考虑产能的需求不确定性供应链合同设计研究

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随着市场竞争愈演愈烈,个性化消费需求陆续出现,消费者对产品需求的不确定性也越来越大。这种不确定性主要表现在对产品需求量的波动和价格的变化以及生产和供应链中的偶然性,从而使整条供应链上的企业面临一定的风险。为了解决这个问题,本文从三个方面入手,首先,考虑供应链有限产能下的定价及订货策略。其次,研究当产能过剩,存在产品积压或需要组织新的生产线时,供应链开展返利促销活动时的定价及订货策略。另外,考虑按单生产供应链的生产规模和定价策略。现将本文具体研究问题及主要结论总结如下:(1)考虑一个带有利润分享合同的供应链系统,包括一个有限生产能力的制造商,以及从制造商订购特定产品的n个零售商。制造商和零售商之间存在斯坦伯格博弈,其中制造商作为领导者,具有先动优势,会提供一个利润分享合同,零售商作为跟随者,根据被提供的合同来确定其最优定价及订货策略。制造商在知道零售商的最优响应后,在其生产能力约束下,确定一个共同的收益分享比例来最大化其利润。证明了在满足以下两个条件之一的情况下,存在唯一的最优利润分享比:1)所有不同种类的商品具有同一的价格弹性系数,2)所有种类的商品的价格弹性系数不超过2。通过比较集中和分散系统,我们发现,当这两个系统都存在产能约束时,至少存在一个零售商的零售价格(和订货数量)在分散系统中低于(和高于)其在集中决策中的零售价格(和订货数量)。此外,当存在产能约束时,我们发现在集中系统中存在潜在的惩罚成本,而在分散系统中不存在潜在的惩罚成本,因为利润分享比例可以用来调整零售商的订单量从而使其恰巧满足制造商的产能约束,这会使分散系统的总利润大于集中系统的总利润。(2)研究一个返利促销下带有利润分享合同和批发价合同的供应链,并且供应链中产品需求函数同时依赖于零售价格和制造商返利值。制造商和零售商之间存在斯坦伯格博弈,其中制造商作为领导者,具有先动优势,提供一个合同包括制造商返利值和利润分享比例(或批发价格),零售商作为跟随者,根据合同来确定其最优定价及订货策略。我们得到供应链在每个合同下的斯坦伯格均衡解,并得到带有返利促销策略的供应链在利润分享合同和批发价格合同下分别实现帕累托改进的充分条件,即与没有返利策略的情况相比,制造商和零售商在不同的合同下分别都获得了更大的期望利润。更重要的是,我们还得到了一个实现卡尔多-希克斯改进的充分条件,即与没有返利策略的利润分享合同相比,在带有返利策略的利润分享合同下,制造商的期望利润更高,零售商的期望利润更低,总利润更高。进一步,我们还发现:与带有返利策略的批发价合同相比,返利策略利润分享合同可以实现卡尔多-希克斯改进。(3)考虑一个按订单生产的多周期供应链,包括一个制造商和一个零售商。由于制造商资金的匮乏,在销售季之前,零售商会参与到生产线的制定。产品的市场需求是价格敏感的且是随机的。在第一种情况下,当制造商自己组织生产时,制造商给零售商提供一个合同包括产品批发价和周期数,零售商在该合同下来确定产品零售价格和订单数量。制造商反过来根据零售商的订单数量来确定生产规模,从而进行生产。在第二种情况下,当制造商把生产线租赁给零售商,由零售商组织生产活动时,制造商给零售商提供一个合同包括租赁费(单位生产规模的租赁费)和周期数,然后零售商在该合同下确定零售价格和生产数量。研究两个合同,第一个是多周期合同,即零售商和制造商之间的关系维持N个周期。第二个是长周期合同,即N→∞时零售商和制造商达到一个长期稳定的合同关系。我们分析了这两种类型的合同,得到供应链在这两个合同下的均衡解,并发现零售商、制造商和供应链的单位周期的期望利润都是随着周期数N的增加而增加的。本论文研究对以往供应链定价及订货策略的研究分别在产能限制,返利活动和按单生产方面进行了拓展与完善,具有重要理论意义。受有限产能的制约,供应商无法满足零售商订单的现象时有发生。该研究为企业提供理论基础。另外,产能过剩时或准备发布新的产品时,为了去库存或快速抢占新的市场份额,促销活动是必不可少的环节之一。基于返利促销活动的供应链的定价及订货策略研究对企业生产运作具有重要的现实指导意义。此外,按单生产的供应链研究可以很大程度上避免产能过剩或不足,使供应链更加长期有效的运行下去。既避免了资源浪费又能快速有效地回应市场需求,在制造工业中具有一定的指导意义。
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