非對稱信息下供應鏈應急管理和信息價值研究

崔玉泉，張 憲

(山東大學數學學院，山東 濟南 250100)

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非對稱信息下供應鏈應急管理和信息價值研究

崔玉泉，張 憲

(山東大學數學學院，山東 濟南 250100)

研究了非對稱信息下供應鏈在突發事件下的應急管理和信息價值問題。當供應鏈生產計劃已經完成后，突發事件發生并導致零售商所面臨的市場需求規模以及供應商的生產成本同時發生突變，而且這些突變信息對于供應鏈成員而言是非對稱的。分析了非對稱信息對應急管理的影響以及相應的管理對策，發現非對稱信息下的最優生產量不超過對稱信息下的最優生產量，導致供應鏈系統收益減少并產生了信息價值，分析了非對稱信息下供應鏈系統的信息價值規律以及影響因素。最后給出數值算例說明了信息在供應鏈中的重要價值，同時也說明了突發事件情況下實施應急管理的必要性和重要性。

供應鏈；非對稱信息；非線性需求；應急管理；信息價值

1 引言

近年來，自然災害、突發事故和公共衛生事件等突發事件頻發，給企業和供應鏈管理帶來了巨大的影響，突發事件將直接導致供應鏈不再協調或者原有計劃不再可行，進而影響到供應鏈的生產決策并影響企業的收益，如何及時準確地做出突發事件下的生產決策安排是目前企業急需解決的問題。

應急管理(Disruption Management)這一概念由Clausen[1]等人于2001年在OR/MS Today提出。Qi Xiangtong等[2]率先對一個供應商和一個零售商組成的供應鏈進行了系統研究，基于對稱信息和線性需求設計了數量折扣契約來協調突發事件；Huang Chongchao等[5]基于對稱信息和指數需求，研究了供應鏈應急管理問題；于輝等[3]假定需求為線性函數，利用數量折扣契約給出了供應鏈應對突發事件的最優決策；吳忠和等[4]研究了需求和零售商購買成本同時擾動的供應鏈應急協調問題；曹二保和賴明勇[6]考慮了突發事件造成市場需求規模和生產成本同時發生突變的情況；張菊亮和陳劍[7]在供應商管理庫存情況下，采用未售貨物補償契約協調了生產成本突變的供應鏈；Zhao等[8]與Lin等[10]分別采用期權和保險契約研究了供應鏈協調問題。

研究供應鏈問題的傳統方法中，往往假設供應鏈系統信息是對稱的。現實生活生產中，信息不對稱情況普遍存在，在供應鏈中亦是如此。如今信息愈發地成為決定經濟增長的戰略資源和企業新的重要競爭力，在對稱信息的假設前提下研究問題往往就忽略了信息在供應鏈中的價值和作用。

郭瓊[9]等基于非對稱信息研究了供應鏈效率下降的原因，提出并使用期權契約實現了供應鏈的最優決策；Lau[12]等人研究了零售商具有信息優勢時的報童模型以及供應商如何協調此時的供應鏈；Zhuang Pin[11,14]等研究了線性需求和非線性需求下零售商的成本結構信息不對稱的供應鏈問題；周建中[13]等基于以生產商為主導的Stackelberg博弈，研究了非對稱信息下市場需求和生產成本同時擾動的供應鏈最優決策問題；Lau[15]等研究了供應商成本信息不對稱條件下，具有信息優勢的供應商在確定需求情況下的謊報行為。

本文基于非線性需求和非對稱信息，研究突發事件導致多個要素同時發生突變時供應鏈的應急管理問題。論文首先研究了對稱信息下供應鏈的應急管理問題。然后，在非對稱信息情況下分供應商和零售商作為主導者兩種情況分析了供應鏈在突發事件發生時的應急管理問題以及相應的信息價值。最后，利用數值算例分析，說明了信息在供應鏈中的重要價值以及應急管理的有效性和必要性。

2 對稱信息下供應鏈的應急管理

供應商作為主導者時面臨的問題為:

生產計劃制定完畢之后，突發事件發生并導致市場需求規模與供應商的生產成本同時發生突變。記ΔD、Δc分別為市場需求規模和生產成本的突變量，即突發事件導致市場規模由D變為D+ΔD，供應商的成本由c變為c+Δc。突發事件發生后的實際需求量Q，相比供應鏈原有已制定的生產計劃Q*，生產量的變化ΔD=Q-Q*，ΔD>0表示供應商要增加產量來滿足新增加的需求，記λ1為生產計劃增加時額外消耗的生產變動費用；ΔD<0表示由于市場需求的減少，供應商要降低生產量，同時記λ2為生產計劃減少時額外消耗的生產變動費用。對稱信息情況下，供應商的決策問題如下：

maxfs(Q)=Q(w-c-Δc)-λ1(Q-Q*)+-λ2(Q*-Q)+

約束條件是零售商的理性約束條件，即表示零售商期望收益的最低值，否則他會退出從而做其他事情。對上述問題求解，經分析可知其最優解在邊界上取到，進而問題可以轉化為:

有下面的結論[5-6]：

由定理2.1可以看出，在對稱信息條件下，如果市場需求規模變化較小，供應商可以保持原有生產計劃不變，這說明需求變化和成本變化之間具有一種相互制約協調的關系，零售商只需調整零售價格，供應鏈仍能得到最大利潤，且零售價格的調整只和市場需求有關[6]。

3 非對稱信息下供應鏈的應急管理

上一節分析了對稱信息下的供應鏈決策問題，然而需求信息以及生產成本信息在供應鏈研究中一般都是不對稱的。在供應鏈系統中更接近市場的零售商往往會掌握更多的需求信息，在市場需求發生突變時會掌握更多的需求突變信息；同樣地，供應商在生產成本信息的掌握方面上占有優勢。

3.1 供應商作為主導者非對稱信息下的應急管理

(3.1)

(1)

(2)

(3)

(4)

約束條件(1)、(2)是激勵相容條件(IC條件)，保證了每種類型的零售商都不會違背真實的需求突變量把自己偽裝成另外一種類型的零售商；約束條件(3)、(4)是個人理性條件(IR條件)，保證了零售商自己的預期利潤的最低底線為l，否者零售商會退出。注意到約束條件(1)和(4) 可得:

因此上面決策問題3.1式可以寫為:

引理3.1

利用引理3.1，求解上面問題得到下面結論。

定理3.1 突發事件發生后，供應商作為主導者，在非對稱突變信息情況下應該采取下面應對措施：

圖2 非對稱信息下供應商作為主導者時突發事件對生產計劃的影響

圖2是定理3.1的圖形描述，由圖可以看出，盡管突發事件導致市場規模和生產成本發生了改變，但在某些情況下仍可以保持原生產計劃不變(情形3)，這和定理2.1的一些結論相類似。

在信息不對稱情況下，在生產決策安排上仍具有如下特點：市場需求明顯增加時，最優生產量要增加(如情形1)；市場需求明顯降低時，最優生產量要減少(如情形6)；當決策者對市場需求信息掌握較少時，生產安排會有較大波動(如情形4)。在信息不對稱情況下，決策者的生產計劃與決策者信息的掌握程度密切相關。

3.2 零售商作為主導者非對稱信息下的應急管理

(5)

(6)

(7)

(8)

在非對稱信息情況下，同上一節類似分析，上面決策問題變為：

引理3.2

類似于上面分析，利用引理3.2有以下結論。

定理3.2 突發事件發生后，零售商作為主導者，應該采取下面應對措施：

其中，

圖3是定理3.2的圖形描述，從圖中可以看出，盡管突發事件導致市場規模和生產成本發生了改變，但在某些情況下仍可以保持原生產計劃不變(情形3)，這和定理2.1的結論相類似。

在信息不對稱情況下，零售商作為主導者在生產決策安排上仍具有如下特點：供應商生產成本明顯降低時，最優生產量要增加(如情形1)；供應商生產成本明顯增加時，最優生產量要減少(如情形6)；當決策者對供應商生產成本信息掌握較少時，生產安排會有較大波動(如情形4)。在信息不對稱情況下，決策者的生產計劃與決策者信息的掌握程度密切相關。

除此之外，定理3.2與定理3.1不同的是，無論η取值如何，總會存在原生產計劃保持不變的區域。從這個角度也說明了相比于成本，需求的變化對決策影響更顯著。

3.3 信息價值研究

圖3 非對稱信息下零售商作為主導者時突發事件對生產計劃的影響

推論3.3

(2)若

Δfd=0

其中，

推論3.4

Δfc=0

4 算例分析

4.1 供應商做主導者

供應商作為主導者時，設定相關參數：Δc∈{0.4,-0.4},θ∈{0.2,0.5,0.8}。結果如表1。

表1 非對稱信息下突發事件對供應鏈的影響及應對

表2 非對稱信息下突發事件對供應鏈的影響及應對

4.2 零售商做主導者

零售商作為主導者時， 設定相關參數：ΔD∈{20,-20},η∈{0.2,0.5,0.8}。結果如表2。

5 結語

未來進一步的研究可以在非對稱信息情況下考慮供應鏈成員風險態度[17]，也可以針對更加復雜結構的供應鏈[16]加以研究。

[1]ClausenJ,HansenJ,LarsenJ,etal.Disruptionmanagement[R].TechnicalReport,InformationandMathematicalModelling,TechnicalUniversityfoPenmark,DTU, 2001.

[2]QiXiangtong,BardJF,YuGang.Supplychaincoordinationwithdemanddisruption[J].Omega,2004,32(4):301-312.

[3] 于輝,陳劍,于剛.協調供應鏈如何應對突發事件[J].系統工程理論與實踐,2005,25(7): 9-16.

[4] 吳忠和, 陳宏, 趙千, 等.需求和零售商購買成本同時擾動的供應鏈應急協調[J].中國管理科學,2012,20(6):110-117.

[5]HuangChongchao,YuGang,WangSong,WangXianjia.Disruptionmanagementforsupplychaincoordinationwithexponentialdemandfunction[J].ActaMathematicaSinica, 2006,26(4):655-669.

[6] 曹二保,賴明勇.成本和需求同時擾動時供應鏈協調合約研究[J].管理科學學報,2010, 3(7):9-15.

[7] 張菊亮,陳劍.供應商管理庫存應對突發事件[J]. 中國管理科學,2009,16(5):71-76.

[8] 于輝,陳劍,于剛. 回購契約下供應鏈對突發事件的協調應對[J]. 系統工程理論與實踐, 2005,28(5):38-43.

[9] 郭瓊,楊德禮.需求信息不對稱下基于期權的供應鏈協作機制的研究[J]. 計算機集成制造系統, 2006,12(9): 1466-1471.

[10]LinZhibing,CaiChen,XuBaoguang.Supplychaincoordinationwithinsurancecontract[J].EuropeanJournalofOperationalResearch, 2010,205(2):339-345.

[11]ZhuangPin,ZhaoLindu.Supplychainco-ordinationmechanismsunderasymmetricinformationwithretailercostdisruption[J].JournalofSoutheastUniversity(EnglishEdition), 2007,23(4): 620-625.

[12]LauAH,LauHS.Sometwo-echelonstyle-goodsinventorymodelswithasymmetricmarketinformation[J].EuropeanJournalofOperationalResearch, 2001,134(1): 29-42.

[13] 周建中, 陳秀宏.非對稱信息下市場需求與生產成本同時發生擾動時的供應鏈決策[J].中國管理科學,2013,21 (3): 61-70.

[14]ZhuangPin，ZhaoLindu.Optimalcontractsintwo-echelonsupplychainunderasymmetricinformationandnonlineardemand[J].TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics, 2008,25(1): 74-80.

[15]LauAHL,LauHS,ZhouYongwu.Consideringasymmetricalmanufacturingcostinformationinatwo-echelonsystemthatusesprice-onlycontracts[J].IIETransactions, 2006,38(3): 253-271.

[16] 曹二保,賴明勇.多零售商供應鏈應對突發事件的協調機制研究[J].中國管理科學,2009,17 (5):53-60.

[17]WuJun,WangShouyang,ChaoXiuli,etal.Impactofriskaversiononoptimaldecisionsinsupplycontracts[J].InternationalJournalofProductionEconomics, 2010, 128(2):569-576.

ResearchonSupplyChainDisruptionManagementandInformationValueunderSymmetricInformation

CUI Yu-quan, ZHANG Xian

(School of Mathematics, Shandong University, Jinan 250100, China)

supply chain；asymmetric information；disruption management；nonlinear demand；information value

1003-207(2016)04-0083-11

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2016.04.010

2013-10-21；

2015-11-18

山東省自然科學基金資助項目(Y2007G08)；航天恒星科技項目(11191306)

崔玉泉(1964-)，男(漢族)，山東曲阜人，山東大學數學學院，教授，研究方向：數理經濟學、現代物流，E-mail:cuiyq@sdu.edu.cn．

O224

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