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不对称信息的供应链激励机制研究

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2014年 第1期 第36卷总第235期 物流工程与管理 LOGISTICS ENGlNEERING AND MANAGEMENT 供应链管理 doi:10.3969/j.issn.1674-4993.2014.01.032 不对称信息的供应链激励机制研究木 口陈莎莎,谢铁军 (北京科技大学数理学院,北京100083) 【摘要】研究由单个制造商和单个零售商组成二级供应链,基于市场需求是线性的,且受价格与销售努力的影响。 首先,研究在对称信息下,集中模式和分散模式两种情况下的供应链,求出制造商和零售商使得利润达到最优时的最优 批发价及销售价;其次,研究了在信息不对称情况下,制造商的机制设计问题,得到了制造商激励批发价的表达式以及 零售商的最优零售价的公式;最后利用实例仿真对模型进行分析,结果表明该激励机制对整个供应链的收益有改善 作用。 【关键词】供应链;不对称信息;激励机制;委托代理 【中图分类号】 F274 【文献标识码】 B 【文章编号】 1674—4993(2014)01—0082—04 Asymmetric Information of the Supply Chain Incentive Mechanism Research 口CHEN Sha—sha,XIE Tie—jUB (Beijing university of science and technology,School of mathematics and physics,Beijing 100083,China) 【Abstract】It is to study consists of a single manufacturer and single retailer supply chain,based on market demand is linear,and is subject to the influence of price and sales efforts.First study under the symmetirc information,respectively from a centralized model and dispersion model in both cases,and the manufacturers and retailers to achieve the optimal profit when the optimal wholesale price and sale price;Secondly,studied manufacturers of mechanism design problem under the asymmetric information,obtained the manufacturer incentives as well as the retailer's optimal wholesale price of expression formula of the retail price;and Finally using the instance simulation conclusion that the incentive mechanism could improve the benefit of the whole supply chain. 【Key words】supply chain;asymmetirc information;incentive mechanism;entrusted agency 随着信息技术的高速发展,知识经济的兴起,市场环境的 巨大变化,企业之间的竞争变得越来越激烈,企业之间的竞争 逐渐演化为供应链之间的竞争,又供应链中各成员间都是具 有利益的主体,它们基本上都会通过隐藏自己的部分信 息,从而使得能够获得较高利润,然而在整个供应链中其核心 企业(制造商)处于支配地位,外部企业(零售商)处于从属地 位,它们是属于典型的委托一代理关系,如果制造商和零售商 本的差异影响均衡的渠道结构,产品需求的波动程度对均衡 价格也有很大的影响;文献 研究了在供应链管理中为了适 应市场的竞争从而降低成本,最后通过业务流程重组来解决 供应链成本中的不确定因素的问题;文献 是二级闭环供应 链,从期望利润最大化的角度研究模糊闭环供应链的定价与 销售努力最优决策问题;文献 在收益共享时考虑销售努力 的出租如何使得供应链利润最大;文献 在需求函数为非线 性的基础上,针对市场规模发生变化、额外成本是线性函数的 中有其一隐藏自己的部分信息,那么如何通过有效的决策协 调机制去维持供应链成员之间的合作关系是关于供应链研究 的热点之一。 情况,设计了理想的数量折扣契约协调突发事件下的供应链; 文献 考虑了产品需求量与分销商的销售努力相关时,混合 渠道供应链中分销商的订货量、销售努力的契约协调问题;文 文献…和文献 是基于委托一代理理论及模型下的供应 链激励机制进行研究,给出了理论描述;文献 是基于价格弹 性的三级供应链收益共享契约做了研究,在完全信息下考虑 销售价格和努力因素均能影响市场需求,引入奖励与惩罚系 献 研究了市场需求受到销售努力和价格的双重影响时,如 何使得供应链达到协调;文献 在随机的市场需求情形下, 且市场需求受到供应链成员努力行为因素的影响下,研究了 收益共享契约协调三级供应链模型问题;文献 在一个制造 数、利益共享契约使得供应链达到协调;文献 讨论了混合渠 道供应链的定价问题,认为传统渠道与电子渠道之间销售成 商和多个零售商的基础上,研究了零售商间的最优销售努力 【收稿日期】2013—12—20 基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(11101028) 【作者简介】陈莎莎(1989一),女,北京科技大学硕士研究生,研究方向:运筹学与控制论。 第1期 陈莎莎等:不对称信息的供应链激励机制研究 水平以及相应的供应链协调问题;文献¨ 在随机需求和信息 不对称情况下,供应商占主导地位,给出了最优的供应商决 =p(0一p+ )一wq一 由于 (2) 策;文献 是在市场需求对制造商是不对称信息下供应链激 励数值分析;文献 针对价格弹性需求和零售商的成本信息 是非对称信息下两级供应链的激励机制问题进行了探讨;文 献 基于EPR制度的与制造商激励契约设计进行了 探讨。 =一to<0,且g≥D(p),所以,g=D(p)时7rR达 到最大,因此,本文中取g=D(p)。 制造商先给出批发价W,销售商观测到W后确定零售价 P,为此,需要求解maxqr , -关于不对称信息供应链的研究大部分具有这样特点:拥 有私人信息的供应链一方,他的私人信息只影响到供应链中 成员,而没有影响到消费者的需求量。鉴于此,本文研究私人 a-p+7e )(_1)=0, 解得: 信息影响到消费者需求量的供应链。本文是研究单个制造商 和单个零售商,零售商的销售努力为私人信息,制造商采用激 励机制来诱导零售商公布自己真实的私人的信息,利用委 托一代理理论进行建模,再采用最优控制理论对其进行求解, 并用实例仿真验证结论。 1 模型假设及参数定义 为了方便模型的建立和理论分析,假设市场中是由单个 制造商和单个零售商组成的两极供应链系统,供应链成员是 风险中性的,其效用水平等于其期望收益水平。制造商生产 成本为C,零售商销售商品付出的销售努力(广告费、宣传费用 等)为e,e为零售商的私有信息,制造商不知道零售商的销售 努力情况,但是知道随机的市场需求受零售商销售努力的影 响,以及零售商的销售努力e在区间[e ,e:]的分布函数和概 率密度函数F(e)为和,(e),在本文中取e2= l二 .模型中 一斗'7 参数定义如下: ①零售商的订购量为q,市场需求为D,市场需求不仅受 到零售商的销售价格P的影响,还与零售商的销售努力有关; ②零售商从制造商订购g数量产品,订购机会只有一次, 即必须有q≥D(P); ③市场需求(D)=a—P Te,a是指市场规模(假设产品 市场规模不变,该值为定值),P是指零售商的零售价格,e是 指零售商的销售努力, 是指度量零售商的销售努力能力 系数; ④制造商的生产成本为C,他卖给零售商的批发价格 为W; ⑤零售商的销售努力为e时,它的努力成本为妒(e)= 一 2 ,其中叼为常数。 二 2对称信息下博弈模型 在对称信息下,制造商和零售商之间的信息是全部公开 的,它们都知道对方的决策信息,且制造商在整个供应链中占 主导地位即领导者,零售商占从属地位即追随者,根据制造商 和零售商之间是否进行合作,可分为集中控制模型和 Stackelberg模型。 2.I Stackelberg模型建立与求解 由上面的假设,我们可以得到供货商和零售商的收益函 数分别为: 制造商:仃 =w—c)q 2 零售商:丌 =pD—wq一等 P= —— 一 t 3)j  g=D(p) (4) 利用逆向归纳法求解可知,在完全信息下使得供应链利 润达到最优时,制造商的最优批发价为 = 土 ,最优零 售价为p ; ,最优订购量为g = 。 制造商的利润:丌M : , (5) 零售商的利润:丌 = 彳 2一等2, . 、 , (6) 供应链的总利润为: 丌 =仃 = 一 2。 (7) 2.2集中模型建立与求解 在集中控制决策情况下,供应链的总利润为: 仃=仃 +仃 =pD—cq一 }, (8) 根据求导法,可求出零售商的最优零售价为: P2 = =a+T ^ e+c,,  (9)L  那么,供应链系统的总利润为: 仃 = 等 一芋。 (10) 3不对称信息下的激励机制设计 3.1模型建立 在现实生活中,往往各企业间不存在信息完全公开的情 况,为自身利益,它们一般会隐藏自己的部分信息,从而得到 部分额外利润。现在讨论不对称信息情况下的供应链激励模 型。设制造商没有私人信息,他的所有信息零售商都知道。 零售商有私人信息,这个私人信息是销售努力e,即零售商的 类型为e。我们设制造商是委托人,零售商为代理人。零售商 申报自己的类型,制造商根据零售商申报的类型设计一个机 制,这里假设零售商接受这个机制。由(1)式以及(2)式可 知,在区间[e ,e ]内,零售商没有如实申报自己的类型,可以 获得更多收益。因此,零售商有可能隐藏自己的类型,没有如 实申报自己的销售努力。 设零售商真实的类型为e,即真实的销售努力为e,申报类 型为 ,即零售商申报的销售努力为;。制造商设计一个激 励机制{w(~e), (:)}提供给零售商,促使零售商如实申报 物流工程与管理 第36卷 自己的类型,并使得制造商自己的期望收益最大化。我们假 设零售商接受这个机制,其中 ( e)为激励批发价, (;)为 激励转移支付。记零售商申报类型为 时的收益函数为丌 (e/e),由对称信息下的Stackelberg博弈可知: p(w ̄),e ),。): e)=——— , (11)(11) 。): ): ,(12) 那么激励相容约束就相当于求解下列极值问题: mfZTT ( /e)=仃 w ),e)一 ( ) —: 4 一 2一 e一,’ (13)、  该极值问题的一阶条件为: oarrR( ( e),e) =0,即: d e c一 卜 -o, 制造商为了促使零售商如实申报自己的类型,可以令 =e时,(13)式取得极大值。 当零售商的销售努力为不对称时,制造商激励机制的设 计就转变为求解以下的优化模型: max(霄m( (e),e) (e) (e) )≥c.m) : [ (e)一c) + (e)IdF(e) (15) .c,c = × , Ve∈[e1,e2] (16) ( )仃R(ttI(e),e)一 (e)≥ 月 Ve∈[eI,e2] (17) 3.2模型求解 令 ( ): ,则激励相容约束变为 『 = l 此时将u视为控制变量, (e),T(e)视为状态变量,忽略 个人理性约束后的规划问题就转变为一个最优控制问题。 首先建立哈密尔敦函数: 日:[( ( )一。× + (。)If( ) +A。 ( )+A: ! “(e), (18) 令 。:警, = ,由变分原理可得: (e) _0, (19) (e) + ,=o, (20)、  0 w(e)… + :0,’  (21)在(18)式哈密尔敦函数中计算: (:[ 一 e)+一1e) 2 2 、 2 A Ⅱ(e),一 一’  (22) 由(18)式计算得: OH=Al+ A2, (23) 因此由(19)推出: 一 A2, (24) 所以有: =警=一 :,(25) 由(21)式可得出: ^2:=一  一丽 一, = ),’ (26)L 。  进而有: A2:一F(e)+e0, (27) 再由(20)、(22)、(25)、(26)和(27)式可以计算出: —y . (28) 那么,我们可以求得制造商设计的激励机制应该满足: , L a(e)一 aT(e)一蛐)2 × ,、 (e)‘. 求出以上解的前提是我们忽略了个人理性约束,下面讨 论个人理性约束条件(/R).考虑零售商的销售努力对其收益 的影响: ( ),e) e)=k 一 2 e),(29) a[仃R(w(e),e)一T(e)]O,trR( (e), 、, (e) ed 一 (e) de 4l - 一一_aT(e)ed .,  (30)1 jU J 又因为(14)式成立,所以可得出: : ,de (31) 删L e 由(2)式可知: ed : 出4 -r/e=qT-r/e<0,(32) 得出: e< =e:, (33) ’y一.t’ , 其中 一4町>0.对V e∈[el,e2],有: <0。 (34) 上式表示e越大,零售商的收益越低,所以激励机制应该 使得个人理性约束在e=e 时成立。所以在制造商所设定的 激励机制下,零售商的最优市场售价为: 第1期 陈莎莎等:不对称信息的供应链激励机制研究 = 型 。 (35) 4数值仿真 为了更直观的说明问题,下面通过数值仿真来分析对称 信息及不对称信息情况下,供应链系统和成员的收益变化情 况。通过对上文式子中的分析与计算,设定模型的仿真参数 如下表: 表模型所用的参数值 在不对称信息下,设零售商的销售努力在区间[20,40]之 间服从均匀分布,其分布函数和密度函数分别为:F(e)= e)=嘉我们利用M B软件进行仿真,仿真图形 如图1、图2、图3所示: 零售商的销售努力 图1 对称信息情况下。系统整体收益比较 ×1 04 1.5 0集中控制模型 1.4 + 对称信息斯坦克尔伯格模型 o o 1.3 + 不对称信息激励机制模型 o 1.2 1 1 蔷 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5L 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 零售商的销售努力 图2三种情况下。供应链系统整体收益比较 零售商的销售努力 图3对称信息及不对称信息协调机制下。 各种收益趋势变化图 从图1可知,在对称信息下,供应链系统整体收益随着销 售努力的增加而增加,销售努力越大,系统总利润越大;集中 控制情况下供应链的总收益要大于分散模式供应链的总收 益,这与现实生活相一致。从图2可知,在激励机制模式下, 供应链的总收益随销售努力的增大而逐渐增加,但增加的速 度会随的增加而逐渐减小;不对称信息加入激励机制时系统 总收益高于斯坦克尔伯格模型系统总收益,但要要低于对称 信息集中控制模型时的系统总收益。因此激励机制的实施提 高了供应链系统的总效率。从图3可知,不对称信息加入激 励机制时,零售商的收益要高于对称信息斯坦克尔伯格模型 零售商的收益,零售商这部分增加的收益是在信息不对称情 况下,零售商应该获得的由制造商支付的信息租金。 5总结 本文针对不对称信息供应链的特点,建立了制造商为委 托人零售商为代理人的激励模型,运用最优控制原理对模型 进行了求解,得到了制造商的激励批发价以及激励转移支付 的公式,得到了零售商的零售价的表达式;结果显示激励机制 的实施提高了整个供应链系统的效率。如何进一步提高供应 链系统的效率以及如何协调制造商和零售商的收益,还有待 于进一步研究。 一 [参考文献] [1]朱长宁.基于委托一代理理论的供应链激励机制研究[J]. 商场现代化,2007,(34):47-48. [2]张芳.基于委托一代理模型的供应链激励机制研究 [D].武汉理工大学,2007,66. [3]韩清艳,孙利辉,孙聪聪.基于价格弹性的三级供应链利 益共享契约研究[J].青岛大学学报(自然科学版),2010, 23,(4):85—89,95. (下转第173页) o O 第1期 冼有能:浅谈项目利润管理在销售与运作计划中的作用 理、总监办总监 2.5 S&OP高层会议 173 调整实施效果良好的S&OP,需要在高层会议上对计划做出调 整的情况将越来越少。 高层S&OP会议的主要特征包括: EVP、物流SVP、经营部总经理、国内营销总经理 3 S&OP运作过程增加成本及利润分析 ①评价关键的绩效指标和每个主要产品家族的销售和运 营计划; ②评价当前的销售和运营计划对商业计划(预算或年度 运营计划)的影响; ③解决合作关系会议所遗留下来的所有问题,考虑风险、 成本、预期效果和假设条件; ④必要的时候,对销售与运营规划做出审核通过或调整 的决策; 在S&OP预备会议增加财务经理全程参与,会前给出预 估项目成本及预估项目利润。各个项目按照以下要素提供数 据:项目发货数量、项目原材料成本、项目制造成本、项目管理 成本、项目违约成本,项目利润、要求到货时间。以方便在 S&OP预备会议决定各项目的供货数量、供货进度以及有限顺 序,使企业获得利润最大化。 下表给出了5个项目的财务分析,5个项目都是10000 台,要求到货时间相同,但预估项目利润、违约成本有很大的 差别,当原材料无法满足需求、产能紧张时,S&OP会议就很容 易决策,使得企业利润最大化。 表1 2 3 ⑤建立活动计划和任务分配文档评审过程可以针对早期 流程步骤所产生数据的集合,或者,采用图示的方式,或对数 据直接进行评审。 决策层会议所做出的决策和结果最后向整个组公布。正 常情况下,决策层会议一般由CEO或者COO主持,参加者包 5个项目财务分析 4 5 括主要高层决策人员和以上流程步骤的主要参与人员。 2 目前S&OP运作过程参与岗位及财务评估缺失 2.1数据收集和评审(整理月末报表) 营销客户经理、营销项目经理。 2.2销售规划 硼鹇 发量 要求到 货时间 200 400 85 l85 0 0 0.2 微㈤ ㈣ 姗 ㈣咖 100 10 膊 200 1O 0 0 2 11月30日 11月30 13 11月30日 l1月30日 l1月30日 营销项目经理、总监办总监、经营团队DP经理、交付经 理、营销客户经理、物流总监、DP总监。 2.3供应规划 300 400 l2 l2 15 60o 800 l600 282 382 777 n5 l 5 1O 供应规划主要由来自运营领域的人员,特别是主排程、生 产、物料和物流人员负责。 2.4 S&OP预备会议(合作关系会议) 觏斛 4结论 800 髂 在S&OP运作过程只考虑供需平衡,没有财务经理、财务 S&OP经理、物流总监、产品经理、市场总监、产品计划经 项润曲 没有对各个项目进行详细的成本及利润分析,忽略 酣酬 专员参与,理、市场经理、DP总监、物料计划经理、生产计划经理、交付经 或不重视了项目成本和利润因素,势必影响企业利润的最大 化、影响企业的生存和发展。 唧 (上接第85页) 调研究[J].软科学,2012,(O1):132—136. 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