李卓群，楊玉健

(華東交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院，江西 南昌330006)

1 引言

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)在研究時，假設(shè)經(jīng)濟(jì)人是完全理性的。然而現(xiàn)實中人們在做出某項決定時，結(jié)果往往達(dá)不到理論上的最佳結(jié)果，隨著心理學(xué)對各領(lǐng)域的滲透發(fā)展，大量經(jīng)濟(jì)學(xué)者深入研究，發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象的起因是經(jīng)濟(jì)人并不完全理性，而會存在“感性”行為[1-2]。由此，行為因素在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、金融領(lǐng)域受到極大關(guān)注，進(jìn)而延伸到行為運作管理領(lǐng)域。在物流和供應(yīng)鏈領(lǐng)域也往往會出現(xiàn)決策者做出的決策會偏離最優(yōu)決策方案的現(xiàn)象[3]，因此非理性行為因素也成為供應(yīng)鏈領(lǐng)域研究的對象[4]。過度自信是非理性行為因素的典型代表，在行為管理學(xué)和行為金融學(xué)領(lǐng)域受到關(guān)注[5]。過度自信指的是行為者過于高估自己的真實能力水平、自身的判斷能力、努力實現(xiàn)的最終效果、成功的機(jī)率和估計的準(zhǔn)確性[6]。Moore[7]等將過度自信定義為三種表現(xiàn)形式：過高估計、過度精確、過高定位。研究過度自信對零售商的影響可以從微觀層面揭示過度自信對零售商決策行為的影響機(jī)制，從而可以采取糾正或協(xié)調(diào)措施來削弱或消除過度自信因素對決策者的消極影響。

Yufei Ren[8]等人通過進(jìn)行小組實驗研究得出過度自信尤其是過度精確對決策者訂貨行為上有非對稱性影響，因為心理認(rèn)知偏差，會低估需求分布的方差，使得訂購量偏向均值。Schweitzer and Cachon[9]等人也研究解釋了零售商訂貨量與期望利潤最大化情況下的最優(yōu)訂貨量有差異的原因，并通過實驗證明高利潤環(huán)境下，人們的平均訂購量低于最佳訂購量；低利潤環(huán)境下，人們的平均訂購量高于最佳訂購量。這也就是非對稱偏差的現(xiàn)象。此理論已經(jīng)被多位學(xué)者研究證明[10]。謝勇[11]等人通過理論公式推導(dǎo)得到報童模型下，過度精確心理因素會對訂貨量造成影響。史英杰[12]等人建立基于錨定效應(yīng)的報童訂購模型，研究發(fā)現(xiàn)零售商受到錨定心理影響，訂貨行為出現(xiàn)“偏向均值”現(xiàn)象。陳克貴[13]等人探討了需求依賴價格和缺貨加急訂貨時的過度自信零售商最優(yōu)定價聯(lián)合決策問題。

盡管把過度自信行為引入訂貨決策方面的研究已經(jīng)取得一些成果，但這些研究的方法大多基于小組實驗或理論推導(dǎo)，并側(cè)重于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和解釋。本文則從過度自信行為給系統(tǒng)帶來動態(tài)變化的角度開展研究?；谙到y(tǒng)動力學(xué)的方法，在供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)動力學(xué)模型中，引入過度自信行為因素，在隨機(jī)需求環(huán)境下，對供應(yīng)鏈成員訂貨行為進(jìn)行模擬分析，探索過度自信行為影響下，庫存系統(tǒng)的動態(tài)演化過程，發(fā)現(xiàn)過度自信行為對供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)的不利影響。

本文的創(chuàng)新點在于運用系統(tǒng)動力學(xué)模擬過度自信的供應(yīng)鏈成員訂貨行為，得到受過度自信行為因素影響下多個庫存系統(tǒng)性能指標(biāo)的動態(tài)變化趨勢，對比分析過度自信行為對不同指標(biāo)的影響程度。研究結(jié)果可為后續(xù)相關(guān)研究提供研究思路，為管理者提供決策參考。

2 建模過程

本文首先建立一個零售商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)模型，如圖1所示。在該零售商庫存系統(tǒng)中，考慮了在途庫存，并且在模型中考慮了利潤、服務(wù)水平等性能指標(biāo)，市場需求預(yù)測方法為指數(shù)平滑法?？紤]到不同的平滑系數(shù)會直接影響訂貨量從而影響供應(yīng)鏈其它性能，研究首先在零售商庫存基本模型中進(jìn)行模擬，確定最佳平滑系數(shù)。然后建立加入過度自信行為因素的零售商庫存模型，如圖2所示。通過改變過度自信系數(shù)，觀察庫存系統(tǒng)的動態(tài)行為，分析零售商的利潤、服務(wù)水平、牛鞭效應(yīng)值、庫存等指標(biāo)的變化，進(jìn)而得到過度自信行為對零售商庫存系統(tǒng)造成的影響。

圖1 基本零售商庫存模型

2.1 基本零售商庫存模型描述及參數(shù)設(shè)置

基本零售商庫存模型如圖1所示。零售商的庫存活動以周期為單位。每個周期，零售商首先收到上游的發(fā)貨，然后根據(jù)下游需求和庫存情況向下游發(fā)貨，最后，根據(jù)order up to 訂貨策略向上游發(fā)送訂貨單。

每個周期t，零售商的事件流程可以用公式表示如下：

在周期t開始，零售商接收t-L期的訂貨(L為運輸延遲時間)，稱為零售商在t期的到貨量，用At表示。然后零售商再根據(jù)本期市場需求Dt以及零售商庫存It的情況進(jìn)行銷售，銷售量用St表示。零售商也不總是可以滿足市場的需求，因此St表達(dá)為

St=MAX(0，MIN(Dt，It))

(1)

由此可以推出缺貨量Sq公式為

Sqt=MAX(0，Dt-St)

(2)

服務(wù)水平SL是衡量零售商庫存管理績效的一個指標(biāo)，用以下公式表達(dá)

SLt=1-Sqt/Dt

(3)

最后零售商根據(jù)庫存調(diào)整IAt、在途庫存調(diào)整WIPAt以及對下期的市場需求預(yù)測t進(jìn)行補(bǔ)貨，即向上游制造商發(fā)出訂單Ot，訂貨量Ot表示為

Ot=MAX(0，t+IAt+WIPAt)

(4)

其中

IAt=t-It

(5)

WIPAt=L*t-WIPt

(6)

將式(5)、(6)代入式(4)中可得

Ot=MAX(0，t+(t-It)+(L*t-WIPt))

(7)

零售商實際庫存水平為

It=It-1+At-Dt

(8)

在途庫存表達(dá)式為

WIPt=WIPt-1+Det-At

(9)

其中Det為上游制造商t期發(fā)貨量，且

Det=Ot-1

(10)

t期到貨量表達(dá)為

At=Det-L

(11)

t=θ*Dt-1+(1-θ)*t-1

(12)

式(4)中考慮了非負(fù)約束，使得庫存與訂貨更接近現(xiàn)實情況。若假設(shè)P1={X|O≥0}，P2={X|O<0}，則式(7)～(12)可以表示為

其中

除服務(wù)水平，庫存以外，本文還把利潤Pr、牛鞭效應(yīng)值Be作為觀察指標(biāo)，涉及到的公式有

OCt=IFTHENELSE(訂貨量=0，0，F(xiàn)C+wt*Ot)

(13)

ICt=h*It

(14)

Sct=(p-w)*Sqt

(15)

ACt=Sct+ICt+OCt

(16)

Int=St*p

V-Loc TM180可吸收縫合線在腹腔鏡子宮肌瘤剔除術(shù)中的價值 …………… 杜善平，等(11):1340

(17)

Prt=Int-ACt

(18)

(19)

模型中其它參數(shù)設(shè)置為

1)Dt=RANDOMNORMAL(100，500，300，1000，1)

2)L=2；

3)w=4；

4)FC=100；

5)h=2；

6)p=10；

2.2 確定平滑系數(shù)

需求預(yù)測平滑系數(shù)決定了平滑水平以及對預(yù)測值與實際結(jié)果之間差異的響應(yīng)速度。不同的平滑系數(shù)對庫存系統(tǒng)的影響不同。因此本文在引入過度自信水平之前，首先確定平滑系數(shù)的取值?；玖闶凵處齑婺Ｐ椭械钠交笖?shù)取值范圍為θ∈(0，1]，步長為0.1，每次仿真運行周期為100。觀察零售商的利潤、服務(wù)水平、牛鞭效應(yīng)、庫存量等指標(biāo)隨平滑系數(shù)變化的情況。將每次仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，計算利潤、庫存、服務(wù)水平的平均值，結(jié)果如表2所示。

表2 不同平滑系數(shù)下的零售商指標(biāo)

可以看出，平滑系數(shù)對每個指標(biāo)都有不同的影響。在平滑系數(shù)為0.3時，平均利潤取得最大值，為294.04。服務(wù)水平隨平滑系數(shù)的增大而上升。隨著平滑系數(shù)從0.1增長到1，牛鞭效應(yīng)值從3.7上升到10.5，變化非常明顯。平均庫存隨著平滑系數(shù)增大出現(xiàn)大幅度上升現(xiàn)象。

本文以利潤為第一滿足條件，選擇使得利潤達(dá)到最大值的平滑系數(shù)即α=0.3。在后續(xù)研究中，平滑系數(shù)確定為0.3。

2.3 過度自信零售商庫存模型的構(gòu)建

過度自信者往往高估市場需求的均值、低估市場需求的方差，因此過度自信者眼中的市場需求是真正市場需求均值變大、方差變小的值。本文在基本零售商庫存模型中加入過度自信系數(shù)來模擬過度自信者的訂貨行為。通過改變過度自信系數(shù)大小來模擬不同程度過度自信的零售商訂貨行為對零售商性能指標(biāo)產(chǎn)生的影響。過度自信者的市場需求公式參照了文獻(xiàn)[12]中的方法，公式如下：

D=(1+α)μ+(1-α)δχ

(19)

其中α為過度自信系數(shù)，μ為真實需求均值，δ為真實需求方差，變形得到過度自信者認(rèn)為的市場需求Dovercon為：

Dovercon=(1-α)*D+2αμ

(20)

根據(jù)式(20)，把過度自信行為引入到系統(tǒng)動力學(xué)模型中，如圖2所示。

圖2 過度自信零售商庫存模型

3 過度自信零售商模型模擬

本文采用Vensim構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型，市場需求數(shù)據(jù)來源于真實數(shù)據(jù)，市場需求符合獨立需求分布，平均值為300，標(biāo)準(zhǔn)差為31.6，每次實驗的運行周期為100。過度自信零售商模型的實驗?zāi)康氖峭ㄟ^改變模型中的過度自信系數(shù)來觀察零售商庫存系統(tǒng)性能指標(biāo)的變化。本文模型中的過度自信系數(shù)的取值范圍為α∈[0，1]，步長為0.1。在不同的過度自信系數(shù)下進(jìn)行仿真，模擬出不同過度自信系數(shù)下零售商庫存系統(tǒng)動態(tài)變化情況，圖3-圖5給出了零售商利潤、服務(wù)水平、庫存等在不同過度自信系數(shù)下隨時間變化的情況。

圖3 不同過度自信系數(shù)下利潤對比

圖4 不同過度自信系數(shù)下的服務(wù)水平對比

圖5 不同過度自信系數(shù)下的庫存對比

由圖3的利潤對比圖可以看出過度自信系數(shù)為0.9的利潤曲線明顯低于過度自信系數(shù)為0和0.1的利潤曲線，說明過度自信系數(shù)較大使得利潤下降；由圖4的服務(wù)水平對比圖可以看出過度自信系數(shù)變大，服務(wù)水平提高；由圖5的庫存對比圖可以看出過度自信系數(shù)越大，庫存越高。

為了更清晰看到對比效果，本文利用仿真數(shù)據(jù)，計算得到各項指標(biāo)的平均值。圖6-圖9為在不同的過度自信系數(shù)下得到零售商的平均利潤、服務(wù)水平、牛鞭效應(yīng)值和平均庫存量以及平均訂貨量變化。

圖6 不同過度自信系數(shù)下的平均利潤曲線

圖7 不同過度自信系數(shù)下的服務(wù)水平曲線

圖8 不同過度自信系數(shù)下的牛鞭效應(yīng)值變化

圖9 不同過度自信系數(shù)下的平均庫存變化

從圖6-圖9可以觀察到：

1)零售商的平均利潤在過度自信系數(shù)α為0.1、0.2的時候要高于不考慮過度自信時的利潤最大值294.04，而在α∈[0.3，1]時，平均利潤大幅度下降，均小于不考慮過度自信時的利潤，甚至出現(xiàn)負(fù)值?？傮w平均利潤隨過度自信系數(shù)增長而下降。該變化趨勢說明，輕度的過度自信有利于零售商利潤的提高，而嚴(yán)重的過度自信將導(dǎo)致利潤下降，甚至出現(xiàn)虧損。

2)服務(wù)水平隨著過度自信系數(shù)的增大而提高，并最終在過度自信系數(shù)為0.7的時候達(dá)到穩(wěn)定，穩(wěn)定在98%的水平。

3)從圖8牛鞭效應(yīng)值的曲線可以看出，當(dāng)過度自信系數(shù)為0.2時，牛鞭效應(yīng)值達(dá)到最大值，約為5；當(dāng)過度自信系數(shù)>0.2時，牛鞭效應(yīng)值隨過度自信系數(shù)增大而下降。過度自信系數(shù)<0.4時，牛鞭效應(yīng)值相比不考慮過度自信系數(shù)要大，過度自信系數(shù)>0.4，牛鞭效應(yīng)值相比不考慮過度自信時要小?？傮w牛鞭效應(yīng)值均大于4。

4)訂貨量和零售商庫存隨著過度自信系數(shù)的增大而快速上升。其中零售商庫存受到過度自信系數(shù)的影響更大。

4 結(jié)論

針對過度自信對零售商及其所在供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)的影響問題，采用系統(tǒng)動力學(xué)方法，建立以具有過度自信行為的零售商為主導(dǎo)的供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)，模擬分析了不同程度的過度自信行為對零售商的訂貨行為以及庫存系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1)過度自信系數(shù)對庫存系統(tǒng)的服務(wù)水平、牛鞭效應(yīng)值、庫存以及利潤等均有影響，但影響程度和趨勢都不相同。

2)隨著過度自信系數(shù)的增加，訂貨量持續(xù)上升，導(dǎo)致庫存量上升，庫存大量積壓，因此服務(wù)水平得到了保證；另外，從四個圖的對比中還發(fā)現(xiàn)，牛鞭效應(yīng)值的變化趨勢和其它指標(biāo)并不相同，因此，在很多場景下，不能把牛鞭效應(yīng)值作為評價供應(yīng)鏈性能的唯一指標(biāo)。

3)輕微過度自信可以使得利潤相比不考慮過度自信時略有提高，但較高的過度自信水平會導(dǎo)致利潤大幅下降甚至虧損。

可以看出過度自信在使得服務(wù)水平上升的同時，利潤下降，這是庫存大量積壓的結(jié)果，后續(xù)研究中可以考慮提出合理的庫存策略，使得服務(wù)水平得到保障的同時消除多余庫存，從而既提高服務(wù)水平，又保障利潤不受損失。