三級供應鏈多目標伙伴競合博弈模型研究

摘要：文章首先用一個兩個供應商、三個制造商、兩個物流伙伴的實例，從微觀上考慮成員各自的目標，分析了伙伴之間的競合博弈關系，再從宏、微觀角度有效地建立了供應鏈伙伴的多層決策問題模型，并對聯合型、完全競爭型、Stackelberg競爭型不同的供應鏈行為進行對比分析。

關鍵詞：供應鏈；競合博弈；多目標伙伴

中圖分類號：F272文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2008)09-0103-03

Abstract: This paper first analyzes the competition and cooperation game of the partners by microcosmically analyzing the objective of each member in a supply chain where there are two vendors， three manufacturers， and two logistics partners. Then， from the macro and micro perspective， it effectively establishes a multi-level decision-making model of the supply chain partners and makes comparative analyses of union， extreme competition， Stackelberg competition in the supply chain.

Key words: supply chain management; game; multi-objective partners

0引言

供應鏈運作過程可以描述為：首先，客戶要求提供及時商品。其次，企業尋找合適的供應商、制造商和物流伙伴。當然，合適的商品流應在低成本、高利潤上使每個成員滿意，而且由上游到下游要滿足不同伙伴的目標與約束[1]。本文就是要對供應、制造、物流網絡進行優化研究，利用博弈論去描述供應鏈中的聯盟，而且試圖從宏微觀角度來了解不同供應鏈的行為。本文從一個簡單的供應鏈模型入手（見圖1），從微觀方面考慮各成員的目標，并采用多目標規劃方法使所有成員滿意。

1供應鏈伙伴的多目標描述

1.1參數設定

1.2供應鏈個體目標的描述

實際的供應鏈是由不同利益主體構成的合作型系統，各子系統是在考慮自身利益最大化基礎上接受合作，不考慮子系統的自利行為，合作往往不長久。集中優化模型只能作為一種成員之間進行合作的參考，而如何協調不同主體間的利益卻是供應鏈管理的首要問題。在這種合作型模式中，本文以一個由供應商成員、制造商成員和物流伙伴所構成的三級供應鏈結構模型為背景，每層成員均在滿足一定的約束條件之下追求利益最大化。為簡單而貼切地反映這些特征，我們假設：（1）不考慮需求變動的情況；（2）不考慮訂購提前期和缺貨損失。

1.2.1供應商伙伴的目標與約束

1.2.2制造商伙伴的目標與約束

制造商伙伴的目標類似于供應商伙伴，如下所示:

而且，我們考慮不同的制造商擁有不同的制造能力，如有A、B兩制造商利用X、Y兩原材料生產Z產品。這種情況可定義為以下約束：

我們也假定物流伙伴能滿足所有客戶的要求：

2供應鏈多目標伙伴的競合博弈模型

供應鏈伙伴間的合作博弈是動態的，博弈可以是合作或非合作的。雖然供應鏈中的供應商伙伴、制造商伙伴和物流伙伴是一個個獨立的利益主體。但如果各伙伴可以談定能使其聯合的有約束力合同，博弈就是合作的。如果不可能談判并執行有約束力的合同，博弈就是非合作的。假設I=1，2…n是局中人集合， 構成一個博弈局勢， Xi是第i個局中人的策略集，fi是第i個局中人的目標函數，則供應鏈伙伴博弈1次的一般形式為：

它的解決建立在假設兩人行為離散，混合和持續性的基礎上，合作與非合作存在于這樣的博弈中，但實際上成員的相互關系是含糊不清的，即各局中人的合作與不合作程度也模糊不清。為了簡便，假定式（11）博弈里有兩個局中人，為二人博弈。在這里我們沒有假定博弈是非合作的，它們的關系可用2×2矩陣表示：

現單獨的、唯一的解決方案，所以只要能求出使各層都滿意的妥協解，就可以為決策者提供決策支持。納什均衡只出現在完全競爭的市場環境下，在現實條件下，各方各自追求利益的最大化，最后達到均衡，即要實現各伙伴之間的利益均衡。

（4）從以上分析可以看出， 供應鏈的每一層都是多目標的，模型可轉化為三層多目標數學規劃問題，用傳統的數值求解算法來求解很難實現，可以結合非經典數學方法求解。供應鏈的行為隨著不同伙伴成員結構而改變，得出聯合型供應鏈有最大整體利益，而且完全競爭型比Stackelberg競爭型有更大整體收獲。在聯合型里，有效率伙伴貢獻大，而無效率伙伴反之，而且我們發現完全競爭型的宏觀是最高的。

3結束語

本文首先從微觀上考慮多伙伴的多目標、多階段決策行為，分析了伙伴間的競合博弈關系，再從宏微觀角度有效地建立了供應鏈伙伴的多層決策問題模型。通過分析，不難發現：

（1）供應鏈中的企業在激烈的市場競爭中進行合作是有條件的。對聯盟成員而言，應存在著具有帕累托改進性質的分配規則，合作所創造的利益至少不低于不合作時所創造的利益。個體追求自身利益最大化是產生合作的動機，同時又是導致合作失敗的根源。

（2）合作協議被遵守的前提是遵守協議的收益大于破壞協議的收益，或者破壞協議的損失大于遵守協議的損失。因此參與者在采取行動之前進行有效的協商，并就彼此有利的行為過程或策略組合達成有約束力的承諾，在博弈結束時再重新分配所得利潤的總和。

（3）信任關系的建立與發展。合作與非合作的區別主要在于人們的行為相互作用時，當事人能否達成一個具有約束力的協議。長期的共同發展，建立一種以合作和信任為基礎的戰略合作伙伴關系，才能使整條供應鏈以最低的成本向顧客傳遞最優的顧客價值，進而提高整個供應鏈的價值增值能力，以增強所在供應鏈的競爭力。

參考文獻：

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