Combinatorial auctions have the potential to play an important role in electronic transactions since they enable bidding on combinations of items for complementary or substitution effects. As the interest in the combinatorial auction has increased, diverse combinatorial auction market types have been proposed to satisfy market needs. These combinatorial auction types have different market design characteristics. For effective combinatorial auction trading, a systematic approach for market design is necessary. However, previous studies have not followed such an approach.
This study proposes a systematic framework for combinatorial auction market design based on three phases - market architecture design, trading rule design, and decision strategy design. This framework serves as a guideline for effective design and practical implementation of combinatorial auction markets. Next, we introduce a new and highly efficient dynamic combinatorial auction mechanism derived from our design methodology - the N-Bilateral Optimized Combinatorial Auction (N-BOCA).
N-BOCA is a flexible iterative combinatorial auction model that offers optimized trading for multiple sellers and buyers in the ad-hoc supply chain. We design the N-BOCA system from the perspectives of architecture, trading rules, and decision strategies. Under the given N-BOCA architecture and trading rules, bidders and auctioneers have diverse decision strategies for winner determination. This needs a flexible modeling environment. Thus, we propose an optimization modeling agent for selecting optimal bids and auctioneers. The agent has the capability of rule-based model formulation for Integer Programming. Finally, we show the viability of N-BOCA through a prototype and experiments. The results indicate that N-BOCA yields much higher purchase and supply efficiencies than the 1-to-N (one-auctioneer to multi-bidders) combinatorial auction mechanism.
인터넷 경매가 보편화되면서 다양한 경매 이론에 대한 연구가 컴퓨터 및 전자상거래 분야에서 진행되고 있다. 조합경매 (Combinatorial Auction)는 상보성과 대체성 효과를 위해 상품간의 조합에 의한 거래를 가능하게 함으로서 전자상거래 여러 분야에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 조합경매에 대한 관심이 점차 증가하면서 시장의 수요를 충족시키기 위해 다양한 조합경매 모형들이 제시되어왔다. 이러한 각각의 조합경매 모형들은 다양한 디자인 특성을 가진다. 더욱 효과적인 조합경매 거래를 지원하기 위해 모형 설계를 위한 체계적인 접근이 필요하다.
이에 본 연구에서는 조합경매 모형 디자인을 위해 아키텍처 디자인, 거래규칙 디자인, 의사결정전략 디자인의 세 단계로 구성된 체계적인 조합경매 모형 설계 체계를 제시하였다. 본 체계는 조합경매 모형 디자인 및 구현을 위한 효과적인 디자인 및 실제 구현을 위한 유용한 가이드 라인으로 활용 가능하다. 아울러 본 연구에서는 상기 방법론을 통하여 새로이 도출된 조합경매 모형으로서 다자간 최적화 경매모형 (N-Bilateral Optimized Combinatorial Auction; N-BOCA)을 제시하였다.
N-BOCA는 공급체인 상에 존재하는 다수의 공급자 및 다수의 구매자간에 최적화된 거래를 지원하는 멀티라운드 기반의 유연한 조합경매 모형이다. 아키텍처, 거래규칙, 거래전략 세가지 관점에서 N-BOCA 모형을 설계하였다. 특히 N-BOCA 아키텍처 및 거래규칙 하에서, 다수의 입찰자 및 경매자는 거래과정에서 승자의 위치를 획득하기 위해 다양한 의사결정 전략을 가진다. 이를 위해 다양한 거래전략에 대응할 수 있는 유연한 의사결정 모델링 체계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 최적의 입찰 및 경매자 선정을 위한 Integer Programming 모형 기반의 에이전트 시스템을 제시하였다. 특히 각 의사결정자들의 다양한 모형화 요인들에 유연하기 위한, 규칙기반의 모형 수정 체계를 제시하였다. 아울러 N-BOCA 모형의 유용성을 입증하기 위해 시스템 구현 및 시뮬레이션 실험결과를 제시하였다. 실험결과, 기존의 일대다 조합경매 모형 대비 높은 거래 성과를 나타내었다.
본 연구는 체계적인 조합방법론에 기반하여 새로이 도출된 다자간 조합경매 모형으로서 일반 상품의 구매에 적용되는 예제를 제시하였으며, 물류 수배송 등 다양한 전자상거래 분야에 응용이 가능하다.
