不同决策模式下供应链配送系统库存运输优化及收益分配研究

摘要

库存和运输成本占整个供应链运营成本的大部分,是供应链管理的核心问题。但是长期以来,运输和库存问题都是被分开研究的,它们的整合研究未引起足够的重视。库存成本和运输成本之间存在“效益背反”现象,这使得供应链各方分散决策难以作出对整体最优的决策,造成个体最优和供应链整体最优的偏离。因此,将物流系统中最重要的两个环节,即库存控制和运输管理融合到一个大问题中,去寻求这个联合问题而非其中某一个问题的最优解决方案,这不仅具有重要的理论价值,也具有极大的实际意义。本文首先研究了供应链配送系统中的静态库存运输联合优化；然后用动态演化分析框架,分析了非对称理性条件下,供应商和零售商库存运输联合优化的动态演化问题,求出复制动态演化稳定策略(ESS),并分析了库存运输各参数对ESS的影响；在收益分配方面,研究了基于收益共享节约和讨价还价理论的库存运输联合优化利益分配问题。
　　 第三章先针对多数研究文献没有考虑运输能力柔性和销售价格折扣的影响的情况,在考虑运输能力柔性和销售价格折扣的基础上,建立了零售商主导的分散优化模型,供应商主导的分散优化模型和库存运输联合优化模型,求出分散优化和库存运输联合优化模式下的最优策略和系统绩效,并分析了模型性质,得出结论。最后通过比较分析,得出不同决策模式下最优策略和系统绩效的关系。接着把研究扩展到一对二配送系统,并且假定供应商和零售商都有库存成本,建立了两极库存系统库存运输联合优化模型,并对分散优化模型和库存运输联合优化模型最优决策和系统绩效进行比较,并考虑同质零售商之间的整合。与第一部分不同,在第二部分我们假定由零售商负责产品的运输。
　　 第四章研究了非对称理性条件下,供应商和零售商库存运输联合优化的动态演化问题。根据多对多配送系统ITIO问题的特点,构建了配送中心选择固定策略时退化的收益矩阵,得出双方的复制动态方程,求出复制动态演化稳定策略(ESS)。然后分析库存运输策略各参数对演化稳定策略的影响,并给出应用举例,最后得出运输库存联合优化策略的结论和建议。研究发现:不完全信息条件下有限理性零售商的ESS与完全信息条件下完全理性零售商的选择是一致的。ITIO参与双方演化稳定策略受到运输库存各参数的影响,单独优化时候的库存安全因子、零售商与配送中心的距离和运输启动成本越大,零售商最终越倾向于采取联合优化策略。
　　 第五章采用共享节约理论研究了库存运输联合优化的费用节约和联合优化收益分配问题。假设供应商和零售商按照一定比例分享双方努力节约成本所带来的收益增量,先在传统合同下,对制造商最优策略、零售商最优策略和库存运输联合优化策略进行分析,得出制造商和零售商分散优化最优策略和供应链库存运输联合优化最优策略。接着建立共享节约模型,分析制造商和零售商的最优定价和供应链库存运输联合优化最优定价。并对制造商和零售商的努力水平进行分析,证明了制造商和零售商努力水平纳什均衡解的存在性。并比较了库存运输联合优化和分散优化的最优努力水平、收益和效率。
　　 第六章采用讨价还价理论研究了库存运输联合优化的利润分配问题,该章是第五章研究的延续,第五章只假设供应商和零售商之间存在着一个联合优化利润分配的比例,但是没有说明这一分配比例的形成机制。事实上,供应商和零售商利润分配比例一般是通过双方谈判决定的,讨价还价理论可以有效刻画这一过程。本章建立了一个供应商与零售商在无法达成交易时双方收益不为零情况下的不完全信息ITIO收益分配讨价还价博弈模型,并利用逆向归纳法求出该博弈的完美贝叶斯均衡。并对ITIO联合优化利润分配讨价还价博弈的完美贝叶斯均衡进行分析,得出命题结论,然后用算例验证了命题结论的正确性。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究内容

1.3 研究思路和方法

1.4 创新点

2 国内外相关研究综述

2.1 单周期确定性需求库存运输联合优化

2.2 多周期确定性需求库存运输联合优化

2.3 单周期随机需求库存运输联合优化

2.4 多周期随机需求库存运输联合优化

2.5 供应链收益分配研究

2.6 本文与现有文献的区别

3 考虑销售价格折扣和运输能力柔性的库存运输优化研究

3.1 一对一配送系统库存运输优化研究

3.1.1 引言

3.1.2 问题描述和条件假设

3.1.3 库存运输优化模型

3.1.4 库存运输优化模型比较分析

3.1.5 研究小结

3.2 一对二配送系统库存运输优化研究

3.2.1 引言

3.2.2 问题描述和模型假设

3.2.3 库存运输优化模型

3.2.4 库存运输优化模型比较

3.2.5 研究小结

4 基于非对称理性的库存运输联合优化动态演化分析

4.1 引言

4.2 基于随机需求的分散优化模型

4.2.1 库存和运输费用分析

4.2.2 不采用ITIO联合优化策略时双方的收益分析

4.3 库存运输联合优化模型

4.4 库存运输联合优化复制动态和演化稳定性分析

4.5 库存运输策略对联合优化复制动态和演化稳定性的影响

4.6 应用举例

4.7 研究意义与局限

5 运输与库存优化共享节约研究

5.1 引言

5.2 问题描述和模型假设

5.3 基于一般合同的库存运输优化分析

5.3.1 零售商具有价格决策权时的决策分析

5.3.2 基于一般合同的库存运输联合优化模型

5.3.3 零售商不具有价格决策权时的决策分析

5.4 基于共享节约合同的库存运输优化分析

5.4.1 零售商具有价格决策权时的决策分析

5.4.2 基于共享节约合同的库存运输联合优化模型

5.4.3 零售商不具有价格决策权时的决策分析

5.5 模型性质分析

5.6 本章小结

6 库存运输联合优化利润分配讨价还价研究

6.1 引言

6.2 ITIO联合优化利润讨价还价模型

6.2.1 问题描述和模型假设

6.2.2 库存运输联合优化利润分配讨价还价模型分析

6.2.3 库存运输联合优化利润分配两阶段讨价还价的均衡求解

6.2.4 库存运输联合优化利润分配两阶段讨价还价博弈完美贝叶斯均衡

6.2.5 库存运输联合优化利润分配讨价还价完美贝叶斯均衡分析

6.3 算例分析

6.4 本章小结

7 主要结论及进一步研究方向

7.1 全文工作总结和主要结论

7.2 进一步研究方向

致谢

参考文献

附录

A 攻读博士学位期间发表的论文

B 攻读博士学位期间参加的科研项目