具有风险偏爱特性的供应链优化与协调模型

提出风险偏爱值和条件风险偏爱值的概念;然后将其引入对具有风险偏爱特性的供应链优化与协调问题的研究,建立了随机需求下由具有不同风险偏爱程度的单个供应商与单个零售商组成的两级供应链的条件风险偏爱值模型和基于条件风险偏爱值的最优订购量模型及协调供应链的最优回购契约模型,并对模型进行了分析,揭示了供应商和零售商的风险偏爱程度对供应链协调、最优订购量、回购价格及供应链合作稳定性的影响;最后通过一个算例进一步验证了本文的研究结论。     

收益共享契约下内生偏好零售商供应链协调

研究由单个风险中性供应商和单个内生偏好零售商组成的二级供应链。其中内生偏好零售商在出现损失时以指数衰减最快扭亏,类似于损失规避的零售商。通过建立收益共享契约,利用最大衰减函数理论进行建模,将零售商的内生偏好特征定量化,探讨分散化供应链中的最优订购问题,揭示损失规避特性以及收益共享契约参数对零售商最优订购量的影响。通过研究发现:内生偏好零售商的损失规避系数趋于零时相当于风险中性零售商,且当损失规避系数和批发价格增加时,零售商最优订购量相应减少;而收益共享系数增加时,最优订购量增加;且收益共享契约能使供应链达到协调状态并取得相关参数取值范围。通过算例对相关结论进行数值分析,结果显示其研究成果能够得到数值验证。     

考虑损失规避与质量水平的供应链协调契约模型

针对考虑损失规避型零售商与产品质量水平的二级供应链协调问题,分别分析了分散供应链情形下供应商与损失规避型零售商的最优策略和集中供应链情形下供应链的最优策略,并构建了回购–质量成本分担契约下的供应链协调契约模型,并且证明了该供应链协调契约模型的有效性.通过博弈分析可得到的结论是:损失规避型零售商订货量的增加会促使供应商提高其产品质量水平以便保持市场竞争优势,而供应商的产品质量水平的提高能够促使损失规避型零售商增加其订货量;回购契约不能协调此二级供应链;一定条件下回购–质量成本分担契约能够协调此二级供应链.此外,在分散供应链和集中供应链情形下,通过数值实验分析了模型参数变化对供应商和零售商的最优策略以及供应链利润的影响.     

一种多损失条件风险值的双层规划模型及应用

在两级供应链中制造商与零售商之间的多产品定价与订购问题, 是一个多损失的双层风险决策问题, 可以建立双层规划模型解决. 本文研究了一种多损失条件风险值的双层规划模型, 对于多个损失函数和对应的权值水平, 在给定的置信水平下, 定义了不超过给定损失值的最小风险值(即VaR值)和对应的累积期望损失值(即CVaR损失值) 概念, 然后建立了一个多损失条件风险值的双层规划模型, 该模型的目标是求上下层的多损失CVaR值达最小的最优策略, 我们证明了它可以通过另一个较容易求解的双层规划模型获得最优解. 最后, 给出了两级供应链中多产品的定价与订购的双层条件风险值模型, 通过对2种面包产品销售数据进行计算, 获得了面包制造商的最优批发价和最优回购策略, 及零售商最优订购量.     

基于回购的风险分担协调契约设计

研究了由单供应商和多个竞争性零售商组成、供应商产出随机且生产投入量不受零售商控制的二级供应链协调问题,决策变量为供应商的生产投入量和零售商的订购量。证明了整个供应链期望利润是生产投入量和订购量的凹函数,阐释了分散决策下的供应链存在双重边际化效应,并从风险分担的角度提出了能协调供应链的回购和成本风险分担契约。理论分析了该契约的协调条件,并在一定条件下,供应商和零售商的期望利润将获得帕累托改进。最后,通过数值算例验证了上述结论的正确性。     

考虑风险规避的供应商管理库存契约模型

针对随机需求条件下,供销双方均有风险规避特性时,供应商管理库存(VMI)契约的优化与协调问题,通过收益共享契约,利用条件风险值理论(CVaR),建立了基于负收益的条件风险值模型和基于条件风险值最优订购量和供应量模型,实现了零售商、供应商和供应链完美协调,得出了考虑风险规避的供应商管理库存(VMI)契约模型,揭示了契约模型中的供销双方风险规避水平(βs,βr),单位持有成本比率(C),单位收益份额(r),单位剩余补偿比率(λ)之间内在相互关系。     

供应风险规避下基于VaR的零售商订货策略

基于随机产出模型,研究了由1个风险中性的供应商和1个风险规避的零售商组成的报童问题,并在风险价值(VaR)度量准则下,构建了具有风险规避特性的零售商的决策目标函数。分析了零售商的风险规避系数和保留利润构成的风险因子组合对其订货策略的影响;并分析了零售商的订货策略行为对供应链成员收益与风险的影响。研究表明:1风险规避型零售商的最优订货量总是不小于风险中性情况,且风险规避程度越高,订货量越大;而零售商的风险规避程度是由风险规避系数和保留利润共同决定的;2相比风险中性而言,风险规避型零售商的期望利润减少了,但其面对的风险也减小;在供应链无协调情况下,零售商增大订货量使得供应商的期望利润增加,供应链的期望利润的大小关系并不确定,但供应链面对的风险减小了。     

风险规避下基于Stackelberg博弈的供应链回购契约

针对供应商主导的二级供应链,在供应商与零售商风险规避假设下,以CVa R为风险测度工具,建立了基于Stackelberg博弈的供应链回购契约模型,分析了供应商的最优决策,以及供应链成员的风险规避水平、批发价对订货量及供应链成员收益的影响,并与风险中性下的决策结果进行比较.研究表明,当批发价确定时,在不同的风险规避水平与批发价取值区间,供应商选择不同的回购策略;当批发价为决策变量时,供应商需要根据契约双方的风险规避水平设置批发价,并决定是否回购;与风险中性假设相比,风险规避假设对实践中供应商的决策行为提供了更合理的解释.     

零售商风险规避下基于联合契约的双渠道供应链库存决策模型

研究了不确定条件下基于零售商风险规避的双渠道供应链库存协调问题,建立了零售商风险规避下双渠道供应链分散和集中情况下库存最优决策模型,证明了包含收益共享和回购契约的联合契约可以实现双渠道供应链的库存协调,分析了产需不确定因子、风险规避因子和市场分配比例系数对制造商和零售商的最优决策的影响。研完表明,包含收益共享和回购契约的联合契约可实现双渠道供应链的帕累托改进。最后,讨论了联合契约实现帕累托改进的可行范围。数值算例验证了模型和方法的有效性。     

基于CVaR准则的资金约束供应链回购契约协调策略

选取单阶段的风险厌恶且资金约束的供应链系统为研究背景，在随机市场需求假设下，资金约束的零售商采取从银行贷款的融资方式时，应用CVaR风险度量准则计算有资金约束零售商的最优订货量，并讨论作为供应链主导企业的供应商采取回购契约对供应链进行协调时回购契约参数满足的条件。结果表明：风险厌恶因子并不影响回购契约中的回购参数大小的设定，但会影响供应链系统分散和集中决策时的最优订货量；资金约束风险厌恶的零售商所在的供应链系统中，集中决策的订货量和供应链利润仍大于分散决策时的订货量和供应链利润。另外，零售商的初始资金和贷款利率会影响供应商的期望利润，此时供应商可以通过调节回购契约中的回购比例实现供应链的协调。     

供需随机的OEM供应链在风险厌恶下的协调决策

在OEM(original equipment manufacturer)供应链中,随机供应会产生缺货的风险,随机需求会导致误判订单的风险.为了降低这些风险给OEM供应链造成的损失,基于CVaR风险度量准则建立了一个风险厌恶的品牌企业和一个风险中性的OEM供应商的Stackelberg博弈模型,求解出分散决策下的均衡定价与订货策略,提出了结合缺货惩罚和收益分享的协调机制.研究结果表明,均衡定价与订货策略可以最小化品牌企业的条件风险价值,且最大化OEM供应商的期望利润;风险厌恶程度影响品牌企业的订货量,风险厌恶程度越大,订货量越小;品牌企业通过按缺货数量收取罚金,并向OEM供应商分享一部分利润,可以提高订货数量,实现供应链协调;协调契约的参数取值受OEM供应商的定价策略制约,而定价策略又受风险厌恶程度的影响.     

CVaR准则下考虑信息预测成本的供应链协调机制

研究由一个风险中性的供应商和一个风险厌恶的零售商组成的二级供应链. 为了很好地估计随机需求, 零售商聘请专家对需求进行预测. 分析在CVaR风险度量准则下, 风险厌恶程度对零售商的需求信息预测投入和订货策略的影响. 证明了在一定条件下, 可以通过回购契约实现供应链协调. 研究结果表明在分散决策下, 随着零售商风险厌恶程度的增加, 零售商对需求信息预测投入会增加, 同时订货量随之减少. 回购契约可以消除风险规避效应和双重边际效应, 使风险厌恶的零售商的信息预测水平和订货量同时达到系统风险中性环境下的最优水平.     

基于 CVaR 的“公司+农户”型订单农业供应链协调契约机制

基于订单农业特点,构建了由风险中性的公司与风险规避的农户组成的“公司+农户”型订单农业供应链模型,并在条件风险估值(conditional value-at-risk, CVaR)风险度量准则下,建立了具有风险规避特性的农户的决策目标函数,分析了供应链分散决策情形下农户与公司的最优决策行为.研究结果表明具有风险规避特性的农户选择的最优产量会随订单价格的增加而增加,并且风险规避特性的农户选择的最优产量严格小于风险中性农户的最优产量.此外,分散决策情形下农户选择的最优产量会低于集中决策情形下整条供应链的最优产量.因此,为了更好地实现供应链的协调,提出了一种“收购补贴+市场保护价+保证金”型的协调契约机制,并给出了公司制定的最优补贴系数与订单价格满足的条件.数值分析结果表明该契约机制可以完美地实现“公司+农户”型订单农业供应链的协调.     

随机弹性需求条件下基于CVaR与收益共享契约的供应链决策模型

在条件风险估值的风险度量准则下, 建立了随机弹性需求条件下基于收益共享契约的供应链决策模型, 分析了集权供应链系统以及分权供应链系统中风险规避零售商与风险规避供应商的最优决策行为, 并进一步探讨了随机需求变量服从均匀分布时集权与分权供应链系统的最优决策.研究结果表明集权供应链系统的最优库存因子随整个供应链风险规避度的减小而减小, 而整个供应链的风险规避度对最优销售价格的影响则与随机需求变量的分布函数有关.分权供应链系统中的最优库存因子则仅与零售商的风险规避度有关, 而最优零售价格受零售商的风险规避度、收益共享系数和批发价格等因素的共同影响.另外, 研究还发现分权供应链系统的最优收益共享系数受各成员企业的风险规避度的影响, 即零售商越害怕风险或供应商越不害怕风险, 分权供应链系统的最优收益共享系数则越大.但数值分析结果却表明在绝大多数情形下收益共享契约机制并不能完美协调此类分权供应链系统.     

A price-setting newsvendor model under CVaR decision criterion with emergency procurement

<正>In this paper,we consider a newsvendor model in which a risk-averse manager faces a stochastic price-dependent demand in either an additive or a multiplicative form.An emergency purchase option is allowed after the realization of demand to satisfy the units that are short.By adopting conditional value-at-risk(CVaR) as the decision criterion,we aim to investigate the optimal pricing and ordering decisions,and the effects of parameter changes in such a setting.We provide sufficient conditions for the uniqueness of the optimal policy for both demand models.We perform comparative statics analysis to show how the optimal pricing and ordering decision behaves when changing parameters.We also compare our results with those of the newsvendor with a general utility function and with CVaR criterion under lost sales assumption.Our key results include:(i) For both demand models,the optimal selling price is decreasing in risk aversion.Hence,the optimal price of a risk-averse newsvendor is not greater than the optimal price of a risk-neutral newsvendor.(ii) In contrary to the lost sales case,for the multiplicative demand model,the optimal order quantity may not be monotonic in risk aversion. Consequently,the optimal risk-averse order quantity may be lower or higher than the optimal risk-neutral counterpart.(iii) For the additive model,the optimal order quantity is strictly increasing in the emergency purchase price,while for the multiplicative model the optimal order quantity has no such a monotonic property.Some numerical examples are conducted to verify our claims and gain more insights about the risk-averse decision-making behaviors.     

突发事件环境下风险厌恶型报童博弈模型

在考虑突发事件导致决策者风险厌恶的情况下,研究了一个风险厌恶型的报童博弈模型.两个零售商分别出售两种具有可替代性的商品中的一种,当其中一种商品缺货时,顾客会以一定的概率选择另一种商品作为替代品.由于两种商品可以相互替代,两个零售商之间存在竞争关系.以条件风险价值作为风险度量方法,构建了以零售商期望收益最大化为目标的非合作博弈模型,证明了纳什均衡的存在与唯一性.同时研究了商品的替代率以及零售商的风险厌恶程度对最优决策的影响.最后通过数值例子对研究结果进行了验证.     

Optimal decisions when balancing expected profit and conditional value-at-risk in newsvendor models

This paper investigates a risk-averse inventory model by balancing the expected profit and conditional value-at-risk (CVaR) in a newsvendor model setting. We find out that: i) The optimal order quantity is increasing in the shortage cost for both the CVaR only criterion and the tradeoff objective. ii) For the case of zero shortage cost, the optimal order quantity to the CVaR criterion or tradeoff objective is increasing in the selling price, respectively. However, it may not be monotonic in the selling price when incorporating a substantial shortage cost. Moreover, it may be larger or less than the risk-neutral solution. iii) Under the tradeoff objective function, although the optimal order quantity for the model without shortage cost is increasing in the weight put on the expected profit, this property may not be true in general for the model with a substantial shortage cost. Some numerical examples are conducted to verify our results and observations.     

加法需求模式下具有风险厌恶零售商的供应链合作博弈分析

考虑了一个风险厌恶型的零售商面临依赖价格的随机需求的供应链合作博弈问题.零售商以条件在险价值(CVaR)作为其风险衡量,制造商为风险中性,研究了最优均衡批发价格、零售价格和订货量,从而发现,在加法需求模式下,具有相同协商权利时的Nash博弈问题和具有不同协商权利时的Nash博弈问题都存在均衡解,并将加法需求模式与一般随机需求的情况进行比较分析,发现当需求噪声服从均匀分布时,在加法需求模式下,制造商占整个供应链的利润比例比在一般随机需求情况下的大.