Game theoretic approach for coordinating unlimited multi echelon supply chains

Abstract

In order to achieve the overall objectives of the supply chain (SC), there have been seen many contradictions between the components and different levels, and these disorders may result in decreased strength and competitiveness. The main contradictions that are considered in this paper comprise inventory, pricing and marketing costs in an unlimited three echelon supply chain. The basics of the game theory make it a suitable and reliable tool for solving contradiction situations by considering all the levels and players’ goals. Initially, an unlimited three echelon supply chain, including S suppliers, M manufacturers, and K retailers, is considered in order to solve the aforementioned problem. Further on, a nonlinear mathematical cooperative model based on specific assumptions, game theory approach, Nash equilibrium definition, Pareto efficiency, and revenue sharing contract is proposed. Subsequently, the proposed model is employed in a numerical example, and the results are illustrated according to the genetic algorithm. Furthermore, the sensitivity of the proposed model is analysed using the design of experiment. Ultimately, the validation of the proposed cooperative model is assessed by the simulation.

Siekiant įvykdyti visus tiekimo grandinės (TG) tikslus, buvo pastebėta daugybė prieštaravimų tarp komponentų ir skirtingų pakopų, o šie trukdžiai gali sumažinti svarumą ir kompetenciją. Šiame straipsnyje aptariami tokie pagrindinai prieštaravimai, kaip inventorius, kainodaros ir rinkodaros sąnaudos neribotoje trijų pakopų tiekimo grandinėje. Lošimų teorijos pagrindai daro šį metodą tinkamą ir patikimą, sprendžiant prieštaringas situacijas, atsižvelgus į visas pakopas ir žaidėjų tikslus. Tam, kad būtų galima išspręsti minėtas problemas, pirmiausia reikia atsižvelgti į neribotą trijų pakopų tiekimo grandinę, kurioje yra S tiekėjų, M gamintojų ir K mažmenininkų. Remiantis tuo, siūlomas netiesinis matematinis kooperatinis modelis, grindžiamas atitinkamomis prielaidomis, lošimo teorijos metodu, Nasho ekvilibriumo apibrėžimu, Pareto efektyvumo ir pajamų pasiskirstymu. Tada pasiūlytas modelis pritaikomas skaitmeniniame pavyzdyje, o rezultatai iliustruojami pagal genetinį algoritmą. Paskui siūlomo modelio jautrumas analizuojamas planuojant eksperimentą. Galiausiai pateikto kooperatinio modelio patikrinimas yra vertinamas pagal modeliavimą.