基于联合库存管理的三级供应链合作博弈

刘畅 刘鹏

[摘要]文章以供应链整体为视角，构建了基于联合库存管理的三级供应链合作博弈模型，给出了具体的收益矩阵，量化供应商、制造商、销售商三者达成合作博弈关系的条件。

[关键词]联合库存管理;三级供应链;博弈

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.26.

1引言

近些年来，以联合库存管理为代表的先进库存管理技术被广泛应用到企业实际生产活动中。联合库存管理摒弃传统的分布式库存管理模式，将供应链上下游集合成两个协调管理中心，企业之间通过协调机制共同制定库存计划，共担风险，共享利润，实现供应链的同步化运作，提高供应链运作的稳定性。三级供应链在实施联合库存管理策略前，供应链中各企业实行的是分散的库存控制系统，即供应链上各节点企业拥有各自的库存中心。实施联合库存管理策略后，不同于上述的庫存作业流程，将在由单一供应商、制造商、销售商组成的三级供应链上下游分别建立一个原材料联合库存中心与产销联合库存中心。

姜华等人[1]介绍了联合库存管理的概念及其模式，并建立模型对比传统库存管理方法下与联合库存管理方法下的供应链的总成本。Zhou 等[2]提出了一个多产品多层级的联合管理库存模型，并分析了不同的补货策略对总成本的影响，论证了模型的有效性及联合补货策略的可行性。Sadjady 和 Davoudpour [3]研究了一个两层的多产品库存管理模型设计，并利用拉格朗日启发式算法对问题进行了求解。邓慧[4]指出VMI（Vendor Managed Inventory）和传统库存控制方法的缺陷，并重点介绍了联合库存管理JMI的模式与实施策略。张庆等人[5]考虑了需求扰动因素，在传统和在线两种渠道下，分别建立了独立和联合库存控制模型并分别求解。郭大宁和张健[6]比较了各种库存控制模型，提出了联合库存控制的最优化目标是实现整个供应链环节有机、协调地一体化。Chen和Dong[7]建立了允许缺货且缺货立即补充的联合库存成本模型，并与传统库存成本相比定量分析了联合库存管理的成本优势。

2 供应商、制造商、销售商合作博弈模型

本节将构建由供应商、制造商与销售商构成的完全信息合作博弈模型。这是一个由多方主体参与的静态博弈过程，博弈主体由供应商、制造商、销售商三方组成，且三方都是具有学习能力的理性参与人，最终的目的都是追求经济效益最大化。联合库存管理模式下单一供应商、制造商、销售商的合作博弈过程如图1所示，供应商、制造商、销售商分别有合作与不合作两个策略选择，各参与者的决策过程是完全透明的，一旦有一方选择背叛，则很有可能影响其他博弈参与者在接下来的博弈选择，具体的收益矩阵可见表1。收益矩阵中T（Temptation）表示背叛诱惑;R（Reward）表示合作报酬;P（Punishment）表示背叛惩罚;S（Sucker）表示受骗支付。

由表1可知，供应商、制造商、销售商三个博弈主体之间将会产生8种不同的策略组合：（合作，合作，合作）、（合作，合作，不合作）、（合作，不合作，合作）、（合作，不合作，不合作）、（不合作，合作，合作）、（不合作，合作，不合作）、（不合作，不合作，合作）、（不合作，不合作，不合作）。不同的策略组合对应不同的支付矩阵结果，什么样的选择是对企业长期利益有益的，什么样的条件下企业间愿意选择合作策略将在下节中详细说明。

当该条件满足时，各方均达到了最大收益，实现了“帕累托最优”。在这个条件下，不仅能够使得单个节点企业获取的收益大于其独自行动时得到最大的收益，而且能够使得联盟稳定，整体的收益最大化，实现经济有效性，降低了经济风险。

4结论

本章针对联合库存管理模式下三级供应链的集中式库存决策模式，构建了基于联合库存管理的三级供应链合作博弈模型，给出了具体的收益矩阵，并分析了联合库存管理模式下三级供应链合作博弈关系成立的条件。

参考文献：

姜华，张云超，杨静.基于供应链的联合库存成本控制研究[J].物流科技， 2014，37（12）：33-35.

ZHOU W Q ， CHEN L ，GE H M.A multi-product multi-echelon inventory control model with joint replenishment strategy[J]. Applied Mathematical Modelling， 2013，37（4）：2039-2050.

SADJADY H， DAVOUDPOUR H.Two-echelon， multi-commodity supply chain network design with mode selection， lead-times and inventory costs[J]. Computers and Operations Research， 2012， 39（7）：1345-1354.

邓慧.供应链环境下联合库存管理研究[J].现代商贸工业，2016， 37（31）：44-47.

张庆，张智超，赵伟峰，等.需求扰动下的双渠道联合库存控制策略[J].统计与决策， 2016（15）：44-48.

郭大宁，张健.供应链管理中的联合库存控制[J].东华大学学报（自然科学版），2003， 29（5）：63-66.

WENBO CHEN，MING DONG.Joint inventory control across products with supply uncertainty and responsive pricing[J].Journal of the Operational Research Society，2018，69（8）：1215-1226.

[基金项目]国家自然科学基金项目（项目编号：71001074）;辽宁省教育厅科研项目（项目编号：WJGD2019002）;辽宁省社会科学规划基金重点项目（项目编号：L15AGL013）。

[作者介绍]刘畅（1994-），女，辽宁沈阳人，研究生，研究方向：物流管理;刘鹏（1978-），男，湖北黄冈人，教授，硕士生导师，研究方向：生产调度、物流优化。