Essays on non-cooperative inventory games
İşbirlikçi olmayan envanter oyunları üzerine makaleler
- Tez No: 297753
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALPER ŞEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 190
Özet
Bu tezde işbirlikçii olmayan ortak tedarik oyunları ve asimetrik bilgi altında gazete satıcısı duopolisini de içeren değişik rekabetçi envanter oyunları incelenmektedir. Birinci bölüm girişi ve araştırmanın ardındaki motivasyonu içermektedir. İkinci bölüm bu tezde kullanılmış Nash dengesi, Bayes Nash dengesi ve mekanizma tasarımı gibi bir takım ekonomik konuların kısa bir özetini kapsamaktadır.Üçüncü bölümde ekonomik sipariş miktarına benzer bir modelde birden çok firmanın işbirlikçi olmayan ortak tedarik oyunu incelenmektedir. Her firma siparişini kendi başına mı vereceğine yoksa ortak tedariğe mi katılacağına ve ortak tedariğe katılırsa tedarik için ne kadar katkıda bulunacağına karar vermektedir. Ortak tedarik çevrim süresi bir aracı tarafından verilen katkılarla finanse edilebilecek en düşük çevrim süresi olarak belirlenmektedir. Bu oyun için iki farklı model incelenmektedir: tek aşamalı modelde katılma ve katkı miktarı kararları bir arada verilirken, iki aşamalı modelde katılan firmalar ilk aşamada belirlenip ikinci aşamada ortak tedariğe katılan firmalar katkı miktarlarını açıklamaktadır. Bu iki model için de firmaların Nash dengesi altındaki davranışları ve maliyetleri bulunmuştur.Dördüncü bölümde bir önceki bölümde bulunan bireysel katkı miktarı oyununun asimetrik bilgi içeren bir modeli incelenmektedir. Her firma sadece diğer firmalara ait uyarlanmış talep hızlarının (Talep hızı ile envanter maliyet hızının çarpımı) olasılıksal bir dağılımını bilmektedir. Asimetrik bilgi altındaki bu modelde yalın stratejili Nash dengesinin varlığı gösterilmiş ve bu denge için gerekli olan şartlar verilmiştir. Ayrıca, bilgi asimetrisinin toplam katkı miktarı, ortak çevrim süresi ve toplam maliyetlerin beklenen ve ara değerleri üzerine etkilerini iincelemek için sayısal bir çalışma yapılmıştır.Beşinci bölümde üç aşamalı bir işbirlikçi olmayan ortak tedarik oyunu incelenmektedir. Bu modelde aracının da karar verici olduğu varsayılmaktadır. Birinci aşamada her firma sipariş için katkı miktarını açıklamaktadır. İkinci aşamada verilen katkı miktarları doğrultusunda aracı firmalara servis sağlayacağı ortak çevrim süresini belirlemektedir. Üçüncü aşamada ise verilen çevrim süresine bakan firmalar bu çevrim süresiyle ortak tedarikten mi faydalanacaklarına yoksa ekonomik sipariş miktarı altındaki maliyetle bağımsız mı hareket edeceklerine karar vermektedir. Bu oyunda her aşama ayrı ayrı analiz edilip kusursuz altoyun dengesi için gerekli şartlar verilmiştir. Ayrıca dengenin eşsiz olmadığı gösterilmiştir. En verimli çevrim süresi dengede oluşabilecek çevrim sürelerinin en düşüğü ve en yükseğinin arasında kalsa da dengede bu süreye ulaşılıp ulaşılamayacağı oyunun parametrelerine bağlıdır. Bütün firmaların özdeş olduğu durumda en verimli çevrim süresinin dengenin bir sonucu olup olmadığı sadece oyundaki firma sayısına bağlı olup diğer parametrelerden bağımsızdır.Altıncı bölümde firmaların rapor ettiğii uyarlanmış talep hızlarına bağlı olarak ortak tedarik maliyetlerini paylaştıracak bir mekanizma bulmaya yoğunlaşılmıştır. Öncelikle verimlilik, caziplik, bireysel rasyonellik ve denk bütçeyi sağlayan direk bir mekanizmanın mümkün olmadığı gösterilmiş, sonrasında ise birinci parametresi ortak tedarik frekansını ikinci parametresi ise sipariş maliyetlerinin firma raporlarına göre paylaştırılmasını sağlayan iki parametreli genel bir mekanizma önerilmiştir. Bu mekanizmada maliyet paylaşımını kontrol eden parametrenin sıfır olmadığı durumlarda verimliliğin sağlanamayacağı gösterilmiştir. İki parametrenin de eşit olduğu durumda (tek parametreli bir mekanizma) dengedeki paylaşım seviyeleri ve bunlara karşılık gelen toplam maliyet bulunmuş ve ayrıca bu parametrenin dengedeki firma davranışlarına olan etkisi incelenmiştir.Yedinci bölümde asimetrik bilgi altındaki gazete satıcısı duopolisi problemi incelenmektedir. Öncelikle toplam pazar talebi iki firma arasında paylaştırıldıktan sonra firmaların karşılayamadıkları talepleri rakip firmaya atanmaktadır. Bu model için yalın stratejili Nash dengesinin varlığı ve eşsiz olduğu gösterilmiş ve dengenin yapısı karakterize edilmiştir. Denge koşullarının özyinelemeli yapısı dengedeki sipariş miktarlarının kolayca hesaplanmasını sağlamaktadır. Stratejik etkileşimlerin varlığı tekel bir firma gibi hareket eden en yüksek birim maliyete sahip firma tipi dışındaki bütün firma tiplerini daha fazla sipariş vermeye teşvik etmektedir. Bunun bir sonucu olarak, rekabet endüstride daha yüksek toplam envanter miktarlarına sebep olmaktadır. Bir firmanın dengedeki sipariş miktarı toplam talepteki olasılıksal artışla ve kendine verilen baslangıç market payındaki artışla yükselmektedir. Son olarak tekbiçimli dağılım ve doğrusal market talebi paylaşımı altında Nash dengesinin tam karakterizasyonu, karşılık gelen maliyetler ve model parametrelerinin maliyetler ve sipariş miktarları üzerine etkileri verilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis we study different non?cooperative inventory games. In particular, we focus on joint replenishment games and newsvendor duopoly under asymmetric information. Chapter 1 contains introduction and motivation behind the research. Chapter 2 is a preliminary chapter which introduce basic concepts used in the thesis such as Nash equilibrium, Bayesian Nash equilibrium and mechanism design.In Chapter 3, we study a non-cooperative game for joint replenishment of multiple firms that operate under an EOQ?like setting. Each firm decides whether to replenish independently or to participate in joint replenishment, and how much to contribute to joint ordering costs in case of participation. Joint replenishment cycle time is set by an intermediary as the lowest cycle time that can be financed with the private contributions of participating firms. We consider two variants of the participation-contribution game: in the single?stage variant, participation and contribution decisions are made simultaneously, and, in the two-stage variant, participating firms become common knowledge at the contribution stage. We characterize the behavior and outcomes under undominated Nash equilibria for the one-stage game and subgame-perfect equilibrium for the two-stage game.In Chapter 4, we extend the private contributions game to an asymmetric information counterpart. We assume each firm only knows the probability distribution of the other firms? adjusted demand rates (demand rate multiplied by inventory holding cost rate). We show the existence of a pure strategy Bayesian Nash equilibrium for the asymmetric information game and provide its characterization. Finally, we conduct some numerical study to examine the impact of information asymmetry on expected and interim values of total contributions, cycle times and total costs.In Chapter 5, we study a three?stage non-cooperative joint replenishment game. In this model, we assume that the intermediary is also a decision maker. In the first stage, each firm announces his contribution for the ordering cost. In the second stage, based on the contributions, the replenishment service provider determines a common cycle time that he can serve the firms. Finally, each firm decides whether to be a part of the coalition and served under this cycle time or act independently with an EOQ cost. We analyze each stage and give the conditions for equilibrium. We show that the subgame-perfect equilibrium cycle time is not unique. Although minimum and maximum cycle times that arise in equilibrium straddle the efficient cycle time, in general, whether efficient cycle time can be reached in equilibrium depends on the parameters of the joint replenishment environment. For symmetric joint replenishment environments, we show that whether efficient cycle time is a subgame-perfect equilibrium outcome depends only on the number of firms and is independent of all other parameters of the environment.In Chapter 6, we focus on finding a mechanism that would allocate the joint ordering costs to the firms based on their reported adjusted demand rates. We first provide an impossibility result showing that there is no direct mechanism that simultaneously achieves efficiency, incentive compatibility, individual rationality and budget-balance. We then propose a general, two-parameter mechanism in which one parameter is used to determine the joint replenishment frequency; another is used to allocate the order costs based on firms? reports. We show that efficiency cannot be achieved in this two-parameter mechanism unless the parameter governing the cost allocation is zero. When the two parameters are identical (a single parameter mechanism), we find the equilibrium share levels and corresponding total cost. We finally investigate the effect of this parameter on equilibrium behavior.In Chapter 7, we study the newsboy duopoly problem under asymmetric cost information. The market demand is initially split between two firms and the excess demand for each firm is reallocated to the rival firm. We show the existence and uniqueness of pure strategy equilibrium and characterize its structure. The equilibrium conditions have an interesting recursive structure that enables an easy computation of the equilibrium order quantities. Presence of strategic interactions creates incentives to increase order quantities for all firm types except the type that has the highest possible unit cost, who orders the same quantity as he would as a monopolist newsboy. Consequently, competition leads to higher total inventory in the industry. A firm?s equilibrium order quantity increases with a stochastic increase in the total industry demand or with an increase in his initial allocation of the total industry demand. Finally, we provide full characterization of the equilibrium, corresponding payoffs and comparative statics for a parametric special case with uniform demand and linear market shares.
Benzer Tezler
- Three essays on dynamic pricing and resource allocation
Başlık çevirisi yok
NUR AYVAZ ÇAVDAROĞLU
Doktora
İngilizce
2012
İşletmeColumbia UniversityEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
SOULAYMANE KACHANI
- Essays in financial innovation
Finansal inovasyon üzerine makaleler
ABDUL BAGHİ NABIYEV
Doktora
İngilizce
2024
Ekonometriİstanbul Üniversitesiİktisat (İngilizce) Ana Bilim Dalı
DOÇ. GÖKHAN ÖVENÇ
- Essays on bargaining theory
Pazarlık teorisi üzerine makaleler
ELİF ÖZCAN TOK
Doktora
İngilizce
2018
Ekonomiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesiİktisat (İngilizce) Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİN KARAGÖZOĞLU
- Non-cooperative game theory under prospect theory
Beklenti kuramı varsayımları altında işbirliksiz oyun kuramı
KERİM KESKİN
Doktora
İngilizce
2016
Ekonomiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TARIK KARA