（管理科学与工程专业论文）多属性逆向拍卖机制设计研究.pdf

多属性逆向拍卖机制设计研究 摘要 网络经济的快速发展推动了电子商务的广泛应用，电子采购因其能够较大 地降低成本，及提高采购效率等优势开始流行起来。其中逆向拍卖采购作为企 业电子采购的方式之一，近几年因其给实施企业带来了利润，也开始越来越被 众多企业所关注。但总的来说，现在网上的竟标平台基本上采用单维度( 通常为 价格) 协商方式，而对产品的其他属性没有考虑，但随着网络经济的深入发展， 电子采购往往需要就包括价格在内的多种属性进行协商，结合逆向拍卖的采购 形式，多属性逆向拍卖模式应运而生。因此，探讨多属性逆向拍卖技术在电子 采购平台中的应用与实现，具有重要的理论意义和应用价值。 正是基于上述背景，本文对多属性竞标的逆向拍卖进行深入的探讨和研 究。首先介绍了拍卖机制设计的基本理论，总结了多属性逆向拍卖涉及的相关 概念；随后回顾了多属性逆向拍卖机制的文献研究成果，从拍卖机制设计文献 和多属性逆向拍卖文献两方面梳理出前人对这一问题的研究，为本文的研究提 供理论支撑；进而总结出两轮竞价式多属性逆向拍卖机制，具体介绍了其实施 流程和优缺点，并说明了与传统采购过程的不同。 其次，进行第一轮竞价拍卖的机制设计。首先建立保证金制度、企业担保 制度、底价披露制度来有效地控制供应商违约、恶性出价等事件，其次构建供 应商信用评价体系。选取能够在网上得到并验证的三类共计八项指标，采用专 家意见法得到关于各层次的判断矩阵，并利用a h p 法方便地得到了各下级指标 相对于上一级指标的权重及一致性检验结果。随后使用满意度函数法，构造满 意度函数辑计算隶属度函数，隶属度函数与a h p 计算出来的指标权重q 相乘 得到模糊综合评价的结果s ，。当s ，大于等于一个合理的质量信用等级评分的阈 值时，则认为第j 个供应商有足够的能力和品德进入下一轮拍卖。 再次，进行第二轮多属性逆向拍卖机制设计。先对多属性拍卖的机制设计 给出了一般社会模型，随后把除价格外其它属性规定为同一属性q ，对二维拍卖 机制设计进行了详细的分析，接着给出了二维最优拍卖机制方案，并证明了最 优机制的合理性和严谨性。依据二维最优机制的模型，我们又讨论了把属性q 展开为三维属性条件下研究机制设计问题。在给出了最优效益公式前提下，详 细说明了三阶段实施三维机制设计的步骤。 最后，本文采用一个实例对上文总结的方法进行应用，采购方通过两轮竞 标的实施，成功从九个参拍供应商中最终确定了交易对象。经过二阶段机制设 计，最后达到近似最优拍卖结果。 通过研究，获得了以下研究成果与研究结论：总结了一种基于机制设计的多 属性逆向拍卖两轮采购模型设计，改进了采购方的采购模式，通过全面地分析 采购方采购计划书中包含各属性满足的招标方案，采用二轮实施方案，使交易 过程有序化，简捷化，有效地整合了采供双方关于多属性整体效用上的合作关 系，实现了双方效用近似最优化。创新之处在于：不仅考虑了数值化的协商问 题，而且考虑了非数值化的问题，并因此考虑到两轮拍卖方法，用层次分析法 和第二轮机制设计分别解决了上述问题，使得模型更符合实际需要，能够得到 更大范围的应用；同时结合给出的二维最优拍卖机制设计，讨论了电子采购中 对三维最优拍卖机制的设计方案，并给出了近似最优三维机制的实施设计，将此 方法运用到电子采购的多属性拍卖中，相信会有一定的应用价值。 关键词：多属性拍卖；逆向拍卖；拍卖机制设计；两轮竞价；层次分析法；三 维最优机制设计 i l r e s e a r c ho nm uiti a t t rib u tio nr e v e rs ea u c tio n m e c h a nis md e sig n a b s t r a c t t h ed e v e l o 弘n e mo fi 1 1 t e m e te c o n o m yp u s h e se l e c t r o n i cc o m m e r c ew i d e l yu s e d ， e p r o c l 】r e m e n ti sa ne a e c t i v em e m o d 硒rc o m p a l l i e st 0s a v ec o s ta l l dd e v e l o p e 箍c i e n c y r e c e n n y ， m u l t i 一龇r i b u t cr e v e r s ea u c t i o n ( m h a sb e e na d o p t e di n e - p r o c l m e m e n tb yl o t j so fc o m p a n i e s t i l i sn e wp r o c u i c m e mm e m o dh a sr l o ta t e i l d e n c y ；i th 嬲b e e nap 缀o fm o d e mc o m m e r c e b u t ，i l lg e n e r a l ，c o m p e t i t i v e b i d d i i 毽 o n硫e r r l e th a sac o m m o nc h a r a c t e r i s t i c ，w t l i c hi sa d o p t i n gs i n g l e d i m e n s i o n m i t ) ，( 删l yp r i c e ) c o n s l l l t a t i o nb a s e l y ，w 砒l o u tt 圭l i i l l 【h l g a _ b o u to t l l e r 舭t o r s h o w e v e r e - p r o c u r e m e n ts h o u l db ec o n s u h e dw i t l lm u l t i a t t r i b u t i o n ， i i i c l u d i n g 硼c e s o 凡缸l t i 一删b u t i o nr e v e f s e a u c t i o nm e c h a n i s m c o m e si n t 0b e i n g i t m i g h tb ear e s e a r c hh o t s p o ta i l da p p l i c a t i o nm o d e lo fe p r o c u r e m e n t 丑1 e r e 硒r e ， i 沁s e a r c h0 nm u l t i - a t t r i b u t i o nr e v e r s ea u c t i o nm e c h a m s md e s i 驴h a sa n 证q o r t a n t m e 疵g b a s i l l go nt h i sb a c k g r o u n 4t l l en l e s i st r i e st 0f e s e 疵ht h em e o 巧趾dm e t l l o do f m u l t i a t 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t t l q u a l 时a i l dc r e d i td e g r e et h r e s h o l d ，、et l l i i l l 【m es u p p l i e rc a i l e n t e rn e x ta u c t i o n r o u n d t h 砷l y ，t oe n t e rt h es e c o n dr o u l l da u c t j o nm e c h a l l i s m sd e s i g n i na d v a n c e ，吐l e n l e s i sp r o v i d eo r d i n a 眄m o d e lo fm u l t i 一釉i b u t i o nr e v e r s ea u c t i o nm e c h a i l i s m ，t h e n f o n n u l a t eo m e rp r o p e r t i e sa sap r o p e r t ye x c l u d i i l gp r i c e t h et h e s i s a n a l y s i s t 、v o - d i i n e i l s i o na u c t i o nm e c h a l l i s mi i ld e t a j l ，a t 1 es 锄et i i l ep r 0 v e so p t i i n a l 时 伽o - d i i i l e n s i o na u c t i o nm e c h a i l i s m sr a t i o n a l 时a n dn 0s p h e r e f o l l o w i n g ，d i s c u s s i i l g t 1 1 】e e - d 妇e i l s i o na u c t i o nm e c h a i l i 湖d e s i g i l i l lp r e m i s eo fo p t i m a l i t yb e n e 矗tf 嘶【i l u l 如 e r l p l a l l i i 培“si m p l e m e n ts t 印 f i n a l l y ，m e 也e s i sc h o o s e s 雠e x 锄p l et od 0 也ed e m o n s t r a t i v er e s e 鲫出 p u r c h a s i n ga g e n tc a r r i e so u tt w o - r o u l l dm u h i - a n r i b u t i o nr e 、，e r s ea u c t i o am e c h a i l i s m ， p i c k so u t 臼a d i n go b j e c ts u c c e s s 觚l y ，a n da c h i e v e sa p p r o x i m a t eo p t i m a l 毋a u c t i o n r e s u l ta tt h ee i l d t h et h e s i ss _ t u d yo nm u l t i a t t r i b u t i o nr e v e r s ea u c t i o nm e c h 锄i s md e s i 印m a k e s p r o c u r e m e n tp a t t e mb e 仕e r t h e 血o v a t i o no fm i st l l e s i si sn o to i l l yc o 璐i d e r i n g n u m e r i c a lp r o b l e m ，b u ta l s on o n m 肌e r i c a lp r o b l e m s om em o d e li sm o r ci n a c c o r d a n c e 、) r i t l la c t u 甜n e e d ，a n dr e c e i v i i l g 诹d e r 印p l i c a t i o n s i i i m l t a n e o u s l y ，t 0 i i l t e 日a t e 仰o - d i m e n s i o n a u c t i o nm e c h a m s m ，1 e l e s i s p r 0 v i d e so p t 硫a j 时 缸e e d i m e n s i o n 锄c t i o nm e c h 碰s md e s i 盟o fe - p r o c u r e m 咖t o 印p l yt 1 1 i sm e 也o d t 0m u l t i a t t r i b u t i o na u c t i o nd e f m i t e l yc a ng e tu s i i l gv a l u e k e yw o r d s ：m u l t i a t t r i b u t ea u c t i o n ；r e _ v e 璐ea u c t i o n ；a u c t i o nm e c h a n i s m d 酷i g n ；t o r o u n dc o m p e t ep r i c e ；a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) ； t h r e e - d i m e n s i o no p t i m a l i 够a u c t i o nm e c h a n i s md e s i g n i v 多属性逆向拍卖机制设计研究 o 前言 在网络经济飞速发展的今天，被称为“逆向拍卖采购 的网上电子采购方式 己在国内外广泛运用于工业品采购、政府采购及全球采购等领域中。但总的来 说，网上的竟标平台有一个共同的特点，就是竞标基本上采用单维度( 一般为价 格) 协商方式，即在逆向拍卖的过程中，只对价格进行协商，而对产品的其他属 性( 如质量，交货周期，规格等) 没有考虑。这种采购方式虽然有助于简化采购 流程，提高采购效率，但也隐含着一定的缺陷与不合理性。电子商务的发展使 得交易对象逐渐由标准化的产品如书籍、c d 等拓展到无形产品和服务领域，供 应商与采购商在进行洽谈的时候，往往需要就包括价格在内的多种属性进行协 商，这些属性也不同程度地影响着他的运营成本。显然，这种交易就不能沿用 面向产品电子市场的单维度协商方式，而必须就交易的各种属性通过协商达成 一致，结合逆向拍卖的采购形式，多属性逆向拍卖模式应运而生。 基于以上背景，笔者对多属性竞标的逆向拍卖机制设计问题产生浓厚兴趣， 自选本论文题目进行深入的探讨和研究。同时，论文参考了相关网络拍卖课题和 研究项目。文章将拍卖机制中的单一属性扩展到多属性，首先对二维拍卖机制设 计进行了详细的分析，接着给出了二维最优拍卖机制方案，并证明了最优机制 的合理性和严谨性。依据二维最优机制的模型，我们又展开为三维属性条件下 研究机制设计问题，在给出了最优效益公式前提下，详细说明了三阶段实旌三维 机制设计的步骤。通过以上研究，拟达到以下研究目的和学术创新： 1 、不仅考虑数值化的协商问题，而且考虑了非数值化的问题。采取两轮拍 卖方法，用层次分析法和第二轮机制设计分别解决上述问题，使得模型更符合实 际需要，能够得到更大范围的应用。 2 、结合给出的二维最优拍卖机制设计，讨论电子采购中对三维最优拍卖机 制的设计方案，并给出了近似最优三维机制的设计实施方案。 希望通过笔者本文的研究，对多属性逆向拍卖机制设计这一课题尽一分绵薄 之力。 房地产业多方行为规范博弈机制设计 独创声明 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，也不包含未获得 ( 篷；地遗查墓丝益要挂型直塑的! 奎拦卫窒2 或其他教育机构的学位或证书使 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： 签字日期：炒乡年户月2z 日 ， 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、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 授权学校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。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 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： 伦寺翩擗弓锄芝 婵醐：年加阳 抖日 厶z 年( 月7 日 一， 多属性逆向拍卖机制设计研究 1 绪论 1 1 研究背景 网络经济的快速发展推动了电子商务的广泛应用，电子采购 ( e p u r c h a s e ) 因其能够较大地降低成本，以及提高采购效率等优势开始流 行起来。艄r 最新调查表明，采用电子采购技术能为采购商节约l o 一1 5 的 直接采购成本，缩短5 0 一7 5 的采购周期。电子采购通过技术与服务的适当 结合，能为企业节约成本、提高效率，并帮助企业构建一个全球化的供应 组织，实现持续盈利。丽其中在线逆向拍卖采购作为企业电子采购的方式 之一，近几年因其给实施企业带来了利润，也开始越来越被众多企业所关 注。 拍卖作为一种源远流长的市场交易方式，它以其特有的公开、公平和公 正的特点得到了市场交易双方和社会公众的认可。拍卖实质上是一种具有明 确交易规则的资源配置方式与价格发现机制。常用的拍卖制度都是简单而又 富有生命力的，无论是卖主还是买主都可以采用，资源的配置结果通常也是 富有效率的。拍卖理论在过去不到半个世纪里取得的成就足以令其跻身于经 济学的前沿阵地，其巨大应用价值也已经在国债、无线电频谱等政府资产的 销售和电力、交通等新兴市场的开发中得到有力证明。如今，拍卖理论己经 成为产业经济学、公共经济学、劳动经济学及金融学等诸多学科的理论基础， 并大大地加深了人们对于各种市场价格形成机制以及本质上类似于拍卖的 经济环境的理解。正因为如此拍卖理论在过去1 0 多年以来一直是最为活跃 的经济学研究领域之一，它对于拍卖实践的解释能力和启示涵义正在不断增 强。 逆向拍卖( r e v e r s ea u c t i o nt e c h n 0 1 0 9 y ，r a t ) 是指买方利用第三方 电子商务服务商提供的网络公布标的目标价格，邀请合格供应商报价，供 应商进行第一轮投标后，电子商务服务提供商初选出5 10 名供应商参加实 时竞价，经买方综合评定后确定最终的一名或几名供应商中标。逆向拍卖 增强了采购方对供应商的控制力，也使管理费用大幅下降。与传统过程相 多属性逆向拍卖机制设计研究 比，采购方由于有些项目采购金额小，采购周期短，在与供应商的谈判中 常常处于劣势地位，不得不接受供应商的高价。但随着网络的普及和逆向 拍卖的出现，采购方可以将有共同采购需求的小采购项目组合采购实现规 模性集中采购。因为逆向拍卖只要采购金额足够大，产生的利润足以吸引 众多的供应商投标竞争，就可能以优惠的采购价格达成交易合约。 随着i n t e r n e t 的迅猛发展，这种逆向拍卖采购方式开始流行，并且迅 速风靡全球。自1 9 9 7 年起，i b m 公司首先开始在企业采购中运用在线逆向 拍卖。调查显示，全球5 0 0 强中目前有7 0 的企业使用r a t 采购软件。美国 利用r a t 进行全球采购，仅2 0 0 3 年度在印度的采购额就高达3 0 亿美元。作 为亚洲乃至全球重要的采购市场，中国的供应商也被卷入到了网上采购 中。与国外相比，国内企业对网上采购的反应略显得迟缓，但2 0 0 3 年，中 国的大型企业如华为、联想等纷纷与全球供应管理( g s m ) 服务提供商 f r e e m a r k e t s 签署协议，将采用其提供的电子采购平台，采购集团运营所需 的相关物品及服务。f r e e m a r k e t s 也将开拓中国市场作为其业务发展的一个 战略重点。近年来，我国己成功开发并且不断完善和提高逆向拍卖技术。 逆向拍卖技术的逐步成熟使这种采购方式被越来越多的企业所接受和采 用，到目前为止，国内企业应用逆向拍卖采购技术近4 0 0 次，平均每次参 加拍卖的企业为7 家，单次最高报价为1 6 5 单，平均的降价率为1 9 5 。随 着r a t 不断推广，将有更多的企业参与其中，新的采购方式必然对采购商 与供应商产生巨大影响，逆向拍卖不再是未来的某种趋势，它已经成为现 代商业中的一部分。 1 2 研究的意义 随着信息技术的发展，逆向拍卖采购系统的技术支持作用显得越来越 有价值。逆向拍卖扩展了企业选择供应商的范围，提高了供应商的整体水 平。逆向拍卖为采购方提供了全球供应商，通过逆向拍卖使采购方以低成 本获得更好的供应商，还可以降低原有供应市场的季节性波动，便于寻找 到更稳定的供应源组合。逆向拍卖提高了交易效率，节约了采供各方协商 谈判时间，提高了采购决策速度，降低采购管理费用，减小存货水平，缩 多属性逆向拍卖机制设计研究 短采购时间，加快了现金流动。 但是总的来说，网上的竞标平台有一个共同的特点，就是竞标基本上 采用单维度( 一般为价格) 协商方式，而对产品的其他属性( 如质量，交货周 期，规格等) 则由采购方竟价前统一规定并且具有不可协商性，供应商竟标 前默认或接受采购方关于其他属性的要求。这种采购方式虽然有助于简化 采购流程，提高采购效率，但也隐含着一定的缺陷与不合理性电子商务的 发展使得交易对象逐渐由标准化的产品如书籍、c d 等拓展到无形产品和服 务领域，供应商与采购商在进行洽谈的时候，往往需要就包括价格在内的 多种属性进行协商，称之为多属性协商，结合逆向拍卖的采购形式，一种 新的采购模式应运而生，即多属性逆向拍卖模式。 多属性逆向拍卖模式是电子采购的一种，是采购方与供应方交易时考 虑到多个属性的一种拍卖模式，即双方在价格以外的其他属性上进行多重 谈判的拍卖模式。由于单维逆向拍卖完成电子采购主要是单一属性价格的 竞争，属于非合作竞争博弈，不利于供需双方发展长远伙伴关系。在涉及 长远发展伙伴关系的供应链管理时，实现合作竞争博弈的多属性采购将起 主导作用。基于采供双方兴趣偏好的差异进行多属性竞标采购，重视合作 关系和创造价值，将成为未来电子采购的主流。因此，进行多属性竞标的 逆向拍卖有可能成为未来电子采购的研究热点及应用模式，多属性逆向拍 卖的采购业务流程与多属性决策与评价问题，以及探讨多属性逆向拍卖技 术在电子采购平台中的应用与实现，具有重要的理论意义和应用价值。 1 3 国内外研究现状 通常意义的单一物品拍卖中，买卖双方只对物品的价格感兴趣，而不 考虑物品的其他属性，或者说认为所有参与拍卖的物品除价格属性外没有 区别。而在实际交易时，往往需要考虑物品的更多属性，例如产品的交货 期、各种质量参数、售后服务的内容等。不难看出，凡拍卖问题不可避免 地涉及到多属性决策问题。b i c h l e r 把多属性拍卖定义为：拍卖人与竞标人 交易时考虑到多个属性的一种拍卖模式，即双方在价格以外其他属性上进 行多重谈判的拍卖模式。这种拍卖方式对b 2 b 商务模式的发展有极大的推 多属性逆向拍卖机制设计研究 动作用，因此它的研究具有非常大的应用价值。 多属性拍卖，也称多维拍卖。1 9 8 8 年，t h i e l 首次对多维拍卖 ( 舢1 t i - d i m e n s i o n a la u c t i o n ) 进行了详细的讨论。论文指出如果卖方的 偏好函数己知，多维采购问题最终将简化为单一属性的采购问题。c h e 在 1 9 9 3 年第一次全面的分析和设计的多属性拍卖，他在文中证明了二维的收入 等价原理( r e v e n u ee q u i v a l e n c et h e o r e mr e m ) 。考虑物品的价格和数量两 种属性，采用密封式拍卖，假设买方己知卖方的成本参数可能的概率分 布，并基于买方设定的评分标准给出了一种最高叫价暗标拍卖方法和一种 第二高叫价暗标拍卖方法。r o t h k o p f 和h a r s t a d 在1 9 9 4 年提出单一产品， 单一属性的拍卖已经不是最实用和普通的拍卖机制了。b i c h l e r 提出了一个 在多属性效用函数方法基础之上扩展模型。他把属性的权重也考虑了进 去。b r a n c o ( 1 9 9 7 ) 基于c h e 的独立成本模型衍生出当竞标企业成本相关联 情况下的最优拍卖机制。与c h e 的独立成本模型不同的是最优效果不能通 过拍卖过程来实现。结果，采购商必须采取两阶段机制，b r a n c o 同时证明了 两阶段首价拍卖和两阶段二价拍卖执行的是最优的拍卖机制。g i m e n e z f u n e s ( 1 9 9 8 ) 等人开发了一个多属性正拍卖系统，并假定买方a g e n t 采用 基于实例的决策理论选择策略。跳蛙法是对英式拍卖的推广，采用逆向拍 卖描述，认为估价值函数在每个属性方向上都是增函数，每次叫价时必须 在现有叫价的基础上降低价格或提高某个属性值，且其他属性值不能降 低。跳蛙法将多维空间内的搜索简化为在一条路径上的搜索，不能保证总 效用最大。t e i c h ( 1 9 9 9 ) 等人给出了基于两个属性模型的递增叫价暗标 拍卖。论文以消费者理论为工具，证明了如果采购商在拍卖之前决定了项 目的预算，那么设计最优的多属性拍卖和设计最优的非多属性拍卖是等同 的。b i e l 和w e i n ( 2 0 0 3 ) 设计了一个基于逆优化拍卖机制支持多属性即q 过程。他们假设收益函数和成本函数是相互独立的，买方知道竞标者成本 函数的形式，但不知道成本函数中各个参数的精确值。他们将招标过程分 为两个阶段：第一阶段，在信息不完全的条件下，通过多轮拍卖学习供应商 的成本函数信息：第二阶段，在信息完全的条件下，使用v i c k r e y 拍卖规则 确定供应商。这种方法在理论价值非常大，但是却很难应用到实践中。 b i c h l e r ( 2 0 0 5 ) 等人对多属性拍卖进行了试验分析，对随机产生的若干个 多属性逆向拍卖机制设计研究 多属性拍卖进行了实验分析，随机产生若干个多属性拍卖问题，并利用单 属性拍卖方法对这些问题求解，结论是用单属性拍卖方法求解多属性拍卖 问题会使效用大打折扣。此外，b i e h l e r ( 2 0 0 0 ) ，b r a n d l ( 2 0 0 3 ) ， k o p p i u s ( 2 0 0 0 ) ，t e i e h ( 2 0 0 l ，2 0 0 4 ) 和s t r e c k e r ( 2 0 0 3 ) 也先后对多属性拍 卖或者多属性采购系统进行了研究，取得了丰富的成果。 从上述分析的多属性网上拍卖模型中不难看出，前人的研究存在着明 显的缺点。b i c h l e r 是采用线性加权平均的方法解决胜出者决定问题，但该 方法很难反映出各个决策方案的真实水平：c h e 试图应用多目标效用函数的 方法解决胜出者决定问题，但模型中对偏好独立的假设使得模型应用性 差：b r a n c o 改进了c h e 和b i e h l e r 的模型，用分配效率来描述整个拍卖的效 果，但解决相应n p h a r d 问题中采用的整数规划方法过于简化，而导致实 际应用效果并不理想：b e i l 和w e i n 使用逆优化的方法学习成本函数，但是 打分规则的构造过程过于复杂，很难应用于实际。同时，为了反映各属性 之间的相对重要程度，大多数模型中都采取“权重来表示属性的重要程 度。但是以前模型中权重的设定有很大程度上是人为的，这大大降低了模 型的逻辑性和正确性。 总的来说，多属性拍卖的研究焦点集中在三方面： 一是用户效用的表示问题。现有研究一般都基于m a u t 理论( 多属性效用理 村 论) 来表示用户效用，可表示为u ( 置= m ( x ；) ) ，即用户总效用值是各个属 i 一 性对其效用的贡献值的加和。但这种表示方法的两个基本前提：各属性和总效用 之间存在线性关系，以及各属性对总效用的影响是彼此独立的假设并不成立。 二是方案的自动生成问题。由于电子采购中的多属性拍卖的交易客体 很多上是一些事务性的服务，如一次短途运输、一次市内配送等，因而要 求协商过程非常快速，这需要应用自动化协商技术，以处理招、投标方案 的自动生成等繁琐问题。一些学者基于智能代理技术，利用遗传算法进行 了一对一协商中方案的自动生成问题，但并不适应于一对多的多维拍卖领 域。 三是协商的有效性问题。协商的有效性包括协商成功率、协商回合数 以及双方效用的满足水平等。协商实际上是双方利益的博弈过程。根据博 多属性逆向拍卖机制设计研究 弈理论，合作性博弈比对抗性博弈更易达到帕累托最优，实现双赢或多 赢。但目前的研究基本上是局限于对抗性博弈，博弈双方仅以自身效用最 大化为原则来制定博弈战略，使协商成功率很低。 1 。4 主要研究内容与创新点 1 4 1 主要研究工作和论文结构 本文首先阐述了电子采购中基于逆向拍卖( r a t ) 的采购方式的相关原理 及特点与优势。之后，针对逆向拍卖( r a t ) 这种采购方式中单属性( 般为 价格) 协商方式的不足和缺陷，提出了一种新型的基于多属性逆向拍卖的采 购机制设计，并对模型进行了详细的描述，采用两轮竞标法对供应方进行 筛选、谈判，在采购方设计好采购招标书后，随后第一轮竞标中，针对供 应方信誉、产品要求质量问题、公司规模等非数值化属性采用模糊命题评 价法进行评价，筛选出可进入第二轮的合格的供应商，然后在第二轮竞标 过程中，采购方和供应方基于博弈论中的机制设计，对包括价格，交货日 期，保质保退期等多种数值类属性进行效用评估，并最终完成谈判协商过 程，达成交易，并使采供双方的效用值均达到自身近似最大化。最后，给 出模拟实例，分析并证明这个模型的有效性，提高了协商成功率并实现了 近似最优机制设计。 文章写作的基本思路如下图： 多属性逆向拍卖机制设计研究 图1 4 1 文章写作的基本思路 依据上述研究思路和结构，本文各章内容安排如下： 第一章：介绍选题的背景和研究意义，通过回顾国内外研究现状，阐述研 究逆向拍卖机制设计的重要性和必要性，梳理出全文的研究思路和基本结构， 说明文章的创新之处。 第二章：对多属性逆向拍卖机制进行总体概述。首先介绍了拍卖机制设计 的基本理论，进而从拍卖机制设计和多属性逆向拍卖两方面回顾了国内外学者 对这一问题的文献研究，最后总结出两轮竟价式多属性逆向拍卖机制的基本流 程。 多属性逆向拍卖机制设计研究 第三章：阐述第一轮逆向拍卖的原理和实施流程。选取能够在网上得到并验 证的三类共计八项指标，运用模糊评价的隶属度对信用指标进行评分，并运用 a h p 法分配指标的权重，结合满意度函数对候选供应商的信用问题、质量水平等 进行综合评价。 第四章：从机制设计的角度结合给出的二维最优拍卖机制设计，对三维拍卖 近似最优机制设计进行了研究，并证明了模型的有效性和实用性。 第五章：实证研究，根据实例分析，讨论了两轮逆向拍卖并结合了机制设 计得出结论的整体步骤，说明通过全文的研究，实际应用中有一定的实用价值， 最后总结了本文研究的局限性和发展展望。 1 4 2 本文的创新之处 本文研究了一种基于机制设计的多属性逆向拍卖两轮采购模型设计，改进 了采购方的采购模式，通过全面地分析采购方采购计划书中包含各属性满足的 招标方案，采用二轮实施方案，使交易过程有序化，简捷化，有效地整合了采 供双方关于多属性整体效用上的合作关系，实现了双方效用近似最优化。主要 创新点及意义是： l 、由于是多属性的协商拍卖问题，我们不仅考虑了数值化的协商问题，而 且考虑了非数值化的问题，所以我们采取两轮拍卖方法，用层次分析法和第二轮 机制设计分别解决了上述问题，这使得我们的模型更符合实际需要，能够得到更 大范围的应用。 2 、结合给出的二维最优拍卖机制设计，我们讨论了电子采购中对三维最优 拍卖机制的设计方案，并给出了近似最优三维机制的设计，用实例分析后，证明 了有一定的实用性，运用到电子采购的多属性拍卖中，相信会有一定的应用价值。 多属性逆向拍卖机制设计研究 2 多属性逆向拍卖机制概述 2 1 拍卖机制设计的基本理论 2 1 1 拍卖机制的性质 机制设计是微观经济学和博弈论的一个重要分支，它是研究如何使系统 成员履行全局最优解的问题。近年来，机制设计已被应用于电子市场设计、 时刻表的制定问题和资源组合分配等问题中，其应用前景广阔。本文研究的 多属性逆向拍卖招投标机制是机制设计理论的典型应用。 机制设计理论本质上是非对称信息对策论在经济学上的应用。根据信息 完全与否，结合对参与者行动先后次序的界定，可分为以下四种不同类型的 博弈：完全信息静态博弈、完全信息动态博弈、不完全信息静态博弈和不完全 信息动态博弈。机制设计实际是一个不完全信息博弈，可以用不完全信息博 弈理论来处理。机制设计是一种典型的三阶段不完全信息( 贝叶斯) 博弈1 ：第一 阶段，委托人提供一种机制或契约：第二阶段代理人行动，他决定是否接受这 种机制或契约；如果他接受，则进入第三阶段，代理人在机制约束下选择自己 的行动。与子博弈纳什均衡相比，这里的贝叶斯均衡机制似乎显得很弱，所 以就产生了激励理论中最基本的原理一显示原理。它表明，在逆向选择和道 德风险问题中，任何一个社会组织的间接机制等价于一个激励相容的直接机 制，该机制要求所有具有私人信息的个人向一个中央计划者汇报自己的偏好， 并由中央计划者代替他们选择一个行动。这一原理的发现，大大简化了问题 的复杂程度，代理人的类型空间就直接等同于信号空间，把复杂的社会选择 问题转换成博弈论可处理的不完全信息博弈，为进一步探索铺平了道路。 在本文中，供应商每轮制定的标的是供应商的行为，供应商制定行为的 原则表现为其战略。在采购拍卖过程中，供应商成本函数的形式是共同知识， 但是成本函数中各参数的具体数值却不是共同知识。在每轮拍卖中，供应商 同时竞标，属于静态博弈。在学习阶段的搏弈过程属于一个多轮不完全信息 1 陈志俊，邹恒甫“防范串谋的激励机制设计理论研究”，经济学动态，2 0 0 2 ，l o ( 1 ) ：5 2 5 8 多属性逆向拍卖机制设计研究 静态博弈，采购商的目的是为了获取供应商成本函数的具体参数。采购商和 供应商的目的都是使得自身的效用最大。 2 1 2 激励相容约束与参与约束 机制设计理论所要解决的根本问题就是不对称信息下的激励问题 ( j j l a f f o n t ，1 9 8 0 ) 1 。众所周知，不对称信息造成资源配置的帕累托无效率， 这也是困扰所有的组织设计问题中的核心难题。借助于机制设计理论，委托 人( 或组织设计者) 可以设计一组激励机制以减少或避免效率损失。 激励相容约束( i n c e n t i v ec o m p a t i b i l i t yc o n s t r a i n t ) 是说，委托人所 设计的激励机制必须能够有效地甄别代理人的不同类型，使得代理人有积极 性揭示自己的真实信息，这就意味着委托人必须给予说真话的代理人一定的 激励补偿，此即信息租金。本文所设计的多属性逆向拍卖机制中，供应商采 购投标过程中所采用的行动，即标的，是在满足采购商要求的前提下使其自 身效用最高的标的。供应商在参与投标过程中的标的效用一定高于选择其他 标的效用，从而满足激励相容约束。 而参与约束也叫个人理性约束( i n d i v i d u a lr a t i o n a l i t yc o n s t r a i n t ) 则指委托人所设计的机制不能是强制性的，它在本质上是一种契约，因而必 须是基于双方合意的基础上，故代理人在此契约中所得到的最低效用不能少 于他的保留效用( 或机会收益) 。那么，对任何参加博弈的代理人，其所有类 型幺对应的效用都不会小于保留效用玩( 幺) ，即： “，0 ，( b ，矿，) ) 甄( 幺) ( 2 1 1 ) 其中s ，为策略，保留效用玩( 幺) 是代理人不参加博弈的效用。那么，我们 就称此机制满足参与约束。 2 1 3 显示原理 下面我们给出博弈论中的显示原理： 假设以s ，为信号空间和以g 。为配置规则的机制的贝叶斯均衡是： 1 l a f f o n t ，j - j 锄de m a s l ( i n ，“ad i 自f e r e n t i a ja p p r o a c ht od o m i n 觚ts 订a t e 科m c c h 柚i s m s p 】，e c o n o m e t r i c a 1 9 8 0 ，4 8 ：1 5 0 7 1 5 2 0 多属性逆向拍卖机制设计研究 s ( 秒) = o i - ( q ) ，s 二，( 幺一。) ，s ? ( 配) ，s 二。( 够+ 。) ，s ：( 幺) ) ( 2 1 2 ) 其中：s ? 墨，谚o 。，这里，0 。是代理人i 的类型空间。那么，一定存 在一个以s 。= o 。为信号空间的直接显示机制： 雪( p ) = g 。( s 。( 秒) ) ( 2 1 3 ) 显示原理揭示：委托人设计的任何机制产生的n 个代理人的贝叶斯均衡配 置结果都可以通过一个实话实说的直接机制来实现。在讨论委托人和代理人 参与的不完全信息博弈问题时，委托人就可以集中精力去研究直接机制的设 计。在机制设计中，委托人设计的机制中包括激励内容以促使代理人说实话。 借助于显示原理，委托人可以大大简化他所设计的机制的形式。不失一 般性地，委托人只需要考虑直接机制，即要求代理人直接报告自己的类型信 息( 如生产成本、边际效用等) ，然后根据代理人的报告决定生产计划( 如产量 水平、投资水平等) 和转移支付计划。只要委托人所设计的激励机制满足激励 相容性和参与约束，它就是我们所能找到的最优的机制。在这样一个最优的 激励机制中，委托代理问题的根本矛盾被模型化为租金抽取与效率的两难冲 突，即为了满足代理人的激励约束，委托人必须给予说真话的代理人