考虑信息安全投资约束的供应链网络均衡研究

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1、学校代码：10286分类号：F27密级：公开UDC：005学号：161909工业工程硕士学位论文考虑信息安全投资约束的供应链网络均衡研究（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：王昴导师姓名：侯合银吴吉波申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称工业工程论文答辩日期2018年6月7日研究方向物流与供应链管理学位授予日期2018年6月20日答辩委员会主席刘新旺评阅人陈伟达、王平2018年6月7日硕士学位论文考虑信息安全投资约束的供应链网络均衡研究专业名称：工业工程研究生姓名：王昴导师姓名：侯合银StudyontheSupplyChainNetworkEquilibr

2、iumConsideringtheInformationSecurityInvestmentConstraintsAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofIndustrialEngineeringBYWangMaoSupervisedbyProfessorHouHe-yinSchoolofEconomics＆ManagementSoutheastUniversityMarch2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的

4、保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要商业环境的不确定性降低了供应链网络抵御风险的能力，网络攻击作为一种重要的供应链网络扰动因素会对节点企业造成经济损失，节点企业通过信息安全投资提升相应的信息安全水平以防御网络攻击，在“互联网+”时代，加深对这方面的研究迫在眉睫。本论文使用变分不等式、二层数学规划和博弈论等理论，在考虑信息安全投资约束的前提下，根据同级节点企业是否存在异质性建立了两种不同的供应链网络均衡模

5、型。在研究模型数学性质的基础上，通过数值算例验证了模型的实用性和有效性。具体来说，本论文的研究成果如下：（1）在考虑信息安全投资约束的三级供应链网络均衡模型中，节点企业在效用函数，投资成本函数等方面存在同质性，竞争的节点企业尝试利用预算约束最大化自身的预期效用。本论文使用Lagrange乘数法将节点企业预算限制为非线性的投资成本函数转化为替代变分不等式的可解形式。在使用改进投影算法求解模型的基础上，使用数值算例对预算、网络攻击损失等参数进行了敏感性分析。演示了当网络中竞争效应增加，攻击损失变化，信息安全投资成本函数变化时，投资成本预算对于模型均衡解、节点企业的期望效用等

6、的影响。结果表明：节点企业在一定范围内愿意为了提升自身的效用而进行信息安全投资；信息安全投资的边际效用递减导致部分节点企业可能对其竞争对手产生依赖。另外，供应链网络节点企业越多，处于顶层的节点企业就会获得更多的利润，这个结果进一步说明供应链网络应该向扁平化发展的趋势。（2）在考虑信息安全投资约束的具有异质性的二级供应链网络均衡模型中，异质性主要体现在供应链网络中零售商层由具有率先决策权的领导者和根据领导企业的决策相机行动的跟随者组成。本论文使用Stackelberg博弈模型刻画供应链网络中的这种异质性，通过逆向归纳法求解出模型的子博弈精炼纳什均衡并给出了相应的证明，同时

7、说明了均衡结果对于节点企业具体投资以及确定产品交易量等决策的指导作用。使用数值算例对模型的实用性进行了相应的论述，结果表明企业为了持续发展其信息安全投资预算只占总利润的较少比例。因此，我们修正了上述考虑异质性的供应链网络均衡模型，只保留了联合投资额和投资参与I东南大学硕士学位论文率两个决策变量，详细分析了联合投资过程中领导者与跟随者决定投资参与率的依据。通过模型的解析解得出了领导者信息安全投资参与率与跟随者边际收益之和负相关、跟随者根据边际收益按比例分配资本投资、相比于独自进行信息安全投资，跟随者更愿意参与合作等结论。本论文将信息安全投资