非对称信息下供应链应急管理和信息价值研究

崔玉泉，张 宪

(山东大学数学学院，山东 济南 250100)



非对称信息下供应链应急管理和信息价值研究

崔玉泉，张 宪

(山东大学数学学院，山东 济南 250100)

研究了非对称信息下供应链在突发事件下的应急管理和信息价值问题。当供应链生产计划已经完成后，突发事件发生并导致零售商所面临的市场需求规模以及供应商的生产成本同时发生突变，而且这些突变信息对于供应链成员而言是非对称的。分析了非对称信息对应急管理的影响以及相应的管理对策，发现非对称信息下的最优生产量不超过对称信息下的最优生产量，导致供应链系统收益减少并产生了信息价值，分析了非对称信息下供应链系统的信息价值规律以及影响因素。最后给出数值算例说明了信息在供应链中的重要价值，同时也说明了突发事件情况下实施应急管理的必要性和重要性。

供应链；非对称信息；非线性需求；应急管理；信息价值

1 引言

近年来，自然灾害、突发事故和公共卫生事件等突发事件频发，给企业和供应链管理带来了巨大的影响，突发事件将直接导致供应链不再协调或者原有计划不再可行，进而影响到供应链的生产决策并影响企业的收益，如何及时准确地做出突发事件下的生产决策安排是目前企业急需解决的问题。

应急管理(Disruption Management)这一概念由Clausen[1]等人于2001年在OR/MS Today提出。Qi Xiangtong等[2]率先对一个供应商和一个零售商组成的供应链进行了系统研究，基于对称信息和线性需求设计了数量折扣契约来协调突发事件；Huang Chongchao等[5]基于对称信息和指数需求，研究了供应链应急管理问题；于辉等[3]假定需求为线性函数，利用数量折扣契约给出了供应链应对突发事件的最优决策；吴忠和等[4]研究了需求和零售商购买成本同时扰动的供应链应急协调问题；曹二保和赖明勇[6]考虑了突发事件造成市场需求规模和生产成本同时发生突变的情况；张菊亮和陈剑[7]在供应商管理库存情况下，采用未售货物补偿契约协调了生产成本突变的供应链；Zhao等[8]与Lin等[10]分别采用期权和保险契约研究了供应链协调问题。

研究供应链问题的传统方法中，往往假设供应链系统信息是对称的。现实生活生产中，信息不对称情况普遍存在，在供应链中亦是如此。如今信息愈发地成为决定经济增长的战略资源和企业新的重要竞争力，在对称信息的假设前提下研究问题往往就忽略了信息在供应链中的价值和作用。

郭琼[9]等基于非对称信息研究了供应链效率下降的原因，提出并使用期权契约实现了供应链的最优决策；Lau[12]等人研究了零售商具有信息优势时的报童模型以及供应商如何协调此时的供应链；Zhuang Pin[11,14]等研究了线性需求和非线性需求下零售商的成本结构信息不对称的供应链问题；周建中[13]等基于以生产商为主导的Stackelberg博弈，研究了非对称信息下市场需求和生产成本同时扰动的供应链最优决策问题；Lau[15]等研究了供应商成本信息不对称条件下，具有信息优势的供应商在确定需求情况下的谎报行为。

本文基于非线性需求和非对称信息，研究突发事件导致多个要素同时发生突变时供应链的应急管理问题。论文首先研究了对称信息下供应链的应急管理问题。然后，在非对称信息情况下分供应商和零售商作为主导者两种情况分析了供应链在突发事件发生时的应急管理问题以及相应的信息价值。最后，利用数值算例分析，说明了信息在供应链中的重要价值以及应急管理的有效性和必要性。

2 对称信息下供应链的应急管理

供应商作为主导者时面临的问题为:

生产计划制定完毕之后，突发事件发生并导致市场需求规模与供应商的生产成本同时发生突变。记ΔD、Δc分别为市场需求规模和生产成本的突变量，即突发事件导致市场规模由D变为D+ΔD，供应商的成本由c变为c+Δc。突发事件发生后的实际需求量Q，相比供应链原有已制定的生产计划Q*，生产量的变化ΔD=Q-Q*，ΔD>0表示供应商要增加产量来满足新增加的需求，记λ1为生产计划增加时额外消耗的生产变动费用；ΔD<0表示由于市场需求的减少，供应商要降低生产量，同时记λ2为生产计划减少时额外消耗的生产变动费用。对称信息情况下，供应商的决策问题如下：

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

约束条件是零售商的理性约束条件，即表示零售商期望收益的最低值，否则他会退出从而做其他事情。对上述问题求解，经分析可知其最优解在边界上取到，进而问题可以转化为:

有下面的结论[5-6]：

由定理2.1可以看出，在对称信息条件下，如果市场需求规模变化较小，供应商可以保持原有生产计划不变，这说明需求变化和成本变化之间具有一种相互制约协调的关系，零售商只需调整零售价格，供应链仍能得到最大利润，且零售价格的调整只和市场需求有关[6]。

3 非对称信息下供应链的应急管理

上一节分析了对称信息下的供应链决策问题，然而需求信息以及生产成本信息在供应链研究中一般都是不对称的。在供应链系统中更接近市场的零售商往往会掌握更多的需求信息，在市场需求发生突变时会掌握更多的需求突变信息；同样地，供应商在生产成本信息的掌握方面上占有优势。

3.1 供应商作为主导者非对称信息下的应急管理

(3.1)

(1)

(2)

(3)

(4)

约束条件(1)、(2)是激励相容条件(IC条件)，保证了每种类型的零售商都不会违背真实的需求突变量把自己伪装成另外一种类型的零售商；约束条件(3)、(4)是个人理性条件(IR条件)，保证了零售商自己的预期利润的最低底线为l，否者零售商会退出。注意到约束条件(1)和(4) 可得:

因此上面决策问题3.1式可以写为:

引理3.1

利用引理3.1，求解上面问题得到下面结论。

定理3.1 突发事件发生后，供应商作为主导者，在非对称突变信息情况下应该采取下面应对措施：

图2 非对称信息下供应商作为主导者时突发事件对生产计划的影响

图2是定理3.1的图形描述，由图可以看出，尽管突发事件导致市场规模和生产成本发生了改变，但在某些情况下仍可以保持原生产计划不变(情形3)，这和定理2.1的一些结论相类似。

在信息不对称情况下，在生产决策安排上仍具有如下特点：市场需求明显增加时，最优生产量要增加(如情形1)；市场需求明显降低时，最优生产量要减少(如情形6)；当决策者对市场需求信息掌握较少时，生产安排会有较大波动(如情形4)。在信息不对称情况下，决策者的生产计划与决策者信息的掌握程度密切相关。

3.2 零售商作为主导者非对称信息下的应急管理

(5)

(6)

(7)

(8)

在非对称信息情况下，同上一节类似分析，上面决策问题变为：

引理3.2

类似于上面分析，利用引理3.2有以下结论。

定理3.2 突发事件发生后，零售商作为主导者，应该采取下面应对措施：

其中，

图3是定理3.2的图形描述，从图中可以看出，尽管突发事件导致市场规模和生产成本发生了改变，但在某些情况下仍可以保持原生产计划不变(情形3)，这和定理2.1的结论相类似。

在信息不对称情况下，零售商作为主导者在生产决策安排上仍具有如下特点：供应商生产成本明显降低时，最优生产量要增加(如情形1)；供应商生产成本明显增加时，最优生产量要减少(如情形6)；当决策者对供应商生产成本信息掌握较少时，生产安排会有较大波动(如情形4)。在信息不对称情况下，决策者的生产计划与决策者信息的掌握程度密切相关。

除此之外，定理3.2与定理3.1不同的是，无论η取值如何，总会存在原生产计划保持不变的区域。从这个角度也说明了相比于成本，需求的变化对决策影响更显著。

3.3 信息价值研究

图3 非对称信息下零售商作为主导者时突发事件对生产计划的影响

推论3.3

(2)若

Δfd=0

其中，

推论3.4

Δfc=0

4 算例分析

4.1 供应商做主导者

供应商作为主导者时，设定相关参数：Δc∈{0.4,-0.4},θ∈{0.2,0.5,0.8}。结果如表1。

表1 非对称信息下突发事件对供应链的影响及应对

表2 非对称信息下突发事件对供应链的影响及应对

4.2 零售商做主导者

零售商作为主导者时， 设定相关参数：ΔD∈{20,-20},η∈{0.2,0.5,0.8}。结果如表2。

5 结语

未来进一步的研究可以在非对称信息情况下考虑供应链成员风险态度[17]，也可以针对更加复杂结构的供应链[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] 于辉,陈剑,于刚.协调供应链如何应对突发事件[J].系统工程理论与实践,2005,25(7): 9-16.

[4] 吴忠和, 陈宏, 赵千, 等.需求和零售商购买成本同时扰动的供应链应急协调[J].中国管理科学,2012,20(6):110-117.

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

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[7] 张菊亮,陈剑.供应商管理库存应对突发事件[J]. 中国管理科学,2009,16(5):71-76.

[8] 于辉,陈剑,于刚. 回购契约下供应链对突发事件的协调应对[J]. 系统工程理论与实践, 2005,28(5):38-43.

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

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[13] 周建中, 陈秀宏.非对称信息下市场需求与生产成本同时发生扰动时的供应链决策[J].中国管理科学,2013,21 (3): 61-70.

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

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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

山东省自然科学基金资助项目(Y2007G08)；航天恒星科技项目(11191306)

崔玉泉(1964-)，男(汉族)，山东曲阜人，山东大学数学学院，教授，研究方向：数理经济学、现代物流，E-mail:cuiyq@sdu.edu.cn．

O224

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