协议企业应急物资生产与原材料预储决策研究

突发事件的不确定性为协议企业合理制订应急物资生产储备计划带来极大的困难与挑战。本文着眼于原材料储备成本和风险，构建了一个基于期权契约的应急物资供应协议合作模型，分析了协议企业在应对政府灾后采购需要时使用用于商业生产的原材料进行加急生产，但需向其商业供应链中的下游企业进行一定额度补偿情境下的应急物资预先生产与原材料预储数量决策。并在此基础上，与未建立契约合作情境进行对比和敏感度分析。研究发现，基于期权契约的应急物资采购合作可以实现政企双赢。其中，协议企业可以借助商用原材料降低应急物资需求不确定性的不利影响，但商用库存水平会直接影响其生产与储备决策。本研究通过为应急物资供应协议企业提供生产储备策略指导，为契约机制在我国社会化储备能力建设中的广泛应用助力。     

基于信息更新的两阶段鲁棒-随机优化调配模型研究

在突发事件的应对中,应急决策过程的灾情信息具有动态性、不确定性等特征,从而使得整个应急救援过程中的决策都必须随信息更新而不断调整,本文在调研国内外相关研究的基础上,以地震为背景提出了基于信息更新的资源调配决策问题。文章结合灾情信息更新的特征,给出了应急救援响应的阶段划分;以此为基础建立了两阶段鲁棒-随机优化模型,通过虚拟储备库点及虚拟临时分发中心点的设计,实现了第一阶段调配结果对第二阶段调配决策的后效性调整决策;根据鲁棒优化及随机优化的特点,设计了相应的原始-对偶及L-Shaped Method算法对模型进行求解;最后,通过CPLEX软件编程求解,并进行情景生成下的算例分析,与其他方法比较分析,证明了文章所设计的模型在灾情信息更新下的优势。     

政企实物-生产能力应急物资储备与采购定价的微分博弈模型北大核心

政企实物-生产能力储备应急物资能够有效提高突发事件应对效率.为控制政府成本和保障企业收益,本文构建了政府和企业联合储备应急物资的微分博弈模型,研究成本分担和协同合作两种模式下政企最优储备决策,并进一步分析政府采购定价对政企最优决策与双方收益的影响.最后,结合汶川地震应急物资储备实例进行验证.研究发现,应急物资储备量轨迹随时间呈单调递减特性,声誉轨迹的变化趋势具有多样性,两者在协同合作模式均达到最优.成本分担模式下双方储备努力水平与采购定价呈现倒U型分布,即当政府采购定价低于某一阈值时,企业生产能力储备的合作意愿较高,反之亦然,进而避免企业诱发机会主义行为;而且只有满足一定条件,政府才会为企业提供成本补贴,可避免政府储备成本失控.协同合作模式能够有效降低政府采购成本,提高应急物资储备数量,实现了政企双赢.此外,讨论了若干重要参数对政企最优决策的影响.     

考虑不确定履约率的全局鲁棒供应组合决策研究

生产和采购的全球化为供应链企业带来了更多的复杂性与不确定性。收集全面信息和使用有效的工具是控制决策风险、减少不确定性危害的有效途径。在供应商选择与订单分配管理中,供应商履约率是影响企业供应组合决策的主要因素,如何对其进行定量刻画是迫切需要解决的问题。已有的研究通常是由期望方法或鲁棒方法来刻画履约率。然而,期望履约率法往往忽略了履约率的波动性,从而造成需求损失;而鲁棒履约率法通常存在过于保守、退化过于迅速两个缺点,使企业承担不必要的成本。本文研究供应商选择与订单分配决策问题,使用全局鲁棒优化的两个不确定集合来刻画供应商履约率,同时给出了这一问题的确定性鲁棒表达和一种多项式时间求解算法。最后,通过仿真实验证实本文的全局鲁棒优化模型可克服期望模型和一般鲁棒模型的缺点。本文提出的算法能有效求解本文全局鲁棒优化等价确定性问题,为企业的供应商选择和订单分配决策提供更为灵活精确的辅助工具。     

基于期权契约的政企联合储备应急物资模型与利润分配机制研究

突发灾害发生后，应急物资需求量呈现爆发式增长。在实际情况下，为了保障应急物资的及时性与可用性，政府可能与不止一家供应商联合储备应急物资。目前众多研究均假设在应急物资供应链中，只存在一个应急物资供应商，鲜有关于政府与多个供应商联合储备应急物资的研究，也缺少对竞争型供应商利润分配机制的探讨。当然，与政府达成储备合作协议的企业也不宜过多，否则会增加政府对供应商利润分配的难度及潜在的管理成本。因此，本研究以政府与两个竞争型供应商联合储备应急物资的情形为例，构建了基于期权契约的政府与两个供应商联合储备应急物资模型，推导出政企最优决策策略。当供应链达到协调时，与政府单独储备模型相比，政企联合储备应急物资模型降低了政府常规物资储备水平，提高了应急物资储备总量。在此基础上，本文还给出了政府成本与两个供应商利润都得到改善的条件，确定了合理分配供应商利润的期权执行价格取值范围。本研究更加贴近我国国情与应急物资储备的实际情况及现实条件，对强化政企合作储备应急物资具有重要的意义，为政府更好地应对突发灾情提供了操作策略与指导原则。     

生产能力储备模式下应急物资储备与采购定价模型

为更好地促进政企双方开展应急物资生产能力储备合作,政府和协议企业需对物资的采购定价及生产能力的储备数量进行合理决策。基于此,文章从供应链的角度出发,利用供应链契约中的数量柔性契约建立了生产能力储备模式下的应急物资储备与采购定价模型,并进一步考虑了协议企业存在储备约束的情况。在利用逆序归纳法求解出合作下企业的生产能力储备量及相应的政府采购定价决策后,文章进一步分析了储备周期内灾害事件的发生概率与企业最大储备量约束对双方决策及各自成本收益的影响,为政府的采购定价及企业的储备策略提供了科学依据。此外,文章还给出了约束双方决策时的参数条件,因而也为政府在目标企业的选择方面提供了参考。     

灾后不确定需求下应急医疗移动医院鲁棒选址问题研究

我国灾害医学救援主要采用"现场救治"模式，应急医疗移动医院的选址是否合理直接影响救援效率，但各受灾点伤员数量的不确定性增加了决策的困难。本文引入多面体不确定集合刻画伤员数量的不确定性，同时考虑伤员分类及移动医院分型，构建一个以伤员总生存概率最大化为目标的鲁棒选址模型。利用鲁棒优化理论，将模型转化为等价的混合整数规划问题，通过GAMS软件编程并调用CPLEX求解器求解。最后，以四川芦山地震应急医疗救援为例，验证模型和求解方法的可行性和鲁棒性。结果表明，扰动比例和不确定水平对移动医院的选址和伤员的分配方案有显著影响，决策者可根据自己对不确定性风险的偏好程度选择最佳的扰动比例和不确定水平组合，以获得最优的选址分配方案。     

基于数量柔性契约的双源应急物资采购定价模型

针对灾害事件发生的不确定性以及灾害发生后应急物资需求量的爆发式增长，本文设计了一个政府主导的基于数量柔性契约的双源应急物资采购模型。在存在一个现货市场的情况下，政府除了常规采购外，还会与供应方签订一份数量柔性契约，用以建立政企联合储备应急物资的合作关系。通过数理推导，本文发现灾害事件发生概率，政府自身储备量，现货市场采购价格会对双方决策产生重要影响，并给出三个影响因素在满足不同条件时政企双方的最优决策，同时进一步分析了这三个因素对政府采购成本与供应方利润的影响。最后，通过数值模拟的方式对所得结论进行了验证。本文的研究为政府与企业构建联合储备应急物资的合作关系提供了指导与依据。     

设施失灵风险下不确定需求应急定位-路径鲁棒优化研究

为抵御突发灾害对路网造成的破坏性和设施失灵风险,降低系统成本,并快速完成应急救援任务,本文考虑到受灾点物资需求量的不确定和风险对救援系统的影响,采用直升机进行物资运送以规避路径风险。建立了最小化应急物流系统总成本和物资到达需求点总救援时间为双目标的应急物流定位-路径鲁棒优化模型,基于相对鲁棒优化方法处理需求不确定,采用偏差鲁棒优化思想描述设施失灵风险损失,采用遗传算法进行求解。通过对三个算例进行数据仿真实验,证明了相对鲁棒优化方法在处理需求不确定和偏差鲁棒优化方法在处理设施失灵风险方面的有效性,进而为解决应急设施点的开设和救援物资的安全及时准确配送,增强应急物流系统的风险应对能力提供了有效的方法。     

不确定环境下两阶段应急供应链网络建模与优化求解

为制订有效的应急供应链网络规划方案,提升应急组织救援效率、实现资源物质合理配置,考虑供应和需求的不确定性,采用多运输方式联合的配送模式,以最小化网络响应时间、成本和碳排为优化目标,构建两阶段应急供应链混合整数规划模型,同时,基于鲁棒优化理论构建可调节鲁棒优化模型,增强网络应对不确定因素的能力,通过线性对偶理论对含不确定参数的约束进行转化;为提升模型的求解效果,提出一种优化布谷鸟搜索（optimize cuckoo search,OCS）算法,引入基准实例,以验证OCS算法求解多目标函数的优越性和适用性;最后,利用武汉新冠疫期期间应急物资配送数据,研究带有不确定参数的应急供应链网络决策问题,并通过敏感性分析证明鲁棒控制系数对不确定扰动的有效抑制作用。     

考虑供应风险的多源应急物资采购双层规划模型

自然灾害频繁发生,事故灾难不断涌现,公共卫生事件猝不及防,社会安全风险交织叠加,给人们的生产和生活带来了巨大的风险和不确定性。在突发事件背景下,考虑应急物资供应中的各类风险,激励多源应急物资的稳定供给,受到党和政府高度重视。应急物资供应有哪些风险,如何规避这些风险,针对多种渠道的采购,如何优化采购结构。这些问题是本论文关注的重点。本文以政府、制造型企业、受灾地区民众为决策主体的三级供应链为基础,构建了上层以整个供应链系统收益最大化为目标函数、下层以供应风险最小化为目标函数的双层规划模型,对不同情景下物资采购订单的分配进行研究。在此基础上,本文以某市洪涝灾害为例进行分析,证明了模型的可行性,并探究了供应风险变化对物资采购订单分配、以及整个供应链系统收益的影响,以期为政府应急物资采购决策提供参考性建议。     

Supplier Selection for Framework Agreements in Humanitarian Relief

In this study, we consider the supplier selection problem of a relief organization that wants to establish framework agreements (FAs) with a number of suppliers to ensure quick and cost‐effective procurement of relief supplies in responding to sudden‐onset disasters. Motivated by the FAs in relief practice, we focus on a quantity flexibility contract in which the relief organization commits to purchase a minimum total quantity from each framework supplier over a fixed agreement horizon, and, in return, the suppliers reserve capacity for the organization and promise to deliver items according to pre‐specified agreement terms. Due to the uncertainties in demand locations and amounts, it may be challenging for relief organizations to assess candidate suppliers and the offered agreement terms. We use a scenario‐based approach to represent demand uncertainty and develop a stochastic programming model that selects framework suppliers to minimize expected procurement and agreement costs while meeting service requirements. We perform numerical experiments to understand the implications of agreement terms in different settings. The results show that supplier selection decisions and costs are generally more sensitive to the changes in agreement terms in settings with high‐impact disasters. Finally, we illustrate the applicability of our model on a case study.     

基于最小最大后悔值的应急救灾网络构建鲁棒优化模型与算法

应急救灾过程分为两个阶段：第一阶段启动应急救灾网络构建,在灾区附近设立临时应急配送中心,并由应急资源供应方向其紧急调配应急资源;第二阶段将应急资源从临时应急配送中心向灾区受灾点进行调度,以保证救灾过程顺利进行。本文研究第一阶段应急救灾网络的构建问题,考虑到突发灾害初期灾情相关参数概率分布情况难以获取,建立了基于情景的最小最大后悔值准则的应急救灾网络构建鲁棒优化模型。求解模型时,利用有限情景集表示第二阶段的不确定性数据,并将模型化为与其等价的混合整数规划模型,利用情景松弛的迭代算法进行求解。数值试验中给出相应的绝对鲁棒模型与本文偏差鲁棒模型作了比较,结果表明基于最小最大后悔值准则的应急救灾网络优化模型具有良好的鲁棒性,而且算法也是有效的。     

模糊信息下多种类应急物资多周期分配优化模型

考虑灾害的突发性、信息获取的不完全性以及应急救援的紧迫性，引入区间数描述应急物资供给与需求的模糊不确定性，引入三角模糊数刻画路网容量受限情况下每周期的最大物资运输总量，综合考虑灾害、灾区、灾民以及物资等多重因素，引入延迟系数，以应急物资分配的总延迟时间最小化和总系统损失最小化为目标，构建模糊信息条件下考虑多需求点、多配送中心、多物资、多周期、多目标的应急物资动态分配优化决策模型，分析了区间目标函数、区间模糊与三角模糊约束条件的清晰化方法，采用基于二维欧式距离客观赋权模糊算法求解模型，并以青海玉树地震为例对所提出模型的有效性和可行性进行验证。结果表明：所提出的模型能够最大程度地权衡延迟时间与系统损失，形成多周期最优的物资分配方案；现实多周期应急物资分配，时间并不是唯一考虑的因素，需要综合考虑不同应急周期的灾情、灾区、灾民和物资等多种因素对系统总损失造成的影响；重视时间偏好系数，可能使系统总损失增大，表明单一考虑时间偏好系数和损失偏好系数均具有片面性，应该把握选择"度"，发挥二者结合的相互促进作用；物资分配方案基于决策者偏好，并考虑每周期不同需求点的易损性、重要性、需求紧急性以及各类应急物资的重要性与时效性差异参数，有利于提高多周期决策的柔性和现实适用性。     

协议企业实物储备、生产能力储备模式的协调性研究

本文以政府作为应急物资储备保障的责任主体,研究应对突发事件的社会化储备体系中,协议企业实物储备、生产能力储备的协调性问题。建立以协议企业自身利益最大化为目标的实物储备与生成能力储备协调性模型,通过对政府采购价格的研究分析得到一个"均衡价格",结合政府最高收购价格与"均衡价格",给出政府基于"均衡价格"的储备策略调整方法,以此调节协议企业实物储备与生产能力储备方式与物资数量,并用实例说明文章所研究的"均衡价格"具有一定的现实意义。为国家与协议企业联合储备的合作,引导协议企业以相应储备方式为政府进行应急物资储备提供指导和依据。     

Push or Pull? Auctioning Supply Contracts

Consider a buyer, facing uncertain demand, who sources from multiple suppliers via online procurement auctions (open descending price‐only auctions). The suppliers have heterogeneous production costs, which are private information, and the winning supplier has to invest in production capacity before the demand uncertainty is resolved. The buyer chooses to offer a push or pull contract, for which the single price and winning supplier are determined via the auction. We show that, with a pull contract, the buyer does not necessarily benefit from a larger number of suppliers participating in the auction, due to the negative effect of supplier competition on the incentive of supplier capacity investment. We thus propose an enhanced pull mechanism that mitigates this effect with a floor price. We then analyze and compare the outcomes of auctions for push and (enhanced) pull contracts, establishing when one form is preferred over the other based on the buyer's profits. We also compare our simple, price‐only push and pull contract auctions to the optimal mechanisms, benchmarking the performance of the simple mechanisms as well as establishing the relative importance of auction design and contract design in procurement auctions.