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考虑技术发展不确定性的供应链智能技术开发策略

期刊:european journal of operational researchDOI:10.1016/j.ejor.2025.07.026

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供应链智能技术开发策略研究:考虑技术发展不确定性的合作模式选择

作者及机构
Peng Han(天津财经大学)、Yanfang Huo(天津大学管理与经济学部,通讯作者)、Weihua Liu(天津大学管理与经济学部,通讯作者)、Ershi Qi(天津大学)、Helen Cai(英国密德萨斯大学商学院)。
发表信息
发表于*European Journal of Operational Research*,2026年卷328期,页码496-510,DOI:10.1016/j.ejor.2025.07.026。


一、学术背景

研究领域
本研究属于供应链管理(Supply Chain Management)与智能技术(Intelligent Technology)交叉领域,聚焦制造业与物流业通过智能技术(如物联网、大数据、人工智能)合作开发对物流效率提升和物流损失(Logistics Loss)降低的影响。

研究动机
当前,智能技术(如RFID、自动驾驶车辆)的应用虽能减少运输和仓储中的货物损耗(如物理损坏、时效贬值),但其高成本和高风险导致许多物流服务商难以独立开发。因此,探讨制造商与物流服务商之间的合作模式(独立开发、成本分担、联合开发)对技术开发效果的影响具有现实意义。

研究目标
1. 确定制造商与物流服务商合作开发智能技术的必要条件;
2. 比较不同合作模式对物流损失减少和利润的影响;
3. 分析技术开发不确定性(Technology Development Uncertainty)对合作策略的调节作用。


二、研究流程与方法

1. 模型构建
研究构建了一个由制造商(主导者)和物流服务商(跟随者)组成的供应链博弈模型,包含以下核心变量:
- 市场需求函数:假设市场需求仅受价格影响($D = \alpha - \beta(m+g)$),后扩展为包含技术开发效果($D = \alpha - \beta(m+g) + \rho e$)。
- 物流损失:未采用智能技术时损失率为$k$,采用后降至$(1-e)k$,物流服务商需按市场价格$s$补偿损失。
- 技术开发成本:开发成本系数为$\gamma$,开发水平$e \in (0,1)$,成本函数为$\gamma e^22$。

2. 三种合作模式分析
- 独立开发模式:物流服务商独立承担开发成本,制造商仅支付物流服务费。
- 成本分担模式:制造商分担$\theta$比例开发成本($\theta$由制造商决策)。
- 联合开发模式:双方共同开发,需承担整合成本(Integration Cost)$\frac{1}{2}\mu(e_m + e_l)^2$。

3. 不确定性引入
技术开发时间的不确定性通过指数分布$\lambda(e) = \lambda/e$建模,额外成本为$\psi e t$,其中$\psi$为不确定性成本系数。

4. 数据分析方法
通过逆向归纳法(Backward Induction)求解博弈均衡,比较不同模式下物流损失减少水平$e$、服务费$g$、边际利润$m$、利润及消费者剩余(Consumer Surplus)。


三、主要研究结果

1. 合作模式的比较优势
- 物流损失减少:联合开发模式($e^{j}$)和成本分担模式($e^{c}$)均显著优于独立开发($e^{i*}$)。例如,当整合成本$\mu$较低时,联合开发的效果最佳。
- 利润影响:高开发成本$\gamma$促使双方合作;高整合成本$\mu$或高价格弹性$\beta$时,成本分担模式更优。

2. 技术不确定性的调节作用
- 高不确定性(低开发率$\lambda$)会扩大联合开发的应用范围(图2a)。例如,当$\lambda < \lambda_1$时,双方倾向于联合开发以分担风险。
- 低不确定性时,若整合成本高,则成本分担模式占优(图2b)。

3. 消费者剩余提升
合作开发(尤其是联合开发)能显著提高消费者剩余,因物流效率提升降低了终端价格($c^j > c^i$)。


四、结论与价值

科学价值
1. 理论贡献:首次将技术开发不确定性纳入供应链合作模式分析,揭示了整合成本和价格弹性的关键作用。
2. 方法创新:通过博弈模型量化了不同合作模式下的决策均衡,为供应链协同创新提供了理论框架。

应用价值
1. 企业实践:建议制造商在技术开发初期通过成本分担积累物流商能力,后期转向联合开发以降低整合风险。
2. 政策启示:政府可通过补贴降低整合成本,促进智能技术在供应链中的深度应用。


五、研究亮点

  1. 新颖性:首次比较三种合作模式在确定性与不确定性场景下的优劣,填补了供应链技术合作的理论空白。
  2. 现实意义:基于华为、顺丰等实际案例(如华为资助中外运物流开发AGV系统),验证了模型的实用性。
  3. 扩展分析:通过五类模型扩展(如消费者感知影响、开发率不对称),验证了结论的稳健性。

六、其他有价值内容

  • 案例支持:文中引用了青岛啤酒与招商物流的联合开发案例,说明智能技术对冷链物流效率的提升作用。
  • 政策关联:提及中国国家发改委对智能物流技术的政策支持(如SF Express的RFID系统应用)。

(报告总字数:约2000字)

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