[论文解读] Inventory competition in a multi channel distribution system: The Nash and Stackelberg game

Mahtab Hoseininia, Mir Mehdi Seyyed Esfahani+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2013

Supply Chain and Inventory Management参考文献 25被引用 9

一句话总结

本文研究在随机需求下，由一个制造商和多个零售商组成的多渠道供应链中的库存竞争。通过纳什与斯塔克尔贝格博弈模型，证明了在参数限制条件下均衡的存在性与唯一性，表明当批发价格等于生产成本时，制造商持有的安全库存高于同时行动博弈中的水平，凸显了领导结构下的战略性库存行为。

ABSTRACT

Abstract This paper investigates inventory management in a multi channel distribution system consisting of a manufacturer, with a single product, and an arbitrary number of retailers that face stochastic demand. Existence of the pure Nash equilibrium is proved and parameter restriction, which implies its uniqueness, is derived. Also, the Stackelberg game, where the manufacturer plays the role of leader is discussed. Under specified parameter restrictions which guarantee profitability, a sufficient condition for the uniqueness of the Stackelberg equilibrium is obtained. In addition, a comparison with a simultaneous move game is made. The results show that when whole prices are equal to production cost, the manufacturer carries more inventory than in the simultaneous move game.

研究动机与目标

• 分析具有随机需求的多渠道分销系统中的库存竞争。
• 在同时行动博弈设定下，建立纯纳什均衡存在与唯一的条件。
• 在盈利能力约束下，研究制造商作为领导者的斯塔克尔贝格均衡。
• 比较同时行动与顺序行动（斯塔克尔贝格）博弈中的库存决策与结果。
• 识别斯塔克尔贝格均衡唯一确定的结构性条件。

提出的方法

• 建立一个由一个制造商和多个零售商组成的多渠道供应链模型，其面临随机需求。
• 应用非合作博弈理论，分析同时行动（纳什）与顺序行动（斯塔克尔贝格）框架下的均衡行为。
• 推导出保证纯纳什均衡存在的参数限制条件，并确定其唯一性的条件。
• 在指定盈利能力约束下，建立斯塔克尔贝格均衡唯一性的充分条件。
• 比较纳什均衡与斯塔克尔贝格均衡下的库存水平与战略结果，特别是在批发价格等于生产成本的条件下。
• 使用比较静态分析，研究领导结构如何影响库存持有量，特别是对制造商的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在何种条件下，同时行动库存博弈中存在纯纳什均衡？
• RQ2 哪些参数限制可确保该多渠道系统中纳什均衡的唯一性？
• RQ3 斯塔克尔贝格均衡在何种条件下存在，且在何种条件下唯一？
• RQ4 当批发价格等于生产成本时，制造商在纳什均衡与斯塔克尔贝格均衡下的库存决策有何差异？
• RQ5 在库存持有方面，领导地位（如斯塔克尔贝格情形）为制造商带来了何种战略优势？

主要发现

• 在模型的结构假设下，同时行动博弈中存在纯纳什均衡。
• 在本文推导出的特定参数限制下，纳什均衡的唯一性得到保证。
• 在指定的盈利能力与参数约束下，斯塔克尔贝格均衡存在且唯一确定。
• 当批发价格等于生产成本时，制造商持有的库存水平高于同时行动博弈中的水平。
• 比较分析揭示了战略性库存行为：在基于成本的定价下，领导地位导致制造商的安全库存增加。
• 结果表明，斯塔克尔贝格框架中的领导地位改变了库存激励，使制造商的库存持有量相对于纳什结果更高。