基于双层规划的集群式供应链供应商激励机制研究

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1、基于双层规划的集群式供应链供应商激励机制研究黄飞鹏李向阳邓胜春哈尔滨工业大学经济与管理学院，黑龙江哈尔滨150001摘要：对存在多级供应商的集群式供应链中稀缺资源供应的激励问题进行了研究。在假设市场某种零部件稀缺，制造商的产量直接与零部件供应量链相关，而零部件供应量直接与一级供应商努力程度相关的情况下，建立了相应的单多双层规划模型，分别研究了制造商针对供应商结盟与不结盟的情况下的最优激励机制。最后进行了仿真，结果表明本文的激励机制能较好激励供应商并能有效防范其结盟。集群式供应链；激励机制；双层规划

2、；供应商结盟F019.2A1007-3221(2012)02-0038-06ClusterSupplyChainSupplierIncentiveMechanismBasedonBilevelProgrammingHUANGFei-pengLIXiang-yangDENGSheng-chun2010-11-19国家自然科学基金资助项目(70971029，9102428，91024031)；国家863计划项目(2009AA042151)黄飞鹏(1984-),男，甘肃庆阳人，博士生，研究方向：集群式供

3、应链管理、冲突管理、优化方法等方面的研究。2问题描述及基本假设第2期黄飞鹏，等：基于双层规划的集群式供应链供应商激励机制研究39双层规划模型，文献㈨以提高采购的准时交货概率为目标建立了以采购商为主方、供应商为从方的两阶段Stackelberg主从博弈模型等等。可以看出目前的研究基本集中在分销环节的激励方面，很少涉及采购环节供应商的激励。因此本文在前人研究的基础上，针对产业集群中稀缺资源供应商激励的现实需求及研究空缺，通过建立双层规划模型来构建更切合实际的产业集群中制造商对供应商的激励机制，以期引导

4、供应商采取更大的努力为制造商提供更多的紧缺零配件，并对供应商的结盟行为进行有效防范。1双层规划及其在供应链中的应用背景自1952年德国经济学家Stackelberg在研究市场经济时提出主从递阶结构的决策问题来¨1，该类问题的研究一直是一个较热点的研究方向，已发展为一个更广泛的名词·多层规划。多层规划是对具有层次特性的社会经济活动和生产管理活动进行建模的一种有效的数学方法，多层规划具有以下特点¨1：(1)系统常常是分层管理的，决策者依次做出决策，上层先决策，下层后决策；(2)各个决策者有着各自不同的

5、目标或利益，他们的这些日．标常常相互冲突，且常以自身利益最大化为目标；(3)每个决策者有着自己的可控决策变景，而这些变量常互相关联；(4)下层决策者不仅决定着自身目标的达成，而且也影响上层决策者目标的达成。因此，上层在选择策略以优化自已的目标时，需要考虑到下层可能采取的策略对自己的影响。而其中，双层规划是最常见的多层规划问题之一，已被广泛运用在资源分配川、交通控制¨1、供应链管理¨。’4’91等方面。其一般表达如模型(1)所示：m=A(并，YI，y2，⋯，Y。)js．t．(戋，Yl，y2，⋯，Y。

6、)EQ￡(1)s．t．max，，．(茹，Yl，Y2，⋯，Y。)(i=1，2，⋯，m)鼽s．t．sd(茹，Yl，y2，⋯，Y。)≥0(i=l，2，⋯，P‘)s．t．h*(茹，yi，Y2，⋯，Y。)=0(i=1，2，⋯，qf)其中，决策者共分为上下两层，上层1人，记为L，其目标函数为五，可控变量为石，玩为其变量约束空间；下层m人，分别记为E(待l，2，⋯，m)，其目标函数、可控变量分别为fFi、,y。(i=1，2，⋯，m)，同时，F；具有P。个不等式和q。个等式约束。首先，上层人员在给出决策戈后，下层

7、人员再分别给出自己的决策，所有参与人的目的都是最大化自己l的目标函数。可以看出，上层问题和下层问题都有各自的目标函数和约束条件，上层问题的目标函数和约束条件不仅与上层决策变量有关，而且还依赖于下层问题的最优解；而下层问题的最优解又受上层决策变量的影响。双层规划是系统优化决策问题的重要研究方法之一，其决策思路使这种方法具有广阔的应用前景。供应链作为一个典型的层级结构系统，上下游成员有不同的目标，控制不同的决策变量，通常在决策过程中，上游或者下游企业利用自己在供应链中的优势地位先进行决策，引导其他成员

8、朝向有利于自己利益的方向决策。因此，用双层规划来对供应链的问题进行研究更符合实际。2问题描述及基本假设一个典型的集群式供应链如图l所示，存在多级供应商，而每个供应商可能不止为下游的一个企业供应原料或零配件，每个企业一般也具有多个上游供应商。不失一般性，本文选取图中虚线方框内的一个制造商和两个一级供应商为研究对象，假设一个制造商(上层决策者，记为L)在某产业集群内有两个一级供应商(下层决策者，记为F。，F：)为其供应同一零配件。作为上层决策者的制造商的可控变量为P(对供应商每供应单位