Untersuchungsgegenstand der Arbeit ist die Koordination der verteilten Leistungserstellung in einer Supply Chain unter spieltheoretischen Gesichtspunkten, um so die Effizienz, also den Nutzen des gesamten Systems und letztendlich für jeden Beteiligten zu erhöhen.
Die Spieltheorie stellt eine Moeglichkeit der Entwicklung von Entscheidungsmodellen dar, die die zusaetzliche Problemstellung der Nutzenverteilung mit der unternehmensuebergreifenden Losgroeßenplanung verbindet und gemeinsam betrachtet. Die zwei wesentlichen Unterarten der Spieltheorie sind die kooperative und die nicht-kooperative Spieltheorie. Fuer die hier betrachtete dezentrale Supply Chain wird angenommen, dass kein Akteur ein Interesse an einer intensiven Zusammenarbeit in Form einer Kooperation hat, weil bspw. der Aufwand zu groß oder die Freigabe von Informationen nicht gewollt ist. Um die damit einhergehenden Interessenkonflikte zu analysieren, befasst sich die vorliegende Arbeit mit der nicht-kooperativen Spieltheorie und zeigt, wie ein spieltheorethisches Lösungskonzept genutzt werden kann, um einen Koordinationsmechanismus für die unternehmensübergreifende Bestandsplanung in einer dezentral gesteuerten Supply Chain zu entwickeln. Gegenstand der Betrachtung ist die Beziehung von einem Zulieferer und mehreren Abnehmern.
Nach der Einordnung der Losgrößenplanung in das Umfeld der Produktionsplanung und dem klassischen Grundmodell wird das Prinzip der zeitlichen Koordination anhand eines einstufigen Mehrproduktmodells vorgestellt, welches später bei der Koordination der Supply Chain Anwendung findet. Im Rahmen der nicht-kooperativen Spieltheorie wird das Prinzip des Stackelberg-Spiels erklärt, was zur Entwicklung des Koordinationsmechanismus verwendet wird. Es wird erklärt, wie ein Spieler die ihm zur Verfügung stehenden Informationen nutzen kann, um andere Akteure zu einem von ihm gewünschten Handeln zu bewegen. Die dafür notwendigen Prinzipien der besten Antwort und Reaktionsfunktion sowie des Gleichgewichtsbegriffs werden anhand des Nash-Gleichgewichts erläutert. Anschließend wird anhand eines Losgrößenmodells gezeigt, wie die Erkenntnisse aus der Spieltheorie verwendet werden können, um die Bestandsplanungen selbstständiger und gleichberechtigter Akteure einer Supply Chain zeitlich zu koordinieren, um Kosteneinsparungen für alle Beteiligten zu erreichen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Problemstellung
1.2. Aufbau und Überblick
1.3. Literaturüberblick
2. Grundlagen der Losgrößenplanung
2.1. Das klassische Bestellmengenmodell (EOQ-Modell)
2.1.1. Das klassische Losgrößenmodell und die Notwendigkeit einer integrierten Betrachtung
2.1.2. Möglichkeiten zur Koordination betrieblicher Aktivitäten in einer Supply Chain
2.2. Ein einstufiges Mehrproduktmodell
2.2.1. Das Joint Replenishment Problem
2.2.2. Das Joint Replenishment Problem und mehrstufige Lagerhaltungsmodelle
3. Grundlagen der Spieltheorie
3.1. Gegenstand der Spieltheorie
3.2. Theoretische Grundlagen
3.2.1. Elemente eines Spiels
3.2.2. Formale Darstellung von Spielen
3.3. Lösungskonzepte
3.3.1. Simultan interdependente Entscheidungssituationen
3.3.2. Sequentiell interdependente Entscheidungssituationen
4. Koordination und Spieltheorie im Kontext zentral/dezentral gesteuerter Supply Chains
5. Spieltheoretische Analyse eines Modells zur Zulieferer-Abnehmer-Koordination
5.1. Modellbeschreibung
5.1.1. Modellannahmen
5.1.2. Modellformulierung
5.2. Spieltheoretische Analyse und Lösung des Modells
5.3. Rechenbeispiel zum Modell aus Viswanathan/Piplani (2001)
5.3.1. Die zentrale Lösung des Zulieferer-Abnehmer-Systems
5.3.2. Die CRE-Strategie und die integer-ratio-policy
6. Zusammenfassung
A. Mathematischer Anhang
A.1. Zyklusrelationen ni
A.1.1. Bestimmung der optimalen, ganzzahligen Zyklusrelation ni bei ni ≥ 1
A.1.2. Umformung der Ganzzahligkeitsbedingung (A.7) zur direkten Bestimmung von n*i bei ni ≥ 1
A.1.3. Bestimmung der Zyklusrelationen ni bei Abnehmerkoordination und ni ≥ 1
A.1.4. Bestimmung der optimalen, ganzzahligen Zyklusrelationen 1/ni bei ni < 1 für die integer-ratio-policy im Rahmen einer CRE-Strategie
A.1.5. Umformung der Ganzzahligkeitsbedingung (A.16) zur direkten Bestimmung von n*i bei ni < 1
A.2. Ergänzungen zum Abschnitt 2.2.
A.2.1. Die Heuristik aus Silver (1976) zum Joint Replenishment Problem
A.2.2. Zwischenberechnungen zur Bestimmung des optimalen Ergebnisses eines Beispiels zum Joint Replenishment Problem
A.3. Erweiterte Grundlagen der Spieltheorie
A.3.1. Gemischte Strategien bei Spielen in Normalform
A.3.2. Randomisierung über Entscheidungen bei Spielen in extensiver Form
A.4. Herleitungen und Berechnungen zum Abschnitt 5.
A.4.1. Herleitung der Zielfunktion beim Modell nicht-identischer Preisnachlässe
A.4.2. Herleitung der Lagerhaltungskosten des Zulieferers im Fall einer integer-ratio-policy
A.4.3. Werte der Zwischenberechnung zur Bestimmung des optimalen Fertigungszyklusses T0 bei perfekter Koordination
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, Mechanismen zur Koordination dezentral gesteuerter Supply Chains zu entwickeln, indem sie die unternehmensübergreifende Losgrößenplanung mit spieltheoretischen Ansätzen verbindet, um Interessenskonflikte zu analysieren und ein effizientes Gesamtkostenoptimum zu erreichen.
- Spieltheoretische Analyse von Zulieferer-Abnehmer-Beziehungen
- Methoden der Losgrößenplanung (z.B. EOQ, Joint Replenishment Problem)
- Einsatz von nicht-kooperativer Spieltheorie zur Modellierung von Anreizsystemen
- Anwendung von Preisnachlässen und CRE-Strategien zur Koordination
Auszug aus dem Buch
1.1. Problemstellung
Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Koordination der verteilten Leistungserstellung in einer Supply Chain unter spieltheoretischen Gesichtspunkten. Der Begriff Supply Chain (SC) oder auch unternehmensübergreifende Wertschöpfungskette umfasst die Interaktion aller Zulieferer und Abnehmer, die an der Erstellung des Endproduktes einschließlich der Lieferung an den Kunden und ggf. dessen Entsorgung beteiligt sind. Für die Leistungserstellung auf den einzelnen Wertschöpfungsstufen sind im Rahmen der Materialdisposition die einzelnen Materialbedarfe zu den Produktions- bzw. Beschaffungslosen zusammenzufassen. Daraus ergeben sich die Produktions- bzw. Beschaffungspolitiken der Unternehmen. Der Materialfluss und somit die hier betrachtete Interaktion innerhalb einer Supply Chain resultiert aus der Verknüpfung der daraus folgenden Beschaffungs-, Produktions- und Distributionsprozesse zwischen den einzelnen Unternehmen.
Im gewöhnlichen Fall werden Produktions- und Bestellmengenentscheidungen innerhalb eines Unternehmens bzw. einer Organisationseinheit eines Unternehmens getätigt. Der damit verbundene direkte Einfluss auf vor- bzw. nachgelagerte Prozesse bzw. Unternehmen wird dabei außer Acht gelassen. In Anbetracht einer Zulieferer-Abnehmer-Beziehung adaptiert das Gesamtsystem die lokale Losgrößenentscheidung eines Akteurs und die Anderen passen sich darauf hin an. Die so implementierten Entscheidungen führen normalerweise nicht zu einem Kostenoptimum entlang der gesamten Supply Chain aller beteiligten Organisationen, da der Produktionsplan eines Zulieferers gewöhnlich nicht mit den Bestellpolitiken seiner Abnehmer übereinstimmt. Werden die Interaktionen der Akteure in der Supply Chain zusammen analysiert und erfolgen die Entscheidungen in besserer Abstimmung zu einander, d. h., in Folge von Koordination und Kooperation, können weitere Vorteile für jeden Einzelnen im Vergleich zur individuellen Optimierung erzielt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Problematik der Koordination in Supply Chains und Abgrenzung des Untersuchungsgegenstandes.
2. Grundlagen der Losgrößenplanung: Erläuterung der klassischen Losgrößenmodelle und des Joint Replenishment Problems zur Vorbereitung der koordinationsorientierten Modellierung.
3. Grundlagen der Spieltheorie: Vermittlung der spieltheoretischen Konzepte, die für die Analyse interdependenter Entscheidungssituationen notwendig sind.
4. Koordination und Spieltheorie im Kontext zentral/dezentral gesteuerter Supply Chains: Diskussion der Unterschiede zwischen zentralen und dezentralen Koordinationsansätzen.
5. Spieltheoretische Analyse eines Modells zur Zulieferer-Abnehmer-Koordination: Detaillierte mathematische Analyse und Anwendungsbeispiele für Koordinationsmechanismen unter spieltheoretischen Annahmen.
6. Zusammenfassung: Resümee der Arbeit und Ausblick auf weiterführende Forschungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
Supply Chain Management, Spieltheorie, Losgrößenplanung, Joint Replenishment Problem, Koordination, Stackelberg-Spiel, Bestellpolitik, Preisnachlässe, Kostenminimierung, Dezentrale Steuerung, Integrierte Betrachtung, Zyklusrelationen, Nicht-kooperative Spieltheorie.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie Unternehmen in einer dezentral gesteuerten Supply Chain durch spieltheoretische Ansätze und Koordinationsmechanismen ihre Produktions- und Bestellmengen besser aufeinander abstimmen können, um Gesamtkostenvorteile zu erzielen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen sind die Losgrößenplanung, die nicht-kooperative Spieltheorie, das Supply Chain Management sowie die Entwicklung und Analyse von Anreizsystemen für Zulieferer und Abnehmer.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, Entscheidungsmodelle zu entwickeln, die helfen, Interessenkonflikte in Supply Chains zu lösen und eine effiziente Nutzenverteilung bei gleichzeitiger Systemoptimierung sicherzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine modellbasierte, mathematische Analyse verwendet, die auf der nicht-kooperativen Spieltheorie (insbesondere Stackelberg-Spielen) und deterministischen Losgrößenmodellen basiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die theoretischen Grundlagen der Losgrößenplanung und Spieltheorie, die methodische Analyse der Koordination zwischen Zulieferern und Abnehmern sowie detaillierte Rechenbeispiele zur Validierung der Modelle.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Joint Replenishment Problem (JRP), Stackelberg-Spiel, Kostenoptimierung, Preisnachlässe, Supply Chain Coordination und integer-ratio-policy.
Was genau ist ein Stackelberg-Spiel in diesem Kontext?
Ein Stackelberg-Spiel dient hier zur Modellierung der Hierarchie zwischen einem Zulieferer (Leader), der Preis- oder Mengenrabatte vorgibt, und den Abnehmern (Followern), die daraufhin ihre eigenen Bestellmengen optimieren.
Warum sind Preisnachlässe in der Arbeit wichtig?
Preisnachlässe fungieren als Koordinationsmechanismus, um den Abnehmern einen Anreiz zu bieten, ihre Bestellpolitik zu ändern und damit dem Zulieferer zu ermöglichen, sein gesamtes System effizienter auszurichten.
- Quote paper
- Jens Klonschinski (Author), 2010, Spieltheoretische Analyse von Zulieferer-Abnehmer-Beziehungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/428093
