服務供應鏈的信息共享機制及績效研究

楊善林，程 飛，楊昌輝

(合肥工業大學管理學院，合肥 230009)

1 前言

信息技術的快速發展推動了制造業的快速轉型，在經濟全球化體系中，服務型制造模式受到了廣泛的關注，因此對服務供應鏈管理進行深入的研究至關重要。供應鏈管理可定義為“企業內部或之間產品和信息流管理，諸如供應商、制造商、集成工廠和分銷中心”，是一個熱門研究領域［1］。信息流不僅在識別需求、共享信息、借助服務協議和工作陳述樹立期望，而且在清晰界定工作范疇、服務供應技能、績效反饋方面都起著關鍵性的作用。同時，它在監控持續績效方面也有效地輔助決定何時需要付費以及應付數量［2］。信息流是任何有效供應鏈的基礎，它可減少不確定性和降低風險。通過鏈的信息能夠聯合降低成本而提升客戶服務和價值。因此，一個供應鏈協同機制是一個協調個體供應鏈實體的運營和提升系統利潤的運營計劃。當供應鏈成員是分離和獨立的經濟實體時，這種行為計劃不得不介入激勵體制來分配協同利潤，從而誘導他們的合作［3］。信息共享的策略是研究供應鏈協同的重要組成部分。

2 文獻綜述

目前，許多學者有極大的興趣關注供應鏈里面信息共享的價值。供應鏈協同的營銷文獻聚集在不考慮庫存補給的價格決策上。例如，Abel P．Jeuland和Steven M．Shugan研究協同渠道決策問題，其結果表明即便沒有訂單或庫存成本，數量折扣也是贏利的［4］。Charles A．Ingene和 Mark E．Parr研究一個制造商通過多個獨立零售商的兩階段垂直渠道零售價行為［5］。Gérard P．Cachon 和 Martin A．Lariviere則研究有效規則下允許所有供應鏈完全共享需求信息的契約問題［5］。很明顯，及時掌握毗鄰成員準確需求信息是處理各種不確定性供應鏈的最佳方法。Yao等學者通過因特網訂單分派系統比較一個電子分銷商和一個供應商，分析收益共享和訂單執行質量之間的影響關系［6］。Demirkan H．和Cheng H．K．驗證不同協同策略下供應鏈績效，其結果發現一個有效的分散機制能夠取得整個供應鏈績效最大化的目標［7］。Chen Haoya等人考慮一個供應鏈長期交貨和需求信息更新之間的協同問題，結果表明一個風險共享契約需要零售商部分補償制造商的損失［8］。

作為一般性的供應鏈集成在過去幾年有許多討論，大量結構和管理方法的文獻不斷涌現。為了說明信息共享合作伙伴的收益，Yu等學者介紹了3種信息共享水平，根據不同信息共享情形，他們認為基于伙伴的信息共享能夠提高一個分散化供應鏈整體績效［9］。Kapuscinski和Taylur分析一個兩階段能力供應鏈里面單個供應商和單個零售商之間的信息流，研究供應商層面能力和信息直接聯系，以及這種關系如何受需求指派影響［10］。Lee H．L．等人研究如何應用信息共享提升供應商訂單數量已知的自回歸需求決策問題［11］。由于信息共享得到廣泛認可，文章嘗試研究信息共享如何影響供應鏈績效，供應鏈成員間應當共享何種類型信息，以及他們之間是如何共享的。由于信息共享類型主導信息流，基于實際內容的信息共享研究將引入供應鏈動態性以便深入理解。信息共享已經被引證作為許多供應鏈成功的主要緣由，而且它也產生成本信任、安全和風險前沿問題。

3 信息共享模型

信息共享的價值可以看作剔除相應成本而獲取或共享信息實際收益。信息共享策略的成本包括額外信息成本和協同成本［12］。文章僅考慮信息共享收益而忽略涉及的技術成本。為了保障給客戶提供服務量，服務集成商需要一個來自于服務供應商的服務供應計劃C，而服務供應商確定每單位服務外包能力的價值V。服務集成商以每單位服務需求能力價格P提供附加值集成服務給客戶。為了保證服務集成商能夠獲取利潤，這里的單位價格P＞V。由于市場上客戶需求具有價格敏感性，服務集成商面臨的市場實際服務需求量w因此具有不確定性。這里隨機變量w具備概率分布F(w)的特征。由于來自服務集成商的客戶服務需求量受價格P影響，客戶服務量可以用式(1)表述。用正弦曲線描述客戶需求量，如圖1所示。

因此，有客戶服務量等式為［13］:

式(1)中，initialdemandvolume為初始客戶服務量;volumedecreaserate為服務量變化斜率;volumevariationrange為服務量變化幅度;variationcycle為服務量變化的價格周期。

圖1 價格敏感客戶服務需求曲線Fig．1 Price-sensitive customer service request curve

從圖1中可以看出，不同的價格將影響不同的預期客戶服務需求量。目前文獻出現了利用正態分布描述價格敏感隨機需求量［7］，為了便于解析，文章在服務供應鏈模型中利用均勻分布而不是正態分布函數，假定價格敏感客戶服務量在［w(p)－Δ，w(p)+Δ］范圍利潤周期中服從均勻分布，如圖2所示。

圖2 價格敏感客戶需求量Fig．2 Price-sensitive customer service request volume

根據上述均衡分布函數F(w)，服務集成商除邊際能力成本的期望收益可定義為:式(2)描述了實際客戶需求量低于或高于服務供應商的服務能力C時的期望收益。服務供應商波動的收益等于服務能力C與單位服務能力V的乘積。服務供應商成本結構由兩部分組成:單位能力成本m反映了服務能力的常態經濟范疇［14］;經營失當成本n關聯著基礎管理情況，主要受限管理能力增加成本和商業模式復雜增長［15，16］。因此，服務供應商利潤函數可定義為:Ψ供=CV－mC－nC2。由于客戶需求量具有隨機的特征，服務訂單的成本將引發服務供應商和服務集成商間不確定的服務能力需求量。關于這種情況，筆者假定了如式

(3)和(4)的服務能力需求量表達式:

式(3)和(4)中，函數M(w)表示超能力需求量預期成本;函數L(w)表示低能力需求量預期成本;參數ξ表示閑置能力殘值;參數ζ表示依據企業特征不足能力的損失機會成本。

服務供應商的目標是依據對服務集成商外包服務確立合適的單位能力價格V，最大化自身期望收益。對應地，服務集成商的目標是關注怎樣從服務供應商那里購買服務需求量及其如何定價售予客戶。基于上述數學函數，接下來主要討論各種信息共享情形下服務供應鏈中成員如何協同及績效問題。通常地，供應鏈協同必定影響服務價格和服務能力成本。比如，在服務供應鏈里面，由于服務集成商較易接近客戶，服務集成商能夠較好地了解客戶行為信息。同時，服務集成商或許會披露客戶需求信息和對服務供應商定價，這種情況下，服務供應商主導整個服務供應鏈的協同，從而產生能力成本的風險。

4 信息共享模式

信息披露機制在經濟管理活動中是重要的主題，特別地，在供應鏈管理過程中體現明顯［17］。文章考慮3種信息共享情形:單環信息共享模式、服務集成商主導信息傳輸模式、服務供應商主導信息傳輸模式。

4．1 單環信息共享模式

單環信息共享模式被稱作“單環控制”。服務供應鏈的不同平臺預測需求是相互獨立的。在服務供應商和服務集成商之間既沒有信息共享情形也不存在任何服務協同。服務供應商和服務集成商都各自根據自身預測做出服務計劃決策。服務集成商利用客戶需求信息，而服務供應商利用服務集成商的訂單信息，如圖3所示。

圖3 單環運營信息流Fig．3 Information flow of monocyclic operations

在單環運營情形下，服務供應商和服務集成商通過商議達成共識策略。就服務供應商而言，最大化利潤函數能夠通過公式Ψ供=CV－mC－nC2獲得。當時，最優的能力C能夠被定義為:取自服務供應商的服務供應鏈的服務能力C是最佳服務量，從而出售給服務集成商。然而，服務集成商將發現購置于服務供應商的最佳服務量。由于服務集成商將產生供應鏈風險，服務量的能力成本將包含于服務集成商利潤函數中，即:Ε集=Ψ集－M(w)－L(w)。相反地，服務供應商尋求最佳服務量確定服務能力價格以獲取最大化收益，其收益函數為V=m+2nC。給定單位能力價格V，服務集成商的收益函數則需滿足條件:

4．2 服務集成商主導信息傳輸模式

服務集成商主導信息傳輸模式被稱作“服務集成商協同控制”。兩個相鄰預測需求以共享客戶需求訂單信息形式進行協同。在這種情形下，服務供應商將獲得客戶需求信息，連同服務集成商訂單信息，進行服務供應計劃安排，如圖4所示。

圖4 服務集成商協同信息流Fig．4 Information flow of service integrator coordination

這種協同策略下，服務集成商和服務供應商之間存在著信息不對稱。價格敏感客戶需求量和訂單決策信息與服務供應商緊密相關。服務供應商協同服務供應鏈，產生不確定能力成本。因此，服務集成商承擔單位服務能力價格V購買成本，其最優期望收益可定義為:(P－V)w(p)。當服務集成商不產生服務量能力成本風險時，他總是訂購客戶需求最大限度的服務量。服務供應商對服務集成商定價單位能力價格V越高，服務集成商對客戶定價越高。與此同時，服務集成商從服務供應商訂的服務量C*和對客戶定價的單位價格P*與服務供應商共享。基于這種信息傳輸模式，服務供應商決定最優單位服務能力價格V*，考慮不確定性成本的最佳收益可以表示為:Ψ*SV=Ψ(C*)－M(w*)－L(w*)。當服務集成商定購最大限度的客戶需求服務量時，兼并來自服務集成商披露服務信息，服務供應商目標函數體現了服務供應商僅關心服務量成本。然而，當服務供應商承擔協同供應鏈的風險時，服務集成商將訂購最大限度客戶服務量w(p*)+Δ，服務供應商單位服務能力價格達到最優化，從而向服務集成商出價。整個供應鏈的利潤可以表示為:

4．3 服務供應商主導信息傳輸模式

服務供應商主導信息傳輸模式被稱作“同步協同控制”。在這種情形下，分散化供應鏈能夠取得最優組織績效。為了減小或消除“牛鞭效應”，供應鏈的成員間信息共享可能帶來確定性的變化。利用電子數據交換技術增加垂直信息共享，能夠提高供應商的服務績效和整個服務供應鏈系統績效［18］。信息整合擴展作用體現為建立的戰略供應鏈伙伴逐漸增加。基于電子數據交換技術，服務集成商和服務供應商能夠同步獲取客戶需求信息。這意味著服務供應商采取主動地服務供應補給服務集成商決策，以維持自身服務供應鏈的平衡。這種情形下，服務供應商不僅僅依靠服務集成商訂單信息，而且也依據客戶直接的需求信息，如圖5所示。

圖5 同步協同信息流Fig．5 Information flow of synchronized coordination

這類信息流情形下，整個服務供應鏈期望收益是服務供應商和服務集成商期望收益總和，剔除服務量能力成本，因此，其收益函數可定義為:

考慮均勻分布需求量和進行簡單代數運算，式(6)可變為:

為了分析最優化供應鏈利潤，可推導計算:

式(7)中，服務供應商對服務集成商單位能力成本價格V是遞減的，它充當內部轉移價格的角色，但不影響整個服務供應鏈利潤。因此，在同步協同情形下，整個服務供應鏈可取得最大化期望收益。由于Γ是嚴格凹的，而使得式子存在唯一最優解。

5 結語

文章分析了3種不同信息共享策略下的服務供應鏈績效問題。通過大量計算推導，結果表明競爭聯盟的協同策略是一個有效的分散化機制，能夠取得整個供應鏈最大化績效。然而，文章的研究存在一定的局限性。事實上，服務供應商出售的服務量通常是面臨同樣客戶的服務集成商群體。當多個服務集成商面對同等客戶群進行競爭時，單一服務供應商和單一服務集成商相互影響或許是不一樣的。這也是為了易處理分析而考慮文章模型中客戶需求服務量服從均勻分布的緣由。

供應成員間信息共享的目的是獲取服務供應鏈的均衡和穩定。從系統控制的觀點看，一個穩定系統能夠被定義為“當受到外部影響力時，一個實時系統平衡狀態能夠通過自調節過程返回到這種狀態。否則，它是不穩定的”。因此，在未來服務供應鏈協同研究過程中，將著重在信息類型、供應鏈績效影響和信息共享完善機制等方面開展探索。

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