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供应链信息共享激励机制研究 摘要 供应链成员企业之间的信息共享在供应链协调过程中发挥着最为关键的作 用。有效的信息共享，可以减少终端消费需求信息沿供应链向上传递过程中的 波动程度放大现象，帮助企业合理安排生产作业及库存配送计划，高效控制物 流的数量和流向，直接降低供应链运营成本。信息共享能促进供应链成员企业 间的相互信任，提高整个供应链对市场变化的快速响应能力。但由于利益追求、 风险防范、道德危险和机会主义等因素的影响，供应链成员普遍缺乏信息共享 的意愿，即使在某种情况下愿意共享信息，所提供的私有信息不一定完全与实 际相符，不准确甚至歪曲的信息更易导致错误的决策。 在供应链协作中，供应商与零售商之间的合作尤为重要，其中零售商的促 销水平极大的影响了产品的需求与销量，但同时促销活动也给零售商带来了额 外的经营成本，经营成本的增加将导致零售商未必有足够的积极性加大对促销 活动的投入，因此需要供应商共同分担部分经营成本。 本文首先讨论了博弈论在供应链协调中的应用，总结了供应链协调中所使 用的各种主要契约形式的特点，分析了供应链信息共享激励机制的研究现状并 指出当前研究所存在的问题。然后，以博弈论和机制设计理论为主要研究工具， 在随机需求条件下，利用回购契约与销量返利组合契约，分析在允许二次进货 的情况下供应商和零售商之间的利益关系，并设计了一种混合契约，以激励零 售商为获得更多利润而加大促销活动的投入。以信息共享准确度为关键因素， 通过建立单个供应商和单个零售商的两层供应链s t a c k e l b e r g 博弈模型，分析了 供应链成员利益与信息准确度之间的相互关系。 关键词：供应链；信息共享；博弈论；契约理论 i v r e s e a r c ho ni n c e n t i v em e c h a n i s mo fi n f o r m a t i o ns h a r i n gi n s u p p l yc h a i n s a bs t r a c t i n f o r m a t i o ns h a r i n ga m o n gt h em e m b e r si nas u p p l yc h a i ni sp l a y i n gak e y r o l ei nt h es u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o np r o c e s s e s e f f e c t i v ei n f o r m a t i o ns h a r i n gi s h e l p f u lt or e d u c et h ef l u c t u a t i o no fc o n s u m e rd e m a n di n f o r m a t i o ne n l a r g e di nt h e t r a n s f e r r i n gp r o c e s su p w a r da l o n gt h es u p p l yc h a i n i tc a nh e l pt h ee n t e r p r i s e st o d e a le f f i c i e n t l yw i t ht h es c h e m eo fp r o d u c t i o na n di n v e n t o r yd i s t r i b u t i o n ，t oc o n t r o l t h ea m o u n ta n df l o wd i r e c t i o no fl o g i s t i c se f f i c i e n t l y ，a n dt ol o w e rt h es u p p l yc h a i n o p e r a t i n gc o s td i r e c t l y i n f o r m a t i o ns h a r i n gi sa l s ob e n e f i c i a lf o rp r o m o t i n gt h e m u t u a lt r u s ta m o n gt h ee n t e r p r i s e s ，i m p r o v i n gt h er e a d yr e s p o n s ea b i l i t ya g a i n s tt h e c h a n g e so fm a r k e t s n e v e r t h e l e s s ，t h em e m b e r so fas u p p l yc h a i na r eo f t e n r e l u c t a n tt os h a r et h e i rp r i v a t ei n f o r m a t i o n ，d u et ob e n e f i tp u r s u i t ，r i s ka v o i d a n c e ， m o r a lh a z a r d ，a n do p p o r t u n i s m e v e ni ft h e yw i s ht os h a r ei n f o r m a t i o nt os o m e e x t e n t ，s h a r e di n f o r m a t i o no fb o t hs i d e si sn o tn e c e s s a r i l yc o m p l e t e l ya c c u r a t e ， w r o n gd e c i s i o n m a k i n gi s e a s i e rt ob em a d eb e c a u s eo ft h ei n a c c u r a t ee v e n d i s t o r t e di n f o r m a t i o n i ns u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n ，t h ec o o p e r a t i o nb e t w e e nt h es u p p l i e ra n dt h e r e t a i l e ri sv e r yi m p o r t a n t t h er e t a i l e r ss a l ep r o m o t i o n a le f f o r tl e v e le x t r e m e l y a f f e c t st h ed e m a n da n dt h es a l e ，a n dt h ep r o m o t i o na c t i v i t i e sa r ec o s t l y d u et ot h e i n c r e a s e do p e r a t i n gc o s t ，t h er e t a i l e rm a yn o th a v ee n o u ，g he n t h u s i a s mt oe n l a r g e i n v e s t m e n tf o rt h o s ea c t i v i t i e s ，s oi tr e q u i r e st h a ts u p p l i e rs h o u l ds h a r et h ec o s to f e f f o r t t h ea p p l i c a t i o n so fg a m et h e o r yi ns u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o na r ed i s c u s s e d ， a n dv a r i o u sc o n t r a c tt y p e sa r ea n a l y z e df i r s t l y a n dt h es t a t e so ft h ea r to fi n c e n t i v e m e c h a n i s mo fi n f o r m a t i o ns h a r i n gi ns u p p l yc h a i n sa r es u r v e y e d ，a l o n gw i t ht h e m a i np r o b l e m s s e c o n d l y , ac o n t r a c tc o m p o s e do fb a yb a c kc o n t r a c ta n ds a l e s r e b a t ec o n t r a c ti su s e du n d e rs t o c h a s t i cd e m a n d ，a n dt h eb e n e f i tb e t w e e ns u p p l i e r a n dt h er e t a i l e ru n d e rt h es i t u a t i o no fa l l o w i n gr e s t o c ki sa l s oa n a l y z e db a s e do n g a m et h e o r ya n dm e c h a n i s md e s i g nt h e o r y ah y b r i d c o n t r a c ti s d e s i g n e dt o s t i m u l a t et h er e t a i l e rt oe n l a r g ei n v e s t m e n ti ns a l e sp r o m o t i o na c t i v i t i e si no r d e rt o g a i nm o r ep r o f i t a n das t a c k e l b e r gg a m em o d e li sg i v e nf o rat w o - e c h e l o ns u p p l y c h a i nc o m p r i s e das u p p l i e ra n dar e t a i l e r ，w h i c ht a k e ss h a r i n gi n f o r m a t i o na c c u r a c y a sak e yf a c t o r f i n a l l yt h er e l a t i o nb e t w e e ns u p p l yc h a i nm e m b e r s b e n e f i ta n d s h a r i n gi n f o r m a t i o na c c u r a c yi sa n a l y z e d k e y w o r d s s u p p l yc h a i n ；i n f o r m a t i o ns h a r i n g ；g a m et h e o r y ；c o n t r a c tt h e o r y v 插图清单 图2 1 供应链模型4 图2 2 牛鞭效应6 图2 - 3 供应链信息共享模型7 图2 - 4 由供应商和零售商组成的典型供应链1 3 i x 表格清单 表2 - i 博弈的分类及对应的均衡概念9 x 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得金月巴王些态堂 或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 召f 主、 签字日期：力以年多月堂日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒月里王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权金月曼王些盍堂可以将学位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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 召p - 弘 一、 签字日期：砂留年月乡日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： i i i 导师签 签字日 电话： 邮编： 劢 f 刍心日 致谢 值此论文完成之际，衷心地向辛勤培育我的导师卢光松老师表示崇高的敬 意和深深的感谢。两年半来，卢老师在学习、生活和工作上给了我无微不至的 关心和帮助，我所取得的每一点成绩都倾注了恩师的大量心血，使我毕生难忘。 从论文的选题、构思到撰写以及修改完成都得到了卢老师的指导、关心和支持。 卢老师渊博的知识、严谨与实事求是的治学态度、高深的学术造诣、敏锐的学 术思想、忘我的工作精神、以及诲人不倦的师者风范是我终身学习的楷模。 感谢合肥工业大学管理学院杨善林、刘心报、梁昌勇、倪志伟、钟金宏、 何建民、李兴国、杜习英、杨颖、顾东晓等老师对我的关心、指导和帮助，他 们的教诲为本文的研究提供了理论基础，并创造了许多必要条件和学习机会。 同时感谢合肥工业大学体育部李峰，王勇老师等对我学习生活的关心与照 顾，使得我的研究能够顺利进行。 在两年半的研究生生活中，夏二宏、李丹、黄少武、龚芳、周志纯、郭瑞、 顾峰等同学在学习上和生活上也给予我很大的帮助，在此一并谢过! 感谢父母的养育之恩以及对我的支持l 感谢各位评审专家在百忙中抽出时间对论文进行了仔细的评阅。 v i 作者：邓云 2 0 0 8 年5 月2 5 日 第一章绪论 1 1 课题背景与研究意义 自l9 8 2 年管理顾问基思奥利弗( r k e i t ho l i v e r ) 提出“供应链管 理 ( s c m ，s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) 这个术语以来，经过学术界2 0 多年的调 查研究以及根据各个企业成功与失败的经验，人们已普遍意识到，随着全球化 信息网络和全球化市场的形成，供应链各成员企业之间的利益关联日益紧密。 2 1 世纪大多数的企业不再是单打独斗，而是形成经济联盟，互相协作，共同面 对越来越严峻的竞争压力，各企业之间的竞争力来自于其所在供应链的灵敏度 与协调性。 1 1 1 研究背景 全球导向、迅速变化的技术经济环境和剧烈的市场竞争对企业提出了更高 的柔性要求，单个企业已难以凭借自身力量适应快速变化的市场需求。发展企 业之间的合作，建立一种利益共享、风险共担的机制己成为企业赢得生存和发 展空间必不可少的手段。随着信息传输成本和市场交易成本不断地大幅下降， 企业之间的分工也在日益细化，纵向一体化企业逐渐解体，越来越多的企业开 始考虑选择一个或者少数几个中间环节开展专业化经营，发展和培育核心竞争 力。供应链管理作为能够整合各企业资源的新的组织和管理模式应运而生。在 供应链日常运作过程中，企业之间发生着频繁的物流、资金流、信息流交换， 彼此之间存在高度的依赖性，从而导致企业的生存和发展不仅与自身实力有关， 还与整个供应链在所处行业中的竞争优势相联系。 虽然供应链的分散式组织管理模式摆脱了传统的纵向一体化组织对企业敏 捷性的束缚，但是，由于供应链中每个环节都是具有法人资格的独立主体，供 应链成员在各项运作职能上，不再拥有对其它成员的所有权和控制权，因此各 个成员之间不可能再通过内部行政管理的方法来完成任务。因此，整个供应链 往往会由于供应链成员目标不一致、信息不对称、利益的“双重边际化 等多 方面原因而处于失调状态。 1 1 2 研究意义 供应链管理强调从全局的整体的角度对企业间利益关系进行协调管理，促 使供应链成员建立战略性合作伙伴关系，通过供应链的职能分工与合作，使各 个企业专注自己最擅长的核心业务，发挥各自优势，将其它非核心业务委托给 具有优势的合作伙伴，通过组织和协调，实现供应链成员的“共赢”，提高供 应链的整体效益。同时，在供应链协调中，信息共享的程度极大地影响了供 应链各成员的成本和利润，也影响了供应链协调的好坏。因此，供应链管理以 及如何实现供应链信息共享的研究己经越来越受到重视。 但在实践中，供应链是由不同的经济实体组成，绝大多数供应链属于分散 式控制，供应链中各企业个体以自身利益最大化为目标进行决策，这往往与供 应链其他成员利益目标相冲突，从而造成整条供应链失调。供应链失调会导致 生产成本、库存成本增加，缺货现象增多，各节点企业关系恶化等一系列不良 反应。在一个缺乏协调的供应链中，甚至会出现“个体理性与集体非理性恶性 共生的现象，从而给供应链的绩效带来负面影响乜一1 。同时，市场的供需关系 以及竞争环境是不断变化和难以预测的，为满足市场需求，供应链的各节点企 业必须加强合作和信息共享，协调与合作成为供应链管理研究的重要内容。供 应链协调就是为了提高企业乃至整个供应链的竞争能力，通过一系列的管理方 法和管理手段，加强供应链企业之间的沟通与合作，建立行之有效的利益共享 和风险共担机制，形成不同主体之间的合作关系。供应链协调有助于：加快的 新产品上市时间，降低库存、降低周转时间、高效率的人力资源、改善顾客服 务、增强企业竞争力。因此，供应链协调对于供应链绩效而言具有重要意义。 供应链成员之间的信息共享在供应链协调过程中发挥着最为关键的作用。 供应链的协调运行建立在各个成员企业高质量的信息传递与共享的基础之上。 上、下游企业生产与库存信息、终端消费需求信息等在供应链成员之间的有效 共享，可以使企业合理安排生产作业及库存配送计划，高效控制物流的数量和 流向，直接降低供应链运营成本。 尽管信息技术的发展为供应链成员的信息共享提供了技术上的可能性。但 一般情况下，如果没有合理的利润分配和风险分担机制作为保证，供应链成员 不会有信息共享的意愿。即使在某种程度上愿意共享信息，但由于利益追求、 风险防范、道德危险和机会主义等因素的影响，所提供的私有信息不一定完全 与实际相符，不准确的甚至歪曲的信息更易导致错误的决策。因此，为了提高 信息共享的准确程度，需要制定合理的激励机制，使得供应链成员愿意向其它 成员提供真实准确的私有信息，从而促进供应链的协调。 虽然目前已有不少文献分析了需求信息、上下游企业生产与库存信息对于 相关交易方的价值，论证了信息共享在减少“长鞭效应”、提高供应链绩效等方 面的重要作用，但供应链信息共享的激励机制研究由于涉及到道德风险和逆向 选择并存的不对称信息问题，同时关系到企业内部组织结构与供应链外部环境 等问题，目前国内外的研究还仅局限于针对一些特殊需求和生产模式下结构较 为简单的供应链的促进信息共享的交易契约设计问题，对影响供应链信息共享 的各种企业内外部因素与供应链内外部因素缺乏深入系统的分析，对于较为复 杂的供应链的信息共享激励机制也有待进一步深入研究。 1 2 论文内容及结构 本文将在现有文献的基础上以博弈论和机制设计理论为主要研究工具，以 2 供应链中的信息共享机制为主要研究对象，分析影响供应链信息共享的各种因 素及信息共享与供应链成员企业之间的利益博弈。 论文主要内容大致如下： 第1 章绪论部分阐述了本论文研究的背景和意义。 第2 章介绍供应链管理相关理论，主要有：博弈论及博弈论在供应链管理中 的应用，包括合作博弈与非合作博弈的介绍；信息共享及供应链契约理论。 第3 章建立单个供应商和单个零售商的两层供应链s t a c k e l b e r g 博弈模型，分 析零售商促销努力对供应链的影响以及在面对连续随机需求的订货问题下的零 售商收益问题。 第4 章以信息共享准确度为关键因素，建立单个供应商和单个零售商的两层 供应链s t a c k e l b e r g 博弈模型，分析供应链成员利益与信息准确度之间的相互关 系。并且利用种依赖其提供的信息准确度并表现为供应商边际成本的线性信 息成本支付，设计零售商提高共享信息准确度的激励机制。 第5 章总结全文并提出进一步研究的方向。 第二章供应链信息共享与博弈论 2 1 供应链管理及供应链信息共享 随着全球化信息网络和全球化市场的形成，信息在市场竞争中起到关键作 用，谁能掌握更多的有利信息，谁就能够在竞争中处于优势地位。同时，市场 的供需关系以及竞争环境是不断变化和难以预测的，特别是企业间的激烈竞争 要求企业能够对市场需求进行快速的反应。为了满足多样化的市场需求，供应 链的各节点企业必须加强合作和信息共享。在信息技术的辅助支持下，现代企 业向着集成化，敏捷化的方向发展。从军事领域应用得到启发，供应链的概念 及供应链管理理论是8 0 年代初被提出应用于制造系统，并迅速得到发展因此， 而供应链信息共享成为供应链管理研究的重要内容。 2 1 1 供应链管理概述 供应链是在不同过程和活动中通过组织接连而形成的网络，包括满足顾客 需求所直接或间接设计的所有环节。供应链各节点之间存在着产品流，信息流， 资金流，这些流统称供应链流，在供应链的不同发展阶段，供应链中出现的一 系列过程与流动，他们组合起来，以满足顾客对产品的需求同时实现供应链的 循环生产或者扩大再生产。供应链不仅仅包括供应商和零售商，还包括运输商， 仓库，分销商和顾客等等，典型的供应链模型可以表示为图2 1 ： 原材料供应商制造一生产分销 一零售用户 t土土 土土土 信息流物料流资金流 图2 1 供应链模型 4 从图中可以看出，供应链主要是供应链中的信息、产品、资金在各节点企 业之间的流动，以核心企业为主导方，其他企业为跟随方，对产品流，信息流， 资金流的流动方向，流量等进行分析与决策，通过供应链的职能分工与合作， 实现整个供应链的不断增值。供应链主要具有以下特征： ( 1 ) 动态性。由于企业战略决策因市场变化而变化，不同的发展阶段，企 业决策也不一样，同时市场对企业的优胜劣汰，引起供应链成员会发生变化， 这就使得供应链要具有灵敏的反应能力，体现为动态性。 ( 2 ) 交叉性。节点企业可以是这条供应链的成员，同时又是另一条供应链 的成员，众多的供应链形成交叉结构，增加了协调管理的难度。 ( 3 ) 复杂性。供应链由不同层次，不同职能，不同类型的节点企业构成， 而且往往由跨地区甚至跨国企业构成，因此供应链的结构比一般的单个企业内 部结构更为复杂。 ( 4 ) 面向用户需求。供应链的形成、存在和重构，都是基于市场需求而发 生，并在供应链运作过程中，用户的需求拉动是供应链中信息流、产品服务流、 资金流运作的驱动源。 对于供应链管理，目前还没有一个比较统一的定义，e v e n s 认为：“供应链 管理是通过前馈的信息供应链信息共享问冠研究流和反馈的物料流及信息流， 将供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终客户连成一个整体的管理模 式。 p h i l l i p 认为： “供应链管理是一种新的管理策略，它把不同企业集成起 来以增加整个供应链的效率，注重企业间的合作。”马士华等人给出的供应链 管理定义：供应链管理是指使供应链运作达到最优化，以最少的成本，令供应 链从采购开始，到满足最终顾客的所有过程，包括工作流( w o r kf l o w ) 、实物流 ( p h y s i c a lf l o w ) 、资金流( f u n d sf l o w ) 和信息流( i n f o r m a t i o nf l o w ) 等均高效率地 操作，把合适的产品以合理的价格，及时准确地送到消费者手上。 还有许多学者把供应链管理定义为：人们认识和掌握了供应链各环节内 在规律和相互联系基础上，利用管理的计划、组织、指挥、协调、控制和激励 职能，对产品生产和流通过程中各个环节所涉及的物流、信息流、资金流、价 值流以及业务流进行的合理调控，以期达到最佳组合，发挥最大的效益，迅速 以最小的成本为客户提供最大的附加值。 2 1 2 供应链信息共享 当今的社会是信息密集的社会，企业能否在激烈的市场竞争中生存和发展， 关键是能否及时有效的获得生产经营管理中所需要的各种信息。供应链作为一 种“扩展”的企业，其信息流动和获取方式有别于一般的单个企业，信息在其 中流动的同时，由于企业自身的利益追求、风险防范、道德危险和机会主义等 因素的影响，容易放大歪曲实际信息，b 从而产生牛鞭效应。 牛鞭效应( 图2 2 ) 是指终端消费需求信息沿供应链向上传递过程中波动程 度放大的现象，这使得企业不能合理安排生产作业及库存配送计划，无法有效 控制物流的数量和流向，直接提高了供应链的运营成本。供应链效率低下，导 致由于高库存水平和供应链灵敏度降低带来成本。 顾客销售 零售商向分销商的订单 2 0 器1 5 苎1 0 5 0 2 0 啊 巅1 5 聃 矗 1 0 5 0 时间 分销商向制造商的订单 2 0 稠 籁1 5 外 后1 0 5 0 制造商向供应商的订单 时间 时间 图2 - 2 牛鞭效应 消除牛鞭效应原理上似乎是很简单的，只需要每个企业按照市场需求制定 订单。尽管如此，由于种种原因，如库存管理，供应链的动态性和市场环境的 不确定性，使得企业不可能完全按照市场需求制定订单。因此，牛鞭效应不可 能完全消除。然而，信息共享可以减少牛鞭效应带来的影响h 1 。 供应链信息共享是指共享影响供应链高效运行的所有信息。信息共享从共 享类型和内容上来看，包括：库存信息、需求信息、销售预测信息、生产配送 计划信息等等；根据信息传递的方向可以分为上游信息共享和下游信息共享； 按照信息共享的结构模式，可分为信息传递模式、第三方模式、信息中心模式 哺6 1 。这些信息具有时效性、可见性、动态性等特征。下图是一个供应商和多个 零售商的两级供应链模型( 图2 3 ) ： 6 信息流 _ - - - - - 物流 l i l _ 图2 - 3供应链信息共享模型 在这里，我们所说的共享信息并不是企业共享其所有信息，只包含影响供 应链运营绩效的一部分信息，这部分信息影响到上下游企业能否根据市场需求 做出正确的生产经营决策，能否进行合理的利益分配以实现供应链整体的利益 最大化等等，除此之外的对供应链无意义的信息，不在共享范围之内。 由于信息不像库存，运输，设施这些供应链运营驱动要素那样显而易见， 信息作为一个主要的供应链驱动要素可能会被忽略。然而，信息却对供应链的 各个部分有着深刻的影响，主要影响包括以下两个方面： ( 1 ) 信息联系着供应链的不同阶段，是各个阶段互相协调，并对整条供应链 利润最大化其重要作用。 ( 2 ) 信息对供应链中各个阶段的日常运营来说也很重要。例如，在供应链中， 下游企业需要多少产品，何时需要到货，何时开始销售，这些信息都影响着上 游企业何时开始生产，生产多少，从而尽量减少库存带来的成本等等。 当供应链各个成员的经营目的是为了使整条供应链而不是某个个体的利润 最大化时，就出现了供应链协调问题。供应链失调会导致生产成本、库存成本 增加，缺货现象增多，各节点企业关系恶化等一系列不良反应。因此，管理者 必须决定，如何在供应链中实施这种协调，什么信息需要共享以便实现协调目 标。供应链不同企业之间的协调要求各企业之间适当地共享信息。例如，在一 个拉动流程中，假设一个供应商要为了某个制造商以实时提供的方式生产相应 的零部件，这个制造商就必须和供应商共享需求和生产信息口1 。这时，信息共 享就是供应链成功运营的关键。 2 2 博弈相关理论介绍 博弈论( g a m et h e o r y ) ，是研究决策主体的行为发生直接相互作用时候的决 策以及这种决策的均衡问题，在一定意义上，博弈论也成为“对策论 。博弈 论的基本概念包括：参与人、行动、结果、信息、战略、支付函数、均衡。其 中，参与人、战略、支付函数统称为博弈的标准型表述，参与人、行动、结果 统称为博弈规则，博弈分析的目的是使用博弈规则决定均衡。博弈论能帮助企 业在激烈的市场竞争中，更透彻地分析供应链中竞争者、顾客、供应商的决策 行为，以指导企业的战略决策。顾客、竞争者、供应商都是博弈中的参与人。 企业的每一项经营决策都会对其它参与人产生影响，而其它参与人的反应又会 影响企业的下一步决策，企业应建立全新的价值网，寻求既竞争又合作的均衡 状态互惠型竞争，以谋求企业财富的最大化。因此，在过去的二十年里， 博弈论在供应链中的应用引起了供应链管理学者及实践者的极大兴趣。 博弈论主要可以划分为合作博奔( c o o p e r a t i v eg a m e ) 和非合作博弈 ( n o n c o o p e r a t i v eg a m e ) 。这两种博弈之间的区别主要在于人们的行为互相作用 时，当事人能否达成一个具有约束力的协议，也就是有没有一种b i n d i n g a g r e e m e n t 阳1 。经济学家们谈到的博弈论，一般指的是非合作博弈。 2 2 1 非合作博弈 在一次博弈中，被参与人采用的可行行为被称为他们的对策或者策略。对 于一个参与人来说，所有可行的对策构成了其策略组合。在非合作静态博弈中， 参与者同时制定策略，并且在博弈过程中坚持他们的策略，也就是说非合作静 态博弈是同时行动，一次决策的博弈。非合作静态博弈寻求对博弈将如何发展 的一种合理推理。非合作博弈还可以划分为以下四种不同类型的博弈：纳什均 衡( n a s he q u i l i b r i u m ) ，子博弈精炼纳什均衡( s u b g a m ep e r f e c tn a s he q u i l i b r i u m ) ， 贝叶斯纳什均衡( b a y e s i a nn a s he q u i l i b r i u m ) ，精炼贝叶斯纳什均衡( p e r f e c t b a y e s i a nn a s he q u i l i b r i u m ) 。可以概括为下表( 表2 1 ) ： 8 表2 1 博弈的分类及对应的均衡概念 行动 顺序 静态动态 苈启 完全信息静态博弈完全信息动态博弈 纳什均衡子博弈精炼纳什均衡 完全信息 代表人物：纳什( n a s h ) ( 1 9 5 0 ， 代表人物：泽尔滕 1 9 5 1 )( s e l t e n ) ( 19 6 5 ) 不完全信息动态博弈 精炼贝叶斯纳什均衡 不完全信息静态博弈代表人物：泽尔滕 贝叶斯纳什均衡 ( s e l t e n ) ( 1 9 7 5 ) ，克瑞普斯 不完全信息 代表人物：海萨尼 ( k r e p s ) 和威尔逊 ( h a r s a n y i ) ( 1 9 6 7 19 6 8 ) ( w i l s o n ) ( 1 9 8 2 ) ，弗登伯格 ( f u d e n b e r g ) 和泰勒尔 ( t i r o l e ) ( 1 9 9 1 ) 在许多非合作博弈中，纳什均衡( n a s he q u i l i b r i a ) 和斯坦克尔伯格均衡 ( s t a c k e l b e r ge q u i l i b r i a ) 是两个重要的均衡概念。当参与者同时选择他们的策略 时，就是纳什均衡。反之在一个跟随关系中，跟随方根据主导方的决策行为制 定自己的策略，这就是s t a c k e l b e r g 均衡。纳什均衡和s t a c k e l b e r g 策略需要“最优 响应函数 来分析。 纳什均衡 纳什均衡( n a s he q u i l i b r i a ) 是一种策略组合，使得每个参与人的策略是对其 他参与人策略的最优反应阳3 。纳什均衡是关于博弈将会如何进行的“一致 预 测，也就是说，当参与者同时宣布他们的决策，在给定别人决策的情况下，没 有任何单个参与人有积极性选择其他战略，纳什均衡是一种“僵局 ：给定别 人不动的情况下，没有人有兴趣动阳1 。同时纳什均衡也适用于参与者不能进行 沟通交流的情况，比如著名的“囚徒困境0 j 。 定义1 假设( 掣，) 是一组策略，石“，屯) 和石( 雨，x 2 ) y g 两个非合作参与人 的效用函数。如果对于一切策略五五和x 2 五，不等式z ( 掣，) z ( 五，) 和 五( 掣，) 石( 掣，恐) 都成立，则这组策略就组成了一个纳什均衡。其中掣和 分别是m a x 而叫z ( 而，) 与m a x 而。而正( 掣，x 2 ) 的解n l 1 2 3 假设连续可微，且( 而，毛) r 2 ，则，该定义表明，如果策略组( 掣，) 是一 9 个纳什均衡，则参与者的决策比须满足酬= o 和划 = o 。 嘶 i 而：z 出2 l 而；彰 对纳什均衡进行求解相当于解非线性方程组x a = 尊( 恐) 和x 2 = 考( 五) 。 斯坦克尔伯格均衡 斯坦克尔伯格均衡( s t a c k e l b e r ge q u i l i b r i a ) 中，参与者1 ( 扮演领头者的角色， l e a d e r ) 首先进行决策，参与者2 ( 称为跟随者，f o l l o w e r ) 在观测到参与者1 的决 策变量后再设定自己的决策量。在一个宏观经济中，政府( 1 e a d e r ) 首先设定财政 货币政策，然后企业根据政策决定自己的产品价格以及雇用水平。在一些供应 链管理问题中，斯坦克尔伯格模型比纳什均衡更接近现实，因为在大多数供应 链中，都会有企业首先做出自己战略决策。比如，在一个包含一个供应商和一 个零售商的数量折扣问题中，供应商会首先给零售商一个数量折扣契约，零售 商根据契约参数决定订货量，销售价格等。 定义2 在一个两人博弈中，p 1 是领头者，p 2 是跟随者，如果领头者，对 于所有x i ，都满足： z ( ，恐i j c 2 = 鸢( # ) ) 石( 而，而i 屯= # ( 而) ) 其中孝( 五) 是追随者的最优反应函 数n 。 则# 五是一个斯坦克尔伯格均衡。 对比纳什均衡和斯坦克尔伯格均衡，我们发现博弈双方都在优化他们的目 标函数，其中追随者甚至会做得更好。在一些实际情况中我们可以看到，由于 低成本追随者的出现，高成本的领头者失去市场占有率。这些追随者仿造产品 的成本很低廉，同时也没有对成本巨大的研究开发活动进行过投资。 以上我们主要介绍了非合作博弈中常用的两种博弈模型：纳什均衡( n a s h e q u i l i b r i a ) 和斯坦克尔伯格均衡( s t a c k e l b e r ge q u i l i b r i a ) 。许多学者都用这两种模 型解决供应链上成员决策问题，除此之外，也可以使用合作博弈分析供应链的 一些问题。 2 2 2 合作博弈 在过去的5 0 多年中，为了解决合作博弈中的“公平”分配问题，许多解决 方法概念被提出，比较知名的有核心( c o r e ) 、稳定集( s t a b l es e t ) 、s h a p l e y 值、谈 判集( b a r g a i n i n gs e t ) 、内核( k e r n e l ) 、核仁( n u c l e o l u s ) 及纳什讨价还价解( n a s h b a r g a i n i n gs o l u t i o n ) 等。 在合作博弈中，允许参与人之间进行交流沟通，使得他们能够实现比在纳 什均衡或者斯坦克尔伯格均衡下获得的利益更多。大多数的合作博弈中有3 个 或3 个以上参与者，用特征函数的形式表示每个参与者的利润。合作博弈主要 用s h a p l e y 值( s h a p l e yv a l u e ) 和n u c l e o l u s 两种方法求解。只包含两个参与者的 合作博弈通常使用n a s ha r b i t r a t i o ns c h e m e 分析n 引，其不属于特征函数。 1 0 特征函数形式之外的合作博弈一一两参与者的合作博弈不属于特征函数形 式，n a s ha r b i t r a t i o ns c h e m e 或者辅助支付下的合作都可能提供可行解。 n a s ha r b i t r a t i o ns c h e m e 也称纳什讨价还价解( n a s hb a r g a i n i n gs o l u t i o n ) 是约 翰纳什( j o h nn a s h ) 在他的关于计价还价理论( b a r g a i n i n gt h e o r y ) 的文章n 列中提出 来的，约翰纳什( j o h nn a s h ) 的研究推动了现代讨价还价理论的发展。自从纳 什讨价还价解问世之后，学者们以纳什讨价还价解为基础，提出了好几种关于 讨价还价问题( b a r g a i n i n gp r o b l e m ) 的解的概念。 辅助支付下的合作一一假设其中一个参与者能给其他人辅助支付，以最大 化系统总目标函数，使得参与者能够进行合作，对由于合作而产生的额外利润 进行在分配。 特征函数形式下的合作博弈假设在一次博弈中，有多个人参与，每个人之 间能够进行交流沟通，能通过合作提高他们的获得的利益。许多这样的博弈模 型可以用特征函数形式来进行分析。 ( 1 ) s h a p l e y 值( s h a p l e yv a l u e ) s h a p l e y 值在直观上是所有边际贡献的平均值，这种边际贡献是一个当事人 对他所能参与的各种联盟的做出的贡献，也就是由于他的加入各种联盟总和收 益的增长。l l o y ds s h a p l e y 于1 9 5 3 年建立了这一概念，并提出了明确的计算公 式。 ( 2 ) 核仁( n u c l e o l u s ) 核仁( n u c l e o l u s ) 的概念由d a v i ds c h m e i d l e r 于1 9 6 9 年提出。 可转移支付联盟博弈的核仁( n u c l e o l u s ) 是所有满足下列性质的分配x 的集 合：对于每一个对x 的异议( s ，y ) ，都存在一个对( s ，y ) 的反异议。 核仁( n u c l e o l u s ) 是内核( k e r n e l ) 的一个子集。核仁( n u c l e o l u s ) 的计算可通过求 解一系列线性规划来完成，其理论上是可行的，但真正实现这一香蕉法将相当 费时，特别是n 稍大时，这几乎无法实现。 2 3 博弈论在供应链管理中的应用 博弈论主要用于分析冲突和合作。自从上个世纪四十年代博弈论被提出， 经过不断的发展，博弈论被应用于许多领域，如生物学，商务，经济，劳动仲 裁，哲学，政治，体育和战争等。过去的二十年里，博弈论在供应链中的应用 引起了供应链管理学者及实践者的极大兴趣，供应链可以被定义为“供应商， 制造商，分销商，零售商和顾客组成的一个系统，系统中物流从供应商向顾客 方向流动，信息流则是双向流动”n4 。在过去的5 0 年里，出现了许多博弈论 在经济或者管理科学中应用的理论及观点，如w a n g 和p a r l a r 1 5 提出了静态博 弈在管理科学中应用的问题。l i 和w h a n g 1 6 给出了关于供应链信息共享中操 作管理和信息系统的博弈模型，同时讨论了生产销售激励问题。过去几年中， c a c h o n 和n e t e s s i n 1 7 将博弈论运用于供应链管理分成四类：( 1 ) 非合作静态博 弈，( 2 ) 动态博弈，( 3 ) 合作博弈，( 4 ) 信号传递( s i g n a l i n g ) ，信息甄别( s c r e e n i n g ) 和贝叶斯( b a y e s i a n ) 博弈。 在供应链管理中，主要解决成员间协调，合作和竞争的关系。在集中供应 链中，核心决策者会协调各成员的行为以增强供应链的竞争能力。换句话说， 单一决策者考虑的是提高供应链运作效率的最优决策。 在供应链管理范畴内博弈问题具有以下特点n 7 1 ： ( 1 ) 、博弈的参与人是至少包括两级或两级以上的供应链中的上游与下游企 业，而不单纯是同级的企业； ( 2 ) 、供应链中信息载体有以下几种形式：库存水平、销售数据、订货状态、 需求预测、生产发货计划、绩效度量( 质量，提前期，延迟等) 和产量； ( 3 ) 、博弈参与人的行动通常是生产、订货、销售等行为，而人们在研究中 逐渐加入更多的因素，如契约、促销、质量保证、市场进入等； ( 4 ) 、博弈参与人的支付函数就是其利润( 成本) 函数，而其相应的战略就是 最大化( 最小化) 自己的利润( 成本) 函数。 c a c h o n n 叫认为，业务管理已经逐渐使用博弈的观念，但对于供应链管理， 应用的博弈论方法还是不多也不够深入，大量文献研究在非合作静态博弈下的 供应链管理，对于随机博弈，少量学者进行了研究，但其他的重要领域，如合 作博弈，重复博弈，微分博弈，信息传递，信息甄别，需要更多的深入研究。 2 4 契约理论与供应链协调 2 4 1 契约理论及供应链契约概念 契约理论( c o n t r a c tt h e o r y ) 是指在一个群体中，如果每个人相互合作，选择 合理的行为活动，则可以使该群体良性运转。但是，还是会有一些人的行为偏 离群体要求，损害其他成员的利益，而契约就是约束群体成员行为活动的一种 工具，如果偏离了群体要求，则会受到惩罚。契约理论运用在许多方面，如拍 卖，金融契约，税收优化，财产分配等等，许多理论研究也运用到契约理论， 如执行理论，机制设计，激励理论等等。契约理论使用了许多博弈论的工具， 但其研究方法与研究目的和博弈论又有一定的区别。主要区别是：博弈论的决 策环境是给定的，同时解决参与者在该环境下什么是最优决策。而契约理论是 设计决策环境，目的是促使参与者选择合理的行为活动，其要解决的问题是： 如何改变决策环境使得参与者的行为对于群体来说是有效的。 在供应链协作的研究中，供应链契约是重要的研究内容之一。所谓供应链 契约( s u p p l yc h a i nc o n t r a c t ) 是指通过提供合适的信息和激励措施，保证买卖双 方协调，优化销售渠道绩效的有关条n 引。供应链契约研究的是各参与企业的行 为动机和激励问题。 在供应链中，供应