供应链环境中满足顾客差异化需求的产品设计策略

中国科学技术大学博士学位论文供应链环境中满足顾客差异化需求的产品设计策略姓名：张雪梅申请学位级别：博士专业：管理科学与工程指导教师：华中生2011-04摘要I摘要20世纪80年代以来，全球经济、网络环境的全面发展带来了企业所处环境的变化，从过去的稳定的、可预测的静态环境转变为日益复杂和不确定的动态环境。市场的快速多变以及不断细分，顾客的需求差异化和个性化构成了新的企业竞争的动态环境。在这样新的动态环境下，为了获得足够的市场份额从而赢得竞争优势，企业必须提供多样化的产品来满足顾客的差异化需求，多样化产品带来的生产复杂性给企业的设备等都造成了重大的影响。针对差异化的顾客需求，企业需要将具有类似购买特征和偏好的顾客划分为一个细分市场，设计一种产品来满足这个细分市场顾客的需求，而不是满足每个顾客的个性化需求，这是企业满足个性化需求的一种适用的产品设计策略。随着竞争的加剧，单个企业仅依靠自身的资源来获得竞争优势已变得更加困难，企业之间必须进行合作来获得整体优势，企业之间的联系越来越紧密，形成了供应链环境。同时，环境保护也越来越受到重视，顾客更加关注绿色产品的开发，政府也制定相应的环境政策来激励企业设计开发绿色产品。因此，如何在满足顾客对环境问题关注程度不同的差异化需求的基础上，采用合适的产品设计策略来保证产品的差异性的同时降低生产的成本，并且在企业的产品设计中考虑到供应链环境以及环境政策的影响具有重要的理论意义和现实意义。已有的相关研究主要从单个企业的产品设计角度出发，研究基于模块化、平台和通用件的研究，而很少关注供应链环境和环境政策等因素对产品设计问题的影响。本文从异质的顾客群体出发，先利用数据挖掘中的分类预测方法根据顾客的购买行为特征和偏好不同将其进行分类，分为高端市场和低端市场，或者分为绿色市场和普通市场，然后在顾客的个人理性和激励相容约束下，研究企业在不同的情况下（采用通用件策略情况、考虑供应链成员互动情况以及环境政策约束情况）如何针对不同的细分市场设计不同的产品，同时设计产品的质量水平和对产品进行适当定价。本文共分为六章，每章的主要内容如下：第1章首先介绍产品设计问题的研究背景和研究意义，然后综述供应链环境下满足顾客差异化需求的产品设计决策的研究现状，并分析指出当前研究中存在的问题，提出本文研究的主要内容，昀后给出本文研究内容的逻辑关系。第2章首先简要介绍常用的分类预测方法，然后根据顾客的重要程度和购买偏好等的不同介绍非对称分类错误成本的顾客差异化需求的分类问题，而传统的摘要II支持向量机不能很好地解决这个非对称分类错误成本的顾客差异化需求的分类问题，通过引入可调参数本章提出非对称的支持向量机，以期望误判损失昀小化确定可调参数的取值，昀后通过实验仿真分析将提出的非对称支持向量机与有关的分类器进行比较，说明提出的非对称支持向量机在解决非对称分类错误成本的顾客差异化需求分类问题上的有效性和准确性，为产品设计提供重要的市场信息。第3章主要研究基于通用件的产品设计策略。本章首先分析通用件的作用，即能够降低库存水平，降低产品的生产成本，但同时也会降低产品的多样性，它是一种应对顾客需求差异化的昀直接有效的方法；在分析通用件的作用后，面对高端和低端两个细分市场的情况下，建立是否应该采用通用件进行产品设计的理论模型，给出各种条件下的昀优产品设计策略；昀后通过数值分析验证该理论模型的有效性，分析各种参数对昀优产品设计策略的影响。第4章研究由一个制造商和一个零售商组成的分布式供应链渠道中的产品设计策略。本章首先描述面对高端和低端两个细分市场时，分布式渠道中制造商和零售商如何进行动态博弈来互相影响产品设计策略；然后建立制造商占优的Stackelberg博弈的产品设计理论模型，给出了各种条件下的昀优产品设计策略；昀后将收益共享契约引入到产品设计问题中用来协调供应链成员有关产品设计的决策，并进行数值分析验证收益共享契约完美协调供应链成员决策的有效性。第5章主要研究为了满足对环境问题关注程度不同的顾客差异化需求而进行的绿色产品设计策略。本章首先描述在环境保护日益受到重视的今天，企业进行绿色产品设计的必然性和迫切性；然后建立了环境政策约束下的企业产品设计策略模型，给出各种条件下的昀优产品设计策略，分析昀优产品设计策略是否有利于保护环境；鉴于昀优产品设计策略并不一定有利于保护环境，本章昀后分析政府补贴政策影响下的产品设计策略，并与税收政策的影响进行了比较，为企业在新环境下改变原有的产品设计策略提供了依据，同时也为政府制定有效的环境保护政策提供了方法和思路。第6章对全文进行总结，归纳本文的主要创新点，并在已有研究成果的基础上提出未来可能进一步研究的问题和方向。本文工作的主要创新点概括如下：（1）提出了一种基于SVM的有效地解决非对称分类错误成本的顾客差异摘要III化需求分类问题的方法，即ASVM方法，该方法以期望误判损失昀小化为目标来建立分类器，能够根据顾客的个人相关信息和消费模式以及购买行为有效准确地将市场中的顾客进行分类，为企业的产品设计决策提供了有用的市场信息。（2）通用件是应对顾客需求个性化和差异化昀直接有效的手段，考虑通用件能够降低产品复杂性带来的成本上升，同时也会降低产品的多样性，建立了基于通用件的产品设计理论模型，给出了采用通用件策略的确切条件，它不仅依赖于顾客关于产品质量的边际效用，而且依赖于上游供应商生产零部件的边际成本，为企业决策是否采用通用件进行产品设计策略提供了理论模型支持。（3）在分布式供应链渠道的产品设计问题中，考虑到制造商和零售商之间的交互作用，建立了双方进行的有关产品设计决策的动态博弈理论模型，给出了不同市场条件下的昀优产品设计策略，同时，将收益共享契约应用到分布式渠道中的产品设计问题中，并且发现它能够完美协调供应链成员有关产品设计问题的决策。（4）综合考虑了顾客不同偏好的差异化需求、企业产品设计策略和政府的环境政策之间的相互影响，建立了环境政策约束下的企业产品设计理论模型，为企业在环境保护日益重视的大环境下制定新的产品设计策略提供了理论依据，同时，也为政府制定有效的环境政策来激励企业保护环境提供了目标和思路。关键词：供应链差异化需求产品设计策略分类通用件环境政策ABSTRACTVABSTRACTThedevelopmentofglobaleconomicandnetworktechnologybringtothechangesofcommercialenvironmentsincethe1980s.Thecommercialenvironmentchangesfromthesteadyanddivinableenvironmenttothecomplexanduncertaindynamicenvironment.Thedynamicenvironmentofenterprisecompetitionischaracterizedwithquicklychangingmarket,differentiatedandindividuationdemand.Inthenewdynamicenvironment,inordertowinthecompetitivepower,firmsmustprovidediverseproductstomeetthedifferentiateddemandsofcustomers.Thediverseproductswillinducethemanufacturingcomplexity,whichcanbringfatalimpactonequipments.Aimingatthedifferentiateddemandsofcustomers,firmsshouldclassifythecustomerswhichhavesimilarpurchasingbehaviorsintoamarketsegment,andthendesignoneproducttosatisfythedemandofthismarketsegment.Alongwiththecompetitionaggravation,onefirmjustdependingonitsresourcestogainthecompetitiveedgeisverydifficult.Manyfirmsmustcooperateamongeachothertoachievetheintegercompetitiveedge.Therelationshipamongfirmsbecomesmoreandmoretightly,whichformsasupplychainenvironment.Meanwhile,environmentalprotectionispaidmoreandmoreattention,customerswouldliketochangetheirpurchasingbehaviors,andgovernmentsalsomakessomeenvironmentalpoliciestomotivateindustriestodesignanddevelopmentgreenproduct.Therefore,onthebasisofsatisfyingthedifferentiateddemandsofcustomers,howtoadoptappropriateproductdesignstrategynotonlytoensureproductdifferentiation,butalsotoreduceproductmanufacturingcost,andconsideringtheimpactsofsupplychainenvironmentandenvironmentalpolicyintoproductdesignhavecrucialtheoreticalandrealisticsignificances.Mostoftherelatedresearcheshavefocusedontheproductdesignproblemofonemonopolistfirmintheviewofmodular,platformandcommonality.Littleattentionhasbeeninvestedintheimpactsofsupplychainenvironment,andenvironmentalpolicyonproductdesignproblem.Fromtheviewofheterogeneitycustomerpopulation,tomeetthedifferentiateddemandsofcustomersinsupplychain,thisthesisfirstinvestigatesthedifferentproductdesignstrategiesinsupplychainenvironmentorundertheimpactsofenvironmentalpolicy.Theorganizationofthisthesisisasfollows:ABSTRACTVIInChapter1,wefirstintroducethebackgroundofthisthesis,andreviewtheresearchesondifferentiateddemandsofcustomersandclassification,aswellastheliteraturesaboutproductdesignstrategies.Throughanalyzingtheproblemiscurrentresearch,weproposethecontentandsignificanceofthisthesis.Attheendofthischapter,researchmethodandorganizationstructureofthisthesisar