1安安徽徽建建筑筑工工业业学学院院毕毕业业论论文文题 目建筑供应链协调策略设计与分析专 业信息与计算科学姓 名杨洲班 级08 信息学 号指导教师闵杰提交时间2012.6.202摘要摘要从项目公司和承包商双层角度考虑，项目公司通过显 性收益激励手段与承包商之间就工期目标优化问题进行协 调策略设计与分析。假设决策过程是一个完全信息的动态 博弈过程, 基于博弈论并应用二层规划方法建立了以项目 公司为主方、承包商为从方的Stackelberg主从递阶决策模 型, 确定项目工程的最优工期, 使项目公司和承包商的博 弈达到均衡状态。然后, 采用遗传算法求解该模型。最后, 给出了一个简单的算例。关键词:Stackelberg 决策 ; 协调策略; 收益激励; 二层规 划；遗传算法。AbstractAbstract From the project company and the contractor double Angle consideration, the project company through the dominant revenue incentive means and the contractor is period between target optimization design and analysis of coordinated strategy. That decision process is a compiete information dynamic game process, Based on the game theory and application of bilevel programming method to establish to project .contractor and our company is party form party for the Stackelberg master-slave hierarchical decision model, to determine the construction period for the optimal period, make the project company and the constractor to the game balance state . And then , by using the genetic algorithm to solve the model .Finally, gives a simple example KeyKey words:words: Stackelberg decision ;coordination 3strategy; revenue incentive ; bilevel programming ; genetic algorithm 第一章第一章 绪论绪论1.11.1 课题研究背景课题研究背景 工期目标控制是项目管理的关键任务之一。相关理论 研究和实践主要是从承包商单方成本/ 费用优化角度出发, 没有考虑与项目公司之间交互决策的影响关系;且基本上是 以项目施工建设阶段的成本费用最小化为目标基于网络技 术方法等求得最优工期,属于确定型被动管理与被动反馈控 制, 无法实现对项目承包商和控制目标的优化激励控制, 且往往造成工程延期完工。而实际上, 项目工期计划目标 往往是项目公司与承包商协调决策的结果,采用一定的激励 手段和 措施可以对项目参与方的决策行为进行诱导, 对于防范代 理人道德风险、改善项目组织关系和提高项目管理绩效是 一种有效的思路( Branconi, 2004)。Bubshait( 2003)调 查研究也指出,项目公司通过激励契约可以促使承包商对影 响劳动生产率、项目工期和项目成本的因素进行控制。 Berends (2000)也指出成本加奖励费用契约为项目公司提供了项目 成本风险分担机制, 也为承包商提供了绩效激励。并指出 这种激励机制可应用于工期、质量以及安全、健康和环境 等多绩效指标的协调控制。这些研究虽然是从激励角度, 但仍是以工程施工建设成本最小化为目标, 激励方式也只 是对节约成本的再分配。这种管理思路往往容易导致项目 公司以节约控制成本为着眼点,不利于项目工期、质量以及 安全等目标的控制和项目绩效改善。Tareghian(2006)也指 出为获得项目公司提供的提前完工的收益奖励和降低间接 成本, 项目有压缩作业工期的动机。本文考虑项目公司与 承包商双方就工期目标进行协调决策, 从项目全寿命周期 收益最大化角度考虑通过新增收益共享实现工期目标协调 优化和双方收益目标的帕累托改善, 建立了固定总价+ 奖4励模式下的收益激励契约模型, 基于逆向归纳法并采用启 发式遗传算法求解该模型。 1.21.2 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义 目前,随着中国经济的迅速发展, 特别是作为国民经济 发展支柱产业之一的建筑企业竞争激烈,企业管理水平和素 质良莠不齐。在向现代化企业制度转轨的过程中,特别是 ISO9000 体系标准的贯彻，使部分建筑企业得以规模化、 现代化。但由于现代化建筑施工是多工种、多专业的复杂 的系统, 并且耗费巨量建筑材料; 要使施工全过程顺利进 行，并达到预期的目标, 降低成本, 就必须采用科学的理 论对建筑供应链的协调策略设计与分析。建筑供应链协调 策略设计与分析已经被越来越多的建筑施工企业所关注, 它对统筹建筑施工全过程、降低建筑成本，防范参与人道 德风险、改善项目组织关系和提高项目管理绩效起着重要 的作用。同时它对实现各参与方之间的互利共赢起着核心 的作用, 是建筑企业实施可持续发展战略的重要保证。第二章第二章 建筑供应链综述及博弈论相关理论建筑供应链综述及博弈论相关理论2.12.1 建筑供应链的含义建筑供应链的含义 建筑供应链是指以承包商为核心，由总承包商、设计 商和业主围绕建设项目组成的一个主要包括设计和施工两 个关键建设过程的建设网络。建筑供应链的参与方主要包 括：业主整个项目的发起者；设计商又包括建筑 设计、结构设计、电气设计等设计分包商；承包商包 括总承包商、土木分包商、设备分包商；供应商包括 材料设备供应商和劳务供应商；制造商将原材料加工 成半成品或建筑配件；原始材料供应商；贷方和保险公司 等金融机构；政府等行政机构。 2.22.2 建筑供应链管理的含义建筑供应链管理的含义 建筑供应链管理就是以实现业主需求及供应链整体效 益最大化为管理目标，运用供应链管理理念，基于现代信 息技术，对建设过程中供应链上跨部门、跨企业、跨产业5运作的物流、信息流、资金流进行整体规划及运作管理的 管理行为。它强调各节点企业之间的协作共赢的商务战略， 通过建立企业间共同的战略目标，完善的信任与合作机制， 协同的工作模式和信息共享机制，提升供应链整体效益， 减少浪费，增强企业核心竞争力。用博弈论分析他们之间 的博弈，了解理性的博弈者如何以别人的对策为契机去选 择自己的对策。用博弈论阐述了企业各自为政最后就会是 一个纳什平衡，对企业或个人都没有好处。给协同合作提 供一个科学的理由。 供应链管理的实质是一种基于“竞争一合作一协调一 发展”机制的新的企业运作模式。供应链管理的最大难度 就在于企业之间的利益分配。因为供应链管理是因利益问 题而起，利益分配是否平等、公平、科学合理将直接关系 到供应链的存在与解体。 2.32.3 博弈论理论博弈论理论 博弈论(game theory)又称对策论，起源于本世纪初， 1994年冯诺依曼和摩根斯坦恩合著的博弈论和经济行 为奠定了博弈论的理论基础。20世纪50年代以来，纳什、 泽尔腾、海萨尼等人使博弈论最终成熟并进入实用。近20 年来，博弈论作为分析和解决冲突和合作的工具，在管理 科学、国际政治、生态学等领域得到广泛的应用。简单地 说，博弈论是研究决策主体在给定信息结构下如何决策以 最大化自己的效用，以及不同决策主体之间决策的均衡。 博弈论由3个基本要素组成：一是决策主体（player) ， 又可以译为参与人或局中人；二是给定的信息结构，可以 理解为参与人可选择的策略和行动空间，又叫策略集；三 是效用(utility)，是可以定义或量化的参与人的利益，也 是所有参与人真正关心的东西，又称偏好或支付函数。参 与人，策略集和效用构成了一个基本的博弈。 博弈论可 以分为合作博弈和非合作博弈。两者的区别在于参与人在 博弈过程中是否能够达成一个具有约束力的协议。倘若不 能，则称非合作博弈（non-cooperative game) ，非合作 博弈是现代博弈论的研究重点。比如两家企业A、B合作建6设一条VCD的生产线，协议由A方提供生产VCD的技术，B方 则提供厂房和设备。在对技术和设备进行资产评估时就形 成非合作博弈，因为每一方都试图最大化己方的评估值， 这时B方如果能够获得A方关于技术的真实估价或参考报价 这类竞争情报，则可以使自己在评估中获得优势；同理，A 方也是一样。至于自己的资产评估是否会影响合作企业的 总体运行效率这样的“集体利益” ，则不会非常重视。这就 是非合作博弈，参与人在选择自己的行动时，优先考虑的 是如何维护自己的利益。合作博弈强调的是集体主义，团 体理性(collective rationality)，是效率、公平、公正； 而非合作博弈则强调个人理性、个人最优决策，其结果是 有时有效率，有时则不然。博弈论非常强调时间和信息的 重要性，认为时间和信息是影响博弈均衡的主要因素。在 博弈过程中，参与者之间的信息传递决定了其行动空间和 最优战略的选择；同时，博弈过程中始终存在一个先后问 题，参与人的行动次序对博弈最后的均衡有直接的影响。 博弈的划分可以从参与人行动的次序和参与人对其它参与 人的特征、战略空间和支付的知识 信息是否了解两个角 度进行。把两个角度结合就得到了4种博弈：完全信息静态 博弈，完全信息动态博弈，不完全信息静态博弈，不完全 信息动态博弈。其代表人物是纳什、泽尔腾和海萨尼。严 格地讲，博弈论并不是经济学的一个分支，它只是一种方 法，这也是为什么许多人将其看成数学的一个分支的缘故。 博弈论已经在政治、经济、外交和社会学领域有了广泛的 应用，它为解决不同实体的冲突和合作提供了一个宝贵的 方法。利用博弈论可以证明现实生活中许多有趣的问题。 如：多劳者不多得，公共资源的过度使用，非合作者在一 段时间内选择合作坏人做好事。虽然这些结论都是建立在 一个很强的假设，即参与人是理性的，有最大化自己效用 的趋势。但是其结论有深刻的哲学内涵。目前经济学中的 委托代理制、激励理论都可以用博弈论来分析。现代 的企业间竞争有很多情况都是在合作的背景下进行的。比 如垄断市场的寡头A、B，他们可以协议指定一个产量如海7湾国家的石油产量，来维持自己的最大利润。但是在许多 情况下总有为了维护自己的局部利润而提高产量的情况如 沙特常擅自提高产量，结果导致价格下降，利润流失。竞 争情报往往在这种情况下起重要作用，如果A掌握了B的实 际生产能力这类竞争情报，就可以调整自己的产量甚至突 破协议，从而形成新的均衡。 2.42.4 StackelbergStackelberg 主从决策博弈主从决策博弈 德国经济学家Heinrich Von Stackelberg最初于1952 年在研究市场经济问题时提出了其有主从递阶结构的决策 问题，也称Stackelberg问题。在此类决策问题中，存在两 种型类的决策者：处于较高决策层次的主方和处于下级决 策层次的从方。在Stackelberg博弈中存在一个不同的决策 者(称为主导者)，他可以预测到其他成员(称为跟随者)的 反应并且利用这些反馈信息来做出自己的最优决策。从某 种意义上来说，主导者要比跟随者有权力，因为主导者可 以预料到跟随者的反馈形式，之后才作出相应的决策