基于需求信息不確定的供應(yīng)鏈系統(tǒng)研究

基于需求信息不確定的供應(yīng)鏈系統(tǒng)研究

0信息協(xié)調(diào)管理fransport（196）首先發(fā)現(xiàn)，供應(yīng)鏈下游的小市場波動對上游制造商的制造計劃具有很大的不確定性。lee等人（1997）稱之為鞭打效應(yīng)，該現(xiàn)象在許多領(lǐng)域都很常見。計算機和汽車。Lee認為牛鞭效應(yīng)是供應(yīng)鏈內(nèi)理性參與人各自效用最大化的博弈結(jié)果。導(dǎo)致牛鞭效應(yīng)的原因有許多,如供應(yīng)鏈內(nèi)部對需求信息的處理;預(yù)計供應(yīng)量不足而出現(xiàn)的限量配給引起的銷售商之間的博弈;批量定貨方式;制造商的產(chǎn)品價格波動等。為了弱化這種波動效應(yīng),需要對鏈中上下游企業(yè)進行協(xié)調(diào)。一般情況下,需求的不確定性會給供應(yīng)鏈帶來很大的負面影響。如何通過供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)來減弱這些負面影響,已經(jīng)成為理論界和商業(yè)實務(wù)關(guān)注的熱點問題。由于供應(yīng)鏈成員之間的所有活動都涉及信息的流動,所以將相關(guān)信息進行共享,進行有針對性的信息協(xié)調(diào),是一類協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的簡單實用的方法。當今的信息技術(shù),能夠保證供應(yīng)鏈成員之間方便地共享信息。許多學(xué)者對此進行了研究,如Chen(1998),Gavivneni等(1999),Lee等(2000),陳劍等(2001)。這些研究得到的結(jié)論主要有,信息共享活動減少了供應(yīng)鏈中需求信息不確定導(dǎo)致的商品短缺或者滯銷損失,可以改善訂貨,更好地制定生產(chǎn)和庫存分配決策,提高服務(wù)水平等。在商業(yè)實踐中,也有許多相應(yīng)的成功案例,如惠普(HP),寶潔(P&G)。本文與上述研究有所不同,雖然也考慮需求不確定的情況,但還考慮了獲取不確定信息的成本。另外與很多文獻不同的是,本文考慮的是供應(yīng)商和銷售商的總收益,而不是他們的總成本。要探討的問題是,面對需求不確定的市場,銷售商是否必要把握這種需求的不確定性?銷售商掌握不確定性需求信息的情況下,什么時候愿與供應(yīng)商共享信息?在什么樣的條件下,需要銷售商和供應(yīng)商雙方共同掌握這種不確定信息?這些是與以往的研究相區(qū)別的。1供應(yīng)鏈模型的建立本文考慮的是只含有一個供應(yīng)商和一個銷售商,并且只銷售單一商品的供應(yīng)鏈系統(tǒng)。市場對商品的需求有某種不確定性,研究的是供應(yīng)商為領(lǐng)導(dǎo)者,銷售商為從者的Stackelberg型博弈。銷售商根據(jù)掌握的需求信息向供應(yīng)商訂購商品,供應(yīng)商根據(jù)銷售商的訂購量確定商品的批發(fā)價,銷售商再根據(jù)供應(yīng)商的批發(fā)價確定商品的零售價,商品按零售價售出。假定供應(yīng)商供應(yīng)能力足夠大,故不存在對銷售商的缺貨;供應(yīng)商和銷售商都是風(fēng)險中性的。為有效描述相應(yīng)的供應(yīng)鏈模型,文中采用以下記號。R:銷售商;S:供應(yīng)商;q:商品需求;p:R銷售S商品的銷售單價(零售價);w:R從S定購商品的定購單價(批發(fā)價);πR和πS:分別表示銷售商和供應(yīng)商的收益;t:反映市場需求不確定性大小的信號,需求大其值也大,需求小其值也小。設(shè)t是服從于期望為0且方差為σ2的正態(tài)分布的隨機變量,即t～N(0,σ2)。商品需求量(q)與零售價格(p)之間的關(guān)系滿足q=a?b*p+t(1)q=a-b*p+t(1)其中a,b為正的常數(shù)。對不確定的需求信息部分,銷售商有三種考慮方案,即不采集這種不確定信息,采集但不與供應(yīng)商共享這種信息,及采集并且與供應(yīng)商共享這種信息。下面分三個子模型進行研究。相應(yīng)模型的求解思路是:如果某方不掌握t,則在相應(yīng)方的模型中將t用0代替;利用逆向法分析求解模型。限于篇幅,省去求解過程。2模型分析2.1逆向求解法結(jié)果實際上此時雙方都不掌握t,銷售商的收益πR=(p-w)(a-bp),供應(yīng)商的收益πS=wq=w(a-bp)。由逆向求解法,最終得到各自的最優(yōu)決策方案分別為wIS=a2b,πIS=a28bpIR=3a4b,πIR=a216b(2)wSΙ=a2b,πSΙ=a28bpRΙ=3a4b,πRΙ=a216b(2)(2)中的上標I表示模型I,下標S,R的含義仍分別代表供應(yīng)商和銷售商。后文類似。2.2計算abb此時銷售商的收益πR=(p-w)(a-bp+t)-a,供應(yīng)商的收益πS=w(a-bp)。求得的相應(yīng)最優(yōu)方案是wⅡS=a2b,πⅡS=a28bpⅡR=3a4b,πⅡR=a216b?a+14bσ2(3)wSⅡ=a2b,πSⅡ=a28bpRⅡ=3a4b,πRⅡ=a216b-a+14bσ2(3)2.3售商無償向供應(yīng)商共享假定銷售商獲取這種需求信息的代價仍為常數(shù)α為常數(shù),供應(yīng)商按常值θ(0≤θ≤1)比率分擔(dān)銷售商獲取信息的費用(θ=0可視為銷售商無償向供應(yīng)商共享)。此時銷售商的收益πR=(p-w)(a-bp+t)-α,供應(yīng)商的收益πS=w(a-bp+t)-θα。相應(yīng)的最優(yōu)決策方案是wⅢs=a2b,πⅢs=a28b+18bσ2?θαpⅢR=3a4b,πⅢR=a216b+σ216b?(1?θ)α(4)wsⅢ=a2b,πsⅢ=a28b+18bσ2-θαpRⅢ=3a4b,πRⅢ=a216b+σ216b-(1-θ)α(4)3結(jié)論和結(jié)論3.1共享需求是否確定信息在本文的模型中,由于3a216b+3σ216b?α＜3a216b+σ24b?α3a216b+3σ216b-α＜3a216b+σ24b-α,所以πⅢS+πⅢR<πⅡS+πⅡR這說明模型Ⅲ與模型Ⅱ相比,共享需求不確定信息并沒有增加總的收益,反而導(dǎo)致總收益嚴格減少。而不少研究者認為信息共享對整個系統(tǒng)的性能會有一定的改善。由此我們認為,對利用信息進行供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào),使整個系統(tǒng)較優(yōu)的考慮要具體問題具體分析,謹慎對待,沒有普遍一致的結(jié)論。信息共享并不能保證蛋糕總是做大。3.2在某種情形下,模型Ⅲ是模型Ⅰ的嚴格Pareto改進事實上,當搜集t的成本α滿足0≤α＜min{σ28bθ,σ216b(1?θ)}0≤α＜min{σ28bθ,σ216b(1-θ)}時,顯然有πⅢS>πISSΙ,πⅢR>πIRRΙ,即模型Ⅲ是模型Ⅰ的嚴格Pareto改進。3.33.b028b-28b的供應(yīng)商盡管從3.1情形知,從理論上講模型Ⅲ難以達成。但當α充分大,銷售商是風(fēng)險厭惡型的或難以承受這種巨大投資時,強大的供應(yīng)商可以考慮全額投資(即θ=1)建立某種信息系統(tǒng)來搜集這種不確定信號t。如果還滿足σ28b?α＞0σ28b-α＞0,則供應(yīng)商在經(jīng)濟上也是合算的。現(xiàn)實中有些類似情形,如火車售票系統(tǒng),代理點一般資金有限,無力建立相應(yīng)的系統(tǒng)來分析不確定需求信息,基本上都是利用上游的系統(tǒng)售票,達到對模型Ⅰ嚴格改進后的模型Ⅲ。3.4不確定信號t的處理事實上,此時πIRRΙ<πⅢR<πⅡR,故結(jié)論成立。實踐中也許存在這樣的情況。如銷售商在建立企業(yè)集成信息系統(tǒng)時,