基于SD的关系契约协调供应链质量控制模型构建及仿真研究______.docx

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1、 学校代号 10731 学 号 142120100002 分 类 号 C93 密 级 公 开 硕士学位论文 基于 SD 的关系契约协调供应链质 量控制模型构建及仿真研究 学位申请人姓名： 顾文婷 培 养 单 位： 经济管理学院 导师姓名及职称： 张玉春教授 学 科 专 业： 管理科学与工程 研 究 方 向： 管理决策与系统分析 论 文 提 交 日 期： 2017 年 04 月 16 日 学校代号： 10731 学 号： 142120100002 密 级：公开 兰州理工大学硕士学位论文 基于 SD 的关系契约协调供应链质量控 制模型构建及仿真研究 学位申请人姓名： 顾文婷 导师姓名及职称： 张玉

2、春教授 培 养 单 位： 经济管理学院 专 业 名 称： 管理科学与工程 论 文 提 交 日 期： 2017 年 04 月 16 日 论 文 答 辩 日 期： 2017 年 06 月 10 日 答辩委员会主席： 杨立勋 Research on Model Construction and Simulation of Relational Contract Coordination to Supply Chain Quality Control Based on System Dynamics By GU Wenting B.E.（ Lanzhou University of Technolog

3、y） 2014 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Management in Management Science and Engineering in the Graduate School of Lanzhou University of Technology Supervisor Professor Zhang Yuchun April, 2017 硕士学位论文 目 录 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 绪论 . 1 1

4、.1 研究背景及意义 . 1 1.1.1 研究背景 . 1 1.1.2 研究意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2 1.2.1 契约协调供应链研究现状 . 2 1.2.2 契约协调供应链质量控制研究现状 . 4 1.2.3 基于 SD 的供应链质量控制研究现状 . 6 1.2.4 研究述评 . 7 1.3 研究内容与方法 . 7 1.3.1 研究内容 . 7 1.3.2 研究方法 . 8 1.4 技术路线 . 8 1.5 研究创新点 . 9 1.6 本章小结 . 10 第 2 章 相关理论基础 . 11 2.1 供应链质量管理理论 . 11 2.1.1 供应链管理 . 11 2.1.2

5、质量管理 . 11 2.1.3 供应链质量管理 . 13 2.2 供应链契约协调理论 . 14 2.2.1 供应链契约 . 14 2.2.2 供应链契约协调 . 16 2.3 系统动力学理论 . 16 2.3.1 系统动力学方法 . 16 2.3.2 VENSIM 仿真软件 . 19 2.4 本章小结 . 20 第 3 章 基于 SD 的供应链质量控制模型研究 . 21 3.1 供应链质量控制模型描述 . 21 3.2 供应链质量控制因果回路图 . 21 I 基于 SD 的关系契约协调供应链质量控制模型构建及仿真研究 3.3 供应链质量控制系统流图 . 22 3.3.1 供应链质量控制系统动力

6、学模型变量集 . 23 3.3.2 供应链质量控制系统动力学模型主要方程 . 25 3.4 模型检验 . 26 3.4.1 变量量纲的一致性检验 . 26 3.4.2 模型与实际系统一致性检验 . 26 3.5 数值算例 . 29 3.5.1 供应商生产质量改进投资对供应链绩效的影响 . 29 3.5.2 销售商销售质量改进投资对供应链绩效的影响 . 31 3.5.3 供应链成员共同进行质量改进投资对供应链绩效的影响 . 33 3.6 本章小结 . 36 第 4 章 基于 SD 的关系契约协调供应链质量控制模型研究 . 38 4.1 正式契约协调模型 . 38 4.1.1 模型描述 . 38

7、4.1.2 模型基本假设 . 38 4.1.3 正式契约协调模型构建 . 39 4.1.4 数值算例 . 39 4.2 关系契约协调模型 . 45 4.2.1 模型描述 . 45 4.2.2 模型基本假设 . 46 4.2.3 关系契约协调模型构建 . 46 4.2.4 数值算例 . 47 4.3 正式契约与关系契约协调模型比较分析 . 65 4.4 本章小结 . 68 第 5 章 结论及展望 . 70 5.1 研究结论 . 70 5.2 研究展望 . 71 参考文献 . 72 致 谢 . 77 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 . 78 I 硕士学位论文 摘 要 供应链质量控制需要

8、供应链各成员企业共同协作制定质量决策，以达到提升 供应链质量管理绩效的目的。由于供应链各成员企业在做质量决策时以自身利益 最大化为目标，且供应链质量管理中存在信息不对称的现象，造成 “ 双重边际化 效应 ” 、逆向选择以及道德风险等问题，使得供应链质量控制过程失调。关系契 约是供应链企业间实现长期合作以协调质量控制的一种重要手段，它对无法即时 观测的质量改进努力条款进行 “ 自我实施 ” 约束，从而规避和防止供应链质量改 进体系中的机会主义行为。因此，本文拟从关系契约的视角，运用系统动力学方 法，研究供应链质量控制的协调机制，探索激励供应链各级成员共同协作进行质 量控制的方法，提高供应链成员及

9、系统整体绩效，以期为供应链核心企业进行质 量控制的协调决策提供理论指导。 首先，本文建立了供应链质量控制的系统动力学模型。通过仿真分析得出， 供应商最优质量投资决策是提供高水平的产品质量等级品率来提高产品的生产质 量，销售商最优质量投资决策是增加其单位销售质量努力投入来提高产品的销售 质量努力程度，供应链双方共同致力于质量改进投资时产 品的质量水平、各级成 员利润水平及系统整体绩效最大；其次，建立正式契约协调供 应链质量控制模型。 仿真结果表明，收益共享契约可以实现双方质量改进努力水平的提高， 并得出合 理分配供应链成员之间利润的最优收益共享比例范围；然后，在正式契约协调模 型的基础上，重点建

10、立关系契约协调供应链质量控制模型。通过仿真分析得出， 关系契约在最优收益共享比例参数范围内也能达到控制供应链上产品质量的目 的，且贴现因子达到一定的门 槛值时，才能实现对供应链各级成 员的 “ 自我实施 ” 约束，在满足关系契约对供应链各级成员激励相容约束 条件的情况下， 贴现因子 越大，关系契约的 “ 自我实施 ” 约束力越强；最后对正式契约与关系契约协调模 型进行比较分析得出，关系契约对供应链上产品质量和成员之间利润的协调效果 高于正式契约，且解决了供应链质量控制中契约自身约束力或执行力不强的问题。 关键词：关系契约协调；供应链质量控制；系统动力学 II 基于 SD 的关系契约协调供应链质

11、量控制模型构建及仿真研究 Abstract In order to achieve the purpose of improving supply chain quality management performance,supply chain enterprises should work together to make quality decisions.As each of supply chain enterprises to maximize their own profit as goal in quality decisions and information asymmet

12、ry,resulting in double marginalization,adverse selection and moral hazard,makes supply chain quality control process imbalance.The relational contract coordination to supply chain quality control is an important method to achieve long-term cooperation among supply chain enterprises,it carries out se

13、lf-implementationconstraints for quality improvement effort term that cannot be observed immediately,thereby avoiding and preventing the opportunistic behavior of supply chain quality improvement system.This paper intends to use system dynamics to study the coordination mechanism of supply chain qua

14、lity control from the perspective of relational contract,explore ways to encourage supply chain members at all levels to work together in quality control processes,improve supply chain members and the overall performance,so as to provide theoretical guidance for supply chain core enterprise makes co

15、ordinated decisions of quality control. Firstly,the paper establishes system dynamics model of supply chain quality control.Through the simulation analysis,it is concluded that the optimal quality investment decision of supplier is to provide a high level of product quality grade rate to improve the

16、 production quality of product,the optimal quality investment decision of seller is to increase unit sale quality effort to improve the sale quality of products,when the two sides of supply chain are committed to improving the quality of product,the quality of product,the profit of supply chain memb

17、ers and the overall performance are the biggest ones;Secondly,the paper establishes system dynamics model of formal contract coordination to supply chain quality control.The simulation results show that revenue sharing contract can improve the level of quality improvement effort of two sides and obt

18、ain the optimal proportion of profit sharing to distribute rationally among supply chain members;Then,focus on the establishment of system dynamics model of relational contract coordination to supply chain quality control on the basis of formal contract coordination model.By simulation,infers that r

19、elational contract can also achieve the purpose of controlling the quality of product in supply chain within the range of the optimal profit sharing proportion III 硕士学位论文 parameter;When the discount factor is greater than the threshold,it can achieveself-implementationconstraints for supply chain me

20、mbers at all levels;In the case where relational contract is satisfied for incentive compatibility constraints of supply chain members at all levels,the greater the discount factor is,the stronger theself - implementationis.Finally,by the comparative analysis of formal and relational contract coordi

21、nation model,concludes that the relational contract coordination to the quality of product and the profit of enterprises in supply chain is higher than that of the formal contract,and solves the issue of contract itself constraint or execution no strong. Key Words： Relational Contract Coordination;S

22、upply Chain Quality Control;System Dynamics 1 硕士学位论文 第 1 章 绪论 1.1 研究背景及意义 1.1.1 研究背景 在经济全球化和市场一体化发展的背景下， 企业所处的竞争环境也愈加激 烈。为适应复杂多变的市场竞争环境，企业的竞争模式开始由单个企业间的纵向 竞争转变为多个企业间建立战略合作伙伴关系的横向竞争，使得供应链管理应用 而生，而优质的产品和服务是供应链企业赢得丰厚利润和实现长远发展的核心竞 争力，由此可见，供应链管理的核心是供应链质量管理。在供应链质量管理过程 中，单个独立的企业已无法决定和控制产品的质量，它需要供应链中各节点企业 共

23、同协作来制定质量决策，满足消费者对产品或服务质量的需求，提高供应链各 节点企业及系统整体效益，使得企业以质量为自身发展赢得优势。然而，由于供 应链上各级成员都是相互独立的经济实体，在做质量决策时以自身利益最大化为 目标，系统整体质量和效益存在效率损失，导致 “ 双重边际化效应 ” ，加之供应 链管理中质量信息不能达到完全共享的状态，各节点企业之间存在逆向选择和道 德风险等问题，造成供应链严重失调。那么如何进行供应链质量控制， 使得在满 足消费 者需求的情况下， 供应链各节点企业所获利润得以提升，是当前供应链企 业噬待解决的问题。 契约作为协调供应链质量控制的一种重要方式，通过签订契约条款的形式

24、， 协调供应链上下游企业之间的质量控制决策，有效激励供应链各级成员提高其质 量改进水平，使供应链产品质量和运营质量都得到提升。因此，探讨一种契约协 调机制来改善供应链质量控制过程中的失调现象显得尤为重要。目前， 供应链企 业间签订的大多数是正式契约，该种契约具有明确的契约条款、修补措施和争议 解决程序，且事后可以被第三方权威机构验证并执行。然而，在实际的供应链运 作过程中，链上各成员的质量改进努力程度很难被第三方观测或证实（ 证实成本 太高），无法在契约条款中做出明确规定，即使做出规定，供应链各交易主体之 间也存在信息不对称的现象，质量努力程度很难被对方准确获知。关系契约通过 建立供应链成员之

25、间长期信任合作伙伴关系，对无法即时观测的质量改进努力条 款进行 “ 自我实施 ” 约束，从而来规避和防止供应链质量改进体系中的机会主义 行为。因此，从关系契约的视角对供应链各级成员实施质量控制将成为企业界与 学术界 关注的研究热点问题。 1.1.2 研究意义 （ 1） 理论意义： 供应链质量控制协调问题的研究是供应链管理中的一个热 2 基于 SD 的关系契约协调供应链质量控制模型构建及仿真研究 点话题，具有前瞻性。随着供应链质量管理理论和应用实践的进一步发展，供应 链质量控制协调机制的研究应愈加重视各节点企业之间的长期合作，而不是施行 只注重眼前利益的短视行为，即用关系契约来协调供应链质量控制

26、过程。然而， 目前我国在关系契约协调供应链质量控制方面的研究还处于初步探索阶段。因此 ， 本文通过对关系契约协调供应链质量控制机制的研究，充实了供应链质量控制的 协调理论和研究内容。 （ 2） 现实意义： 通过合理有效的关系契约机制设计与契约参数选择， 以实 现供应链成员及系统整体质量和效益提高的目的。这对于降低质量控制过程中供 应链成员企业自身利益和供应链整体利益相冲突产生的 “ 双重边际化效应 ” ，减 少有限理性下的机会主义行为有很大的激励作用，从而为供应链及其节点企业制 定质量控制的协调决策起到一定的实践指导作用。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 契约协调供应链研究现状 Cacho

27、n 对供应链契约作了详细的分类：正式契约和关系契约等 1。因此，契 约协调供应链的研究也从正式和关系契约两方面展开。 1.2.1.1 正式契约协调供应链研究现状 国内外学者从不同的视角对供应链中正式契约的协调机制展开了研究。 Cui 等研究了当市场需求为线性需求函数时，批发价格契约可以实现供应链成员具有 公平偏好情况下的供应链协调 2 。在 Cui 研究的基础上， Demirag 等的研究发现当 只考虑零售商的不公平厌恶时，批发价格契约更容易实现市场需求为指数需求函 数情况下的供应链协调 3 。 Choi 等利用均值方差 (Mean-Variance， MV)方法制 定 出解决供应链风险控制的

28、回购契约来协调供应链 4。 Chiu 等则考虑了供应链成员 具有风险规避行为时的契约协调问题，通过 MV 方法设计柔性增量返利契约实现 供应链的协调 5。 Zhao 等设计了一个实现供应链协调的努力成本分享契约，通过 该契约实现了供应链的完美协调 6。 国内学者对正式契约协调供应链的内容也做 了大量相关研究：陈菊红等在研究具有风险规避的制造商和风险中性的零售商组 成的二级供应链中，设计了风 险共享契约实现了 Downside-risk 约束下的供应链协 调，并通过数值算例验证了该契约的有效性 7。 代建生等则运用条件风险价值的 方法研究了具有促销效应和风险规避的供应链协调问题，研究结果表明，当

29、销售 商的风险规避性较小时，在回购契约中引入成本分 摊机制就能实现供应链的协调； 当销售商的风险规避性较大时，就需要对回购契约中回购商品的数量和回购价格 进行限制才能实现供应链的协调 8。 毕功兵等通过研究发现， 批发价格契约在有 利不公平厌恶情况下可以达到协调供应链的目的，并运用相关数值算例验证了该 3 硕士学位论文 结论的正确性 9 。刘云志等则研 究了 VMI 供应链在批发价格契约下的的协调问题， 研究结果表明， 批发价格契约不能使供应商存在不利不公平厌恶的情况下实现 VMI 供应链的协调，但在一定条件下能使供应商存在有利不公平厌恶的情况下实 现 VMI 供应链的协调 10。林强在公平偏

30、好的视角下，运用博弈论和最优化技术， 设计改进的回购契约与收入共享契约实现由一个零售商和一个制造商组成的两级 双渠道供应链的协调 11。黄松等运用委托代理理论，研究了成本信息不对称和市 场需求非线性情况下供应链最优契约的设计问题，并通过数值算例对供应链最优 契约模型的有效性进行了验证 12。张新鑫等通过分析具有风险规避的供应链成员 企业集中和分散决策下的最优决策行为，构建了收益共享契约模型实现了供应链 的协调 13。庞庆华则改进了收益共享契约，以协调突发事件发生时的供应链协调 问题 14。王芹鹏等研究了消费者对低碳产品存在偏好的情况下，设计了收益共享 契约来协调零售商的最佳订货水平和供应商的碳

31、排放水平之间的关系 15。李绩才 等构 建了下游损失厌恶型零售商之间存在竞争时的两阶段供应链系统的收益共享 契约协调模型， 并通过数值实例验证了系统实现协调时最优契约参数的有效性 16。 1.2.1.2 关系契约协调供应链研究现状 国外学者 Levin 认为关系契约是一种 “ 自执行 ” 的契约， 它的执行不依赖法 律的强制实施，而是取决于各交易主体之间合作关系带来的对预期收益的判断， 关系契约可有效解决契约执行力不强的问题 17。 Ren 等则考虑了需求信息不对称 的情况下，研究供应商投资存在惩罚措施时关系契约对系统的协调效果 18。国内 学者对关系契约协调供应链的研究主要有：张春勋等在企业

32、和农户组成的二级供 应链关系契约中引入广义纳什谈判解和正式固定价格契约，通过比较二者对农户 专用投资激励的不同作用，考察了正式价格契约的积极作用 19。侯艳红等通过对 关系契约特征进行定性分析，建立了供应链多阶段合作关系契约模型， 并设计了 包含惩罚机制的关系契约来协调供应链各合作方，通过仿真分析得出关系契约能 促进供应商投入更多的资本以维持双方的合作关系的结论 20。马天星以丰田汽车 供应链管理实例对关系契约协调的理论框架进行了实证分析。结果表明，未 来合 作价值、关系型规则以及声誉使得关系契约在供应链协调中更富有弹性 21。周海 军等构建了关系契约治理供应链企业间机会主义行为的抵押物模型，研究结论表 明关系契约治理对抵押物机制、信任以及交往型私人交情有调节作用 22。俞平研 究关系型契约对电子产品零部件供应商和购买商之间合作关系的决策优化问题， 建立了最优价格、最优数量以及激励折扣的关系型契约模型来防范由道德风险引 起的供应链企业间的机会主义行为 23。陈伟等则针对供应链知识交易各方投入要 素的无法验证性，运用委托代理理论设计了正式契约与关系契约协调供应链的激 励机制 24。熊峰等基于冷链设施补贴模式的视角，对生鲜农产品供应链中的关系 4 基于 SD 的关系契约协调供应链质量控制模型构建及仿真研究 契约稳定性影响进行了研究。结果表明，不同的冷链设施引入方式对关系契约稳