需求均勻分布下供應鏈知識協同最優采購量契約

楊利軍

[摘 要] 知識協同涵蓋供應鏈知識流動、共享與交易等的全過程，是知識管理的高級形態。本文對需求均勻分布和分散型決策結構下的供應鏈知識協同契約進行了探討。模型通過對最優采購量和協同關系系數等參數的設計，平衡了供應商和制造商之間的利益-風險配置，實現自發調節協同行為、促使知識協同實現的目的。

[關鍵詞] 供應鏈;知識協同;契約;協同機制

[中圖分類號] F270 ? ? [文獻標識碼] A ? 文章編號：1671-0037（2015）07-33-5

Optimal Purchase Quantity Contract of Supply Chain Knowledge Synergism for Uniform Distribution Demand

Yang Lijun

（Department of Management， Henan University of Science and Technology Luoyang， Henan Province， China，471023）

Abstract：Knowledge synergism which covers the knowledge flow， sharing and transaction process of supply chainis the advanced form of knowledge management. Knowledge synergism contract model for uniform distribution demand and decentralized decision-making structure of supply chain is discussed in this paper. The optimal procurement quantity and relationship coefficient are designed to balance between the supplier and the manufacturer for benefit-risk allocation in this model.These parametersinteract to achieve the purpose of knowledge synergism and promote spontaneous adjustment of partners behaviors.

Key Words： supply chain knowledgesynergism ?contract ?synergism mechanism

1 引言

供應鏈不僅是物流鏈、資金鏈和信息鏈，更是知識鏈。供應鏈在實現快速響應的同時，其結構優勢還在于知識來源的多樣性與開放性、內容的相關性、結構的內在匹配性和互補性。從供應鏈的高度來看，供應鏈內的知識資源具有系統性和集成性特征。

協同這一概念具有深厚的內涵，根據協同學（synergetic）創立者是德國著名物理學家哈肯的觀點，協同即所謂協調合作，協同學旨在發現結構賴以形成的普遍規律[1]。協同是多參與主體、多種異質資源、多目標沖突的復雜相互作用過程。協同既是供應鏈的本質屬性，也是供應鏈管理追求的理想狀態。知識協同首先應屬于供應鏈協同的范疇，既是供應鏈協同的高級形態也是知識管理的高級形態[2]。供應鏈知識協同涵蓋供應鏈知識流動、知識共享、知識轉移、知識獲取、知識交易、知識吸收、知識合作、知識傳輸等多個知識運動形態和研究領域，是跨組織知識運動的更為準確的體現和概括。從知識協同的高度，上述供應鏈知識運動形態只是知識協同在不同階段、不同時期的表現形式，其最終目標是實現知識協同?；谝陨险J識，本文將上述研究領域內的所有研究成果歸入供應鏈知識協同的范疇。

2 供應鏈知識協同機制的研究綜述

許多學者將供應鏈成員之間的知識流動、共享、交易、轉移等視為知識提供方與知識需求方之間的一種博弈，更多地采用博弈模型來研究知識協同。馮長利等（2012）運甩演化博弈理論對供應鏈成員企業的知識共享行為的演變途徑進行了探討，研究特別強調了知識協同是一個動態博弈的過程[3]。張旭梅等（2012）就制造商與銷售商之間就高知識含量產品進行客戶知識協同獲取的合作模式選擇問題建立了博弈模型[4]。李新等（2012）則認為供應鏈聯盟中個體企業從長期博弈的結果來看是有限理性的，是一個子博弈精煉納什均衡，且共同的知識投入是聯盟企業各方參與率的增函數[5]。羅棪心（2014）從市場交易的角度分析了供應鏈中各成員企業間的利益關系，將各節點企業的主動性、知識轉移成本及轉移損失等因素作為變量引人Stackelberg博弈模型，對供應鏈網絡中核心及節點企業對知識轉移的態度、決策動機及決策選擇進行實證分析[6]。萬穎（2013）同樣利用了Stackelberg博弈模型對供應鏈知識共享行為進行了定量研究，并提出了集成運作模式下的專利式知識共享模型和共擔風險方式下的知識共享模型[7]。牛曉格（2013）在供應鏈協同創新環境下建立了供應鏈企業間的知識挖掘和知識轉移博弈機制[8]。葉詩凡（2012）構建了供應鏈知識共享動態進化博弈模型，研究了供應鏈中知識共享的過程細節以及不同情況下的演化趨勢[9]。吳維軍（2014）則研究了關系投入（結構性、經濟性、中國式人際感情三種投入維度）破解供應鏈知識轉移困境的作用機理，建立了供應鏈知識轉移的博弈分析模型[10]。張旭梅和黃陳宣（2013）針對由單一制造商和單一第三方回收商組成的兩級逆向供應鏈，建立了逆向供應鏈企業間知識共享的博弈模型，并首次提出了逆向供應鏈知識共享的兩個合作條件：一是制造商在成本節約收益中的分享比例必須大于某個閾值;二是制造商所獲得的整體收益比例必須大于制造商的知識共享成本分擔比例[11]。胡彥聞（2011）則將研究置于具體的產業領域，構建了我國目前汽車行業供應鏈協作知識創新投入決策的博弈模型[12]。

與博弈模型相對應的另一個主要的研究方向是契約機制，大量的學者基于建立協同契約的角度探討了知識協同實現的內在機理和動力。Blumenberg（2009）研究了特定的知識轉移過程，以及這一過程對于外包績效的影響，提出的轉移機制是培訓、戰略層面的契約和標準[13]。Samaddar（2006）分析了有效協作和知識創造發生的條件，認為保持一種在領導者和追隨者的邊際收益上的最優比例關系對形成和保持協作非常重要[14]。陳偉（2011）結合關系交易理論和交易成本理論，構建了關系機制與正式契約對供應鏈企業間知識交易影響的概念模型，研究表明知識中介和市場契約對顯性知識交易的正向影響顯著，共同目標和信任對顯性知識交易和隱性知識交易均有正向顯著影響，市場契約在關系機制與知識交易之間起調節作用[15-16]。陳敏（2013）根據委托代理理論分別討論了僅含有正向知識共享的開環系統和正向知識共享與逆向知識反哺并存的閉環系統下的最優激勵契約，研究認為知識反哺能夠增加知識共享雙方的收益并提高知識供應企業的知識共享努力水平。在綜合考慮企業知識共享的內部動機和外部動力的基礎上，提出了包括信任和關系激勵及利益激勵兩種機制[17]。黃桂紅（2013）認為供應鏈知識共享是由正向知識共享和逆向知識反哺兩個過程組成，根據委托代理理論為含有知識反哺環節的供應鏈知識共享設計出了最優激勵契約[18]。陳偉等（2014）在供應鏈中的供應商的學習能力為其私人信息的情況下，制造商通過設計將知識交易量與原材料產品折扣價格相結合的合約菜單來甄別供應商的學習能力類型，并在此基礎上建立信息不對稱情形下的知識交易模型[19]。

由于知識協同中顯著的風險因素，張旭梅等（2011）將知識協同中的道德風險、監督監控引入契約模型，研究了供應鏈環境下面臨雙邊道德風險時制造商與零售商協同獲取客戶知識的契約設計問題，研究認為客戶知識協同獲取的最優收益分享比例與制造商和零售商的努力及其成本系數無關，但與他們的努力彈性系數及其成本函數的指數相關[20]。馬軼德（2012）在此基礎上考慮了激勵機制和監督機制，在核心企業和成員企業之間構建了知識共享基本激勵模型和考慮監控信號的激勵模型，研究認為考慮監控信號條件下的成員企業知識共享努力水平優于不考慮監控信號下的知識共享努力水平[21]。此外，激勵機制與監控機制都能促使成員企業努力共享知識，引入監控信號后可以幫助核心企業更加公平合理地設計報酬契約[22]。

除此之外，聯合決策模型和收益分享計劃也是供應鏈知識協同機制的研究方向。Raisinghani（2005）探討了供應鏈、企業敏捷性和知識管理之間的相互聯系，提出了一個針對敏捷供應鏈的最優知識管理架構決策模型[23]。Koh和Tan（2006）研究了知識轉移過程并提出了使用行動計劃選擇（TAPS）模型作為決策制定工具促使供應鏈知識轉移[24]。齊源（2011）基于供應鏈知識共享及分配評價理論構建了供應鏈知識共享收益分配體系[25]。施建剛（2011）構建了基于知識流的項目導向型供應鏈跨組織合作激勵模型，研究表明實施項目導向型供應鏈跨組織知識流組合協調激勵策略不僅可實現項目價值增值的最優化，而且可實現合作雙方凈收益的帕累托改善[26]。

總結國內外對供應鏈知識協同實現機制的研究成果，可以看出：

其一，絕大多數研究基于知識屬性展開，利益機制、風險機制、關系機制與監控機制等是國內外研究的核心內容和主要方向。

其二，絕大多數研究成果沒有將供應鏈決策結構（集中型決策結構和分散型決策結構）、外部需求屬性（確定性需求和隨機性需求）兩個重要的參數作為知識協同的變量予以探討，這是目前研究普遍存在的短板，而Qile（2013）等的研究則表明供應鏈中權力及權力限制對知識流動產生重要的影響[27]。

其三，不論是博弈機制，還是契約機制，多數模型圍繞知識的需求與供給展開，但企業參與供應鏈知識協同的訴求多樣化，并且由于知識資源作為無形資源本身價值難以評估、產權難以界定，協同雙方往往需要找到知識資源以外的“價值替代品”來體現協同利益分配的合理性和有效性，這些價值替代品是資產專用性投資、采購量、采購期、采購間隔、質量保證與技術保證、采購價格與價格折扣、供貨-采購優先權、各種互利優惠活動等，否則將使知識協同的實現機制缺乏可操作性。

3 模型理論框架

針對以上對于供應鏈知識協同實現機制研究存在問題的分析，本文將供應鏈決策結構和外部需求特性作為研究的基本框架，探討在分散型決策結構和隨機性外部需求環境下的供應鏈知識協同機制問題。

供應鏈決策結構可以分為分散型決策結構與集中型決策結構，外部需求屬性可以分為確定性需求和隨機性需求兩類，多數情況下企業面臨的外部環境充滿變化和不確定性，這些不確定性帶來了協同的風險。在隨機性需求中，產品生命周期較短，可根據以往需求量推斷大致需求區間的產品，符合均勻分布的假設[28]。為研究的方便，本模型假設外部需求符合均勻分布。

此外，知識協同的核心參數不再僅僅限于知識本身，模型圍繞契約采購量、采購價格等參數進行設計。

模型由一個供應商S和一個制造商M構成，雙方互為產品的需求-供給關系和知識的需求-供給關系，共同為開發某種全系的市場可能需求的產品展開協作研發。在研發的過程之中，雙方互相進行知識資源的流動、共享和協作，上述行為可以視為雙方針對特定用途的專用智力資本投資，這種投資是雙向的。除此之外，雙方共同承擔該新產品研發成功后市場需求不確定性的風險。因此，為保證協同能夠實現，合作雙方訂立關于風險與收益的契約就至關重要，本模型對合作雙方的最優契約進行探討。

3.1 模型假設條件

為簡化起見，也為了使模型能夠建立，首先有以下假設：

假設1：完全信息，即作為制造商的M公司與作為供應商的S公司雙方都彼此清楚了解對方產品的成本構成、研發投入等費用，以及雙方產品銷售所獲得的收入、利潤等信息，雙方之間不存在信息不對稱;

假設2：S公司是M公司唯一的配件供應商，除S公司外，M公司不向任何第三方采購配件，M公司的采購成本的發生只與S公司有關。同樣，S公司所生產的產品將全部銷售給M公司。

除上述假設之外，為研究方便，還有下面的設定：

其一，供應鏈知識協同成員都追求自身經濟利益最大化，每個成員都有決策權，即分散型決策結構。

其二，僅考慮單一產品的定價，特別是知識協同模型中供應鏈成員通過知識協同實現技術創新所生產的新產品，市場上同類產品相對較少，所以在模型中不考慮替代產品的價格。

其三，供應商和制造商互為唯一采購—供應對象，不存在其他的采購供應行為。

其四，不考慮庫存和其他固定成本。

其五，雙方的任意一個研發投入組合（Ri，Ii）都能得到一個特定的研發成果，該研發成果能夠轉化成為技術和產品。

3.2 均勻分布特性

設隨機變量為制造商面臨的外部市場需求且符合均勻分布，隨機變量的概率密度函數為f（x），分布函數為F（x）。則有：[fx=] [b-a][1][0][a

其中F（a）=0 F（b）=1

當協同雙方面臨隨機性外部需求時，契約模型特別是獎勵與懲罰等契約適合于此類情況。

3.3 模型主要參數

Q—契約采購量，指為保證知識協同的實現，供應商要求制造商應保證一定的采購規模以分攤協同研發等費用，降低協同風險;

Pm—制造商產品的市場銷售價格;

Ps—供應商提供給制造商的轉移價格;

Cm—制造商單位產品生產成本（不包括對供應商的采購成本部分）;

Cs—供應商單位產品生產成本;

Rm—制造商的研發費用;

Rs—供應商的研發費用;

Im—為實現知識協同，制造商對供應商的智力資本投資量，包括知識流動、知識共享等;

Is—為實現知識協同，供應商對制造商的智力資本投資量，包括知識流動、知識共享等;

Fm—制造商為實現協同發生的智力資本投資成本;

Fs—供應商為實現協同發生的智力資本投資成本;

Lm—知識協同風險系數，指制造商對供應商進行知識流動與共享的風險;

Ls—知識協同風險系數，指供應商對制造商進行知識流動與共享的風險;

對參數做進一步設定：

（1）知識協同對研發費用的降低，令：

Fm=LmIm;Fs=LSIs

Rm=Rm0-KmQIs;Rs=Rs0-KsQIm

式中，Rm0—指在沒有雙方知識協同的情況下，制造商研發一新產品所需要的研發費用，正常情況下Rm0為一確定值;Rs0—指在沒有雙方知識協同的情況下，供應商研發一新產品所需要的研發費用，正常情況下Rs0也為一確定值。

KmQIs—指通過雙方的知識協同實現了研發周期縮短、研發成功率提高等效應，從而實現了制造商研發費用的節省量，其中Km為知識吸收與轉化系數。模型中設定研發費用的節省量與雙方的協同積極性和投入有關，即當市場規模越大、供應商對制造商的智力資本投資越大，制造商的研發積極性越高，從而對研發費用的降低成效越大，反之亦然;

同理，令Rs=Rs0-KsQIs，其中參數的描述與制造商相同。

（2）知識協同風險與成本，令：

Fm=LmIm，即智力資本投資成本與風險和投資量正相關;

同理，令Fs=LsIs

4 協同分析

4.1 制造商分析

制造商M的目標利潤函數為：

∏m=PmQ-CmQ-PsQ-Rm0+KmQIs-LmIm

制造商面臨的外部需求服從均勻分布，即需求的范圍為[u，v]。

進一步探討，當市場需求小于契約采購量時，雙方利益都受損，但在本模型中供應商處于被動和相對劣勢，其本身是為了配合制造商的產品研發活動，因而其損失更大。為使協同能夠進行，當出現以上情況時，應對供應商的利潤損失予以補償。

反之，當市場需求大于契約采購量時，雙方都獲益，但對供應商而言其產品銷量、價格及成本是按照契約采購量進行最優決策，因而在此種情況下，供應商相對獲利。為使協同能夠進行，當出現以上情況時，供應商應和制造商分享額外收益。

基于以上設定，設隨機市場需求量或銷售量為x，當Q>x時，即市場需求量小于雙方約定的契約采購量，修正制造商的目標利潤：

∏m=Pmx-Cmx-Psx-Rm0+KmQIs-LmIm-w（Q-x）Ps

式中，w—協同關系系數，0≤w≤1，其實際含義是雙方愿意在多大程度上進行風險共擔和利潤共享，即當制造商的比例為w時，供應商的比例為（1-w）。

當Q

∏m=Pmx-Cmx-Psx-Rm0+KmQIs-LmIm+s（x-Q）Ps

式中，s—協同關系系數，0≤s≤1，其實際意義是雙方愿意在多大程度上進行風險共擔和利潤共享，即當制造商的比例為s時，供應商的比例為（1-s）。且s≠w。

則有，當隨即需求量為x時，制造商的期望利潤：

E（∏m）=[Q][u] x（Pm-Cm-Ps+wPs）f（x）dx+[Q][u] x（KmQIs-Rm0-LmIm-

wPsQ）f（x）dx+[V][Q] x（Pm-Cm-Ps+sPs）f（x）dx+[V][Q] x（KmQIs-Rm0-LmIm-

sPsQ）f（x）dx

因為fx=1/（v-u），求解?E（∏m）/?Q，令其等于零，得：

Q=[Ps（sv-wu）-KmIs（v-u）][Ps（s-w）]

又因為∏m的二階導數為：∏m=Ps（s-w）

當s

式中sx，契約采購量大于隨機市場需求量時制造商分擔的損失比例。簡言之，制造商應承擔得更多而索取得更少，這也符合以制造商為主導的供應鏈知識協同實際情況。否則，知識協同難于實現。

4.2 供應商分析

當隨即需求量為x時，供應商的期望利潤：

E（∏m）=[Q][u] x[Ps-Cs-Q]f（x）dx+[V][Q] x[Ps-Cs-（1-s）Ps]f（x）dx+[V][Q] [KsQIm-Rs0（1-w）Ps]f（x）dx+[Q][u] [KsQIm-Rs0-LsIs+（1-w）Ps-LsIs+（1-s）PsQ]f（x）dx

求解?E（∏s）/?Q，令其等于零，得：

Q=[Ps（sv-wu）-KsIm（v-u）-Ps（v-u）] [Ps（s-w）]

同樣，在s

顯然，供應商的最優契約采購量和制造商的契約最優采購量并不相同，這與現實情況相符。一般情況下，制造商為減少風險會盡量降低契約采購量，而供應商則期望制造商增大契約采購量以減少自身的風險水平。下面比較Q*s和Q*m，令：

Ks=Km=K，即雙方都有相同的知識吸收轉化能力和相同水平的協同意愿。比較Q*m和Q*s：

Qm*-Qs*= [K（V-U）（Im-Is）+Ps（v-u）][Ps（s-w）]

分析上式，因為sIs時，Q*m

在現實供應鏈系統中，供應鏈的核心企業往往承擔更多的知識協同責任，為實現協同核心企業向協作企業輸出更多的知識資源，也就是更大的智力投資，所以Im>Is符合供應鏈知識協同的一般特征。

在此，Q*m

5 結論及啟示

根據上述分析，市場隨機需求量應滿足：u

當u

當Q*m

當x>Q*s時，銷量的上升反而帶來雙方利潤的下降，但在實際企業營銷中，為擴大市場占有率、封鎖競爭對手，企業也可能采取此類決策。

知識協同契約能夠起到維護協同雙方利益的作用，特別是供應商的應得利益，保障供應商參與合作的積極性。契約采購量和協同關系系數的合理設計能夠在不確定的市場環境下調節協同雙方的利益和風險配置，使得協同得以實現。

參考文獻：

[1] 赫爾曼.哈肯（德），凌復華譯.協同學—大自然構成的奧秘[M].上海：上海譯文出版社，2001.

[2] Anklam， P. Knowledge Management： The Collaboration Thread[J].American Society f-or Information Science and Technology，2002（6）：501-511.

[3] 馮長利，周劍，蘭鷹.供應鏈成員間知識共享行為演化博弈模型[J].情報雜志，2012（3）：138-144.

[4] 張旭梅，沈娜麗，徐廣業.供應鏈環境下的客戶知識協同獲取決策模型[J].計算機集成制造系統，2012（10）：2273-2279.

[5] 李新，王敏晰.供應鏈聯盟知識共享的博弈分析[J].中國流通經濟，2012（10）：46-50.

[6] 羅棪心.供應鏈企業間知識轉移的Stackelberg博弈分析[J].安陽師范學院學報，2014（1）：58-61.

[7] 萬穎，李紅波，劉亞相.供應鏈知識流管理的博弈分析[J].商業時代，2013（9）：52-52.

[8] 牛曉格.供應鏈協同創新環境下企業間的知識共享機制研究[D].天津：天津大學，2013（12）：38-39.

[9] 葉詩凡，楊嵐，張建華.供應鏈知識共享動態進化博弈研究[J].情報雜志，2012（9）：126-130.

[10] 吳維軍，趙國軍.關系投入與供應鏈聯盟類型的契合性選擇[J].沈陽師范大學學報（社會科學版），2014（4）：76-79.

[11] 張旭梅，黃陳宣.逆向供應鏈企業間知識共享的決策機制研究[J].管理學報，2013（2）：233-237.

[12] 胡彥聞.汽車行業供應鏈成員協作知識創新投入決策博弈分析[J].上海汽車，2011（12）：33-46.

[13] Blumenberg， S.， Wagner， H.，& Beimborn， D. Knowledge transfer process-es in IT o-utsourcing relationships and their impact on shared knowledge and outsourcing perfo-rmance[J]. International Journal of Information Management， 2009（29）：342-352.

[14] Samaddar，S.， & Kadiyala， S. S. An analysis of inter-organizational resource sharing decisions in collaborative knowledge creation[J].European Journal of Operational Research， 2006（170）：192-210.

[15] 陳偉.供應鏈企業間知識交易的創新效應與契約機制研究[D].重慶大學，2011.

[16] 陳偉，彭程，徐磊.關系機制、市場契約與知識交易[J].財經論叢，2014（11）：66-72.