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期权契约下考虑损失厌恶的供应链管理决策思考

日期:2023年08月10日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:285
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202308041607019479 论文字数:49555 所属栏目:供应链论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇供应链论文,本文以单个损失厌恶制造商和单个损失厌恶供应商组成的两级供应链为主体,假定市场需求以及供应商产出不确定且存在可以为双方提供产品的现货市场。通过分别构建看涨期权、看跌期权和双向期权契约下供应链的决策模型,系统研究了产出与需求随机的情况下损失厌恶水平对企业决策造成的影响。

1 绪论

1.1 研究背景和意义

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目前,新一轮科技革命和产业变革如火如荼,技术的不断更迭导致产品的生命周期变得越来越短,对于一些科技型产品来说更是如此[1]。在这种情况下,消费者收入的增加、偏好的改变以及替代产品的出现所引起的市场需求变化使得下游企业的订购决策变得更加困难,从而使得供应链变得更加脆弱。市场需求的不确定性会导致产品的供需不匹配,从而产生产品缺货以及库存积压风险。据统计,由于商店中没有顾客需要的产品,制造商每年失去的收入接近1万亿美元[2]。除了需求难以预测外,产出风险在近年来也日益突出,严重影响到了供应链上下游企业的经营业绩和利润。生产过程中的原材料不合格、设备故障以及工人操作失误等因素,往往会导致实际产出量偏离预期产出量,从而导致下游企业收到的商品数量与订购数量不一致[3]。这些事件在高新技术企业尤为常见。新冠疫情期间,英国特许采购与供应学会报道将近86%的供应链受到了相应的影响,美国供应管理协会在对约600家美国企业的调查中发现中国和欧洲的制造业企业的生产效率分别仅达到正常生产能力的53%以及50%[4],而供应商产出的下降必然导致市场需求无法被满足。因此,产出随机也是供应链研究中需要重点关注的问题。

为应对上述风险,一系列旨在降低双方交易风险的契约被设计了出来,这些契约包括弹性数量契约、收益共享契约以及期权契约等。相比于其他契约而言,期权契约出现较晚但由于其便于操作以及能够有效协调交易双方的特性目前已被大量企业运用于现实的商业环境中。期权经常被视为一种高杠杆的金融工具,买方通过投入少量的金钱就能获得按照约定购买或者回售特定产品的权力,并最终在实际执行中获得大量的利润[5]。理论研究已经证明,期权契约有利于增强信息的透明性、降低经营风险、调整自身收益、实现供应链利益的整体协调等[6]。而在实践中,期权契约在HP公司[7]、Sun微系统公司[8]、IBM公司[9]以及中国电信等公司得到了成功的应用。期权契约下的供应链管理研究亦引起了学术界的广泛关注,并取得了丰硕成果。

1.2 概念界定与研究范畴

本文研究产出和需求双边随机下同时存在损失厌恶行为的制造商和供应商在期权契约下的决策行为。为使本文易于理解,本小节对本文的三个主要概念产出随机、期权契约以及风险偏好进行解释和说明。

1.2.1 产出随机

产出随机是指企业最终的产出数量与按投入原材料计划生产的产品数量不等的情况,由于存在各种内外部干扰因素,例如原材料质量低劣、技术水平低下造成损耗以及工人操作失误等,产出随机在所有企业都普遍存在。因此在供应链管理中应用该假设是十分有必要的。

在实际研究供应链决策的文献中产出随机主要采用乘法产出随机模型进行描述。乘法产出模型是指假定供应商的生产投入量为𝑄,则实际的产出量为 𝑇𝑄 。其中,𝑇为独立于生产投入量𝑄的随机变量,乘法产出模型中𝑇∈[𝑎,𝑏](0≤𝑎<𝑏≤1),且可能服从二项式、断裂几何、均匀等分布。

为使研究结论更具一般性,本文在模型构建中也将采用乘法产出随机模型来刻画供应商的产出不确定性。

1.2.2 期权契约

期权,是指一种合约,该合约赋予持有人在某一特定日期或该日之前的任何时间以固定价格购进或售出一种特定商品的权利。按契约赋予的权力,期权可分为看涨、看跌和双向期权三种类型:

(1)看涨期权,指期权的购买者在一定期限内能以约定价格向卖方买入特定商品的权利。

(2)看跌期权,指期权的购买者在一定期限内能以约定价格向卖方卖出特定商品的权利。

(3)双向期权,指期权的购买者在一定期限内能以约定价格向卖方买入或者卖出特定商品的权利。 本文使用的期权契约特指仅在合约到期日才有权执行的欧式期权。

2 看涨期权契约下考虑决策者损失厌恶的供应链管理决策

2.1 问题描述与假定

本章的决策主体包括面临市场需求不确定且存在损失厌恶行为的制造商以及面临产出随机风险且存在损失厌恶行为的供应商,考虑以上两者组成的一个单周期两级供应链。除了供应商能为制造商提供零部件外,市场中还存在由多个小规模提供同质产品的供应商组成的现货市场。由于缺乏规模经济,现货市场中所提供产品的价格高于主体供应商所提供的批发价格,因此只是作为双方交易的补充。当市场需求高于制造商发出订单(包括批发价格契约以及看涨期权契约)的数量时,他可以从现货市场直接购买相应数量的产品,供应商也可以在实际产出量未达到制造商要求时从其中购买相应数量的产品进行交付。

该两级供应链的事件发生顺序如下所示:在供应商正式开始生产准备之前,他会把相应产品的批发价格、看涨期权购买价格以及执行价格告知制造商,制造商收到价格信息后,结合自身对市场需求以及现货市场表现的预测确定最优批发价格契约订购量以及期权购买量,随后发出相应的订单;供应商收到相应的订购信息后,根据自身的情况(产出率等)购买相应的原材料进行生产。之后销售季节来临,制造商根据实际的市场需求决定是否执行看涨期权合同。除此之外,双方都可以从现货市场购买短缺的产品。

本章假设定制造商和供应商之间信息完全对称,不考虑制造商购买期权进行投机的行为,不存在公平偏好等问题,且制造商的加工、组装成本为零。

2.2 损失厌恶制造商的订购决策

在制定决策时,制造商假定自己的批发价格契约订购量为𝑞𝑐0,看涨期权购买量为𝑞𝑐1,市场需求为𝑥,制造商通过假设不同的市场需求对决策进行指导。当𝑥<𝑞𝑐0时,制造商只会执行批发价格契约,执行数量为𝑞𝑐0;当𝑞𝑐0<𝑥<𝑞𝑐0+𝑞𝑐1时,制造商在执行批发价格契约的同时会选择执行部分看涨期权契约,执行数量为(𝑥−𝑞𝑐0);当𝑥>𝑞𝑐0+𝑞𝑐1时,制造商在执行批发价格契约的同时会选择执行全部看涨期权契约,并且会在现货市场补充(𝑥−𝑞𝑐0−𝑞𝑐1)的零部件。

命题2.2表明制造商存在损失厌恶行为时会减少批发价格契约订购量和总订购量。原因在于,由于批发价格契约的强制执行特性以及最终产品在销售季节结束后残值为零,当市场表现不如预期时,批发价格契约订购量越多就意味着损失越大,相反,当市场表现良好时,批发价格契约订购量越多就意味着收益越大。而对于损失厌恶的制造商来说,他对损失的敏感程度大于收益,因此损失厌恶的制造商必然会减少批发价格契约订购量转而购买更多的看涨期权。但是购买看涨期权在销售季节来临之前也是需要付出成本的,而这些成本在销售季节来临后并不一定能够得到补偿,因此在一定程度上购买看涨期权并不如在销售季节来临后直接从现货市场购买,因此制造商不会购买相同数量的看涨期权填补批发价格契约订购量的减少,所以总订购量也会减少。

3 看跌期权契约下考虑决策者损失厌恶的供应链管理决策 .................... 31

3.1 问题描述与假定 ................................... 31

3.2 损失厌恶制造商的订购决策 .................................. 32

3.3 损失厌恶供应商的生产投入决策 ................................ 37

4 双向期权契约下考虑决策者损失厌恶的供应链管理决策 ............................... 63

4.1 问题描述与假定 ............................... 63

4.2 损失厌恶制造商的订购决策 ................................ 64

4.3 损失厌恶供应商的生产投入决策 ........................... 69

5 总结与展望 ............................... 81

5.1 全文总结 ................................... 81

5.2 创新点总结 ................................... 83

5.3 研究展望 ..................... 84

4 双向期权契约下考虑决策者损失厌恶的供应链管理决策

4.1 问题描述与假定

本章的决策主体包括面临市场需求不确定且存在损失厌恶行为的制造商以及面临产出随机风险且存在损失厌恶行为的供应商,考虑以上两者组成的一个单周期两级供应链。除了供应商能为制造商提供零部件外,市场中还存在由多个小规模提供同质产品的供应商组成的现货市场。由于缺乏规模经济,现货市场中所提供产品的价格高于主体供应商所提供的批发价格,因此只是作为双方交易的补充。当市场需求高于制造商发出订单(包括批发价格契约以