考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制.pdf

收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()安徽省高校科研计划重点项目()安徽财经大学科研重点项目()第一作者简介:司凤山()男博士副教授主要从事供应链管理与协调、复杂系统稳定性等的研究文章编号:():././.考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制司凤山葛彤彤王 晶(安徽财经大学 管理科学与工程学院安徽 蚌埠)摘要:针对现有考虑购物体验的双渠道供应链博弈模型从多周期动态演化的角度分析价格调整速度、购物体验水平等决策参数对产品价格、企业利润和系统稳定性的影响探究系统从稳定状态进入混沌状态的演化行为并对混沌系统进行有效控制 研究表明:价格调整速度过快会导致博弈系统和企业利润陷入混沌状态零售商的价格调整速度不会影响制造商的价格决策但会影响制造商的利润购物体验水平的增加对制造商有利对网络零售商不利对实体零售商则存在 个最优解延迟反馈控制法能够有效控制混沌系统使其重返稳定状态 该研究是对考虑购物体验的双渠道供应链系统稳定性理论证明的一个有效补充和拓展关键词:双渠道供应链购物体验水平演化行为博弈延迟反馈控制混沌中图分类号:.文献标志码:():.:研究团队曾将线下购物体验水平引入由单制造商和双零售商组成的双渠道供应链中运用系统动力学理论证明了博弈系统的稳定性条件给出了系统关于价格调整速度和购物体验水平等决策参数的稳定域 但是该研究并未直观刻画出随着决策参数的调整博弈系统状态的演化过程更没有对处于混沌状态的系统进行有效控制目前针对消费者体验水平的相关研究已取得有价值的成果 徐娜等将服务质量与供应链融资问题相融合探讨了服务质量影响市场需求下资金约束型网购供应链的协调策略 等运用最优化理论探讨了消费者服务期望和消费者感知服务敏感系数在双渠道供应链中对最优决策的影响 等分析了线下渠道的服务成本系数和消费者忠诚度对网上购物和实体店提货()模型不同整合模式最优价格、服务决策和利润的影响 等在 全渠道供应链中构建了考虑客户体验投资成本分担的模型研究了成本分摊合作契约和定价策略对客户体验投资的影响 等和 等研第 卷第 期 湖北民族大学学报(自然科学版).年 月 ().究了双渠道供应链在集中与分散决策模式下消费者搭便车行为对零售服务水平决策的影响并设计契约有效地协调了供应链利润实现了供应链的整体优化 徐春明等分别探讨了批发价格模式和渠道返利模式下制造商占优时零售商的体验投入水平、顾客的体验效应等对供应链最优绩效的影响 等在双渠道同时提供服务时探讨了网络渠道服务水平和退货率对消费者退货行为的影响 等将参考价格效应引入供应链模型研究了双渠道供应链的最优零售价格和服务水平 李新然等探讨了零售商服务水平和公平关切行为对闭环供应链决策问题的影响 田源等在 种闭环供应链决策模式下探讨了供应链服务水平决策、制造商线上渠道选择问题 等考察了在零售商主导的供应链竞争网络中服务的负溢出效应对零售价格和服务水平的影响 由此可见关于消费者体验决策方面的研究成果较为丰富这为研究奠定了坚实的基础 已有研究普遍采用最优化方法给出最优策略的解析式探讨决策变量对最优策略的影响这种研究是基于博弈主体完全理性的情形是一种比较理想的博弈状态 但是这种研究方法没有体现出博弈者有限理性的现实状况没能展现出策略不断调整的动态过程综上所述基于有限理性并结合文献中的博弈模型从动态演化的角度直观描述产品价格、企业利润以及系统状态的演化行为并对混沌系统进行有效控制 该研究一方面是对以往研究内容的有效补充和拓展有利于全面认识双渠道供应链系统的博弈特征另一方面可以帮助企业避免盲目决策从理论上为相关部门稳定市场提供决策参考 基本模型所涉及的参数及其含义如表 所示表 参数说明.模型参数含义消费者线下渠道的购物体验水平()偏好线下渠道的消费者对线下购物体验水平的敏感系数()偏好线上渠道的消费者对线下购物体验水平的敏感系数()零售商 的利润制造商的利润()零售商 在 期获得产品的批发价格()零售商 在 期所售产品的零售价格制造商提供给零售商 的批发价格调整速度零售商 的零售价格调整速度系统最大 指数交叉价格弹性系数 注:下标 表示实体零售商 表示网络零售商 表示制造商 因参数均不代表具体数值而无单位建立的多周期价格博弈系统为()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()系统()拆分成 个子系统制造商价格决策系统为()()()()()()()()()()()()()第 期 司凤山等:考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制 零售商价格决策系统为()()()()()()()()()()()()()系统演化行为分析一个完整的经济系统包含许多相互联系、相互影响的因素其在系统中的运行方式并不像大多数文献中所描述的线性那么简单而是更加贴近于非线性 对于非线性方程当系统中的参数连续变化到某个临界值时非线性方程解的性质发生改变即系统的全局性状态发生突然变化这种现象被称为分岔此时的参数点叫作分岔点 常见的分岔类型有倍周期分岔、鞍结分岔、跨临界分岔、霍普夫分岔等 论文涉及的分岔类型是离散动力系统的倍周期分岔即随着系统中某些参数的连续变化系统的运行轨迹周期加倍增加并最终进入混沌状态的过程目前计算离散动力系统分岔点的常用方法有:利用周期轨道和超稳定条件的联立方程组求解利用符号动力学原理中数值轨道与符号序列的关系提出的字提升法等 论文采用基于进化规划的分岔点计算方法确定分岔点并通过分岔图和最大 指数图描述动力系统的状态变化过程文献将系统()的稳定性拆分成制造商价格决策系统()和零售商价格决策系统()两阶段系统的稳定性来研究并且给出了系统()和系统()的稳定条件和稳定域 在此基础上借助数值仿真直观地刻画系统状态的演化行为及其混沌控制效果 参数设置与文献中相同即.均衡批发价为(.)均衡零售价为(.).批发价格调整速度对系统稳定性的影响批发价格调整速度 和 对系统稳定性的影响类似因此仅讨论 对系统的影响 同理下面仅讨论零售价格调整速度 对系统稳定性的影响命题 随着批发价格调整速度 的增加批发价 和、零售价 和 的纳什均衡不再稳定制造商价格决策系统()和零售商价格决策系统()都从稳定状态经倍周期分岔最终陷入混沌状态为了单独研究参数 对系统的影响设置参数.系统()和系统()受 影响的演化行为分别如图 和图 所示 图 批发价格随 变化的动态演化行为图 零售价格随 变化的动态演化行为.从图 和图 可以看出当 较小时、和、分别收敛于均衡点 和 此时系统()和系统()都处于稳定状态 随着 不断增大系统()和系统()同时经历 周期分岔、周期分岔、周期分岔直至最后陷入混沌状态此时、和、剧烈波动 这种混沌现象是制造商和零售商决策要避免的否则容易给决策主体造成伤害由图 和图 可知固定.随着 的增加系统()会经历不同的状态批发价 和 在不同状态下的相图如图 所示其中图()是系统()处于稳定状态时的相图图()是系统()处于 周期分岔时的相图图()是系统()处于 周期分岔时的相图图()是系统()处于混沌状态时的相图 湖北民族大学学报(自然科学版)第 卷().().().().图 当.时随 增加系统()的相图.().图 系统()关于 的最大 指数图.()命题 随着 的增加系统()将由稳定状态经倍周期分岔陷入混沌状态制造商和零售商的利润由于受到、和、无序波动的影响同样会陷入混沌状态系统最大 指数的变化能够反映出系统状态的变化 当指数小于 时系统处于稳定状态或者倍周期分岔状态当指数大于 时系统处于混沌状态当指数等于 时系统处于分岔的临界点 系统()关于 的最大 指数图如图 所示由图 可知当.时系统()处于稳定状态当.时系统进入 周期分岔状态当.时系统进入 周期分岔状态当.时系统最大 指数大于 系统进入混沌状态同时也验证了图 的结论从图 可以得到不同的取值范围会导致系统处于不同状态从而进一步引起批发价和零售价不同的演化行为因此制造商利润和零售商利润都会受制于 的取值如图 所示().().().图 利润随 增大的变化趋势.第 期 司凤山等:考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制 图 描述了当 取不同值时制造商、实体零售商和网络零售商的利润随时间 的变化趋势 当.时系统处于稳定状态各成员的利润曲线平稳当.时系统处于倍周期分岔状态各成员的利润曲线出现小幅波动当.时系统处于混沌状态各成员的利润曲线出现剧烈波动 该混沌状态下企业无法稳定获利更难以据此正确决策.零售商价格调整速度对系统稳定性的影响命题 随着零售商价格调整速度 的增加零售价格、不再稳定但批发价格、不受影响始终处于均衡状态即系统()一直处于稳定状态系统()则由稳定状态逐渐陷入混沌状态为了单独研究参数 对系统的影响设置 .系统()和系统()受 影响的演化行为分别如图 和图 所示图 批发价格随 变化的动态演化行为图 零售价格随 变化的动态演化行为.图 系统()关于 的最大 指数图.()图 和图 描述了批发价格和零售价格随 增大的动态演化行为 当 较小时、收敛于纳什均衡点 此时系统()处于稳定状态 随着 不断增加、经 周期分岔、周期分岔最后陷入混沌状态 但是随着 的增加、始终处在均衡点即系统()一直保持稳定 因此当实体零售商的价格调整速度过大时零售商价格决策系统()经过复杂的动态过程后会陷入混沌状态而制造商价格决策系统()不受影响 这也说明处于主导地位的企业决策影响面更广作为跟随者的企业决策影响范围是局部的命题 随着 的增加系统()由稳定状态经倍周期分岔最终陷入混沌状态制造商和零售商的利润由于受到、的影响同样会陷入混沌状态系统()关于 的最大 指数变化趋势图如图 所示由图 可知当.时系统()处于稳定状态当.时系统处于 周期分岔状态当 时系统处于 周期分岔状态当.时系统最大 指数大于 系统陷入混沌状态这与图、的结论一致图 描述了当 取不同值时制造商、实体零售商和网络零售商的利润随时间 的动态演化行为 与图 类似当 时系统处于稳定状态各成员的利润曲线平稳当 时系统处于倍周期分岔状态各成员的利润曲线出现小幅度波动当 时系统处于混沌状态各成员的利润曲线出现剧烈波动甚至发生了利润为负的情况此种状况下企业难以获得良性发展虽然命题 指出制造商的批发价格决策不受零售商价格调整速度 的影响但是根据文献中制造商的利润函数可知制造商的利润同时受到批发价和零售价影响 因此随着 的增大制造商的利润曲线也会出现波动.购物体验水平 对最优利润的影响为研究购物体验水平 对各决策主体最优利润的影响保持参数取值不变根据命题 和命题 可知此 湖北民族大学学报(自然科学版)第 卷时系统()处于稳定状态制造商和零售商的最优利润曲线随 增大的变化趋势如图 所示().().().图 利润随 增大的变化趋势.()图形全貌()局部放大图 制造商和零售商最优利润随 变化的趋势.从图 可以看出随着消费者购物体验水平 在范围内的逐渐增大制造商的利润曲线不断上升网络零售商的利润曲线 持续下降而实体零售商的利润曲线 先上升后下降存在 个最高点即存在 个最优的购物体验水平 使得 最大根据文献中的式()可以求得最优 此外制造商的利润始终高于 个零售商的利润实体零售商由于注重用户体验使得其利润高于网络零售商 混沌控制由上文可知当制造商或零售商的价格调整速度过快时会使系统陷入混沌状态 在此状态下价格和利润都会出现剧烈波动甚至出现利润为负的情况 因此十分有必要通过延迟反馈控制法对混沌系统进行控制 论文选择在制造商价格决策系统()中加入控制信号以实现对系统()的混沌控制 此时零售商价格决策系统()同样能实现混沌控制在系统()中加入如下延迟反馈控制信号:()()()()其中()为控制信号 为控制因子加入控制信号后系统()为()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()其中令()()()()是为了简化分析过程但结果不受影响第 期 司凤山等:考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制 设置参数.其余参数保持不变此时系统()处于混沌状态 系统()随 变化的动态演化行为如图、所示图 批发价格随 变化的动态演化行为图 零售价格随 变化的动态演化行为.图 系统()关于 的最大 指数图.()由图、可知在制造商价格决策系统()中加入延迟反馈控制信号后随着控制因子 地不断增大、和、先处于混沌状态后经倍周期分岔最终回归稳定状态 系统()关于 的最大 指数图如图 所示 由图 可知当.时混沌得以控制系统回归稳定状态此处通过时间序列描述、和、在控制因子取不同值时的控制效果 保持上述参数不变由图 可知当.时系统()处于混沌状态此时批发价和零售价的时间序列如图()和图()所示当 .时系统()处于稳定状态此时批发价和零售价的时间序列如图()和图()所示().().图 批发价格的时间序列.分别对比图 和图 中的 幅图可以发现调整控制因子能够改变系统的状态 控制因子较小时(.)、和、经过 个迭代周期后依旧无法达到纳什均衡且波动幅度有不断扩大的趋势控制因子较大时(.)、和、经过 个迭代周期后基本达到纳什均衡且此后一直保持稳定 由此可见混沌系统是可以通过增加辅助信号加以控制加速其重返稳定状态的 因此针对不稳定的经济市场相关管理部门同样可以采取有效的调节措施加以干预使其重返稳定确保健康发展 结论针对双渠道供应链博弈系统的演化行为和混沌控制问题在文献的基础上通过数值仿真利用分岔图、最大 指数图、时间序列等工具描述了系统不同状态下企业利润的变化趋势分析了制造商价 湖北民族大学学报(自然科学版)第 卷格调整速度和零售商价格调整速度对价格决策系统演化行为的影响探究了消费者购物体验水平对各博弈主体最优利润变化趋势的影响并对混沌系统成功实现了有效控制().().图 零售价格的时间序列.研究表明制造商和零售商的价格调整速度过快都会导致博弈系统和企业利润经过一个复杂的动态演化过程而陷入混沌状态制造商的价格调整速度对制造商价格决策和零售商价格决策都会产生影响而零售商的价格调整速度不会影响制造商价格决策消费者购物体验水平与制造商的最优利润呈正相关关系而与网络零售商最优利润呈负相关关系对于实体零售商最优利润而言则存在一个最优的线下购物体验水平使其最大此外该研究仅考虑了博弈主体之间的竞争关系未考虑制造商与零售商、实体零售商与网络零售商之间可能存在的合作关系 因此双渠道供应链中的竞合关系是值得进一步探讨的方向参考文献:司凤山葛彤彤王晶.考虑购物体验的双渠道供应链稳定性分析.湖北民族大学学报(自然科学版)():.徐娜白世贞.服务质量影响市场需求下资金约束型网购供应链协调研究.中国管理科学():.():.():.:.:.:.():.徐春明吴晨晨原白云.新产品供应链下考虑顾客体验效应的制造商渠道返利策略研究.运筹学学报():.():.():.李新然王琪.考虑零售商服务水平和公平关切的闭环供应链决策研究.管理评论():.田源杨莹.考虑服务水平投入的 闭环供应链决策模型研究.北京交通大学学报(社会科学版)():.():.冯春陈永.确定离散动力系统分叉点的最优化方法.机械科学与技术():.责任编辑:郑玥雷第 期 司凤山等:考虑购物体验的双渠道供应链演化行为及混沌控制