 ) ，ty - 广p 所以可知，在集中决策下的农产品供应链中，