ارائه مدلی برای سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه، تصمیم‌گیری عملیاتی و قراردادهای همکاری در زنجیره تامین محصول پیچیده: رویکرد نظریه بازی‌ها

مقدمه و اهداف: علی‌ رغم اینکه پژوهش‌های متعددی در خصوص همکاری در زنجیره تامین انجام شده است؛ اما بررسی‌ها نشان می‌دهد همکاری‌ها در زنجیره‌های با ساختار قدرت‌های نامتقارن که به سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه منجر می‌شود، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به توسعه مدلی برای زنجیره تامین یک محصول پیچیده پرداخته می‌ شود که علاوه بر تصمیمات عملیاتی برای عرضه محصول به بازار، در خصوص سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه نیز تصمیم‌گیری می‌ کند. پاسخ به این سوال ‌ها با درنظرگرفتن ساختار قدرت متفاوت در زنجیره‌تامین و توجه به قراردادهای اشتراک‌گذاری هزینه‌ها و اشتراک‌گذاری درآمد از اهداف این پژوهش است: 1. تعیین نقطه تعادل بین میزان سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه، قیمت محصول و میزان تولید؛ 2. بررسی تاثیر عدم‌ قطعیت تحقیق و توسعه، رعایت انصاف خریدار و حساسیت مشتری به سطح فناوری محصول بر عملکرد زنجیره‌تامین.روش‌ها: ریسک عدم‌ قطعیت در خروجی فرایند تحقیق و توسعه و تابع تقاضای وابسته به سطح فناوری محصول در مدل در نظر گرفته شده است. مدل تحت ساختار نامتقارن قدرت در زنجیره با درنظرگرفتن قراردادهای مختلف همکاری از جمله اشتراک هزینه‌های تحقیق و توسعه، اشتراک هزینه تولید و اشتراک درآمد توسعه یافته است. هر یک از سناریوهای این مسئله به صورت یک مدل برنامه‌ ریزی دوسطحی غیرخطی ارائه شده است. مدل ریاضی دوسطحی با رویکرد بازی چانه‌زنی نش ایجاد شده و در بهینه‌سازی آن از روش شبیه‌سازی استفاده شده است.یافته‌ها: این پژوهش نشان می‌دهد که ریسک عدم ‌قطعیت موجب کاهش سود زنجیره تامین می‌شود؛ اما قراردادهای همکاری ارائه ‌شده می‌توانند عملکرد زنجیره را نسبت به ساختار غیرمتمرکز بهبود دهند؛ همچنین مشخص شد که قرارداد اشتراک درآمد می‌تواند سود بیشتری را هم برای کل زنجیره‌تامین و هم برای تامین‌کننده ایجاد نماید. اما از نظر خریدار و بر اساس قدرت چانه‌زنی، زمانی که قدرت چانه‌زنی وی نسبتاً کم است، قراردادهای اشتراک هزینه تحقیق و توسعه و اشتراک هزینه تولید، مطلوبیت بیشتری ایجاد می‌کنند؛ همچنین افزایش رعایت انصاف خریدار موجب بهبود عملکرد کل زنجیره تامین در ساختارهای اشتراک درآمد و اشترک هزینه تحقیق و توسعه خواهد شد.همچنین نشان داده شد که حساسیت بازار نسبت به سطح فناوری محصول موجب بهبود عملکرد زنجیره در ساختار قراردادهای اشتراک هزینه تولید و هزینه تحقیق و توسعه می‌شود؛ اما در ساختار اشتراک درآمد ممکن است تمامی اعضای زنجیره از حساسیت بازار نسبت به سطح فناوری محصول منتفع نشوند. به علاوه حساسیت بازار نسبت به قیمت و رعایت انصاف خریدار، به‌ ترتیب همواره موجب کاهش و افزایش عملکرد زنجیره تامین می‌شوند.نتیجه‌گیری: به‌ دلیل قابل ‌توجه‌ بودن هزینه‌های تحقیق و توسعه و تولید در محصولات پیچیده، توجه به این هزینه‌ها در قراردادهای همکاری زنجیره ‌تامین و تسهیم آن بین عامل‌های تاثیرگذار در زنجیره‌تامین می‌تواند به افزایش عملکرد زنجیره‌تامین منجر شود. قدرت چانه‌زنی بین خریدار و فروشنده در این نوع از زنجیره‌ها می‌تواند نوع قرارداد را تحت تاثیر قرار دهد. با درنظرگرفتن نامعلوم‌ بودن اطلاعات برای طرف‌های زنجیره‌ تامین می‌توان مدل‌های بیشتری را توسعه داد.

a model for r&d investment, operational decision-making and cooperative contracts of a supply chain in complex product systems: game theoretic approach

introduction: despite numerous studies on supply chain cooperation, research shows that collaborations in chains with asymmetric power structures leading to r d investment have received less attention. this study aims to develop a model for the supply chain of a complex product, which includes operational decisions for market supply and r d investment. the objectives include determining the equilibrium point between r d investment, product price, and production amount, and investigating the impact of r d uncertainty, buyer fairness, and customer sensitivity to product technology level on supply chain performance.methods: the model considers the risk of uncertainty in r d output and a demand function dependent on product technology level. developed under an asymmetric power structure, the model incorporates various cooperation contracts, including r d cost sharing, production cost sharing, and revenue sharing. each scenario is presented as a nonlinear two-level programming model, created using the nash bargaining game approach and optimized through simulation.results and discussion: the research indicates that uncertainty risk reduces supply chain profit, but cooperation contracts can improve performance compared to a decentralized structure. the revenue sharing contract generates higher profit for both the supply chain and the supplier. however, from the buyer’s perspective, when bargaining power is relatively low, r d cost sharing and production cost sharing contracts are more beneficial. increasing buyer fairness improves overall supply chain performance in revenue sharing and r d cost sharing structures. market sensitivity to product technology level enhances chain performance in production cost sharing and r d cost sharing structures, but not all chain members benefit in revenue sharing structures. market sensitivity to price and buyer fairness respectively decrease and increase supply chain performance.conclusions: considering the significant costs of r d and production in complex products, addressing these costs in supply chain cooperation contracts and sharing them among influential factors can enhance supply chain performance. the bargaining power between buyers and sellers affects the type of contract. given the unknown nature of information for supply chain parties, further models can be developed.