在创新不确定性及资源共享的双源供应链环境下，对产品线扩展的预先公告和发布时机决策进行建模

《Expert Systems with Applications》：Modeling preannouncement and launch timing decisions for product line extension under innovation uncertainty and resource-sharing dual-sourcing supply chain

　　阿德沃莱·阿德格博拉（Adewole Adegbola）| 文卡特·阿拉达（Venkat Allada）
密苏里科技大学（Missouri University of Science and Technology）工程管理与系统工程系，罗拉（Rolla），密苏里州65401，美国

**摘要**
本研究旨在开发一个系统动力学（System Dynamics, SD）模型，以解决产品线扩展（Product Line Extension, PLE）问题所面临的挑战。具体来说，我们关注的是“两代产品线扩展问题”（Two-Generation Product Line Extension, TGPLE），即企业在市场上推出一种产品变体，并计划在资源共享双采购（Resource-Sharing Dual-Sourcing, RSDS）环境下扩展该产品的发布范围，加入新一代产品。首先，我们确定了影响产品线扩展的关键因素，并基于三个相互关联的系统（市场系统、生产系统和供应链系统）构建了TGPLE-RSDS模型。这一模型揭示了问题的动态性和复杂性，为使用SD建模方法解决问题奠定了基础。随后，我们通过建立库存流图（Stock-and-Flow Diagram, SFD）进一步分析了TGPLE-RSDS系统及其各系统属性之间的相互作用，并建立了问题参数与变量之间的数学关系。为了验证模型的可行性，我们以两个世代不同的技术密集型产品的发布为例，展示了如何利用同时发布和顺序发布策略来确定适当的创新水平、预公告时间、发布时机以及新旧产品之间的供应链协调方式。最后，我们讨论了研究结果的管理意义。

本研究通过开发系统动力学模型，弥补了现有优化和博弈论方法在处理PLE问题时的局限性，有助于深入理解该问题的动态和非线性特性。此外，该研究还解决了在多源供应链系统中确定多代产品适当发布时机和创新差异时的关键难题。

**引言**
新产品开发（New Product Development, NPD）实践的发展重点在于引入各种产品线和产品变体，以满足消费者和企业双方的利益。一方面，消费者从产品线扩展策略中受益匪浅，因为多样化的产品选择能满足他们不断变化的需求；另一方面，企业也通过这一策略获得了多重优势：首先，产品线扩展有助于企业在市场中保持竞争力，确保其行业地位和长期生存；其次，企业可以通过系统性地扩展产品线来持续创造收入，同时促使现有用户以更高的价格购买新一代产品。然而，实施这一策略也伴随着诸多挑战。首要挑战在于确定最佳的扩展时机——尽管推出新一代产品能通过较高价格带来更多收入，但新产品的引入也可能扰乱旧产品的销售（这种现象称为“蚕食效应”，Panwar等人，2021）。苹果公司从英特尔版MacBook转向苹果自研芯片版MacBook的转变就是一个典型的例子，预公告引发了需求的延迟。此外，企业还需确定新旧产品之间的创新差异程度——过高程度的创新往往会导致旧产品销量下降（Kitamura和Shinkai，2015；Sezen等人，2024；Samiee等人，2019）。例如，佳能公司推出无反光镜相机后，传统DSLR相机的销量下降，部分原因是需求被取代；而在三星折叠智能手机的情况下，尽管创新程度很高，但销量并未明显增加。

在产品发布时机和创新差异方面，企业还需协调供应链流程，确保在供给能力受限的情况下满足产品需求。由于产品线扩展可能导致订单履行平衡的变化，企业常常面临供应链协调问题。因此，每当实施产品线扩展策略时，都可能引发协调难题。

现有文献虽然探讨了这些挑战，但仍存在不足。大多数研究集中于确定具体的发布策略（同时发布或顺序发布），而对预公告和发布时机的研究较少。Koca等人（2021）、Zhang等人（2020）和Lobel等人（2016）分析了不同发布策略及其适用条件，而Su和Rao（2011）则尝试建立分析模型以辅助决策。在创新差异方面，现有研究主要关注新一代产品所需的创新水平（Ding等人，2016；Zhao等人，2021），以及企业如何根据不同创新程度设定产品价格（Burak等人，2024；Feng和Li，2020）。关于供应链问题，研究主要集中在上游和下游供应链因素对产品线扩展的影响（Schwarz和Tan，2021；Hendalianpour等人，2021）。尽管现有研究覆盖了部分挑战，但仍存在空白，促使我们展开这项研究。

**研究目标**
本研究的目标是开发一个系统动力学模型，以解决产品线扩展问题中的动态和非线性特征。具体而言，我们致力于：
1. 确定企业应何时推出新一代产品；
2. 确定新一代产品所需的创新水平；
3. 动态协调企业供应链，以实现新旧产品之间的资源共享，满足各自市场需求。

**本文结构**
第2节回顾了关于新产品发布时机、创新差异和供应链管理的现有研究，以及SD建模在新产品发布中的应用和现有文献的总结。第3节详细介绍了TGPLE-RSDS问题，并构建了库存流图和数学模型。第4节通过实际案例展示了模型的应用及结果分析。第5节讨论了研究的管理意义，第6节总结了研究结果及未来研究方向。如图1所示，根据所呈现的结果和从分析中获得的洞察，我们讨论了一些 findings，这些 findings 为决策者和从业者在制定关于产品线扩展的战术决策时提供了重要益处，无论是采用同时发布策略还是顺序发布策略。对于同时发布的情况，分析中的洞察表明，在早期发布阶段，较新一代产品的高创新水平可能会减少收入。

**结论与未来工作**
在本文中，我们提出了一个系统动态模型，以解决与 TGPLE-RSDS 问题相关的发布时机、创新差异化和供应链协调问题。我们的研究工作首先确定了问题的参数和变量，然后通过因果循环图、库存流量图和数学关系展示了这些参数和变量之间的联系。我们证明了该模型的适用性。

**未引用的参考文献**
Liu et al., 2018, Axarloglou, 2008, Zhang et al., 2022, ?elik et al., 2024, Feng et al., 2020, Hendalianpour, 2020, ?timac et al., 2019.

**CRediT 作者贡献声明**
Adewole Adegbola：概念化、数据整理、形式化分析、调查、方法论、项目管理、验证、初稿撰写、审阅与编辑
Venkat Allada：概念化、调查、方法论、项目管理、监督、验证、审阅与编辑

**资金支持**
本研究项目的执行并未得到任何资助机构或组织的资金支持。

**利益冲突声明**
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能会影响本文所报告的工作。

**致谢**
在本研究项目的执行过程中，没有需要特别感谢的个人、组织或机构。

Adewole Adegbola 是美国密苏里科技大学罗拉分校工程管理与系统工程的博士候选人。他拥有伊巴丹大学的工业工程学士学位和硕士学位。他的研究重点是优化和仿真技术在新技术产品开发中的应用。他的研究成果已发表在多种期刊和会议上，同时他还是工业与系统研究所的成员。