非對稱信息下供應(yīng)鏈應(yīng)急管理和信息價(jià)值研究

崔玉泉，張 憲

(山東大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100)

?

非對稱信息下供應(yīng)鏈應(yīng)急管理和信息價(jià)值研究

崔玉泉，張 憲

(山東大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100)

研究了非對稱信息下供應(yīng)鏈在突發(fā)事件下的應(yīng)急管理和信息價(jià)值問題。當(dāng)供應(yīng)鏈生產(chǎn)計(jì)劃已經(jīng)完成后，突發(fā)事件發(fā)生并導(dǎo)致零售商所面臨的市場需求規(guī)模以及供應(yīng)商的生產(chǎn)成本同時(shí)發(fā)生突變，而且這些突變信息對于供應(yīng)鏈成員而言是非對稱的。分析了非對稱信息對應(yīng)急管理的影響以及相應(yīng)的管理對策，發(fā)現(xiàn)非對稱信息下的最優(yōu)生產(chǎn)量不超過對稱信息下的最優(yōu)生產(chǎn)量，導(dǎo)致供應(yīng)鏈系統(tǒng)收益減少并產(chǎn)生了信息價(jià)值，分析了非對稱信息下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的信息價(jià)值規(guī)律以及影響因素。最后給出數(shù)值算例說明了信息在供應(yīng)鏈中的重要價(jià)值，同時(shí)也說明了突發(fā)事件情況下實(shí)施應(yīng)急管理的必要性和重要性。

供應(yīng)鏈；非對稱信息；非線性需求；應(yīng)急管理；信息價(jià)值

1 引言

近年來，自然災(zāi)害、突發(fā)事故和公共衛(wèi)生事件等突發(fā)事件頻發(fā)，給企業(yè)和供應(yīng)鏈管理帶來了巨大的影響，突發(fā)事件將直接導(dǎo)致供應(yīng)鏈不再協(xié)調(diào)或者原有計(jì)劃不再可行，進(jìn)而影響到供應(yīng)鏈的生產(chǎn)決策并影響企業(yè)的收益，如何及時(shí)準(zhǔn)確地做出突發(fā)事件下的生產(chǎn)決策安排是目前企業(yè)急需解決的問題。

應(yīng)急管理(Disruption Management)這一概念由Clausen[1]等人于2001年在OR/MS Today提出。Qi Xiangtong等[2]率先對一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)零售商組成的供應(yīng)鏈進(jìn)行了系統(tǒng)研究，基于對稱信息和線性需求設(shè)計(jì)了數(shù)量折扣契約來協(xié)調(diào)突發(fā)事件；Huang Chongchao等[5]基于對稱信息和指數(shù)需求，研究了供應(yīng)鏈應(yīng)急管理問題；于輝等[3]假定需求為線性函數(shù)，利用數(shù)量折扣契約給出了供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)事件的最優(yōu)決策；吳忠和等[4]研究了需求和零售商購買成本同時(shí)擾動(dòng)的供應(yīng)鏈應(yīng)急協(xié)調(diào)問題；曹二保和賴明勇[6]考慮了突發(fā)事件造成市場需求規(guī)模和生產(chǎn)成本同時(shí)發(fā)生突變的情況；張菊亮和陳劍[7]在供應(yīng)商管理庫存情況下，采用未售貨物補(bǔ)償契約協(xié)調(diào)了生產(chǎn)成本突變的供應(yīng)鏈；Zhao等[8]與Lin等[10]分別采用期權(quán)和保險(xiǎn)契約研究了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。

研究供應(yīng)鏈問題的傳統(tǒng)方法中，往往假設(shè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)信息是對稱的?，F(xiàn)實(shí)生活生產(chǎn)中，信息不對稱情況普遍存在，在供應(yīng)鏈中亦是如此。如今信息愈發(fā)地成為決定經(jīng)濟(jì)增長的戰(zhàn)略資源和企業(yè)新的重要競爭力，在對稱信息的假設(shè)前提下研究問題往往就忽略了信息在供應(yīng)鏈中的價(jià)值和作用。

郭瓊[9]等基于非對稱信息研究了供應(yīng)鏈效率下降的原因，提出并使用期權(quán)契約實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策；Lau[12]等人研究了零售商具有信息優(yōu)勢時(shí)的報(bào)童模型以及供應(yīng)商如何協(xié)調(diào)此時(shí)的供應(yīng)鏈；Zhuang Pin[11,14]等研究了線性需求和非線性需求下零售商的成本結(jié)構(gòu)信息不對稱的供應(yīng)鏈問題；周建中[13]等基于以生產(chǎn)商為主導(dǎo)的Stackelberg博弈，研究了非對稱信息下市場需求和生產(chǎn)成本同時(shí)擾動(dòng)的供應(yīng)鏈最優(yōu)決策問題；Lau[15]等研究了供應(yīng)商成本信息不對稱條件下，具有信息優(yōu)勢的供應(yīng)商在確定需求情況下的謊報(bào)行為。

本文基于非線性需求和非對稱信息，研究突發(fā)事件導(dǎo)致多個(gè)要素同時(shí)發(fā)生突變時(shí)供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理問題。論文首先研究了對稱信息下供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理問題。然后，在非對稱信息情況下分供應(yīng)商和零售商作為主導(dǎo)者兩種情況分析了供應(yīng)鏈在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的應(yīng)急管理問題以及相應(yīng)的信息價(jià)值。最后，利用數(shù)值算例分析，說明了信息在供應(yīng)鏈中的重要價(jià)值以及應(yīng)急管理的有效性和必要性。

2 對稱信息下供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理

供應(yīng)商作為主導(dǎo)者時(shí)面臨的問題為:

生產(chǎn)計(jì)劃制定完畢之后，突發(fā)事件發(fā)生并導(dǎo)致市場需求規(guī)模與供應(yīng)商的生產(chǎn)成本同時(shí)發(fā)生突變。記ΔD、Δc分別為市場需求規(guī)模和生產(chǎn)成本的突變量，即突發(fā)事件導(dǎo)致市場規(guī)模由D變?yōu)镈+ΔD，供應(yīng)商的成本由c變?yōu)閏+Δc。突發(fā)事件發(fā)生后的實(shí)際需求量Q，相比供應(yīng)鏈原有已制定的生產(chǎn)計(jì)劃Q*，生產(chǎn)量的變化ΔD=Q-Q*，ΔD>0表示供應(yīng)商要增加產(chǎn)量來滿足新增加的需求，記λ1為生產(chǎn)計(jì)劃增加時(shí)額外消耗的生產(chǎn)變動(dòng)費(fèi)用；ΔD<0表示由于市場需求的減少，供應(yīng)商要降低生產(chǎn)量，同時(shí)記λ2為生產(chǎn)計(jì)劃減少時(shí)額外消耗的生產(chǎn)變動(dòng)費(fèi)用。對稱信息情況下，供應(yīng)商的決策問題如下：

maxfs(Q)=Q(w-c-Δc)-λ1(Q-Q*)+-λ2(Q*-Q)+

約束條件是零售商的理性約束條件，即表示零售商期望收益的最低值，否則他會(huì)退出從而做其他事情。對上述問題求解，經(jīng)分析可知其最優(yōu)解在邊界上取到，進(jìn)而問題可以轉(zhuǎn)化為:

有下面的結(jié)論[5-6]：

由定理2.1可以看出，在對稱信息條件下，如果市場需求規(guī)模變化較小，供應(yīng)商可以保持原有生產(chǎn)計(jì)劃不變，這說明需求變化和成本變化之間具有一種相互制約協(xié)調(diào)的關(guān)系，零售商只需調(diào)整零售價(jià)格，供應(yīng)鏈仍能得到最大利潤，且零售價(jià)格的調(diào)整只和市場需求有關(guān)[6]。

3 非對稱信息下供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理

上一節(jié)分析了對稱信息下的供應(yīng)鏈決策問題，然而需求信息以及生產(chǎn)成本信息在供應(yīng)鏈研究中一般都是不對稱的。在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中更接近市場的零售商往往會(huì)掌握更多的需求信息，在市場需求發(fā)生突變時(shí)會(huì)掌握更多的需求突變信息；同樣地，供應(yīng)商在生產(chǎn)成本信息的掌握方面上占有優(yōu)勢。

3.1 供應(yīng)商作為主導(dǎo)者非對稱信息下的應(yīng)急管理

(3.1)

(1)

(2)

(3)

(4)

約束條件(1)、(2)是激勵(lì)相容條件(IC條件)，保證了每種類型的零售商都不會(huì)違背真實(shí)的需求突變量把自己偽裝成另外一種類型的零售商；約束條件(3)、(4)是個(gè)人理性條件(IR條件)，保證了零售商自己的預(yù)期利潤的最低底線為l，否者零售商會(huì)退出。注意到約束條件(1)和(4) 可得:

因此上面決策問題3.1式可以寫為:

引理3.1

利用引理3.1，求解上面問題得到下面結(jié)論。

定理3.1 突發(fā)事件發(fā)生后，供應(yīng)商作為主導(dǎo)者，在非對稱突變信息情況下應(yīng)該采取下面應(yīng)對措施：

圖2 非對稱信息下供應(yīng)商作為主導(dǎo)者時(shí)突發(fā)事件對生產(chǎn)計(jì)劃的影響

圖2是定理3.1的圖形描述，由圖可以看出，盡管突發(fā)事件導(dǎo)致市場規(guī)模和生產(chǎn)成本發(fā)生了改變，但在某些情況下仍可以保持原生產(chǎn)計(jì)劃不變(情形3)，這和定理2.1的一些結(jié)論相類似。

在信息不對稱情況下，在生產(chǎn)決策安排上仍具有如下特點(diǎn)：市場需求明顯增加時(shí)，最優(yōu)生產(chǎn)量要增加(如情形1)；市場需求明顯降低時(shí)，最優(yōu)生產(chǎn)量要減少(如情形6)；當(dāng)決策者對市場需求信息掌握較少時(shí)，生產(chǎn)安排會(huì)有較大波動(dòng)(如情形4)。在信息不對稱情況下，決策者的生產(chǎn)計(jì)劃與決策者信息的掌握程度密切相關(guān)。

3.2 零售商作為主導(dǎo)者非對稱信息下的應(yīng)急管理

(5)

(6)

(7)

(8)

在非對稱信息情況下，同上一節(jié)類似分析，上面決策問題變?yōu)椋?/p>

引理3.2

類似于上面分析，利用引理3.2有以下結(jié)論。

定理3.2 突發(fā)事件發(fā)生后，零售商作為主導(dǎo)者，應(yīng)該采取下面應(yīng)對措施：

其中，

圖3是定理3.2的圖形描述，從圖中可以看出，盡管突發(fā)事件導(dǎo)致市場規(guī)模和生產(chǎn)成本發(fā)生了改變，但在某些情況下仍可以保持原生產(chǎn)計(jì)劃不變(情形3)，這和定理2.1的結(jié)論相類似。

在信息不對稱情況下，零售商作為主導(dǎo)者在生產(chǎn)決策安排上仍具有如下特點(diǎn)：供應(yīng)商生產(chǎn)成本明顯降低時(shí)，最優(yōu)生產(chǎn)量要增加(如情形1)；供應(yīng)商生產(chǎn)成本明顯增加時(shí)，最優(yōu)生產(chǎn)量要減少(如情形6)；當(dāng)決策者對供應(yīng)商生產(chǎn)成本信息掌握較少時(shí)，生產(chǎn)安排會(huì)有較大波動(dòng)(如情形4)。在信息不對稱情況下，決策者的生產(chǎn)計(jì)劃與決策者信息的掌握程度密切相關(guān)。

除此之外，定理3.2與定理3.1不同的是，無論η取值如何，總會(huì)存在原生產(chǎn)計(jì)劃保持不變的區(qū)域。從這個(gè)角度也說明了相比于成本，需求的變化對決策影響更顯著。

3.3 信息價(jià)值研究

圖3 非對稱信息下零售商作為主導(dǎo)者時(shí)突發(fā)事件對生產(chǎn)計(jì)劃的影響

推論3.3

(2)若

Δfd=0

其中，

推論3.4

Δfc=0

4 算例分析

4.1 供應(yīng)商做主導(dǎo)者

供應(yīng)商作為主導(dǎo)者時(shí)，設(shè)定相關(guān)參數(shù)：Δc∈{0.4,-0.4},θ∈{0.2,0.5,0.8}。結(jié)果如表1。

表1 非對稱信息下突發(fā)事件對供應(yīng)鏈的影響及應(yīng)對

表2 非對稱信息下突發(fā)事件對供應(yīng)鏈的影響及應(yīng)對

4.2 零售商做主導(dǎo)者

零售商作為主導(dǎo)者時(shí)， 設(shè)定相關(guān)參數(shù)：ΔD∈{20,-20},η∈{0.2,0.5,0.8}。結(jié)果如表2。

5 結(jié)語

未來進(jìn)一步的研究可以在非對稱信息情況下考慮供應(yīng)鏈成員風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度[17]，也可以針對更加復(fù)雜結(jié)構(gòu)的供應(yīng)鏈[16]加以研究。

[1]ClausenJ,HansenJ,LarsenJ,etal.Disruptionmanagement[R].TechnicalReport,InformationandMathematicalModelling,TechnicalUniversityfoPenmark,DTU, 2001.

[2]QiXiangtong,BardJF,YuGang.Supplychaincoordinationwithdemanddisruption[J].Omega,2004,32(4):301-312.

[3] 于輝,陳劍,于剛.協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈如何應(yīng)對突發(fā)事件[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2005,25(7): 9-16.

[4] 吳忠和, 陳宏, 趙千, 等.需求和零售商購買成本同時(shí)擾動(dòng)的供應(yīng)鏈應(yīng)急協(xié)調(diào)[J].中國管理科學(xué),2012,20(6):110-117.

[5]HuangChongchao,YuGang,WangSong,WangXianjia.Disruptionmanagementforsupplychaincoordinationwithexponentialdemandfunction[J].ActaMathematicaSinica, 2006,26(4):655-669.

[6] 曹二保,賴明勇.成本和需求同時(shí)擾動(dòng)時(shí)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)合約研究[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào),2010, 3(7):9-15.

[7] 張菊亮,陳劍.供應(yīng)商管理庫存應(yīng)對突發(fā)事件[J]. 中國管理科學(xué),2009,16(5):71-76.

[8] 于輝,陳劍,于剛. 回購契約下供應(yīng)鏈對突發(fā)事件的協(xié)調(diào)應(yīng)對[J]. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐, 2005,28(5):38-43.

[9] 郭瓊,楊德禮.需求信息不對稱下基于期權(quán)的供應(yīng)鏈協(xié)作機(jī)制的研究[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2006,12(9): 1466-1471.

[10]LinZhibing,CaiChen,XuBaoguang.Supplychaincoordinationwithinsurancecontract[J].EuropeanJournalofOperationalResearch, 2010,205(2):339-345.

[11]ZhuangPin,ZhaoLindu.Supplychainco-ordinationmechanismsunderasymmetricinformationwithretailercostdisruption[J].JournalofSoutheastUniversity(EnglishEdition), 2007,23(4): 620-625.

[12]LauAH,LauHS.Sometwo-echelonstyle-goodsinventorymodelswithasymmetricmarketinformation[J].EuropeanJournalofOperationalResearch, 2001,134(1): 29-42.

[13] 周建中, 陳秀宏.非對稱信息下市場需求與生產(chǎn)成本同時(shí)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的供應(yīng)鏈決策[J].中國管理科學(xué),2013,21 (3): 61-70.

[14]ZhuangPin，ZhaoLindu.Optimalcontractsintwo-echelonsupplychainunderasymmetricinformationandnonlineardemand[J].TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics, 2008,25(1): 74-80.

[15]LauAHL,LauHS,ZhouYongwu.Consideringasymmetricalmanufacturingcostinformationinatwo-echelonsystemthatusesprice-onlycontracts[J].IIETransactions, 2006,38(3): 253-271.

[16] 曹二保,賴明勇.多零售商供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)事件的協(xié)調(diào)機(jī)制研究[J].中國管理科學(xué),2009,17 (5):53-60.

[17]WuJun,WangShouyang,ChaoXiuli,etal.Impactofriskaversiononoptimaldecisionsinsupplycontracts[J].InternationalJournalofProductionEconomics, 2010, 128(2):569-576.

ResearchonSupplyChainDisruptionManagementandInformationValueunderSymmetricInformation

CUI Yu-quan, ZHANG Xian

(School of Mathematics, Shandong University, Jinan 250100, China)

supply chain；asymmetric information；disruption management；nonlinear demand；information value

1003-207(2016)04-0083-11

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2016.04.010

2013-10-21；

2015-11-18

山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Y2007G08)；航天恒星科技項(xiàng)目(11191306)

崔玉泉(1964-)，男(漢族)，山東曲阜人，山東大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院，教授，研究方向：數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)、現(xiàn)代物流，E-mail:cuiyq@sdu.edu.cn．

O224

A