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1、供应商和零售商的 Stackelberg博弈模型STACKELBERG GAME MODEL OFSUPPLIERS AND RETAILERS专业：2010信息与计算科学指导教师：申请学位级别：学士论文提交日期：2014年6月9日摘要近年来，随着信息技术和科学的飞速发展、 客户的需求的多元化，基于供应 链的一些思想越来越受到企业的重视。 怎样在控制成本的前提下，同时满足不同 客户的不同需求？如何在市场中保持信息优势？如何在世界范围内对生产资料 进行合理购买或获取？如何使产品的生产、 销售和服务高同行一等？这些都是企 业迫切需要解决的问题。供应链思想就是在这样的背景下所产生起来的一种管理 思想
2、，目的是使供应链达到最优状态。然而，供应链中包括了许多成员企业，而且各自之间的目标、信息等都是不 一致的，这就使得整个供应链可能效率低下。 所以需要探求一种最佳方案，使得 供应链整体利益最大化。本文以 Stackelberg博弈模型为研究背景，着重研究在 日常生活中普遍存在的一个供应商和多个零售商的供应链协调问题，研究如何使供应链达到最优，最后也加入实际数值进行数学运算，以期能够更好的得出最终 结论。关键词：博弈论；Stackelberg模型；纳什均衡； 供应链协调ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of informatio
3、n technology, the diversification of customer demand and scientific thought, some supply chains become more attention of enterprise based onHow to maintain the cost, at the same time, to meet the different needs of different customers? How to keep information superiority in the market? How to produc
4、e the data in the world scope for reasonable purchase or acquisition? How to make the products production, sales and service of high counterparts? These are enterprises urgently need to be resolved. A kind of management thought the idea of supply chain is in such a background generated together, the
5、 purpose is to make the supply chain to achieve optimal state.However, the supply chain includes many members of the enterprise, and the goals, information between each are not identical, this makes the whole supply chain may be inefficient. So we need to find a best solution, the benefits of the wh
6、ole supply chain to maximize. In this paper, a Stackelberg game model as the research background, supply chain coordination emphatically studies generally exists in the daily life of a supplier and multiple retailers, how to make the supply chain to achieve optimal, finally joined the actual numeric
7、al mathematical calculations, in order to be able to draw the final conclusion better.Key words: Game theory; Stackelberg model; Nash equilibrium; supply chaincoordination# / 391 绪论0.1.1研究背景0.1.2研究意义0.2供应链相关知识2.2.1 供应链的概念2.2.2供应链管理的概念 3.2.3供应链协调的概念4.2.4供应链契约的概念 5.3博弈论基础知识7.3.1博弈论相关概念 7.3.2 Stackelbe
8、rg 博弈模型9.3.3帕累托最优104以Stackelberg博弈为背景的供应链均衡模型 1 14.1问题的提出1.14.2供应链均衡规划模型124.3二层规划问题134.4系统最优模型145供应商和零售商之间的博弈分析 155.1供应商主导下的供应商和零售商的非合作博弈分析 1 55.2零售商主导下的供应商和零售商的非合作博弈分析 1 75.3供应商-零售商合作博弈模型 1.85.4各个情形的效率比较 195.5模型实例求证216含有一个供应商和三个零售商的供应链模型研究 226.1模型的假设和定义236.2三个零售商分别竞争或合作下的情况分析 246.3基于数量折扣契约的供应链研究 26
9、6.4数值计算实例287全文总结298进一步的工作展望30参考文献32致谢331绪论1.1研究背景从20世纪90年代至今以来，IT技术，尤其是网络技术的飞速发展，并且 能在各个行业中广泛应用，这就使得各种各样的信息都可以说是即时信息，在发生的一瞬间就可以被世界各地所知晓，从而也可以被全世界范围内的人们所分 享，经济趋于一体化，世界一体化。任何一个企业面临的都是来自于世界范围内 的竞争。同时，由于消费者们的经济实力比以前有所提升，这就导致了消费者们会更加看重产品的附加因素而非产品本身了， 当然，对产品本身的质量要求很高 也是毋庸置疑的。产品的附加因素有：产品的外观、价格以及使用产品所涉及的 服务
10、等。同时，消费者们也越来越喜欢富有个性的产品，产品的千变万化更能吸引消费者的兴趣。再加上经济、政治、环境的不确定性，这就使得整个的产品市 场也变得具有不确定性。企业需要有能力去适应这样的一种情况，并且不断开发 出符合用户需求的、能够在市场中占据一席之地的产品。 然而，单个企业毕竟能 力有限，适应市场的快速变化，对于当个企业来说，一定的资金和时间是必不可 少的，企业一定要好好的利用外面的资源，与别的企业建立一种风险共担、利益 共享的合作关系，才能在当今世界潮流中立于不败之地。而供应链管理正是这样的一种协调优化方法，国际上许多大型的企业如苹 果、惠普、戴尔等，都在企业管理上广泛运用了供应链相关知识
11、，从中也取得了 巨大的利润。这些企业在各自的领域内都成功地运用了供应链管理，从库存到销售生产，在成功运用的同时也收获了巨大的成功和可观的利益，所以说，供应链管理对于企业来说是极为重要的， 也是各个企业争相研究的重中之重。 如今，供 应链管理能力一经成为了企业政策策略竞争的一种首要的资源，而且，就企业来说，供应链的构想是其最基本、最重要的竞争力。1.2研究意义供应链管理，英文全称：Supply Chain Management ;简写：SCM；是指为 了使得一个供应链能够达到效用最大化，这就使得供应链要从采购原材料开始， 直到生产出最终产品并交付给顾客手中的所有过程都要具备一个供应链最优的 思想
12、。供应链管理思想是一种有效的管理模式，这种管理方式可以提高效率，降 低成本，它不仅可以大大降低成本，而且可以快速响应市场的需求， 从而也可以 满足消费者的不同需求。根据 PRTM(Pittiglio Rabin Todd & Mcgrath)公司对供应 链管理的应用效果进行的研究表明， 供应链的实施，能够保证企业获得相当多的 优势益处：(1)企业总成本降低10%以上；(2) 位于供应链上的相关企业的定时交货率能够抬高15%以上;(3) 订单交货期缩短 25%35%;(4) 位于供应链上相关企业的生产率抬高 10%以上；(5) 位于供应链上的优质企业资产运营效益提高了15%20%;(6) 库存降
13、低 3%15%。以上数据表明，实施供应链管理，企业能够快速提升自己公司生产的生产效 率，从而在单位时间内可以生产出更多的产品， 这样就可以降低自己企业的生产 成本了，这样的话企业的生产利润也就增加了， 同时也会让客户更加满意企业的 产品，其满意度就在无形中增加了，达到一举多得的效果。可以说，供应链管理 的发展是当今经济社会的必然要求，也是管理界和学术界研究和关注的焦点，对 于此的诸多研究正在进行当中，势必会获得相当多的研究成果。然而，在供应链中的不同的商业实体，与供应链中的每个成员都试图使自己 的利益最大化，而忽略了整个供应链的利润，这通常会导致一个混乱的供应链。 因为契约具备有优秀的协调能力
14、，不光能促进企业生产销售的积极性，还能达成 供应链的总体优化目标。所以，供应链契约问题慢慢就成为了供应链管理的研究 内容之一，也是目前世界各地的学着的核心焦点。 本文利用契约理论来优化供协 调应链，主要研究单个供应商和多个零售商之间的契约协调问题，并找到均衡解决方案。# / 392供应链相关知识2.1供应链的概念供应链的思想起始于循环物流业，原主要指军事后勤补给活动。后来随着商 业的发展，就逐渐推广到商业活动上。这个流通体系的根本目的在于让消费者的 不同需求得到满足，扩大循环的讨论范围，整合上下游成员到一定范围内，最终 发展出供应链。其目的在于整合企业个体和流程， 以降低消费和重复，并且通过
15、企业间的密切合作，来提高经营效益和服务水平。供应链目前还没有得到统一的定义， 在不同的基础之上，不同学者也对供应 链定义了不同的意思。美国供应链协会(Supply Chain Council)给供应链下了一种 定义：供应链是包括从供应商的供应商到客户的客户之间, 关于对产品生产和分 配过程的相关活动流程。供应链的概念经历了一个循序发展的过程。发展初期人们只是认为供应链是 企业自己内部的一个过程，主要指企业购买材料和相关部件，然后进行生产和出 售，最后卖给顾客的一个过程。其研究核心在于企业的内部流程， 只重视企业本 身的资源使用。未来的供应链研究则注重企业自身与别的企业之间的关联关系，所以就重点关注供应链的外面的状况，通过与供应连中的其他的企业的合作， 利用生产、零 售等过程，最终将原始素材转换成最终产品， 从而最终到达消费者手中，这是更 为系统、更大范围的概念。当今认为供应链的理念是更加重视与核心企业的关联 联系，如核心企业与生产商以及与之所有有关联的生产商，与用户以及所有与之有关联的用户的关系。这时的供应链是一个网链的概念。然而，实际的供应链管理面临着很多的问题。主要有一下几个方面：(1) 奖惩机制。如果利益在供应链内部成员之间不能得到一个妥善的分配，那么供应商和零售商就不能在一起进行长期、 友好的合作，这样势必就对供应链 的协调产
