基于博弈论的服务者自利行为研究与服务系统管理机制设计

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1、基于博弈论的服务者自利行为研究与服务系统管理机制设计GameTheoryBasedServerSelf-interestBehaviorResearchandServiceSystemManagementMechanismDesign作者姓名：陆俊睿专业名称：工业工程研究方向：制造系统工程指导教师：孔繁森教授学位类别：工学博士培养单位：机械科学与工程学院论文答辩日期：2018年6月日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：主席：杨兆军教授博导吉林大学委员：曹国华教授博导长春理工大学岳晓峰教授博导长春工业大学申桂香教授博导吉林大学葛宝山教授博导吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和

2、保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究

3、生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：博士学科专业：工业工程论文题目：基于博弈论的服务者自利行为研究与服务系统管理机制设计作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：摘要摘要在传统制造与服务系统的研究中，服务者（人）被建模为具有固定服务速率的机器或是机器的一部分。但是，人

4、与机器最大的不同在于自主意识。在意识的作用下人能够趋利避害，并理性地做出使自身利益最大化的行为，而这种自利行为则会影响服务系统的效率。另一方面，如果系统的运作规则不符合服务者的利益，这样的规则便无法得到服务者的主动执行。由于自利行为的存在，传统的单一依靠对服务者进行指派与监督的管理方式不仅增加了运作成本而且难以奏效。本文旨在通过博弈论与排队论分析排队服务系统中服务者的自利行为，评估其对服务效率的影响，继而建立了相应地管理机制以提高服务效率。本文所研究的自利行为有两种形式：竞争与合作。针对这两种基本行为我们从以下四个方面展开研究。第一部分研究了两个异构（不同技能水平的）服务者对顾客的

5、竞争行为。在非对称竞争博弈中，服务者的竞争行为可能对系统产生不利影响。低技能水平的服务者会因为无法在竞争中获利而退出竞争，而高技能水平的服务者则成为系统的垄断者。通过对纳什均衡点的分析，我们发现产生垄断的主要原因是报酬过高，而不是服务者能力成本间的差异。另一个发现是服务者的利益可能随着其均衡服务速率的下降而增加。这意味着服务者会采取策略性拖延以获取更多利润。我们发现这种蓄意拖延不仅与高报酬有关，也和服务者技能水平间的差异有关。为了避免垄断与策略性拖延的发生，我们给出了服务者的匹配方法与服务报酬的可行范围。第二部分研究了可变价值服务系统中的竞争问题。可变价值服务的基本假设是，服务价值

6、随着服务时间的增加而增加。然而，为了获得更多的报酬，服务者会缩短服务时间。随着服务时间的缩短，顾客所获得的服务价值将会减少，而服务价值减少所带来的损失将由企业承担。此时，管理者无法直接控制服务者的服务速率，只能通过报酬方案来调整服务速率。我们比较了计件制与团队计件制两种报酬方案，并给出了报酬方案的选择方法以及最优报酬的计算方法。此外，通过比较最大利润与最优报酬的变化趋势我们还发现，在通过增加报酬提升服务能I吉林大学博士学位论文力的过程中，应当注意目标是否超出系统的极限。如果超出了服务者的能力极限，则不能够使用增加报酬的方式提升总利润。第三部分研究了服务者以M/M/1队列形式的合作问

7、题。多个服务者合并为M/M/1队列时能够减少顾客等待时间。基于这一考虑，管理者会对服务者进行合并与分组。但是，如果分组结果不符合服务者利益，分组策略就不会被服务者主动执行。因此，只有遵循服务者利益联盟的分组才能够稳固。为了分析服务者联盟的规律，我们建立了可转移效用的合作博弈模型，证明了服务者结盟的主动性。我们发现随着联盟规模的扩张会出现垄断联盟，接着，本文给出了垄断联盟产生的条件以及确定联盟结构的方法。最后，本文比较了不同顾客行为所产生的不同联盟结构以及联盟结构所对应