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1、装订线毕业设计（论文）报告纸实物期权在供应链协同中的应用【摘要】 供应链协同是供应链管理中一个要点和难点。而合同管理是供应链协同管理中一个比较重要的问题。针对怎样才能更好的进行合同管理这一问题，本文将实物期权这一金融衍生工具引入到合同之中，通过制定合理的期权合同来提高供应链成员企业之间的协同水平。本文通过引入实物期权合同，建立单个供应商和单个零售商的决策模型，发现无论是在集中型供应链还是合作型供应链中实物期权合同的订货量都将达到并优于基本报童模型。零售商通过购买实物期权将风险转移一部分给供应商，而供应商通过销售实物期权取得一定收益，从而使供应链得到协同。本文使用Crystal Ball 7.2
2、.1软件在假设市场需求服从正态分布的情况下对论文中所提出的模型进行了蒙特卡洛仿真，分析仿真结果，验证了实物期权合同在供应链协同中的有效性。【关键词】实物期权，供应链协同，合同管理【Abstract】 Supply Chain Collaborative is one of the essentials and difficulties in Supply Chain Management while contract management is a significant point in the Management of Supply Chain Collaborative. In con
3、nection with the problem how to carry on contract management efficiently, this thesis draws real options which is an instrument deriving from finance in contract and improves collaborative standard between member enterprises of Supply Chain by formulating equitable options contract. The thesis sets
4、up decision model between single supplier and retailer through leading real options contract in and finds out the purchasing quantity of real options contract will achieve or even be better than the basic newsman model both in Concentrative-type Supply Chain and Cooperative-type Supply Chain. Retail
5、ers transfer a part of risk to suppliers through buying real options and suppliers gain particular profit by selling it. Thus it makes Supply Chain in coordination. This thesis uses software called Crystal Ball 7.2.1 to carry on Monte Carlo Simulation for the models put forward in the thesis supposi
6、ng market demand is subordinated to normal distribution, analyze the results of simulation and test and verify the validity of real options contract in Supply Chain Collaborative.【Key words】Real options; Supply Chain Collaborative; Contract management目录【摘要】1【关键词】1【Abstract】1【Key words】11 绪论42 文献综述52
7、.1供应链协同背景52.2供应链失调原因62.2.1大批量定购（批量折扣）和配送62.2.2订货配额72.2.3价格波动72.2.4行为障碍72.2.5激励障碍72.3现有的供应链协同研究角度72.3.1系统理论72.3.2信息共享和信息技术82.3.3交易成本理论92.3.4合同管理92.4期权在供应链合同中的应用122.4.1期权的一般思想132.4.2实物期权特征142.4.3实物期权在合同中的应用143 以实物期权模式协调供应链153.1模型描述153.2基本报童模型(Newsvendor)173.3基于报童模型的引入期权的集中决策型供应链(Centralized supply cha
8、in)183.4基于报童模型的引入期权的合作型供应链(Decentralized supply chain)194 实物期权效果分析244.1算例背景244.2使用实物期权的供应链决策254.2.1引入实物期权的集中决策型供应链订购批量变化254.2.2引入期权的合作型供应链订购批量变化264.3引入实物期权对各方利润的影响274.4分析期权对供应商及零售商的影响294.4.1供给弹性294.4.2风险共担295 结论30参考书目32谢辞33 1 绪论随着全球信息化和全球化市场形成及技术进步的加速，围绕新产品的市场竞争日趋激烈。技术进步和需求多样化使得产品寿命周期越来越短，产品品种数也越来越多
9、，客户对产品质量和服务质量的要求越来越高。“在21世纪，市场上只有供应链而没有企业，市场竞争将是供应链和供应链的竞争，而不是企业和企业的竞争。” 1王国文，追赶供应链浪潮，迎接新的挑战，2006-2-7 9:10:001 Martin Christopher（2005年CSCMP物流突出贡献奖得主，英国著名物流专家）如是说。正是由于市场变化的不确定性越来越高，企业面对的风险、压力也越来越大，企业特别是产品生命存在着“摩尔定律”的科技行业势必要求企业开发出更为有效的方法以应付需求高度波动、变化迅速的市场设计和产品的成功交付，于是，业务外包和企业间的合作越来越广泛。供应链管理一方面是为了降低成本，
10、而另一个更重要的方面则是提高顾客满意度。供应链的协同是实现这一目标的关键，只有协同才能提高供应链的整体竞争力，增强对客户定制化需求的快速反应。正如David Anderson和Hau Lee在 Synchronized supply chains: the new Frontier2 Anderson D, Lee H. Synchronized supply chains: the new Frontier J. ASCET,1999,6 (1).http:/2一文中指出，新一代的供应链战略就是协同供应链，同时该文章也分析了协同供应链应具备的基础条件、面临的诸多挑战和价值收益等问题。表1-1
11、协同供应链的价值收益与面临挑战协同供应链的价值收益与面临挑战供应链功能协同带来的收益协同面临的挑战需求产生对顾客需求的进一步理解将客户数据转换成有价值的洞察力更趋互动的客户关系差别沟通需求计划牛鞭效应的减少财务,销售与操作预测的联盟准确的需求计划信息共享订单满足提前期和订单实现的改善建立有响应及可靠的订单实现过程生产能力计划优化生产配置保持柔性制造原料计划供需联盟利用需求信息进行原料计划采购总成本最小将供应商计划合理化更趋互动的供应商关系差别沟通供应链协同是指供应链中各节点企业为了提高供应链的整体竞争力而进行的彼此协调和相互努力。1 Supply Chain Collaboration FAQ
12、Z. http:/merc.mcmaster.ca/mclaren/sccfaq.html1供应链协同管理思想是以协同技术为支持，以信息共享为基础，始终从全局观点出发，通过建立“共赢”而不是共担成本的战略联盟与合作绩效系统，使整个供应链中的个体相互信任、决策同步，来整合供应链管理实施过程，从而提高整个供应链的柔性和实现整个供应链价值的最优。在供应链体系中，供应链失调的两个根本性原因是：信息传递扭曲和成员博弈决策，而需求的不确定性是最主要的风险来源之一，因此规避需求风险是供销双方利益博弈的焦点。对此，很多学者从供应合约出发进行研究，从而出现多种合同方式。近年来，利用成熟的金融衍生工具和理念来进行
13、供应链的风险管理，已成为一个新的研究热点2易海波，龚朴. 期权合约下的供应链动态随机规划研究. 华中科技大学学报社会科学版. 2006年，第5期. P51-P572。金融衍生工具己经被证明是一种有效的风险管理方法，金融期货和期权交易在交易市场非常频繁。但一直以来，衍生工具大都是用来管理金融风险，例如：证券价格的波动、汇率的波动、利率的变动等。而供货合同条款的特征与衍生工具有很多相似之处，在文献分析中，发现了一些类期权合同条款，例如：退货条款、数量柔性条款等。将期权与供应链传统合同进行有机结合，则产生了期权合同。本文即是考虑由一个供应商和一个零售商组成的两级供应链，考察供应商和零售商之间的相互作
14、用,供应商给定一套合同参数,零售商据此确定它的最优产品订购量。同时认为所有的产品信息是对称的,供应商可以推测零售商的产品订购量,并据此制定最佳决策。2 文献综述2.1供应链协同背景随着全球信息化和全球化市场形成及技术进步的加速，围绕新产品的市场竞争日趋激烈。技术进步和需求多样化使得产品寿命周期越来越短，产品品种数也越来越多，客户对产品质量和服务质量的要求越来越高。“在21世纪，市场上只有供应链而没有企业，市场竞争将是供应链和供应链的竞争，而不是企业和企业的竞争。”3王国文，追赶供应链浪潮，迎接新的挑战，2006-2-7 9:10:003 Martin Christopher（2005年CSCM
15、P物流突出贡献奖得主，英国著名物流专家）如是说。正是由于市场变化的不确定性越来越高，企业面对的风险、压力也越来越大，企业特别是产品生命存在着“摩尔定律”的科技行业势必要求企业开发出更为有效的方法以应付需求高度波动、变化迅速的市场设计和产品的成功交付，于是，业务外包和企业间的合作越来越广泛。供应链管理一方面是为了降低成本，而另一个更重要的方面则是提高顾客满意度。供应链的协同是实现这一目标的关键，只有协同才能提高供应链的整体竞争力，增强对客户定制化需求的快速反应。正如David Anderson和Hau Lee在 Synchronized supply chains: the new Fronti
16、er1 Anderson D, Lee H. Synchronized supply chains: the new Frontier J. ASCET,1999,6 (1).http:/1一文中指出，新一代的供应链战略就是协同供应链，同时该文章也分析了协同供应链应具备的基础条件、面临的诸多挑战和价值收益等问题。供应链协同是指供应链中各节点企业为了提高供应链的整体竞争力而进行的彼此协调和相互努力2 Supply Chain Collaboration FAQZ. http:/merc.mcmaster.ca/mclaren/sccfaq.html2。供应链协同管理思想是以协同技术为支持，以信息
17、共享为基础，始终从全局观点出发，通过建立“共赢”而不是共担成本的战略联盟与合作绩效系统，使整个供应链中的个体相互信任、决策同步，来整合供应链管理实施过程，从而提高整个供应链的柔性和实现整个供应链价值的最优。2.2供应链失调原因供应链失调的两个根本性原因是：信息传递扭曲和成员博弈决策3 赵棣华.供应链协同管理的方法分析与研究.东南大学.2004年3。关于信息扭曲传递，由于完整的信息在各个阶段之间无法共享，所以信息在不同阶段传递时，就会发生扭曲。而这种扭曲又由于供应链产品的多样性而夸大。这种在整个供应链内，由零售商到批发商、制造商、供应商，定购量的波动幅度递增的现象，称为“牛鞭效应”。这种现象也曾
18、在“Beer Game”中看到。而成员博弈决策则是由于供应链不同阶段属于不同的所有者，不同阶段的目标不同，每个阶段都努力追求自身利益的最大化，因此各阶段的最优化目的有可能与供应链总目标发生冲突，从而使整体供应链绩效降低。这就需要解决采购、库存、生产、运输和分销之间的协调。而以下几种情况都可能使供应链失调：2.2.1大批量定购（批量折扣）和配送零售商为了能获得批量折扣，累积小批量的订单，从而使得订单的变动性加强。而制造商为了获得运输的规模经济，而积累小批量的配送批量，但这使得库存费用的增加和顾客服务水平的下降；2.2.2订货配额由于制造商的生产能力有限，零售商不得不通过放大订货量来获得更多的实际
19、定货量，形成虚假的需求增长，从而误导制造商扩大生产能力；2.2.3价格波动由于制造商所发起的商业促销和其他短期折扣活动导致超前采购，超前采购期定货量大增，而过后定购量又极少。这种促销手段导致制造商送货量呈现变动性，其变动幅度明显高于零售商销售量的变动幅度；2.2.4行为障碍由于每个阶段的管理者认为自己做的完美，从而对其他阶段的不信任度加强；2.2.5激励障碍就是指给予供应链内不同阶段或参与者的激励回到之一系列变动性增机、总体利润下滑的情形。比如运输部门经理薪酬只与单位货物的平均运输成本挂钩，这势必使其尽量运用规模经济来降低运输成本，但这增加了库存成本等，使得总体利润下降。2.3现有的供应链协同
20、研究角度为解决以上供应链协调问题人们从不同的角度进行了研究，目前比较多的是从系统论、信息共享和信息技术、交易成本理论、合同管理等角度进行研究。下面对这些方法作简略介绍：2.3.1系统理论系统是由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体。以系统理论来看，供应链是一个开放的系统，由供应商、制造商、和分销商等要素构成，不断与外界进行物质、信息的交换。供应链是远离平衡态的系统，这是因为组成供应链的成员企业是理性的，而他们存在资源、信息、技术力量的不平衡，这种不平衡势必会造成企业权利不平等及利益分配的不平衡。供应链企业间的利益斗争将导致供应链不断向前发展或走向灭亡。系统作为一个整体，高
21、效的发挥其作用的关键是其有序性。供应链管理就是要通过计划、组织、协调各成员企业，使系统稳定有序的进行。协同学作为系统理论发展的一个分支，是由联邦德国斯图加特大学教授、著名物理学家哈肯创立，1971年他提出协同的概念，1976年系统地论述了协同理论，发表了协同学导论，还著有高等协同学等等1刘军.协同：陷阱还是馅饼.http:/，2006年01月06日 16:111。协同学认为，千差万别的系统，尽管其属性不同，但在整个环境中，各个系统间存在着相互影响而又相互合作的关系。协同学研究和比较了有多子系统构成的系统间的合作效应。这些子系统在开放条件下，通过物质、能量、或信息的交换，通过非线性的相干作用，相
22、互合作、协调共生，在空间、时间或功能结构上产生较好的协作效应，形成一定的新型有序结构。这种新型结构具有某种全新的性质，为各个子系统实现了难以实现的功能，而不是各子系统实现功能的简单加和，也就是常说的 1+12。协同学在经济管理理领域的应用尚处于萌芽阶段，主要用于企业间合作与竞争的探讨。2.3.2信息共享和信息技术供应链的协调运行建立在供应链上各企业高质量的信息传递与共享的基础上。信息共享是实现供应链管理的基础2作者不详.供应链管理. ，2006年01月04日2。因为供应链上各企业的生产运作相互依赖，故供应链上各企业做出的各种决策是相互关联的。获得的信息的多少和质量与决策质量密切相关。因此，供应
23、链中信息的共享对供应链中每一个企业的决策有着非常重要的意义。例如，需求预测信息和销售信息共享能够有效地平衡供应与需求的关系，降低库存成本和缺货损失，有效地减小供应链中的“牛鞭效应”，因为牛鞭效应的成因就是需求预测信息不能及时交换与共享，从而引起需求预测的不准确。在供应链管理中有很多战略都涉及到信息的交换与共享，如QR(quick response),ECR(efficient consumer response),VMI(vendor managed inventory)等。要实现以上策略，离不开信息技术的支持。信息技术的应用有效地推动了供应链管理的发展，它可以节省时间和提高企业信息交换的准确
24、性，减少了在复杂、重复工作中的人为失误，因而减少了由于失误而导致的时间浪费和经济损失，提高了供应链管理的运行效率。EDI，Intenat/Intranet及电子商务的广泛应用极大的提高了供应链的协同水平。在实际的操作中，信息共享在给供应链带来利益的同时，也增加了供应链成员企业的风险。信息共享的程度是每条供应链需要解决的难点问题2.3.3交易成本理论企业理论的研究经历了劳动分工理论、新古典企业理论、交易成本理论和核心能力理论。人们真正拿来用于研究企业间协同的主要还是交易成本理论。科斯于1937年发表的 企业的性质1 R.科斯.企业的性质. http:/，2004年09月03日 10:53:001
25、一文中，首先提出了交易成本，科斯认为当合作效果是相同的时候，采取交易成本较低的合约形式（被理解为制度安排）。与市场通过契约形式完成交易不同，企业依靠权威在其内部完成交易。市场通过价格机制，实现交易，企业可以将原本属于市场的交易内部化，运用行政命令来配给资源。而决定资源分配是由市场还是企业进行的关键要素是交易成本。企业通过内化的市场交易来减少交易成本。随着企业的增大，管理费用随之增大，当二者相抵时，企业停止增长。企业规模的极限限定了单个企业规模的有限性面对市场需求的复杂多变，单个企业无能为力，为利用企业的核心能力，企业结成企业联盟。这样在一定程度上减少了交易成本，而内部协同的管理费用相对与企业之
26、间的管理费用为低。这样参与联盟的企业都能获得较同行业同类企业自主生产更大的利润。因此，企业愿意参与协同工作，服从核心企业的任务分配与调控，以实现自身利益的最大化。根据现代企业理论，在供应链协同中遇到的问题集中于供应链中企业与其关联企业之间是否建立合作伙伴关系的博弈问题。且在这个问题的长期的博弈中，双方都采取合作的策略相互协调，不仅有利而且是有十分重要的现实意义。但现实中，由于供应链各成员之间决策博弈的存在使得企业间责任与关系下滑。2.3.4合同管理合同管理是供应链管理中一个比较重要的问题。在供应链运作的过程中，产生大量的供应合同，供应链中出现的很多问题都与供应合同的管理有关。在供应链环境中，企
27、业与企业之间的是一种动态的联盟，每一个企业都有自己的行为动机。为在新的市场竞争中获得竞争优势，供应链企业应加强合作，优化自身所在的供应链的绩效。为达到这个目的，企业与企业之间可以通过签订有效的供应合同激励彼此更密切合作避免供应链成员的机会行为。因此，供应链合同管理，成为供应链管理中的一个核心问题。供应链中的合同有两种极端的签订情况1赵棣华.供应链协同管理的方法分析与研究.东南大学.2004年1：一是合同提前期很长并要求零售商详细说明其确切的需求量。在此情况下，零售商承担着库存积压或短缺的风险，而制造商却掌握了确切的订单信息。另一个极端的情况是：合同提前期短，而是要求他们在确定市场需求量信息之后
28、再提交订单（个人认为这相当于现货市场）。在此情况下，制造商预先获得的信息很少，而零售商获得了充分的信息。因此，风险主要集中在制造商一方。这两种极端的情况从供应链协同的角度来看效率是最低的，即失调最严重的。最为理想的方式是，采取某种方式可以使制造商和零售商共担风险，以利益促使双方企业共同面对市场需求进行协同决策。合同的制定本质上是为了减弱供应链成员企业在供应链运作过程中由于信息不对称而引起的投机行为。于是供应链上企业间合同的签订已不仅仅是一种承诺和保证，更是具有了整合供应链的功能。签订适当的合同可为双方带来各种利益，达到双赢甚至是多赢的局面。供应链合同能协调供应链，避免双边际化效应（供应链整体与
29、个体间的决策差异），从而提高整条供应链的竞争力。以报童模型来看，即单一供应商供货给面对报童问题的单一零售商，零售商面对随机需求，在销售季节来临之前选择采购量，合同一般有以下的时间顺序2任建标.战略运营管理.清华大学出版社，2004 .P233-2762：首先，供应商给零售商一个合同；零售商收到后可以选择接受或是拒绝合同；若拒绝，则合同不能签订；若零售商接受合同，则他开始决定采购量，通知供应商；供应商开始生产并在销售季节到来之前交付产品给零售商；销售季节开始，零售商销售产品；销售季节结束，基于合同条款，两公司进行转移支付，如图2-1。图2-1 合同时间顺序1任建标.战略运营管理.清华大学出版社，
30、2004 .P233-2761现用的合同方法一般有以下几种：(1)批发价合同批发价合同从一开始就在多个行业被广泛采用，因为他形式简单，便于管理。在批发价合同中，供应商收取零售商采购的每单位产品w元的批发价。如果此合同能够协调供应链，则其充要条件为供应商生产成本等于w，即供应商利润为零，显然这种情况供应商不能接受，故批发价合同不能协调供应链。(2)退货合同目前，退货合同在日本和美国被广泛采用，所用行业一般为书籍、杂志、唱片、报纸、计算机软件、贺卡和药剂行业。在退货合同中，供应商以w的价格将产品出售给零售商，但到销售期末供应商就以每单位b元的价格对零售商的过量的存货进行补贴。这种合同下的订货量最大
31、化了零售商和供应商的利润，所以退货合同能够协调供应链。(3)营业收入分配合同营业收入分配合同在影带出租行业常被采用，并且获得了巨大成功。在营业收入分配合同中，供应商收取零售商每单位采购产品w元，同时还向零售商收取其营业收入的一定比例。营业收入分配合同业可以协调供应链。(4)数量柔性合同 在数量柔性合同中，供应商出售q单位产品，收取零售商每单位产品w元，同时同意零售商q单位内的产品可完全退货，0，1。可见，数量柔性合同允许零售商部分采购量的完全退货，而退货合同是同意零售商全部采购量的部分退货。这种合同同样也能达到协调整条供应链的目的。(5)数量折扣合同在数量折扣合同，供应商收取零售商每单位产品w
32、元，如果零售商采购量高于一定水平，那么零售商就能获得每单位产品r元的折扣。在此种合同上，在零售商采购量超过一定水平后，尽管那是供应链最优采购量，供应商也不愿提供，因为在此水平上，供应商每出售一单位产品都会损失一定价值。所以，此种合同也不能协调供应链。正是因为在供应链体系中，需求的不确定性是最主要的风险来源之一，因此规避需求风险是供销双方利益博弈的焦点。对此，很多学者从供应链合同出发进行研究，从而出现以上几种合同方式。2.4期权在供应链合同中的应用近年来，利用成熟的金融衍生工具和理念来进行供应链的风险管理，已成为一个新的研究热点。1易海波，龚朴. 期权合约下的供应链动态随机规划研究. 华中科技大
33、学学报社会科学版. 2006年，第5期. P51-P571金融衍生工具己经被证明是一种有效的风险管理方法，金融期货和期权交易在交易市场非常频繁。但一直以来，衍生工具大都是用来管理金融风险，例如：证券价格的波动、汇率的波动、利率的变动等。而供货合同条款的特征与衍生工具有很多相似之处，在文献分析中，发现了一些类期权合同条款，例如：退货条款、数量柔性条款等。将期权与供应链传统合同进行有机结合，则产生了期权合同。2.4.1期权的一般思想要了解期权合同，先要了解期权的含义。期权的思想一般可归纳为以下三点2作者不详.实物期权理论及其应用前景研究. http:/，更新时间：2006-1-92：(1)期权中蕴
34、涵的权利和义务不对称拥有期权者的义务是支付期权费，之后获得一个选择权，既可以在有利的条件下实施约定的行为(行使权力)，也可以当条件不利时不实施约定的行为(放弃期权)，卖出期权者则相反。(2)期权的成本(风险)与收益不对称投资者着眼于未来的高收益，只需要支付一定成本(期权费)就可以获得期权，当条件不利时，不执行权力，收益为零，只损失购买期权的成本；当条件有利时，行使权力，获得差价收益(总收入购买成本)。因此不管情况如何变化，至多损失购买期权的费用，成本是固定的，而收益是不固定的，可能为零，也可能很大。(3)期权是有价值的因此创造、识别和利用期权将在降低风险的同时给投资者带来更高的收益。付出一定成
35、本获得期权后，未来的不确定性是期权价值的源泉，不确定性越大，期权的价值越大。因为损失是固定的，但是收益可能非常大。2.4.2实物期权特征而作为写入供应链应合同的期权条款，它的意义在于企业可以取得一个权利，在未来以一定价格取得或出售一项实物资产，又因为其标的物为实物资产，故且将此性质的期权称为实物期权。它又有以下特征：一、实物期权不能在市场上任意交换，持有者不能将它和合同分割开来，对持有者而言，合同中的实物期权是一项沉默成本，一旦合同订立，成本便不可恢复。实物期权可以视为特殊的独立式期权或者可以视为特殊的合同。二、实物期权可能有多个协定价格1林滨.供应链管理中期权的应用.物流技术，2005年，第
36、10期：P28-P311。三、实物期权的权基可能是离散变量，具有不连续性。四、实物期权的协定价格不一定是权基变量的值。（为表述方便，以下“期权”均指“实物期权”）2.4.3实物期权在合同中的应用下面就以HP的采购实例来瞄直观的解释一下供应链中的实物期权合同2 Corey Billington、Blake Johnson.Creating and Leveraging Options in the High Technology Supply Chain.The Practice of Supply Chain Management: Where Theory and Application C
37、onverge. Springer New York. 2004. P157-P1742。在惠普公司，实物期权始于20世纪90年代末，当时HP的采购团对开始采用与金融投资家所使用的相同的策略，即使用“组合”的方式，使其可以在采购部件和制造服务的许多期权上实现“多元化”并分散风险。例如，HP并非与一到两家供应商签订长期frame contract，而是具有一套包含不同期权的组合，其中一个是long frame contract，以满足90%的预期需求，然后是一个短期合同，这个合同具有稍高一些的单位价格，但可获得性得到保证，即在期权到期日前有权选择是否依合同规定价格进行交易，这个合同用于适应需求的
38、不确定性，规避风险由此可知，在期权合同中，供应商以一定的价格向零售商出售在一定的时间段以内按照某一议定价格购买一定数量范围内的产品的权力。在期权到期前，零售商有权选择执行或是放弃期权。在需求随机的情况下，销售商可以利用期权合同带来的订购弹性，从供应商那里分批预订商品，使自己的采购成本最小化；供应商在保证利润最大化的基础上，提供给销售商足够的订购柔性，并充分利用期权带来的采购和生产柔性，最终促使整个供应链的协调。3 以实物期权模式协调供应链3.1模型描述考虑由一个供应商和一个零售商组成的两级供应链，供应链中流通的是一种具有较长生产提前期、较高产品成本、较短销售季节和价格下跌较快的短生命周期的具有
39、随机市场需求的产品。在整个销售季节产品价格保持不变。我们假定生产提前期相对于销售季节足够长，以至于销售季节开始，零售商便无法通过新的订单来补充库存。但是零售商可以在不长于期权有效期限的某时刻通过期权交易来调整产品实际采购量。因此每个商还必须在销售季节开始前长于生产提前期的时刻决定产品订购量及期权购买量，并在销售季节中决定是否执行期权来获得所缺的产品。虽然从表面来看，所有的产品信息是对称的，即供应商在开始生产前就知道了零售商的订购量和期权购买量，而期权是否会被执行、有多少被执行这些都是不可预期的，故作为理性决策的供应商只可以推测零售商的产品订购量所处的区间，在并据此制定最佳决策。由此做出如下模型
40、：在模型中，供应商首先发布产品的批发价格、期权的出售价格和执行价格，零售商根据供应商的价格政策和市场需求预期，确定其固定订购量和期权购买量，在下一阶段获得更为贴近市场需求的信息后零售商决策是否执行期权；原则上供应商必须保证供应零售商所采购的产品量，包括固定定购部分及期权部分，若供应商产量未能满足零售商执行期权的需要则需支付给零售商每单位一定数额赔偿，当销售季节过后剩余的产品具有一定的残值。 零售商所购买的期权使其在下一阶段可以根据市场的需求情况按照预定的执行价格购买不超过其期权总量的产品的权力，无需承担额外的义务。另外假设由于供应商和零售商在供应链中的所处的位置不同，因此剩余产品在不同的地点具
41、有不同的出清优势，所获残值是不一致的。 为便于表达，根据上述描述，给出各变量及定义如下：R：零售商的单位产品在市场的零售价格；Q：零售商固定定购量；W：供应商出售给零售商的单位产品的批发价格；C：供应商的单位产品的生产成本；Co：单位产品的期权价格；Ce：单位产品的期权执行价格；M：零售商的期权购买量；N：供应商实际产量，理性的供应商会将其产量控制在Q与Q+M之间；Vs：单位产品在供应商处的残值；Vr：单位产品在零售商处的残值；Pv：供应商由于产量无法满足零售商执行期权的需要而支付给零售商的赔偿；Pr：零售商因缺货而导致的单位损失(如信誉损失、顾客流失等等)；T：交易过程中零售商对供应商的总支
42、付；F（x）：市场需求D的分布函数；f（x）：市场需求D的概率密度函数；：需求D的均值；F（x）可微、连续递增, 且：F(0)=0；（x）= 1-F（x），= E（x）= 。当订购量为Q，实际需求xQ时，则：销售量S(Q)=x；当实际需求xQ时，则：销售量S(Q)=Q，因此S(Q)=min(Q，x)，其中1- F(Q)为销售量为Q的概率，f(x)为销售量为x（其中xQ）的概率，所以：产品的期望销售量为：S(Q)= Q(1- F(Q)+ = Q- 产品的期望存货量为：I(Q)= = Q- S(Q)产品的期望缺货为：L(Q)= = - S(Q) 假定参数间存在以下关系：VrCWRC0+CeWPvC
43、e-Vr (1)C0+VrWR+PrC0+Ce 其中第一项假定保证批发价格高于供应商的生产成本，而产品的残值低于生产成本，从而保证供应商的有限利润。同时使零售价格高于批发价格，以保证零售商的利润。第二项假定期权的购买价格和执行价格之和高于批发价格，从而使零售商采用期权以获得供应弹性的同时激励零售商采取批发价格。第三项假设在于保证零售商不会为谋求供应商的缺货赔偿而可以完全执行期权； 第四项假定在于保证期权机制的有效性,假如C0W-Vr，则表明购买期权的价格要高于批发价格与商品残值之差，零售商则更愿意采用批发价格的方式。因此该假定主要在于激励零售商采用期权契约。 第五项约定在于保证相对于面对现货市
44、场缺货而言，期权对零售商而言更具有吸引力。3.2基本报童模型(Newsvendor) 首先考虑在没有采用期权情况下的报童模型中零售商和供应商的最优决策以及供应链的整体利润，作为后续比较的参照。根据基本报童模型，零售商期望利润：=RS(Q)+VrI(Q)-PrL(Q)- T= (R+Pr-Vr)Q-(R+Pr-Vr) +VrQ-Pr-T (2)供应商期望利润：= T-CQ (3) 供应链总期望利润：N=+ (4) 系统最优化的目标是选择Q来使得N最大化，由于N是关于Q的凹函数，所以联立方程(2)、(3)、(4)且令，得到： F(Q)= (5) Q 即为报童模型中供应链的最优采购量。 同样道理，零
45、售商的最优采购量Q也可求得，只要Q=Q，则这个合同就能协调这条供应链，以下就引入实物期权之后的扩展的报童模型进行分析，探讨其对供应链协调的作用。3.3基于报童模型的引入期权的集中决策型供应链(Centralized supply chain)为了便于分析和比较，在报童模型的基础上，首先研究引入期权机制下集中决策型供应链的最优决策。在集中决策型供应链中，供应链的总利润可以表示为：I= RS(N)-PrL(N)+ VrI(Q) + VsI(N)-I(Q)-CN=(R+Pr-C)N-(R+Pr-Vs) +(Vr-Vs)-Pr (6)在方程(6)中因为是集中决策性供应链，故不存在供应商缺货问题。在方程(6)中，对于剩余产品，供应商和零售商具有不同的出清优势，供应链的集中决策者为了使供应链的利润最大化，会根据Vr和Vs的大小不同，选择不同的出清方式，从而使供应链所获利润最大。由于I是关于Q的凸函数，所以分别求解如下：当 VrVs时，决策者将使Q=0,而全部采用期权的方式，所以将方程(6)对N求导，且令得到：F(Q)= 当VsVr时，为了使利润最大化，将使N-Q=0，即所有剩余产品有零售商出清，同理可得：F(Q