绿色供应链契约分析的决策框架：一种进化博弈论方法外文翻译资料

 2022-08-09 20:14:28

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绿色供应链契约分析的决策框架：一种进化博弈论方法

摘要

经济和生态之间斗争的大幅增强导致了对确保生态系统的可持续性的同时促进获取利润的方法的管理研究，从而冒险进入新的领域，将可持续性与供应链管理和协调结合起来。本文通过建立生产者和零售商之间的协调关系来寻求环境和商业利益之间的协同联盟，以决定他们的环保实践策略，重点是利用产品的环保型来最大化经济利润。开发的一种两方博弈成为了我们所需要考虑的情况的同义立场。同时我们设计了需要特别考虑的因素，以加强消费者对绿色产品的心理分析，建立一种同时涉及环保性和经济效益的实用前景。在提供最佳的经济效益中，进化动力学已被广泛地用于确定其稳定的最优解。经济上合适的解决方案在现有的可持续性度量基础上得到证实，因此，我们的目标是从环境管理的角度全面看待供应链动态。本文所得出的见解提供了以环境为重点的管理含义和优势以及商业动机。

关键词：供应链契约、绿色生产、博弈论、环境管理、进化算法、可持续性度量

1.引言

随着环境退化负担的增加，收入增加的商业动机引发了将无害环境选择纳入供应链管理研究和做法的必要性。绿色供应链管理(Green Supply Chain Management，GSCM)是一种以实现企业利润为目标的管理理念，其目的是在产品生命周期的各个阶段保持复杂过程的生态效率。供应链和环境有着共生关系，它们之间的竞争和全球协同聚结不能被商业组织忽视。

各组织对环保生产表现出兴趣，这一点受到全世界严格的环境协议和条例的赞扬。各国政府正在坚持气候变化政策和排放目标，能源管理政策在工业中具有独特的重要性，所有这些都导致了将可持续性作为所有经济活动的主要动力的研究和做法。同样引人注目的是，消费者的意识导致了环保绿色品牌和环保消费主义概念的产生。

环境法规以及“绿色品牌”驱动的需求引发了环保技术在供应链管理中的实践，包括产品概念化和设计、材料采购、生产活动、消费品包装和分销以及产品的最终寿命管理。

通过使用适用于不同供应链管理策略和实践的有效合同，可以显著实现绿色供应链管理的目标。基于买方---零售商合作、生产者---消费者战略、政府---企业---环境关系的大量文献表明，通过更大程度的合作和更好的协调，合同的效力在实现整个供应链的剩余利润方面是有效的。

在本文中，我们的目的是提供一个完整的整体概念框架，将绿色供应链的实践方面与通过使用进化动力学而达成的供应链实体的利润最大化目标相结合。博弈论为理性系统的建模提供了数学基础，并在竞争或冲突的情况下生成解。进化动力学增强的博弈论被广泛地应用于确定供应链实体的优化和稳定策略，消除了现代博弈论中所涉及的理性行为。这已被有效地应用于绿色经济负担供应链中生产者与消费者之间的共享契约。绿色经济负担可归因于制造产品以确保生态可持续性的额外费用。这包括因节能环保而引起的额外投资和因不符合标准而征收的罚款。一个两方博弈被描述成详细观察供应链中存在的关联并对其进行适当的建模。与普遍持有的信念相反，旨在环保产品的合同并不总是由于价格上涨而减少需求，绿色生产的影响一直被低估。我们提出了一个三阶段的供应链，生产者制造一种产品并将其批发给零售商，然后零售商再将其零售给买方。为了对此进行恰当的建模，假定需求与生产者和零售商对产品的绿色化和营销的贡献有关。需求对销售价格和营销支出敏感。生产者可以决定在生产阶段对造成环境损失的活动进行绿化。这种投资将导致价格上涨，但同时也将通过将产品定位为一个环境友好型实体来加强产品的营销。我们的目标是在政府作为监管主体的特定体制下，找到平衡价格与产品环保效益的平衡点，从而优化供应链收入。我们将证明，供应链可以从旨在环保与监管机构规定的具体生产活动的合作结构中受益更多。

2.文献综述

本文引用并贡献了下文所述的不同的文献流。大量的工作主要侧重于制定供应链实体之间的惩罚分担合同，集中于优化供应链的总收入，并确保产品开发阶段的活动对环境退化的贡献最小。将进化博弈论作为数学工具对场景进行了扩展和扩充。我们得出了最优和稳定的策略，以确保所有供应链代理的双赢局面，考虑到一个充满了大量环保战略的战略空间。

现有的几项已发表的工作界定了有关供应链管理做法和设计演变的合格和全面战略的能力，以产生良性的解决办法，最大限度地利用该系统产生的利益。在这方面越来越多被Tsay、Nahmias和Agarwal在1999年审列并查处的文献，询问重新设计合同如何才能提高绩效。Cachon在2003年的工作回顾和扩展了有关激励与合同冲突管理的供应链文献。根据Wang和Chen在2009年，在一个分散的供应链中通过合作可以获得最大的利润。在协调三阶段供应链的工作中，Gianoccaro和Pontrandolfo在2004年提出了合同制定的有效方向，它允许通过调整合同参数来提高所有供应链参与者的利润。关于绿色供应链管理的大量文献突出了将无害环境选择纳入供应链管理研究和实践的必要性。虽然绿色供应链管理的广泛参考框架尚未适当发展，Srivastava 2007年在他的审查中，对全球供应链管理领域进行了详尽而新的审视，从其概念化到实施。Taghaboni-Dutta、Trappey和Trappey于2010年提出了一个面向绿色产品生命周期管理的供应链集成中心，考虑到生产者、零售商、消费者和监管者对产品生命周期过程的参与。根据绿色供应链的特点及其影响因素，Zhang 和Zhiwei 在2009年提出了一种基于模糊层次分析法(AHP)的绿色供应链绩效评价方法，并成功地将层次分析法与Chen，Weng和Zhao 在2009年成功整合的信息熵模型相结合。Lee, Kang, Hsu, 和Hung 在2009年建立一个模型，以选择和确定绿色供应商对制造商长期可持续性的适宜性。这些工作具有启发性，因为它们突出了衡量经济和环境目标实现情况的适当指标的必要性。全球供应链管理的愿望通过构成供应链不同阶段各实体之间的有效合同而得到协调实现，这些概念已被明智地记录下来，以便给出一个有条理和适当的文献说明。Corbett和Decroix在2001年通过设计以最优激励为中心的共享储蓄合同，以降低“间接材料”的消耗为目标，有效地证明了渠道中适当的激励方案的有效性，使供应商和客户做出了更有效的努力选择。在这项工作中，一个独特的属性是运用博弈论来评估共享储蓄合同下的均衡努力。最近在供应链中竞争与合作的优先事项导致博弈论作为分析供应链中这种相互作用的相关工具重新出现。 Hennet和Arda在2008年的作品论证了将博弈论应用于决策目的，以评估供应链中不同类型的合作伙伴之间不同类型契约的效率。Hsu, Lee, and Liao 在2009年通过建立博弈论模型，描述了两个系统在竞争条件下的定价策略。Tim Rees在2004年提供了一个重要的回顾实例，整合了进化稳定策略和纳什均衡之间的关系，从而探索了复制动力学的基础。我们在受监管的绿色供应链上的工作，即政府对产品的经济性进行调控，受到了Qing-hua和Yi-jie在2007年一些详细研究的影响，他们通过分析政府和核心企业在绿色供应链中各自的成本和收益，建立了政府与核心企业之间的进化博弈模型。该研究表明，核心企业实施绿色供应链管理的成本和效益以及政府的补贴和处罚直接影响博弈结果，并以此指导我们以政府为监管机构的工作。虽然已有大量关于进化动力学的文献，但复制动力学已被选择用于建模动力学方程，并提供了一个具有进化稳定性的解。为了得到所开发的三方博弈模型的解决方案，我们参考了Bukowski和MieKisz在2004年的作品，这为对称三方博弈提供了一种求解方法，并研究了纳什均衡的进化稳定性和在复制动力学中渐近稳定性。在我们的工作中完成的建模假设在整个产品生命周期中需求驱动的生产和供应链活动，因此Esmaeili等人2009年的研究对我们的工作有着显著的影响。

这一研究背后的一个重大动机是，最近环境问题激增导致各国经济政策的范式转变，将环境可持续性的典型方面纳入到更大的利润图景中，这是可持续和实际的。最近有关环境的文件以及各国际组织和审查人员的报告已得到广泛审查，以便尽可能地拟订和解决这一问题。关于绿色品牌和有碳意识的客户的补充文献增加了所提到的资源基础。Teisl，Rubin和Noblet在2008年将需求作为生态标签与消费者互动的函数进行比较分析，从而注重绿色品牌的有效性。同样Gilg, Barr和Ford2005年在日益注重消费者可持续生活方式的背景下审查绿色消费。Wang, Kuo, and Liu 2009年的研究表明，在以消费者为导向的市场中，确定一种方法来确定那些满意并愿意为绿色产品付出更多代价的顾客，在这个市场上，消费者对绿色产品的行为已经成为企业的一个重要问题。

本文借鉴了大量关于供应链管理与实践、合同制定、绿色供应链设计与绩效评估技术、环保生产活动时时刻刻的需求和节能消费者心理等方面的文献，对当前工作中要解决的问题提出了一个整体的认识。参考博弈论和进化动力学，参考书目和研究文献增强了我们的数学严谨性，这对于模拟情况和得出最优解是必不可少的。通过我们的尝试，我们的目标是为全球供应链管理的研究和实践提供管理和决策方面的见解。

3.模型

3.1 基本模型

此模型模拟了印度某些服装和手工艺品等行业的供应链。一个生产者以基本的生产成本生产一种商品，为自己保留一定的利润，然后卖给零售商。这个零售商在采购成本中增加利润率，决定商品的最终销售价格。如果销售产品的销售量增加，零售商愿意牺牲他的利润率。消费者最终按零售商决定的市场价格购买产品。

通过投资于使用更清洁的技术、有效使用、再利用和适当处置与产品生产有关的废物，生产产品所涉及的活动可以成为生态友好型的。我们假设生产中的每一项生产活动都受到环境管制，政府直接或间接地施加惩罚，以代替当时排放的碳。对于任何活动，生产者要么支付绿色税收（green tax），要么支付环保成本（green cost）。

我们定义了一个术语：绿色经济负担(green financial burden)，将因生产中的环保成分而产生的成本整合为环保投资或惩罚。

其中是二进制数（0或1），是任意活动。所有活动单独的绿色经济负担之和就是净绿色经济负担。

：表示生产者所做的环保努力的分数分量，即净绿色经济负担中生产者准备承担的份额。的部分以销售价的形式转移给零售商。

：表示零售商在推销产品时所付出的努力，因此，零售商的营销投资为，这部分被评为零售商的基本利润。

商品的需求(D)是从Esmaeili等人2009年的作品中效仿出来的，分别用“”和“”表示需求的价格弹性和需求的市场支出弹性。

假设环保优势是伴随着环保产品的，这可以被认为环保优势与产品制造中包含的环保成本的产品成正比。

其中，是一个常数。

从方程式中可以看出，环保投资会因价格上涨而减少需求，同时也会产生环保优势，增加需求。本研究的目的是为了建立正确的平衡，并找到这一权衡的最优值。

(1)

常数是由消费者对绿色产品的意识决定的。例如，活跃在欧盟的碳信托基金的成功事例表明，大约30%的客户受到环保标签和绿色产品的影响，他们更愿意购买这些产品。环保优势将以小于0.3的概率吸引客户，因此，。

分别代表生产者和零售商的年度利润：

(2)

(3)

供应链总利润包括所有代理商的个人利润，并有适当的权重，因此以Gianoccaro和Pontrandolfo在2004年的研究作为基础，假设这些权重与每个供应链代理在确保客户需求及其满意的适当经验方面所涉及的风险成正比。在工作的基础上，我们得到：

(4)

其中，和分别指与生产者和零售商相关的风险。

3.2 进化博弈论

利用博弈论，我们得到了对供应链代理人经济有利、稳定的最优策略集，从而在建立了均衡模型。与其他优化技术不同，博弈论在战略决策场景中为我们提供了最优和稳定的解决方案。在传统博弈论中，纳什均衡概念的强度取决于三个必要的假设：(1)所有代理商的理性行为；(2)完全共享经验信息；(3)所有代理商都对这些假设有共同的认识。这些假设的死板使得纳什均衡很容易受到驳斥，因为我们可以很容易地想象出这些假设中的任何一个或所有假设都不能切合实际地维持下去的情况。因此，我们采用进化博弈论(EGT)，它是在非理性、博弈论知识和信息共享的强烈要求下发展起来的。

一个基本的进化博弈模型由组成，其中表示玩家集，表示支付函数集，表示玩家策略集。EGT的基本概念是进化稳定策略(ESS)，它被定义为一种满足以下两个条件的策略:(1),对于所有,(2)当(1)中的取等条件成立时，。其中是支付函数。

依赖EGC的核心获得稳定解决方案的选择过程被称为复制动力学。

建立一个两方进化博弈模型，其中生产者和零售商是供应链的代理，通过不同的策略参与博弈。客户可能没有决定任何策略，但需求是客户所代表的关键方面。

我们考虑博弈模型中每个玩家的两种纯粹策略，即生产者策略和零售商策略。

生产者有两个纯粹的策略：

：整个“净绿色经济负担”将由生产者承担。

：整个“净绿色经济负担”将由消费者承担。

零售商也有两个纯粹的策略：lt;

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