超越报童模型：库存结转情境下的行为决策实验研究

《Experimental Economics》：Inventory management with carryover in the laboratory: going beyond the news vendor

本研究针对传统报童模型中库存完全折旧的局限，引入库存结转机制，系统探讨了持有成本、采购成本结构变化及需求分布形态对库存决策的影响。实验结果表明，即便在更一般的库存管理设定下，“向中心拉动”效应依然稳健存在，且风险厌恶程度对库存水平有显著负向影响。该研究为行为运营管理提供了新的理论框架和实验证据，对理解现实库存决策行为具有重要意义。

　　

在运营管理和行为决策研究领域，报童问题（Newsvendor Problem）因其简洁的理论框架和广泛的适用性，已成为实验室研究行为运营管理的“主力”模型。经典报童模型假设未售出单位会完全折旧，这与许多现实库存管理场景存在显著差异。现实中，多数产品库存可以结转至后续周期，并涉及补货、持有、融资等一系列复杂成本。尽管基于报童模型的实验研究发现了诸如“向中心拉动”（pull-to-center）效应（即当最优库存水平较低时，实际订单量往往过高；而当最优库存水平较高时，实际订单量往往过低）等稳健的行为偏差，但这些结论是否受限于报童模型的特定简化设定，仍有待进一步探究。此外，风险偏好、近期经验（recency effect）以及不同成本（如当期采购成本与后续持有成本）的显著性差异如何影响决策，也是理解库存管理行为的关键问题。

为了在更丰富的设定下检验这些行为效应，Béatrice Boulu-Reshef和Charles A. Holt在《Experimental Economics》上发表了他们的研究。他们构建了一个包含库存结转的稳态库存管理模型，该模型允许存在与补货、缺货、折旧、融资和持有库存相关的一系列成本。通过灵活调整参数，研究人员可以在保持最优库存水平不变的情况下，改变缺货频率以及与存储和折旧相关的风险，从而为探究在简单报童模型中观察到的行为偏差的性质和严重程度提供了新的框架。

研究人员首先从理论上推导了风险中性假设下的最优库存条件，并在附录A中证明了风险厌恶程度的增加会降低最优库存水平，即使存在库存结转（部分或全部）。理论核心表明，最优库存水平应使不缺货概率F(q)等于 (p - c - h) / [p - (1-δ)c]，即售出单位的价格-成本边际（包含持有成本）与未售出单位的价格减去折旧后结转价值的边际之比。在需求均匀分布（如1到100）且无折旧（δ=0）的特例下，最优库存q = 100 * (p - c - h) / (p - c)。

为检验理论预测并探究行为偏差，研究团队设计了实验室实验。实验参数设定为售价p=6（单位：美分），采购成本c=2（无折旧δ=0），通过改变持有成本h（高h=3，中h=2，低h=1）来操纵最优库存水平（分别为25, 50, 75），从而检验“向中心拉动”效应。此外，通过提高采购成本（c=4）并相应降低持有成本（h=1），使最优库存仍为50，以检验决策者是否对当期发生的采购成本更敏感（即“当期成本偏差”）。为了研究“近期偏差”的影响，实验还引入了两种“扭结”需求分布，使其在最优库存点（分别为25和75）处扭结，从而使得在最优库存水平下，缺货和库存积压的概率相等，以平衡近期需求结果可能带来的方向性影响。

实验招募了72名参与者，每人进行48个周期的库存决策。每个周期初，参与者根据期初库存（上期结转）决定订购量，以补充到目标库存水平。需求随机实现后，计算当期收益，未售出库存全额结转至下期（实验末期按成本赎回以消除终局效应）。实验还通过两种风险偏好测量任务（Holt-Laury菜单和改良的Binswanger投资任务）获取了参与者的个体风险厌恶指标。

研究主要发现如下：

1. 向中心拉动效应的稳健性

在库存完全结转的设置下，提高持有成本确实会降低观察到的库存水平，但存在明显的“向中心拉动”偏差。当最优库存为75（低持有成本）时，观察到的库存中位数为63，低于理论值；当最优库存为25（高持有成本）时，观察到的库存中位数为38.5，高于理论值。这两种情况下的库存水平均向需求范围的中心点（50）靠拢。统计检验表明，个体在两种处理下的平均库存偏差（观察值减预测值）符号相反，且差异显著，支持了向中心拉动效应的存在。

2. 当期成本偏差的检验

当通过平衡地改变成本构成（提高采购成本c=4，降低持有成本h=1）而使最优库存保持为50时，观察到的平均库存水平与基准处理（c=2, h=2）无显著差异。这表明，在本研究的参数下，未发现决策者对当期采购成本存在系统性偏差。

3. 近期偏差与扭结需求

与假设相反，在扭结需求处理中（最优库存与需求中位数对齐，均为25或75），向中心拉动效应并未减弱。与均匀需求处理相比，扭结需求处理下的库存偏差程度没有显著差异。进一步分析表明，参与者确实表现出对近期结果的依赖，例如在发生缺货后更倾向于增加库存。然而，这种近期效应在最优库存与需求中位数对齐时，其方向性影响是平衡的，但并未能消除向中心拉动的整体模式。

4. 风险厌恶的影响

面板回归分析显示，在控制了其他因素后，个体的风险厌恶程度（由两种测量方式所得）对库存水平有显著的负向影响，风险厌恶程度越高，持有的库存水平越低。这验证了理论部分关于风险厌恶降低最优库存的推论。

研究人员进一步利用Logit概率选择模型对观察到的行为进行了解释。该模型假设选择某个库存水平的概率与其期望收益的指数函数成正比，其敏感度由参数λ控制。当设定λ=0.15时，模型成功地预测了在不同处理下观察到的库存分布中位数，以及向中心拉动的趋势。模型分析揭示，当最优库存较低时（如25），期望收益函数在右侧（库存更高处）有更长的“尾部”，使得向上偏离的概率增加；而当最优库存较高时（如75），期望收益函数在左侧（库存更低处）有更长的“尾部”，使得向下偏离的概率增加。期望收益在最优值附近的平坦性也降低了偏离最优值的成本，从而使得决策表现出向中心靠拢的特征。

本研究通过引入库存结转机制，拓展了行为运营管理的研究框架。结果表明，即使在更一般和复杂的库存设定下，“向中心拉动”效应依然稳健存在，且不能被近期偏差或特定的成本显著性完全解释。个体风险厌恶是影响库存决策的重要因素。研究还指出，期望收益函数的形状本身可能导致最优解附近的决策分布出现向中心拉动的特征，这为理解该现象提供了一个新的视角。本研究强调了在更丰富的环境中检验行为假设的重要性，并为理解现实世界中复杂的库存管理决策提供了新的实验证据和理论工具。未来的研究可以进一步探索其他类型的折旧模式、动态需求影响以及算法与人类决策的交互等问题。