合作型供应链的协调和激励机制研究_郭敏

文章编号:100124098(2002)0420049205

合作型供应链的协调和激励机制研究

Ξ郭　敏,王红卫

(华中科技大学系统工程研究所,湖北武汉　430074)

摘　要:合作型供应链的特点是供应链的组成成员存在自治性利益要求,所以必须制订相应的利益协调和激励机制,保证供应链合作总收益的合理分配并激励各个成员按照合作目标行动,从而实现供应链整体的优化和协调。本文通过对一般合作型供应链的分析,提出一个供应链协调支持的3层结构模型,并给出利益激励机制设计问题的一般描述,和一个基于静态线性转移效用的激励机制设计思路。

关键词:合作型供应链;激励机制;转移效用;博弈论;机制设计理论

中图分类号:F 252 文献标识码:A

1　引言

供应链是指产品生产和流通中涉及的原材料供应商、生产商、批发商、零售商以及最终消费者组成的供需网络。供应链管理,是通过贸易伙伴间的密切合作,以最小的成本和费用提供最大的价值和最好的服务。

传统的供应链和多级库存理论研究一直集中在研究如何找到系统集中控制的最优解。比如对于随机需求的供应链系统,从[1]对链形系统的研究开始,直到最近,[2]提出的解决更加一般的树型供应链优化的方法,一大批的学者在这一方面进行了不懈的努力,取得了很多重要的进展。但是这种通过集中规划来进行供应链优化的理论前提在于:各个供应链成员的利益必须一致。主要适用于如下二种情况:一是集中控制(集权)情况,即有一个中央的权威来规划和实现供应链系统的所有运作,二是采用分布式控制(分权),可以有中央和无中央,前者由中央给定各个下级成员的子目标和资源分配,以及下级成员之间交互的规则,各个供应链成员能够完全地接受中央权威机构的控制;后者则完全由各平等的成员进行协商解决系统协调问题。不论在何种情况下,成员之间都是利益一致的协作关系。

但实际的供应链往往是由不同利益主体构成的合作型系统,各个子系统是在考虑自身利益最大化的基础上接受合作,那么集中优化模型只能作为一种指导成员之间进行合作的参考,如何协调不同利益主体之间的利益将是这种供应链管理的中心问题。在这种合作型供应链模式中,主要存在以下两个问题:

(1)供应链成员的自治性利益要求——合作收益的合理分配

通过供应链合作,与供应链成员没有合作之前的状态(严格地说是供应链系统没有形成时的在传统意义的上下游交易关系)比较,可以得到供应链整体的收益增加。但是供应链成员存在自治性,每个成员都努力在自己的决策权范围内寻求自身利益的最大化。自身利益最大化是成员的首要目的,系统最优的结果并不是成员最关心的。若要在成员之间达成合作,即使达到了系统最优的局势,也必然要求将总合作收益进行适当的再分配,同时必须满足一定的公平性条件。

(2)供应链中的信息不对称问题——合作中信息和行动的激励

在合作型供应链中,信息往往为各个成员所私有,供应链合作时要能够完全将这些私有信息搜集上来,只有第20卷第4期(总第112期) 系　统　工　程 V ol .20,N o .42002年7月 Syste m s Engineering Jul .,2002　Ξ收稿日期:2002204212基金项目:国家自然科学基金资助项目(70171015);教育部资助优秀青年教师基金项目;高等学校骨干教师资助计划项目;高等学校优秀青年教师教学和科研奖励基金项目作者简介:郭敏(19692),男,华中科技大学系统工程研究所讲师,博士研究生,研究方向:供应链建模;王红卫(19662),男,华中科技大学系统工程研究所教授,博士生导师,研究方向:决策支持系统、供应链管理。

05系　统　工　程 2002年

掌握了系统中各个成员的具体信息,才有可能求得集中的最优解,而成员出于自身利益的考虑可能会故意隐瞒或谎报数据,此种情况称为“逆向选择”;另外一方面,集中的建模和计算求得的所谓最优合作决策要能够完全被执行下去,如果这些决策变量本身是不容易观测的,成员就可能采取偷懒行为,即供应链合作中存在“道德风险”问题。

目前仅仅有少数学者对上述问题进行了初步探讨和研究。[3]分析了一个2级的链形供应链系统,分析了系统的竞争局势和最优局势,并进一步给出了基于线性转移效用的合作协调机制。类似地,[4]提出一种成员激励机制,使得链形供应链成员在此机制下可以达到系统最优性能,其激励机制的特点是成员决策不需用到其他成员的库存信息,即实现仅仅依靠本地信息就可以作出全局最优决策。他们的研究主要有以下几个局限:①仅能分析简单的2级链形系统,更加符合实际的多级装配形和分配形供应链没有涉及;②假设信息已经完全共享,信息的费用为0;③一般仅仅考虑了供应链中的库存问题,或者将供应链简化为多级库存系统,没有综合考虑供应链中的生产和分销过程。

协调和激励机制设计是合作型供应链中普遍存在并要重点考虑的问题,它存在于供应链合作中的各个管理层次和职能领域。到目前为止,还没有文献就供应链中这种一般的合作问题提供一种协调和激励机制设计方法。本文试图从对供应链的协调和合作问题的分析入手,提出协调支持的层次模型,从而运用博弈论和机制设计理论给出一个供应链激励机制设计问题的一般描述,并提出一种基于静态线性转移效用的机制设计思路。

2　合作型供应链协调的层次模型

合作型供应链实际是一种本质上分布的系统。分布式系统中一个主要的问题就是协调问题,目前在许多领域都涉及到了协调问题,比如多智能体(M ulti2A gent)系统和组织决策系统研究中,但对于协调的本质仍然缺乏足够清晰的认识。在此,针对一般的合作型供应链,我们提出以下一种协调的层次模型,即将其协调问题按照协调的深度分为通讯层、协商层、激励层三个层次。

利益协调层

Τ

协　商　层

Τ

业务协调层

Τ

通　讯　层

图1　合作式供应协调层次模型

通讯层是协调的较低层次,主要解决供应链成员之间通讯交互和业务交互上的协调,具体来讲包括2个部分:底层通讯支持和成员业务操作的交互支持,底层通讯部分解决通讯相关硬件以及通讯协议等软件的支持,保证成员的寻址正确,通讯语言的无歧义和通讯的高效率。目前已经有了比较通用成熟的理论和方法实现供应链的这一层的协调支持,比如计算机网络通讯技术、agent通讯支持技术等等。对于业务操作交互层次,则可以利用网络流图、状态变迁图、Petri网等分析工具对供应链成员交互机制进行分析,验证交互中是否存在冲突和死锁。通讯层属于供应链成员企业之间业务集成的范畴。

由于合作型供应链是一种企业联盟的形式,各个成员是自私的利益最大化者,所以这种供应链系统中起决定作用的协调层次是处于上层的协商层和激励层,主要解决成员之间决策的利益协调问题,其中协商层提供成员之间一致的协商机制,使得成员之间能够对某一个共同的特定问题展开有益的协商或讨论。协商层实际上是提供了成员之间有效协商的环境。目前供应链的协调支持系统研究主要集中在这一层次,出现了众多的协商机制,主要的有:市场机制,拍卖机制,双边、多边谈判机制等等。

激励层提供成员之间的利益平衡和激励机制。在一个由具有不同的利益目标的成员所组成的合作型供应链系统中,必须考虑成员的利益平衡和建立有效激励的制度或机制。只有在达成一致有效的利益激励机制后,成员之间的行动才能够切实地达到合作目标。从微观经济学和博弈论的角度来看,激励机制实际上是一种供应链成员适用