吳忠和, 陳 宏, 吳曉志, 解東川
(1.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院 管理系,廣東 廣州 510430; 2.電子科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,四川 成都 610054)
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突發(fā)事件下不對(duì)稱信息供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制研究
吳忠和1, 陳 宏2, 吳曉志2, 解東川2
(1.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院 管理系,廣東 廣州 510430; 2.電子科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,四川 成都 610054)
針對(duì)一個(gè)由供應(yīng)商和一個(gè)零售商構(gòu)成的供應(yīng)鏈,在零售商成本為私有信息條件下,假設(shè)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求為零售價(jià)格的指數(shù)函數(shù),研究如何協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。首先,給出了對(duì)稱信息下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型;然后,研究了不對(duì)稱信息下集權(quán)式與分權(quán)式供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)機(jī)制;再次,在突發(fā)事件引起零售商成本分布函數(shù)擾動(dòng)情況下,通過(guò)引入供應(yīng)商由于可能需要調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃而產(chǎn)生的偏差成本,研究了供應(yīng)鏈的最優(yōu)應(yīng)對(duì)策略。 研究表明,供應(yīng)鏈的最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃、最優(yōu)批發(fā)價(jià)格和最優(yōu)零售價(jià)格均具有一定的魯棒性,當(dāng)突發(fā)事件造成零售商期望成本在一定范圍內(nèi)發(fā)生擾動(dòng)時(shí),三者可以保持不變,當(dāng)零售商期望成本擾動(dòng)超過(guò)一定范圍內(nèi)時(shí),則需要對(duì)之加以調(diào)整,才能有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。最后,通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論。
不對(duì)稱信息;供應(yīng)鏈;應(yīng)急管理;協(xié)調(diào)機(jī)制
當(dāng)今突發(fā)事件頻發(fā)的社會(huì)環(huán)境,充滿了許多不確定的因素,供應(yīng)鏈運(yùn)作過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的突發(fā)情況,如911恐怖襲擊、戰(zhàn)爭(zhēng)、“非典”、“禽流感”等重大公共衛(wèi)生事件、5.12汶川大地震、3.11日本大地震、4.20蘆山大地震等重大自然災(zāi)害事件,使得供應(yīng)鏈原先制定的計(jì)劃出現(xiàn)了偏離或者擾動(dòng),原來(lái)協(xié)調(diào)的供應(yīng)鏈不再協(xié)調(diào),影響了供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的合作,從而影響了整個(gè)供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力,給企業(yè)和供應(yīng)鏈管理造成了巨大的影響。企業(yè)界和學(xué)術(shù)界都意識(shí)到了突發(fā)事件下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制的重要性。因此,研究供應(yīng)鏈應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前,對(duì)于突發(fā)事件下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題的研究正處于起步階段。Qi等[1]研究了在單供應(yīng)商和單零售商構(gòu)成的簡(jiǎn)單供應(yīng)鏈系統(tǒng)中,在假設(shè)零售商面對(duì)的市場(chǎng)需求是關(guān)于價(jià)格的線性函數(shù)的情形下,當(dāng)需求出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí),如何利用全單位數(shù)量折扣契約應(yīng)對(duì)突發(fā)事件,以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào);Xu等[2]運(yùn)用數(shù)量折扣契約研究了在零售商面臨指數(shù)需求下突發(fā)事件導(dǎo)致生產(chǎn)成本發(fā)生擾動(dòng)的二級(jí)供應(yīng)鏈;Huang等[3]針對(duì)指數(shù)需求函數(shù)情形進(jìn)行需求擾動(dòng)的供應(yīng)鏈應(yīng)急協(xié)調(diào)研究;于輝等[4]假定需求為線性函數(shù),在考慮需求敏感系數(shù)變化下,給出了抗突發(fā)事件的數(shù)量折扣契約;吳忠和等[5,6]研究了二級(jí)供應(yīng)鏈中突發(fā)事件造成市場(chǎng)需求和零售商購(gòu)買成本同時(shí)發(fā)生擾動(dòng)時(shí),以及突發(fā)事件造成隨機(jī)市場(chǎng)需求分布函數(shù)和制造商生產(chǎn)成本同時(shí)擾動(dòng)時(shí)的供應(yīng)鏈應(yīng)急協(xié)調(diào)問(wèn)題,分別采用數(shù)量折扣契約和期權(quán)契約實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào);此外,吳忠和等[7]在Xiao等[8]研究需求變化下一個(gè)供應(yīng)商和兩個(gè)基于Bertrand博弈競(jìng)爭(zhēng)零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈對(duì)突發(fā)事件的協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了生產(chǎn)成本、市場(chǎng)需求和價(jià)格敏感系數(shù)同時(shí)擾動(dòng)的協(xié)調(diào)機(jī)制,運(yùn)用線性數(shù)量折扣契約實(shí)現(xiàn)了多因素?cái)_動(dòng)下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào);Chen等[9]運(yùn)用數(shù)量折扣契約研究了需求擾動(dòng)時(shí)一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)零售商占主導(dǎo)地位及多個(gè)附加零售商組成的供應(yīng)鏈;盛方正等[10]考慮了由一個(gè)供應(yīng)商和n個(gè)零售商組成的供應(yīng)鏈中,在存在突發(fā)事件的供應(yīng)鏈中使用線形轉(zhuǎn)移支付合同協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的問(wèn)題,給出了可以協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)移支付合同應(yīng)滿足的條件。
在非對(duì)稱信息供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制研究方面,Yue等[11]利用Bertrand博弈理論研究了市場(chǎng)預(yù)測(cè)信息為不對(duì)稱信息時(shí)的兩個(gè)相互補(bǔ)充產(chǎn)品的供應(yīng)鏈優(yōu)化決策;索寒生等[12]研究了在私有信息下,供應(yīng)商運(yùn)用委托-代理模型實(shí)施了最優(yōu)回購(gòu)策略,但信息結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱導(dǎo)致分布式系統(tǒng)的決策偏離集權(quán)式系統(tǒng)下的決策,因此在非對(duì)稱信息情況下供應(yīng)鏈無(wú)法達(dá)到協(xié)調(diào);徐曉燕等[13]了生產(chǎn)成本信息不對(duì)稱條件下,當(dāng)零售商處于主導(dǎo)地位時(shí),供應(yīng)商的謊報(bào)行為以及謊報(bào)對(duì)供應(yīng)鏈績(jī)效的影響。對(duì)于信息不對(duì)稱的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題,與這些研究相比,本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于構(gòu)建的是需求與價(jià)格之間為負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系,考慮的是銷售成本為零售商的私有信息,通過(guò)機(jī)制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了分權(quán)式系統(tǒng)下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。而索寒生等[12]以零售價(jià)格為非對(duì)稱信息,供應(yīng)商不知道零售價(jià)格,只知道其分布,該研究的分布式系統(tǒng)供應(yīng)鏈無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào);徐曉燕等[13]的研究以生產(chǎn)成本信息為不對(duì)稱信息,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)分散式供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。
目前,有關(guān)非對(duì)稱信息下供應(yīng)鏈應(yīng)急管理方面的研究還很少涉及。覃艷華等[14]考慮了二級(jí)供應(yīng)鏈在隨機(jī)市場(chǎng)需求下突發(fā)事件導(dǎo)致市場(chǎng)需求發(fā)生變化且變化后的需求信息是不對(duì)稱信息時(shí)的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題;曹細(xì)玉等[15]考慮了機(jī)市場(chǎng)需求下的二級(jí)供應(yīng)鏈,探討了突發(fā)事件導(dǎo)致市場(chǎng)需求和零售商邊際成本同時(shí)變化且變化后的零售商邊際成本是不對(duì)稱信息時(shí)回購(gòu)契約對(duì)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)作用。
與一般的對(duì)稱信息或不對(duì)稱信息供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題相比,突發(fā)事件下的不對(duì)稱信息供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題的技術(shù)難點(diǎn)在于,既要通過(guò)機(jī)制設(shè)計(jì),設(shè)法消除信息不對(duì)稱的障礙,使信息共享,以使供應(yīng)鏈獲得最大效率,又要設(shè)法克服突發(fā)事件對(duì)供應(yīng)鏈參數(shù)擾動(dòng)的影響,尋求應(yīng)對(duì)突發(fā)事件引起供應(yīng)鏈參數(shù)擾動(dòng)的協(xié)調(diào)策略。
本文針對(duì)一個(gè)由供應(yīng)商和一個(gè)零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈,假設(shè)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求為零售價(jià)格的指數(shù)函數(shù),在零售商成本為私有信息條件下,在面對(duì)突發(fā)事件引起的零售商生產(chǎn)成本變化的情況下,研究如何調(diào)整原來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。
首先考慮集權(quán)供應(yīng)鏈的情況,在集權(quán)式供應(yīng)鏈中,由集中決策者來(lái)尋求供應(yīng)鏈整體的最大化。
供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn)為:
最優(yōu)訂貨量:q*=ae-(1+k(cs+cr))
(1)集權(quán)式控制情形
在集權(quán)式控制下,供應(yīng)鏈系統(tǒng)由一個(gè)決策者統(tǒng)一作出決策,集權(quán)式控制下供應(yīng)鏈期望利潤(rùn)模型為:
Πc(p)=E[q(p-cs-cr)]
結(jié)論1 集權(quán)式控制下供應(yīng)鏈最優(yōu)契約為:
(1)
最優(yōu)訂貨量為:qc=ae-(1+k(cs+μ))
(2)
(3)
(2)分權(quán)式控制情形
在分權(quán)式控制下,供應(yīng)鏈成員是以追求自身利潤(rùn)最大化為目標(biāo)的獨(dú)立決策者。根據(jù)委托一代理理論,供應(yīng)商是委托人,零售商是代理人。這是一個(gè)逆向選擇問(wèn)題,在簽訂契約之前,供應(yīng)商不知道零售商的成本信息,根據(jù)機(jī)制設(shè)計(jì)原理,供應(yīng)商首先提出契約,零售商決定是否接受,如果接受契約,則選擇訂單數(shù)量和零售價(jià)來(lái)最大化其期望利潤(rùn)。除了零售商成本信息外,其他參數(shù)都是博弈參與人的共同知識(shí)。
對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō),其優(yōu)化問(wèn)題就是最大化其期望利潤(rùn),目標(biāo)函數(shù)可表示為:
供應(yīng)商優(yōu)化問(wèn)題可表示為:
(4)
(5)
式(5)表示零售商的激勵(lì)相容IC約束,零售商選擇q最大化自己的利潤(rùn)。式(4)表明供應(yīng)商的期望利潤(rùn)取決于零售商由式(5)激勵(lì)相容約束條件得到的訂貨量q。
1)零售商的優(yōu)化問(wèn)題
零售商的期望利潤(rùn)函數(shù)可寫成:
Πr(p)=q(p-w-cr)=ae-kp(p-w-cr)
(6)
相應(yīng)的最優(yōu)訂貨量為:
q(w)=ae-(1+k(w+cr))
(7)
2)供應(yīng)商的優(yōu)化問(wèn)題
結(jié)論2 分權(quán)式控制下,無(wú)突發(fā)事件時(shí)在不對(duì)稱信息下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)契約為:
最優(yōu)批發(fā)價(jià)格為:
(8)
最優(yōu)零售價(jià)格為:
(9)
最優(yōu)訂貨量為:
qN=ae-(2+k(cs+μ))
(10)
相應(yīng)地,零售商的期望利潤(rùn)為:
(11)
供應(yīng)商的期望利潤(rùn)為:
(12)
供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤(rùn)為:
(13)
當(dāng)零售商成本發(fā)生變化后,供應(yīng)鏈系統(tǒng)對(duì)原來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整會(huì)引起額外的費(fèi)用。因此,供應(yīng)鏈應(yīng)急管理的決策模型中應(yīng)考慮這些偏差費(fèi)用。設(shè)突發(fā)事件下供應(yīng)商優(yōu)化問(wèn)題可表示為:
目標(biāo)函數(shù):
考慮改變生產(chǎn)計(jì)劃引起的偏差費(fèi),用則供應(yīng)商的利潤(rùn)函數(shù)為:
(14)
假設(shè)突發(fā)事件發(fā)生后,零售商的最優(yōu)訂貨量為qD,當(dāng)新的訂貨量qD>qN時(shí),由于打破了原有生產(chǎn)計(jì)劃,對(duì)于增加的產(chǎn)品qD-qN,需要增加新的生產(chǎn)成本λ1;而如果突發(fā)事件導(dǎo)致訂貨量比原有生產(chǎn)計(jì)劃量qN少,對(duì)于剩余的產(chǎn)品qN-qD,將招致新的處理費(fèi)用λ2,(x)+=max(0,x)。
(15)
(16)
最優(yōu)零售價(jià)格為:
(17)
相應(yīng)最優(yōu)訂貨量為:
q(w)=ae-(1+k(w+cr))
(18)
下面考慮兩種情形時(shí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)機(jī)制。
供應(yīng)商的優(yōu)化問(wèn)題就可表示為:
零售商的期望利潤(rùn)為:
供應(yīng)商的期望利潤(rùn)為:
供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤(rùn)為:
供應(yīng)商的優(yōu)化問(wèn)題就可表示為:
供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤(rùn)為:
總結(jié)上面的結(jié)果,可得到下面的定理1。
定理1 突發(fā)事件下不對(duì)稱信息供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制為:
最優(yōu)訂貨量為:
最優(yōu)的零售價(jià)格為:
最優(yōu)的批發(fā)價(jià)格為:
零售商的期望利潤(rùn)為:
供應(yīng)商的期望利潤(rùn)為:
供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤(rùn)為:
由定理3,可以得出以下結(jié)論:突發(fā)事件下的原生產(chǎn)計(jì)劃具有很強(qiáng)的魯棒性。當(dāng)突發(fā)事件造成零售商成本在[μ-λ1,μ+λ2]范圍內(nèi)擾動(dòng)時(shí),供應(yīng)鏈的原有生產(chǎn)計(jì)劃科保持不變,原有的協(xié)調(diào)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào);當(dāng)突發(fā)事件造成零售商的成本擾動(dòng)超出[μ-λ1,μ+λ2]范圍時(shí),需要對(duì)原協(xié)調(diào)策略加以調(diào)整,才能使供應(yīng)鏈重新達(dá)到協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)利潤(rùn)。
本部分通過(guò)具體的算例分析來(lái)驗(yàn)證文中建立的模型。
假設(shè)a=8000,k=0.5,cs=5,λ1=0.3,λ2=0.2,零售商的成本分布函數(shù)F(cr)是均勻分布且μ=2,突發(fā)事件可能引起零售商成本的增加或減少,假設(shè)突發(fā)事件造成零售商成本的期望值擾動(dòng)范圍為[1,3]。
4.1 不對(duì)稱信息下突發(fā)事件時(shí)零售商的成本擾動(dòng)對(duì)供應(yīng)鏈的影響
圖1 μG與最優(yōu)生產(chǎn)量的關(guān)系
圖2 μG與最優(yōu)零售價(jià)格的關(guān)系
圖3 μG與最優(yōu)批發(fā)價(jià)格的關(guān)系
圖4 μG與零售商期望利潤(rùn)的關(guān)系
圖5 μG與供應(yīng)商期望利潤(rùn)的關(guān)系
圖6 μG與供應(yīng)鏈期望利潤(rùn)的關(guān)系
從上圖可以看出,突發(fā)事件發(fā)生后:
(1)零售商成本擾動(dòng)對(duì)最優(yōu)生產(chǎn)量的影響
當(dāng)μG<μ-λ1時(shí),最優(yōu)生產(chǎn)量隨著μG非線性遞減,大于無(wú)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的生產(chǎn)量,即qD>qN;當(dāng)μG>μ+λ2時(shí),最優(yōu)生產(chǎn)量隨著μG非線性遞減,小于無(wú)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的生產(chǎn)量,即qD (2)零售商成本擾動(dòng)對(duì)最優(yōu)零售價(jià)格的影響 當(dāng)μG<μ-λ1時(shí),最優(yōu)零售價(jià)格隨著μG線性遞增,小于無(wú)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的零售價(jià)格,即qD (3)零售商成本擾動(dòng)對(duì)最優(yōu)批發(fā)價(jià)格的影響 最優(yōu)批發(fā)價(jià)格在μG擾動(dòng)的各區(qū)域不隨μG擾動(dòng)發(fā)生變化。當(dāng)μG<μ-λ1時(shí),最優(yōu)批發(fā)價(jià)格大于無(wú)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的批發(fā)價(jià)格,即wD>wN;當(dāng)μG>μ+λ2時(shí),最優(yōu)批發(fā)價(jià)格小于無(wú)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的批發(fā)價(jià)格,即wD (4)零售商成本擾動(dòng)對(duì)最優(yōu)期望利潤(rùn)的影響 4.2 不對(duì)稱信息下突發(fā)事件時(shí)需求價(jià)格彈性對(duì)供應(yīng)鏈的影響 表1 不對(duì)稱信息下突發(fā)事件時(shí)需求價(jià)格彈性對(duì)供應(yīng)鏈的影響 從表1可以看出,在不對(duì)稱信息下,當(dāng)突發(fā)事件引起零售商成本降低,進(jìn)而導(dǎo)致市場(chǎng)需求增加時(shí),隨著需求價(jià)格彈性的增大,供應(yīng)商批發(fā)價(jià)格、零售商零售價(jià)格、最優(yōu)訂貨鏈及供應(yīng)鏈成員期望利潤(rùn)均是逐步減少的,從而,供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)期望利潤(rùn)也是逐步減少的。 突發(fā)事件下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制已成為非常重要的課題。本文研究了非對(duì)稱信息下發(fā)生突發(fā)事件的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制。根據(jù)以上分析,可以得出以下結(jié)論:(1)如果突發(fā)事件造成零售商成本擾動(dòng)很小,沒(méi)有超過(guò)閾值,那么供應(yīng)鏈的最優(yōu)應(yīng)對(duì)策略就是保持原來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃不變,可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(2)如果突發(fā)事件造成零售商成本擾動(dòng)范圍較大,超過(guò)了閾值,必須對(duì)原來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃、批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格作出調(diào)整,才能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。 本文的研究?jī)H是考慮一個(gè)博弈雙方均為風(fēng)險(xiǎn)中性的二級(jí)供應(yīng)鏈對(duì)突發(fā)事件的協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì),但是實(shí)踐中,一對(duì)多的二級(jí)供應(yīng)鏈或三級(jí)供應(yīng)鏈更為常見(jiàn),因此,考慮非對(duì)稱信息下一對(duì)多或多級(jí)的更加復(fù)雜結(jié)構(gòu)且博弈方具有風(fēng)險(xiǎn)偏好的供應(yīng)鏈的應(yīng)急協(xié)調(diào),將是進(jìn)一步的研究方向。 [1] Qi X T, Bard J, Yu G. 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Supply Chain Coordination Mechanism under Asymmetric Information and Disruptions WU Zhong-he1, CHEN Hong2, WU Xiao-zhi2, XIE Dong-chuan2 (1.SchoolofManagement,GuangdongVocationalofCollegeandTrade,Guangzhou510430,China; 2.SchoolofManagementandEconomics,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China) Focusing on a supply chain consisting of a supplier and a retailer, this paper studies how to coordinate the supply chain to respond to the disruption by supposing that the market demand of the product is the exponent function of the price under asymmetric information. Firstly, the coordination model under symmetrical information is given. Secondly, the coordination mechanisms of centralized supply chain and decentralized supply chain are researched. Thirdly, the optimal strategies under the fluctuation of the retailer cost distribution function caused by disruption are studied. The studies show that the optimal product plan, the optimal wholesale price, and the optimal retail price of the supply chain all have some certain robustness. When the expectation retail cost caused by disruption in a scope fluctuates, the three aspects keep unchanging. When the fluctuation of the expectation retail cost exceeds the scope, only the three aspects are adjusted so that the disruptions can be responded efficiently. Finally, through a numerical example some relational conclusions are verified. asymmetric information; supply chain; disruptions management; coordination mechanism 2013- 05-15 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(70773017);2011年度高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助課題(博導(dǎo)類)(20110185110022) 吳忠和(1969-),男,廣東廉江人,博士,研究方向:供應(yīng)鏈管理、博弈論;陳宏(1957-),男,廣西蒼梧人,教授、博士生導(dǎo)師,研究方向:供應(yīng)鏈管理、營(yíng)銷管理。 F406.2 A 1007-3221(2015)01- 0048- 095 結(jié)論
——基于企業(yè)類型和創(chuàng)新類型的視角
——基于DEA-Malmquist和Tobit的實(shí)證分析