基于看涨期权与看跌期权的供应商物流风险分析研究

 

第 1 章 绪论

 

1.1 论文背景

像时装、电子产品这类的创新型产品，一般都具有生产提前期长、销售季节短、需求不确定性大的特点（Fisher，1997），而相对较短的销售季节以及创新型的产品出现在市场上的新奇度又进一步加大这类产品的需求不确定性，因此在此类供应链中便会很容易出现库存过多或过少的风险，从而产生由于需求不确定性带来的利润损失。本文研究的正是这类供应链，在此类供应链中，由于销售季节很短，而生产提前期相对来说又非常长，为了对市场需求有足够快的响应，作为零售商只能根据对市场需求的预测而不是实际需求来进行下单，在这种情况下，由于预测的误差，使得零售商不可避免地会遭遇到进货太多或者进货太少的风险，因此为了使自身的需求预测更加准确从而降低由于需求预测不准确带来的风险，零售商会更加愿意在需求预测最准确的时候下达初始订单，即销售季节的开始时刻。但作为供应商来说，如果其无法在生产提前期开始时刻得到初始订单，而只能在销售季节开始时，也就是生产完成后得到订单，由于其不是直接面对市场，因此同样会有生产过多或者过少的风险，这就让供应商要求零售商必须在生产提前期开始前下达初始订单。这样就造成了供应链内部买卖双方的矛盾，供需不平衡的现象也随之产生，进一步造成供应链整体效益的下降。针对这类供应链当中出现的矛盾，有众多学者提出了很多相关的解决方案，其中数量柔性契约（Tsay,1999;Wu,2005）、两种生产模式（Donohue，2000）、退货策略（Pasternack,1985)以及回购契约(刘蕾等，2012)等被较多提及。在这些供应链契约中，供应链的整体利润均能通过引入这些契约而得到提高，另外还有期权契约，既包括可以向上调整的看涨期权契约，也包括可以向下调整的看跌期权契约。

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1.2 国内外研究现状

期权契约一般分为看涨期权、看跌期权、双向期权以及双期权，关于期权契约的研究已有文献进行过综述，如孟令全和周永务（2009），张锴等（2012）等，但本文主要考虑的是看涨及看跌期权，因此接下来主要综述研究这两类期权的相关文献，以及相关研究期权契约风险的文献。针对绪论中提出的供应链当中存在的问题，有众多学者提出了将看涨期权契约引入其中，以期得出供应链当中的最优决策，并且提升供应链中各方的利润以及供应链整体的利润。Wu 和 Kleindorfer (2005)就将期权契约和现货市场同时引入了到了 B2B 交易的供应链中，并且是研究多个供应商和单个零售商之间的关系，最终分析出各个供应商之间的竞争关系，并且提出用于此 B2B 交易的供应链管理的框架。同样在单一买方多个供应商的供应链中引入期权契约的还有 Martínez-de-Albéniz and Simchi-Levi（2009），该文献分析了多个供应商如何通过提供最优的预定价格以及执行价格来进行竞争，以期让买方来购买自身的货物。Li 等（2017）研究了承诺期权契约，并且针对季节性产品同时提出了看涨期权和双向期权，以及给出了供应商和零售商在两种期权契约下的最优决策。Barnes-Schuster 等(2002)研究了期权在一个供应商拥有普通和快速两种生产模式的供应链中的表现情况，并且证明得出期权可以促使供应链之中的协调。Zhao 等(2010)研究了合作博弈方式在使用期权契约模型当中的作用，并且得出了影响供应链协调的因素。Chen 等（2013）将看涨期权契约引入到单一供应商单一零售商的供应链中，并且给出了在供应商风险中性，零售商风险厌恶情况下的双方的最优决策策略。Xu(2010) 也同样是研究在单一供应商单一买方的供应链中的期权契约的管理问题，并且得出期权可以使双方均能获益。Wang 等(2006)研究了单一供应商单一买方供应链中引入看涨期权的问题，通过建立买方和供应商的利润函数，得出明确的表达式得出了买方的最优决策，同时计算出了供应商的最优决策，而本文分析的看涨期权正是该篇文献中提出的。

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第 2 章 报童及期权模型介绍

 

本章主要进行风险分析之前的模型介绍，首先介绍全文的基本假设，然后对报童模型、看涨期权模型、看跌期权模型进行详细的介绍，包括买卖双方的决策过程以及最优决策，为之后的风险分析做基础。

 

2.1 基本条件假设

本篇论文考虑的是单周期两阶段决策并且处于单一供应商和单一零售商之间的供应链，零售商开始时从供应商处以批发价 w 购得产品，然后零售商再以零售价 r 将产品卖给末端的顾客。图 2-1 展现了零售商的一般决策过程，从 t1到 t2时刻是销售季节，从t0到t1时刻是供应商的生产提前期。零售商显然可以尽早的在 t0时刻之前下达订单，但是为了收集更多的需求信息，使得需求预测误差减小，更加准确，零售商会更愿意尽可能迟的下达订单，但又不可能在供应商生产提前期开始后再下达订单，所以对零售商来说，最迟的下订单时刻就是在 t0时刻。然后在 t0到 t1时刻，供应商生产产品，并且在 t1时刻将产品运送给零售商，在 t1到 t2时刻则是零售商将产品卖给顾客。由于生产提前期相对于销售季节来说很长，导致供应商在该生产提前期内只能进行一次产品的生产，再下达新的订单供应商也无法再满足，于是一旦销售季节开始后，零售商就没有机会再进行补货，在销售季节结束 t2时刻后，零售商将可能遭遇缺货损失或者对剩余产品进行残值处理。

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2.2 报童模型

报童模型一般应用于初始订单无法修改，缺乏生产柔性的供应链中，而且在该供应链中供应商和零售商相互独立缺乏合作，并且各自的目标均是想最大化自身的利润。如图 2-2 所示，零售商在生产提前期开始时 t0时刻以每单位 w 的进货批发价下达订单量为 Qnv的初始订单，然后供应商在 t0到 t1时刻的生产提前期内按照初始订单要求生产产品，然后在销售季节开始时的 t1时刻将该批产品送达零售商，零售商便开始在销售季节 t1到 t2时刻之间以零售价 r 销售产品，最后在销售季节结束的 t2时刻，零售商将可能遭遇缺货损失 p 或者对剩余产品以每单位 vb进行残值处理。在 Wang 等（2006）中已得出零售商在 t0时刻的期望利润函数，看涨期权一般被用作将订购柔性引入上述报童模型的一种方式，在本文中看涨期权模型同样是处于一个只拥有单一供应商单一零售商的单一周期两阶段决策的供应链当中。通过看涨期权的引入，供应商则给予了零售商修改初始订单的权利，在零售商购买了期权之后，零售商就可以根据自身的需求在初始订单的基础上增加自己的订购量，但是也只能是在购买的期权量的范围之内。在其中，一个期权量等量于一个产品。

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第 3 章 供应商风险分析..............18

3.1 供应商可能遭遇风险原因分析...........18

3.2 风险分析的方法.............19

3.3 看涨期权模型供应商风险分析...........22

3.3.1 供应商利润差的计算及判断....22

3.3.2 风险概率的计算.............25

3.4 看跌期权模型供应商风险分析...........26

3.4.1 供应商利润差的计算及判断....26

3.4.2 风险概率的计算.............29

3.4 本章小结..............31

第 4 章 算例分析....32

4.1 基本条件..............32

4.2 看涨期权模型下供应商风险算例分析..........32

4.3 看跌期权模型下供应商风险算例分析..........40

4.4 看涨期权与看跌期权供应商风险比较分析.............48

4.5 本章小结..............52

 

第 4 章 算例分析

 

本章将在上一章计算风险的基础之上，通过算例来对其模型进行验证，得出供应商分别在看涨期权模型下和看跌期权模型下的风险情况，即供应商利润差  以及风险概率  ，同时还会进一步分析相关影响因素对于风险情况等的影响，同时在最后将会分析比较供应商在两种期权模型下的风险情况。

 

4.1 基本条件

接下来主要是分析不同的影响因素对于零售商处于三种模型下的最优订购策略，即报童模型的 Qnv、看涨期权模型的 Qoc和 qoc、看跌期权模型的 Qop和 qop，供应商处于期权模型下的最优期权定价策略，即看涨期权模型的 woc和 wec、看跌期权模型的 wop和 wep，供应商利润差最小值 Δmin 以及供应商遭遇风险的概率 λ 进行计算，并且将这些均通过表格形式来体现。除此之外，还将画出在影响因素变化的多种情况下， 随 x变化的图像来更清楚地表现影响因素对于供应商遭遇风险的影响。为了得到一些具体的结论，根据之前基于实际情况假设的变量之间的大小关系，当对其中一个因素进行分析时，其他因素均保持上述的赋值大小，并且各个因素的取值范围应该满足在上述取值大小情况时的各个因素之间的大小关系，接下来考虑的影响因素分别为供应商产品残值 vs、零售商产品残值 vb、零售缺货成本 p 以及预测更新提升程度 n/m，分析这 4 个影响因素分别对供应商在两种期权模型下的决策及风险情况等造成的影响。

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总结

 

创新型产品一般具有生产提前期长、销售季节短以及需求不确定性高的特性，在这类供应链中，经常出现供应商和零售商关于需求的矛盾，因此期权契约作为一种解决措施被引入到此类供应链中，并且相关文献也已经证明得出引入期权可以为供应链双方带来更高的期望利润。本文研究的便是期权契约当中的看涨期权契约和看跌期权契约，并且分析供应商引入这两类期权是否会对自身造成风险。可能造成风险的原因包括供应商在第二阶段的利润可能不同于其在第一阶段的期望利润，而且第二阶段更加接近于实际销售季节，所以更加接近于实际利润，另外还因为供应商在引入期权后，赋予了零售商修改初始订单的柔性，实际上就将零售商原先可能会遭遇的由于需求不确定性带来的风险部分转移给了自身。在此设想之下，本文便开始进行基于看涨期权契约和看跌期权契约的供应商风险分析。文章首先在第一章进行了相关的背景介绍后，在第二章首先通过确定文章的一些基本假设后，在介绍之前一些文献得出的将在本文作为重要基础的模型的同时，对于报童模型、看涨期权模型、看跌期权模型进行了详细的介绍，并且在之后给出了供应商的最优决策的计算方法以及其在第二阶段的利润函数。在此基础之上，在第三章便开始进行风险分析，通过在第二阶段确定的平均需求 x 的可能范围，将看涨期权模型和看跌期权模型下的供应商利润函数均分成了三种情况进行分别计算分析，分别得出了供应商利润差也就是风险情况随平均需求 x 的变化情况。再在此基础之上，在第四章进行算例分析，同样分别对看涨期权和看跌期权的供应商风险情况分别在不同因素变化情况的影响进行分析，并且在最后还对两类期权的供应商风险进行了比较研究。

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参考文献（略）