基于可控提前期的供需双方Stackelberg博弈与协调问题研究

摘要

随着信息技术的快速发展和顾客需求的多样化、个性化转变，在越来越多的行业中基于时间的竞争（Time-Based Competition，TBC）已成为市场竞争的主导战略。传统的供应链建模中，视提前期为外生的、不可控变量，但是JIT方式的实践使人们改变了这种看法，提前期是可控的内生变量，且可以由供需双方决策共同控制。所以，供应链管理中可控提前期问题开始成为众多学者和企业的关注焦点。 本文采用了博弈论和二层规划方法，在考虑供需双方决策交互的情形下，对基于可控提前期的单一供应商和单一零售商组成的两级供应链系统的库存决策问题进行了研究。本文针对现有研究中较少考虑到供需双方交互的不足，将提前期表示为供应商和零售商决策变量的函数形式，从而把提前期的决策转化为双方共同来决策，并引入了博弈论和二层规划方法来研究供应链中具有不同利益的成员之间的决策行为，这些方面正是本文的创新之处。 本文研究的内容主要包括以下四个部分： i）在批对批（lot-for-lot）的订货策略下，考虑将供应链中单一节点的优化扩展到由供应商和零售商构成的两级供应链系统的优化问题； ii）在批对批的订货策略下，讨论了对供应商生产准备时间和准备成本的缩减问题； iii）扩展了批对批的订货方式，研究了多批次等量运输的情形下供需双方的最优决策； iv）扩展了多批次等量运输模型，考虑每批运输量不等的情形。 本文首先基于上面四部分内容，分别建立了随机需求下的供需双方各自占主导地位的Stackelberg博弈模型以及供应链集成和协调模型，同时考虑到提高生产率、安全库存优化以及允许缺货的情况，根据不同的模型给出了相应的求解方法。然后，通过算例讨论了供应商和零售商在各种订货模式下最优决策和总成本之间的相互影响，并设计了合理的供应链协调机制。 本文得到的主要结论为：通过将传统文献中的确定参数作为决策变量进行控制，从而优化了供需双方的决策，有效地缩短了提前期，减少了生产准备成本和安全库存量，达到了降低供应链成员及整体总成本的目的；此外，通过对博弈和集中决策模型结果的比较，可知供应链集中决策达到了系统最优，但不能保证供需双方均在合作中受益，所以我们设计了一种基于成本分担的协调机制来激励各参与方接受合作，从而实现共赢。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景与意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1单一节点优化问题研究

1.2.2供应链整体优化问题研究

1.2.3供应链中博弈与协调问题研究

1.3 本文研究的问题与内容

1.3.1本文研究问题的提出

1.3.2本文的研究内容与思路

1.4本文章节结构

2相关理论概述

2.1 引言

2.2博弈论框架

2.2.1 Stackelberg博弈模型

2.2.2博弈论在供应链中的应用特点

2.3二层规划问题

2.3.1二层规划问题的数学模型

2.3.2二层规划模型的求解

2.3.3二层规划在供应链管理中的应用

2.4供应链的集成与协调

2.4.1供应链的集成

2.4.2供应链协调问题

2.4.3协调机制设计

2.5本章小结

3提前期可控的批对批Stackelberg博弈与协调问题研究

3.1 引言

3.2 问题及模型说明

3.2.1符号说明

3.2.2基本假设

3.3成本函数构成分析

3.3.1供应商和零售商的成本函数构成

3.3.2成本函数分析

3.4 Stackelberg博弈模型

3.4.1供应商先动模型

3.4.2零售商先动模型

3.5供应链联合库存优化模型

3.6协调机制设计

3.7算例与数值分析

3.7.1考虑提高生产率成本g(P)的线性形式

3.7.2考虑提高生产率成本g(P)的指数函数形式

3.7.3考虑提高生产率成本g(P)的幂函数形式

3.8本章小结

4生产准备时间可控的批对批stackelberg博弈与协调问题研究

4.1 引言

4.2问题及模型说明

4.2.1符号说明

4.2.2基本假设

4.3成本函数构成分析

4.3.1供应商和零售商的成本函数构成

4.3.2成本函数分析

4.4 Stackelberg博弈模型

4.4.1供应商先动模型

4.4.2零售商先动模型

4.5供应链联合库存优化模型

4.6协调机制设计

4.7算例与数值分析

4.7.1考虑提高生产率成本g(p)的线性形式

4.7.2考虑提高生产率成本g(P)的指数函数形式

4.7.3考虑提高生产率成本g(P)的幂函数形式

4.8本章小结

5提前期可控的多批次等量运输stackelberg博弈与协调问题研究

5.1 引言

5.2问题及模型说明

5.2.1符号说明

5.2.2基本假设

5.3成本函数构成分析

5.3.1供应商和零售商的成本函数构成

5.3.2成本函数分析

5.4 Stackelberg博弈模型

5.4.1供应商先动模型

5.4.2零售商先动模型

5.5供应链联合库存优化模型

5.6协调机制设计

5.7算例与数值分析

5.7.1考虑提高生产率成本g(P)的线性形式

5.7.2考虑提高生产率成本g(P)的指数函数形式

5.7.3考虑提高生产率成本g(P)的幂函数形式

5.8本章小结

6提前期可控的多批次不等量运输Stackelberg博弈与协调问题研究

6.1 引言

6.2 问题及模型说明

6.2.1符号说明

6.2.2基本假设

6.3 目标函数及约束分析

6.3.1供应商和零售商的成本函数构成

6.3.2约束条件

6.3.3目标函数分析

6.4 Stackelberg博弈模型

6.4.1供应商先动模型

6.4.2零售商先动模型

6.5供应链联合库存优化模型

6.6协调机制设计

6.7算例与数值分析

6.7.1 Stackelberg博弈模型

6.7.2供应链联合库存优化模型

6.7.3模型结果分析

6.7.4协调机制设计

6.8本章小结

7结论与进一步研究展望

7.1 本文的主要工作及创新点

7.2本文的不足与进一步研究方向

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间参加的科学研究情况