サプライチェーンゲームの価格戦略
サプライチェーンにおけるスタッケルバーグゲームと価格戦略を調べる。
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この記事では、サプライチェーンにおける価格設定に関連する「スタッケルバーグゲーム」という概念について話すよ。スタッケルバーグゲームは、特定の順序で行動する二人のプレイヤーやエージェントが関わるゲームなんだ。最初のプレイヤーはリーダーと呼ばれ、決定を最初に行う。一方、二人目のプレイヤーはフォロワーと呼ばれ、リーダーの選択に基づいて反応するんだ。今回は、最初のプレイヤーがサプライヤーで、二人目が小売業者のケースを焦点にするよ。
この価格ゲームでは、サプライヤーが商品の卸売価格を設定しようとするんだけど、その商品にどれだけの需要があるかが完全にはわからないんだ。サプライヤーが価格を設定した後、小売業者はどれだけの商品を注文するか、またその商品を顧客にどの価格で売るかを決める必要がある。この状況は、実際の需要を知らずにどれだけ在庫を注文するか決めなきゃいけない「ニュースベンダー問題」と似てるね。
価格設定の課題
このゲームでの中心的な問題は、需要の不確実性だ。サプライヤーは、どれだけの商品が売れるかについて明確な情報を持っていない。これが、商品の最適価格や在庫量を決める上での課題になるんだ。ゲームの両方のプレイヤーは、この不確実性に対処しながら、自分たちの利益を最大化する方法を見つけなきゃいけない。
フォロワーとしての小売業者は、常にサプライヤーの決定に反応することになる。サプライヤーが高い価格を設定すると、小売業者は商品の在庫を減らすかもしれない。逆に、低い価格だと小売業者はもっと注文するかもしれない。この相互作用は、時間が経つにつれて双方が互いの行動から学ぶダイナミックな関係を作り出すんだ。
経験から学ぶ
このゲームで決断を下すためには、両選手が需要や供給条件について学ぶ必要がある。リーダーとしてのサプライヤーは、小売業者が異なる価格戦略にどのように反応するかを学ぶ必要がある。小売業者は、サプライヤーの価格設定にどのように最適に反応するかを理解しなきゃいけない。
この学びを可能にする方法の一つは、過去の経験に基づいて各プレイヤーが戦略を調整できるアルゴリズムを使うことだ。このアルゴリズムは、プレイヤーが将来の需要を完璧に知っていた場合と実際の利益の差である「後悔」を最小限に抑えるのに役立つんだ。
アルゴリズムの役割
私たちのゲームのContextでは、プレイヤーが時間と共に学び、戦略を適応させることを可能にするアルゴリズムを使っているよ。これは、試行錯誤を通じて商品の価格をより良く設定する方法を見つけるために役立つツールだ。いくつかのアルゴリズムは、リーダーの行動に基づいてフォロワーの最適な反応を予測することに集中している。その他のアルゴリズムは、リーダーが継続的に学びながら最適な商品価格を推定するのを助けるんだ。
たとえば、過去の売上データやトレンドなどの文脈情報を使用して、より情報に基づいた決定を行う方法がある。このアルゴリズムを使うことで、サプライヤーはより高い需要を引き起こす価格が何かを予測できるし、小売業者はそれに応じてどれだけの在庫を注文するかを決めることができるんだ。
後悔の概念
ここでの後悔は、各プレイヤーが正しい戦略を持っていなかったために逃した利益を指すんだ。両方のプレイヤーは後悔を最小限に抑えたいと思っている。サプライヤーにとっては、収益を最大化しつつ、小売業者が利益を上げられるような価格を設定すること。小売業者にとっては、正しい量の商品を注文し、最適な価格で販売することが大事なんだ。
両方のプレイヤーが、時間と共に後悔を減らすために継続的に学び、戦略を調整することが重要なんだ。学習アルゴリズムは、彼らがこの目標を達成するのに大きな役割を果たしているんだよ。
ニュースベンダーモデル
ニュースベンダーモデルは、小売業者が実際の需要を知らずにどれだけ在庫を注文するかを決めなきゃいけない状況を分析するために使われる標準的なフレームワークなんだ。小売業者は、過剰在庫コストにつながるほど多く注文するリスクか、少なすぎて売上機会を逃すリスクに直面するんだ。
私たちのスタッケルバーグゲームにおいて、小売業者はどれだけ注文するかだけでなく、販売価格を設定することも決める必要がある。これがさらに複雑さを加えるんだ。注文数量が価格に影響を与え、その逆もあるからね。
ダイナミックプライシング戦略
ダイナミックプライシングは、リアルタイムの市場条件に基づいて価格を調整することを指すよ。私たちのシナリオでは、サプライヤーは小売業者の注文から需要について学んだことに基づいて卸売価格を動的に調整できるんだ。小売業者も、異なる価格戦略に直面して、利益を最大化しつつ適切な在庫を確保するために販売価格を調整しなきゃいけない。
実際には、小売業者は競合の価格や消費者の行動などさまざまな要素を考慮して価格を設定することが多い。サプライヤーも同様に、小売業者の行動に基づいて卸売価格を調整することで、双方が互いの結果に影響を与えるフィードバックループを作り出すんだ。
学びのプロセス
両方のプレイヤーが時間と共に行動する中で、彼らは経験から学ぶんだ。サプライヤーは、価格変更が小売業者の注文数量にどのように影響するかを観察する。小売業者は、彼らの価格戦略が全体の売上や在庫レベルにどのように影響するかを分析するんだ。
この学びのプロセスは反復的なんだ。ゲームの複数のラウンドを通じて、両方のプレイヤーは戦略を洗練していく。彼らは需要と価格に関するデータを集め、ますます情報に基づいた決定を下すことができるようになるんだ。
実証テスト
提案した学習アルゴリズムの有効性を検証するために、価格ゲームをシミュレートする実験を行うことができるよ。さまざまなシナリオで異なる戦略がどのように機能するかをテストすることで、どのアプローチが両プレイヤーにとって後悔を減らし、利益を増やすかを特定できるんだ。
実証結果は、適応学習を可能にするアルゴリズムが静的な戦略よりも良い成果をもたらすことを示すかもしれない。たとえば、サプライヤーが柔軟な価格設定アルゴリズムを使うと、固定の卸売価格を設定するサプライヤーよりも良い結果を得られるかもしれない。
結論
要するに、サプライヤーと小売業者の間のダイナミックプライシングゲームは、不確実性の下での価格戦略の複雑さを象徴しているんだ。スタッケルバーグゲームモデルは、順次の意思決定の重要性と、両方のプレイヤーが相互作用から学ぶ必要があることを強調している。
高度なアルゴリズムを使用することで、両方のプレイヤーは需要と供給の不確実性をナビゲートして、意思決定プロセスを最適化できるようになるんだ。継続的な学びが、サプライヤーと小売業者が競争の激しい市場で効果的に戦略を適応させるための鍵なんだ。
ダイナミックプライシング戦略をゲームに組み込むことで、両方のサプライヤーと小売業者が不確実な市場条件下で繁栄できる可能性が広がるんだ。私たちの探求は、このフレームワークが理論だけでなく、実際のビジネスシナリオにも応用できることを示しているよ。
これからは、価格ゲームのさらなるニュアンスや、競争するエージェント間の意思決定を強化するための現代的な機械学習技術の応用を探るためのさらなる研究ができると思う。データと高度なアルゴリズムを活用することで、価格戦略が情報に基づくだけでなく、成功のために最適化された未来を形作ることを目指しているんだ。
タイトル: No-Regret Learning for Stackelberg Equilibrium Computation in Newsvendor Pricing Games
概要: 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.
著者: Larkin Liu, Yuming Rong
最終更新: 2024-10-11 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2404.00203
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2404.00203
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://ctan.org/pkg/hyperref
- https://ctan.org/pkg/algorithms
- https://ctan.org/pkg/algorithmicx
- https://en.m.wikipedia.org/wiki/Distance_from_a_point_to_a_line
- https://www.wolframalpha.com/input?i=integrate+sqrt%28log%28t%29%2Ft%29
- https://en.wikipedia.org/wiki/Normal_distribution#Quantile_function
- https://www.wolframalpha.com/input?i=A+%5Csqrt%7Blog%28B+%2B+Cx%29%7D+%2B+D+%3C+K+%5Csqrt%7Blog%28x%29
- https://www.wolframalpha.com/input?i=abs%281%2Fk+%5Ctheta_0+-+%5Ctheta_1%29+%2F+%5Csqrt%7B1+%2B+1%2Fk%5E2%7D+%3D+C+solve+for+k
- https://www.wolframalpha.com/input?i=0+%3C+A+%5Csqrt%7Blog%28B+%2B+Cx%29%7D+%2B+D+%3C+K+%5Csqrt%7Blog%28x%29%7D+solve+for+K
- https://www.wolframalpha.com/input?i=%7Cx+A+-+B+%7C%2F+sqrt%28+x%5E2+%2B+1%29+%3D+k%2C+solve+for+x
- https://people.math.sc.edu/schep/weierstrass.pdf
- https://people.math.sc.edu/josephcf/Teaching/142/Files/Lecture%20Notes/Chapter10/10.9.pdf
- https://people.math.wisc.edu/~angenent/521.2017s/SequencesinMetricSpaces.html#:~:text=Theorem%20about%20subsequences.,and%20has%20the%20same%20limit