Cooperation in supply chains: A cooperative game theoretic analysis = Együttműködés ellátási láncokban: Egy kooperatív játékelméleti elemzés

A cikkben a kooperatív játékelmélet fogalmait alkalmazzuk egy ellátási lánc esetében. Az ostorcsapás-hatás elemeit egy beszállító-termelő ellátási láncban ragadjuk meg egy Arrow-Karlin típusú modellben lineáris készletezési és konvex termelési költség mellett. Feltételezzük, hogy mindkét vállalat minimalizálja a fontosabb költségeit. Két működési rendszert hasonlítunk össze: egy hierarchikus döntéshozatali rendszert, amikor először a termelő, majd a beszállító optimalizálja helyzetét, majd egy centralizált (kooperatív) modellt, amikor a vállalatok az együttes költségüket minimalizálják. A kérdés úgy merül fel, hogy a csökkentett ostorcsapás-hatás esetén hogyan osszák meg a részvevők ebben a transzferálható hasznosságú kooperatív játékban. = In this paper we apply cooperative game theory concepts to analyze supply chains. The bullwhip effect in a two-stage supply chain (supplier-manufacturer) in the framework of the Arrow-Karlin model with linear-convex cost functions is considered. It is assumed that both firms minimize their relevant costs, and two cases are examined: the supplier and the manufacturer minimize their relevant costs in a decentralized and in a centralized (cooperative) way. The question of how to share the savings of the decreased bullwhip effect in the centralized (cooperative) model is answered by transferable utility cooperative game theory tools.

Cooperation in an HMMS-type supply chain: A management application of cooperative game theory = Kooperáció egy HMMS-típusú ellátási láncban: A kooperatív játékelmélet egy menedzsment alkalmazása

We apply cooperative game theory concepts to analyze a Holt-Modigliani-Muth-Simon (HMMS) supply chain. The bullwhip effect in a two-stage supply chain (supplier-manufacturer) in the framework of the HMMS-model with quadratic cost functions is considered. It is assumed that both firms minimize their relevant costs, and two cases are examined: the supplier and the manufacturer minimize their relevant costs in a decentralized and in a centralized (cooperative) way. The question of how to share the savings of the decreased bullwhip effect in the centralized (cooperative) model is answered by the weighted Shapley value, by a transferable utility cooperative game theory tool, where the weights are for the exogenously given “bargaining powers” of the participants of the supply chain. = A cikkben a kooperatív játékelmélet fogalmait alkalmazzuk egy Holt-Mogigliani-Muth-Simon-típusú ellátási lánc esetében. Az ostorcsapás-hatás elemeit egy beszállító-termelő ellátási láncban ragadjuk meg egy kvadratikus készletezési és termelési költség mellett. Feltételezzük, hogy mindkét vállalat minimalizálja a releváns költségeit. Két működési rendszert hasonlítunk össze: egy hierarchikus döntéshozatali rendszert, amikor először a termelő, majd a beszállító optimalizálja helyzetét, majd egy centralizált (kooperatív) modellt, amikor a vállalatok az együttes költségüket minimalizálják. A kérdés úgy merül fel, hogy a csökkentett ostorcsapás-hatás esetén hogyan osszák meg a részvevők ebben a transzferálható hasznosságú kooperatív játékban a költség megtakarítást, exogén módon adott tárgyalási pozíció mellett.

Regression games

The solution of a TU cooperative game can be a distribution of the value of the grand coalition, i.e. it can be a distribution of the payo (utility) all the players together achieve. In a regression model, the evaluation of the explanatory variables can be a distribution of the overall t, i.e. the t of the model every regressor variable is involved. Furthermore, we can take regression models as TU cooperative games where the explanatory (regressor) variables are the players. In this paper we introduce the class of regression games, characterize it and apply the Shapley value to evaluating the explanatory variables in regression models. In order to support our approach we consider Young (1985)'s axiomatization of the Shapley value, and conclude that the Shapley value is a reasonable tool to evaluate the explanatory variables of regression models.

Sztochasztikus csődjátékok - avagy hogyan osszunk szét egy bizonytalan méretű tortát? = Stochastic bankruptcy games. How can a cake of uncertain dimensions be divided?

A kooperatív játékelmélet egyik legjelentősebb eredménye, hogy számos konfliktushelyzetben stabil megoldást nyújt. Ez azonban csak statikus és determinisztikus környezetben alkalmazható jól. Most megmutatjuk a mag egy olyan kiterjesztését - a gyenge szekvenciális magot -, amely képes valós, dinamikus, bizonytalan környezetben is eligazítást nyújtani. A megoldást a csődjátékok példájára alkalmazzuk, és segítségével megvizsgáljuk, hogy a pénzügyi irodalom ismert elosztási szabályai közül melyek vezetnek stabil, fenntartható eredményre. _______ One of the most important achievements of cooperative game theory is to provide a stable solution to numerous conflicts. The solutions it presents, on the other hand, have been limited to situations in a static, deterministic environment. The paper examines how the core can be extended to a more realistic, dynamic and uncertain scenario. The bankruptcy games studied are ones where the value of the estate and of the claims are stochastic, and a Weak Sequential Core is used as the solution concept for them. The author tests the stability of a number of well known division rules in this stochastic setting and finds that most are unstable, except for the Constrained Equal Awards rule, which is the only one belonging to the Weak Sequential Core.

Convex and exact games with non-transferable utility

We generalize exactness to games with non-transferable utility (NTU). A game is exact if for each coalition there is a core allocation on the boundary of its payoff set. Convex games with transferable utility are well-known to be exact. We consider ve generalizations of convexity in the NTU setting. We show that each of ordinal, coalition merge, individual merge and marginal convexity can be uni¯ed under NTU exactness. We provide an example of a cardinally convex game which is not NTU exact. Finally, we relate the classes of Π-balanced, totally Π-balanced, NTU exact, totally NTU exact, ordinally convex, cardinally convex, coalition merge convex, individual merge convex and marginal convex games to one another.

The kernel is in the least core for permutation games

Permutation games are totally balanced transferable utility cooperative games arising from certain sequencing and re-assignment optimization problems. It is known that for permutation games the bargaining set and the core coincide, consequently, the kernel is a subset of the core. We prove that for permutation games the kernel is contained in the least core, even if the latter is a lower dimensional subset of the core. By means of a 5-player permutation game we demonstrate that, in sense of the lexicographic center procedure leading to the nucleolus, this inclusion result can not be strengthened. Our 5-player permutation game is also an example (of minimum size) for a game with a non-convex kernel.