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Preisstrategien in Lieferketten-Spielen

Untersuchung von Stackelberg-Spielen und Preisstrategien in Lieferketten.

― 7 min Lesedauer


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Inhaltsverzeichnis

In diesem Artikel sprechen wir über ein Konzept namens Stackelberg-Spiel, das mit Preisen in einer Lieferkette zu tun hat. Ein Stackelberg-Spiel beinhaltet zwei Spieler oder Akteure, die in einer bestimmten Reihenfolge handeln. Der erste Spieler, der als Anführer bekannt ist, trifft zuerst eine Entscheidung, während der zweite Spieler, der als Nachfolger bezeichnet wird, basierend auf der Wahl des Anführers reagiert. Unser Fokus liegt auf einer Situation, in der der erste Spieler ein Lieferant ist und der zweite Spieler ein Einzelhändler.

In diesem Preisspiel versucht der Lieferant, einen Grosshandelspreis für ein Produkt festzulegen, ohne genau zu wissen, wie hoch die Nachfrage nach diesem Produkt sein wird. Nachdem der Lieferant den Preis festgelegt hat, muss der Einzelhändler entscheiden, wie viel von dem Produkt bestellt werden soll und zu welchem Wiederverkaufspreis er es an die Kunden verkaufen möchte. Dieses Setup ähnelt einem bekannten Geschäftsszenario, das als Newsvendor-Problem bezeichnet wird, bei dem ein Einzelhändler entscheiden muss, wie viel Lagerbestand bestellt werden soll, bevor die tatsächliche Nachfrage bekannt ist.

Herausforderungen bei der Preisgestaltung

Ein zentrales Problem in diesem Spiel ist die Unsicherheit in der Nachfrage. Der Lieferant hat keine klaren Informationen darüber, wie viel Produkt verkauft werden wird. Diese Unsicherheit stellt Herausforderungen dar, um den besten Preis für das Produkt und die optimale Menge an Lagerbestand zu bestimmen. Beide Spieler im Spiel müssen einen Weg finden, ihre Gewinne zu maximieren, während sie mit dieser Unsicherheit umgehen.

Der Einzelhändler, der als Nachfolger agiert, wird immer auf die Entscheidungen des Lieferanten reagieren. Wenn der Lieferant einen hohen Preis festlegt, könnte der Einzelhändler sich entscheiden, weniger von dem Produkt auf Lager zu nehmen. Umgekehrt könnte ein niedrigerer Preis dazu führen, dass der Einzelhändler mehr bestellt. Diese Interaktion schafft eine Dynamik, in der beide Akteure im Laufe der Zeit voneinander lernen müssen.

Lernen aus Erfahrung

Um Entscheidungen in diesem Spiel zu treffen, müssen beide Spieler über die Nachfrage- und Angebotsbedingungen lernen. Der Lieferant, als Anführer, muss lernen, wie der Einzelhändler auf verschiedene Preisstrategien reagiert. Der Einzelhändler hingegen muss verstehen, wie er optimal auf die Preisfestlegung des Lieferanten reagieren kann.

Eine Möglichkeit, dieses Lernen zu ermöglichen, sind Algorithmen, die jedem Spieler helfen, seine Strategien basierend auf vergangenen Erfahrungen anzupassen. Diese Algorithmen helfen ihnen, Bedauern zu minimieren, was der Unterschied zwischen den Gewinnen ist, die sie hätten machen können, wenn sie die zukünftige Nachfrage perfekt gekannt hätten, und ihren tatsächlichen Gewinnen.

Die Rolle von Algorithmen

Im Kontext unseres Spiels verwenden wir Algorithmen, die es den Spielern ermöglichen, im Laufe der Zeit zu lernen und ihre Strategien anzupassen. Diese sind nützliche Werkzeuge, die beiden Spielern helfen, durch Ausprobieren und Fehlern herauszufinden, wie sie ihre Produkte besser bepreisen können. Einige Algorithmen konzentrieren sich darauf, die beste Reaktion des Nachfolgers basierend auf den Handlungen des Anführers vorherzusagen. Andere helfen dem Anführer, den optimalen Produktpreis durch kontinuierliches Lernen zu schätzen.

Ein Beispiel für einen Ansatz besteht darin, kontextuelle Informationen zu nutzen, die vergangene Verkaufsdaten oder Trends umfassen könnten, um informiertere Entscheidungen zu treffen. Durch die Anwendung dieser Algorithmen kann der Lieferant informierte Vermutungen darüber anstellen, welcher Preis zu einer höheren Nachfrage führen könnte, während der Einzelhändler entsprechend entscheiden kann, wie viel Lagerbestand bestellt werden soll.

Das Konzept des Bedauerns

Bedauern in diesem Kontext bezieht sich auf den Gewinn, den jeder Spieler verpasst, weil er nicht die richtigen Strategien hat. Beide Spieler wollen ihr Bedauern minimieren. Für den Lieferanten bedeutet das, einen Preis festzulegen, der den Umsatz maximiert, während sichergestellt wird, dass der Einzelhändler das Produkt profitabel verkaufen kann. Für den Einzelhändler geht es darum, die richtige Menge an Produkt zu bestellen und zum optimalen Preis zu verkaufen.

Es ist wichtig, dass beide Spieler ständig lernen und ihre Strategien anpassen, um im Laufe der Zeit Bedauern zu reduzieren. Lernalgorithmen spielen eine entscheidende Rolle, um ihnen zu helfen, dieses Ziel zu erreichen.

Das Newsvendor-Modell

Das Newsvendor-Modell ist ein Standardrahmen, der verwendet wird, um Situationen zu analysieren, in denen ein Einzelhändler entscheiden muss, wie viel Lagerbestand bestellt werden soll, bevor die tatsächliche Nachfrage bekannt ist. Der Einzelhändler läuft Gefahr, entweder zu viel zu bestellen, was zu zusätzlichen Lagerkosten führt, oder zu wenig zu bestellen, was zu verpassten Verkaufschancen führt.

In unserem Stackelberg-Spiel entscheidet der Einzelhändler nicht nur, wie viel bestellt werden soll, sondern setzt auch einen Verkaufspreis fest. Das fügt eine weitere Komplexitätsebene hinzu, da beide Entscheidungen voneinander abhängen – die Bestellmenge beeinflusst den Preis und umgekehrt.

Dynamische Preisstrategie

Dynamische Preisgestaltung bezieht sich auf die Anpassung von Preisen basierend auf aktuellen Marktbedingungen. In unserem Szenario kann der Lieferant die Grosshandelspreise dynamisch anpassen, je nachdem, was er über die Nachfrage aus den Bestellungen des Einzelhändlers lernt. Der Einzelhändler, der mit verschiedenen Preisstrategien konfrontiert ist, muss auch seinen Wiederverkaufspreis anpassen, um den Gewinn zu maximieren und gleichzeitig ausreichenden Lagerbestand sicherzustellen.

In der Praxis berücksichtigen Einzelhändler oft verschiedene Faktoren, wie Wettbewerberpreise und Verbraucherverhalten, um ihre Preise festzulegen. Der Lieferant kann die Grosshandelspreise ähnlich anpassen, basierend auf dem Verhalten des Einzelhändlers, was einen Rückkopplungsprozess schafft, bei dem beide Spieler die Ergebnisse des anderen beeinflussen.

Der Lernprozess

Während beide Spieler im Laufe der Zeit agieren, lernen sie aus ihren Erfahrungen. Der Lieferant beobachtet, wie Preisänderungen die Bestellmengen des Einzelhändlers beeinflussen. Der Einzelhändler hingegen analysiert, wie sich seine Preisstrategien auf den Gesamtverkauf und die Lagerbestände auswirken.

Dieser Lernprozess ist iterativ. Über mehrere Runden des Spiels verfeinern beide Spieler ihre Strategien. Sie sammeln Daten über Nachfrage und Preise, was es ihnen ermöglicht, zunehmend informierte Entscheidungen zu treffen.

Empirische Tests

Um die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Lernalgorithmen zu validieren, können Experimente durchgeführt werden, um das Preisspiel zu simulieren. Indem wir testen, wie verschiedene Strategien in verschiedenen Szenarien abschneiden, können wir herausfinden, welche Ansätze zu weniger Bedauern und höheren Gewinnen für beide Spieler führen.

Empirische Ergebnisse können zeigen, dass Algorithmen, die adaptives Lernen ermöglichen, bessere Ergebnisse liefern als statische Strategien. Wenn ein Lieferant beispielsweise einen flexiblen Preisalgorithmus verwendet, könnte er bessere Ergebnisse erzielen als ein Lieferant, der feste Grosshandelspreise festlegt.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das dynamische Preisspiel zwischen einem Lieferanten und einem Einzelhändler die Komplexität von Preisstrategien unter Unsicherheit veranschaulicht. Das Stackelberg-Spielmodell hebt die Bedeutung von sequenziellen Entscheidungen hervor und die Notwendigkeit für beide Spieler, aus ihren Interaktionen zu lernen, um Bedauern zu minimieren.

Durch den Einsatz von ausgeklügelten Algorithmen können beide Spieler die Unsicherheiten von Angebot und Nachfrage navigieren, um ihre Entscheidungsprozesse zu optimieren. Kontinuierliches Lernen steht im Mittelpunkt, um sicherzustellen, dass sowohl der Lieferant als auch der Einzelhändler ihre Strategien effektiv in einem wettbewerbsorientierten Markt anpassen können.

Die Integration dynamischer Preisstrategien in ihre Spiele eröffnet zahlreiche Möglichkeiten zur Verbesserung der Rentabilität und ermöglicht es sowohl dem Lieferanten als auch dem Einzelhändler, unter unsicheren Marktbedingungen zu gedeihen. Unsere Untersuchung zeigt, dass dieses Framework nicht nur theoretisch anwendbar ist, sondern auch praktische Implikationen für reale Geschäftsszenarien hat.

Wenn wir nach vorne schauen, können weitere Forschungen durchgeführt werden, um zusätzliche Nuancen im Preisspiel und die Anwendung moderner Techniken des maschinellen Lernens zu erkunden, um die Entscheidungsfindung unter konkurrierenden Akteuren in einer Lieferkette zu verbessern. Durch die Nutzung von Daten und fortschrittlichen Algorithmen zielen wir darauf ab, eine Zukunft zu gestalten, in der Preisstrategien nicht nur informiert, sondern für den Erfolg optimiert sind.

Originalquelle

Titel: No-Regret Learning for Stackelberg Equilibrium Computation in Newsvendor Pricing Games

Zusammenfassung: We introduce the application of online learning in a Stackelberg game pertaining to a system with two learning agents in a dyadic exchange network, consisting of a supplier and retailer, specifically where the parameters of the demand function are unknown. In this game, the supplier is the first-moving leader, and must determine the optimal wholesale price of the product. Subsequently, the retailer who is the follower, must determine both the optimal procurement amount and selling price of the product. In the perfect information setting, this is known as the classical price-setting Newsvendor problem, and we prove the existence of a unique Stackelberg equilibrium when extending this to a two-player pricing game. In the framework of online learning, the parameters of the reward function for both the follower and leader must be learned, under the assumption that the follower will best respond with optimism under uncertainty. A novel algorithm based on contextual linear bandits with a measurable uncertainty set is used to provide a confidence bound on the parameters of the stochastic demand. Consequently, optimal finite time regret bounds on the Stackelberg regret, along with convergence guarantees to an approximate Stackelberg equilibrium, are provided.

Autoren: Larkin Liu, Yuming Rong

Letzte Aktualisierung: 2024-10-11 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2404.00203

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.00203

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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