经济全球化使得企业之间的竞争越发激烈,如何降低成本是大部分企业的一个重要目标,而联合补货是降低补货成本的一个有效策略。联合补货是指多个产品的订单合并成一个订单或者多个采购者的产品订单合并成一个订单向同一个供应商进行采购,采购者可以通过共享固定补货成本来减小其总的补货成本。多个采购者形成合作联盟进行联合采购,其目标是最小化合作联盟的补货总成本。多采购者形成合作联盟进行联合补货需要参与合作的采购者达成合作意愿,而合作之后的利益分配会是影响合作形成的一个关键因素。为促进合作联盟的达成,公平合理的分配方案是必要的。为此,本文基于合作博弈理论,对四种类型的周期性联合补货问题设计成本分摊和利润分配方案。考虑供应商供应多种产品并提供柔性交货期和数量折扣的情形,零售商形成合作联盟进行联合补货以降低长期平均库存补货成本。在零售商完全信息共享的条件下,构建无限时间范围的周期性联合补货的长期平均成本模型来决策赶工成本和补货周期。给出了满足任意精度要求的近似算法,基于合作博弈理论设计了位于联合补货博弈核内的成本分摊方案。数值实验结果表明所设计的近似算法能够快速地求解产品种类不超过640种且误差精确度为0.0001时的联合补货问题。数值实验还表明从成本的角度上考虑,当订货的固定成本和数量折扣越高时,零售商合作后节省的成本越多,合作的意愿越强烈。考虑零售商存在库存容量和最小订货量约束的情形,零售商选择产品并决策采购周期。零售商确定采购产品之后,通过共享需求、成本信息和库存容量进行联合补货以降低采购成本。在零售商们采用统一零售价销售产品条件下,建立了合作联盟的长期平均利润模型。应用合作博弈理论,分别给出了合作联盟库存容量充足和不足时的利润分摊方案,其中联盟库存容量充足时的成本分摊方案是位于合作博弈核内的,而联盟库存容量不足时的成本分摊方案则是满足个人理性和集体理性的,并且能够激励零售商共享他们的库存容量。考虑跨境零售商使用第三方海外仓将产品销售到境外的情形,中小型零售商为降低海外仓的库存补货成本形成联合补货来共享物流运输和库存补货中产生的固定成本。建立混合0-1规划模型决策补货周期以平衡物流成本和库存成本,设计了多项式时间算法求解该模型,并应用合作博弈理论设计了成本分摊方案。数值试验表明零售商最高可降低达30%的成本,并且参与合作的零售商越多,降低的成本越高。针对跨境电商高昂的物流成本,供应商向境外的零售商销售产品时,为了获得物流企业提供的数量折扣,需要积累订单量以降低单位产品的物流成本,从而延长了交货时间。考虑供应商形成合作联盟进行联合发货以降低物流成本的情形,零售商形成合作联盟进行联合补货。一方面可以共享固定成本,另一方面可以达到或更接近供应商的发货量来降低供应商等待发货时间,从而降低库存补货成本。为供应商联盟和零售商联盟分别建立了联合发货和联合补货决策模型,并应用合作博弈理论分别设计了成本分摊方案。其中供应商联合发货的成本分摊方案是位于合作博弈的核内,而零售商联合补货的成本分摊方案在一定条件也是位于合作博弈的核内的。数值实验表明零售商联合补货的成本分摊方案能使零售商降低成本。本文丰富了联合补货的成本分摊方案设计领域的基础理论,拓展了合作博弈理论的应用范围,为零售商合作联盟如何决策补货周期以及如何分摊成本或分配利润提供了参考建议。