基于可追溯性的供應鏈企業行為研究

周俊男 陳曉榮

(上海交通大學 安泰經濟與管理學院，上海 200030)

基于可追溯性的供應鏈企業行為研究

周俊男 陳曉榮

(上海交通大學 安泰經濟與管理學院，上海 200030)

可追溯性作為一種不斷發展的信息披露和質量安全控制方法，通過降低供應鏈中各環節企業之間的信息不對稱性，進而達到保證最終產品質量的目的。本文探究了多個同質供應商和一個制造商組成的消費類電子產品供應鏈結構中，在供應鏈中企業存在雙邊道德風險情況下，可追溯性對最優成本分擔合同的設計，及供應商和制造商的最優生產行為的作用機制。研究發現，可追溯性作為一種信息披露手段，增加供應鏈中任一環節的可追溯性，不僅會提升本環節企業的生產努力水平，也會對其他環節企業的生產決策產生正面影響。同時，可追溯性作為一種質量控制手段，降低了質量分擔合同中制造商要求供應商分擔的補償成本，在保證產品質量的基礎上維系了供應鏈企業間的合作關系，降低了信息不對稱下的道德風險發生的可能性。

可追溯性；雙邊道德風險；質量分擔合同

1 引言

目前，已經有一些供應鏈管理的文獻研究了可追溯性作為外生參數如何對企業行為和產品質量產生影響。Hobbs[1]分析了在信息不對稱情況下，追蹤問題產品時，可追溯系統有助于減少社會成本，并確認責任的分配。Starbird等[2]研究了購買商利用包含可追溯性的合同來影響供應商對合同的選擇。Pouliot等[3]分析了追溯體系和責任賠償對供應鏈上下游企業生產行為的影響，認為下游生產商生產信息可追溯性的增加可以改善上游和下游生產者的生產努力水平。Resende-Filho等[4]利用委托代理模型，研究了買方通過選擇追溯系統的可靠性及給予賣方的支付金額，使得賣方付出期望努力水平，并使得買方成本最小化。陳一凡[5]分析了一個供應商和一個制造商組成的供應鏈中，存在質量檢測機制和貿易信貸兩種質量控制手段的情況下，可追溯性對于不同合同的合同參數及雙方最優決策的影響。

在供應鏈追溯系統出現之前，供應鏈中企業已通過設計基于質量成本的合同來約束合同雙方的行為，進而保證產品質量。國內外學者對于設計質量成本分擔合同影響供應鏈上企業的行為，達到保證生產行為和提高產品質量的問題已經進行了一定的研究。質量成本這一概念最早于1951年由J.M.Juran提出，其定義是為了確保和保證滿意的質量而發生的費用以及沒有達到滿意的質量所造成的損失，是企業生產總成本的一個組成部分。此后，Feigenbaum（1961）將質量成本進一步分為四類，包括預防成本、鑒定成本、內部失敗成本和外部損失成本。如果企業未能發現產品質量問題，在交付給顧客后產生質量問題，就會產生保修費、退貨損失、索賠費用和訴訟費等外部損失成本。Baiman等[6]研究了產品質量，質量成本和合同設計之間的關系，其中供應商決定質量改進努力水平，購買商決定質量鑒定水平、產生質量問題時需要支付的懲罰成本，研究證明了購買商提升質量鑒定能力可以提高產品質量。Balachandran等[7]研究了由購買商和供應商共同組成最終產品的供應鏈，雙方的質量決策都會影響最終產品質量。購買商通過某種界定工具來確定供應商是否需要對其支付賠償，分析了兩種成本分擔合同的效果。熊爽[8]研究了二級供應鏈中，組件信息完全和信息不完全的情況下供應鏈各成員的產品質量提高的努力水平，設計召回成本分擔機制以實現供應鏈質量的提高。在現實供應鏈管理中，企業可利用追溯系統降低信息不對稱性，明確產品質量問題的責任界定，使得質量成本合同的設計更有效。

通過對上述文獻進行總結可以發現，關于可追溯性的研究目前大都集中在食品安全領域，但隨著制造業企業質量信息化的發展趨勢，可追溯性對于消費類電子產品供應鏈上企業行為的影響仍然缺乏深入了解。此外，較少文獻同時研究在供應鏈中供應商和制造商的生產活動都對產品質量產生影響，且雙方生產行為互不知情（即存在雙邊道德風險）時，產品信息對供應商和制造商的最優行為決策，以及對質量分擔成本合同設計的影響。因此，本文在前人基礎上，探究了多個同質供應商和一個制造商的消費類電子產品供應鏈結構中，在供應鏈中企業存在雙邊道德風險情況下，通過追溯系統提供的信息設計最優成本分擔合同，并分析供應商和制造商的最優決策問題以及可追溯性對企業生產行為的作用機制。

2 模型假設

考慮由多個提供同質產品風險中性的供應商和一個風險中性的制造商組成的供應鏈，制造商以價格Ps從多個供應商處購買中間產品，并進一步加工出最終產品，以價格Pm在市場上銷售。雖然模型假設中只有一個制造商，但不作為壟斷情況，只是簡化分析競爭市場中的單個企業行為，故此處產品銷售價格Pm是市場均衡價格，制造商是價格接受者。

在供應鏈生產過程中，假設有n個供應商和制造商，基于同質性每一個供應商提供的中間產品所占份額為μ，且∑ni=1μ=1。供應商和制造商在生產過程中的努力水平分別為esi和em，假設esi∈[0,1],i=1,2,…,n、em∈[0,1]，相應努力水平的生產成本為C_s(e_si)和C_m(e_m)。一般地，當供應鏈中企業的努力程度提高，其相應的生產成本也會提高，即有Cs'(esi)＞0，Cm'(em)＞0。并且供應商和制造商為增加努力程度而投入的生產成本會隨著努力程度的提高而增加，即邊際成本遞增，Cs''(esi)＞0且Cm''(em)＞0。另一方面，當生產過程中供應商努力程度為esi時，產品因供應商責任而在消費者處出現質量問題的概率為gs(esi)；當制造商在努力程度為em時，產品因制造商責任而在消費者處出現質量問題的概率為gm(em)，假定gs(esi)、gm(em)∈(0,1)。一般而言，供應鏈中的企業在產品質量方面的努力程度越高，其為產品投入的原材料品質或制造工藝將更達到要求，產生質量問題的可能性則會降低，故有gs'(esi)＜0且gm'(em)＜0。定義g(es,em)為產品經過供應商和制造商生產過程后，最終在消費者處出現質量問題的概率，由于假設所有供應商是同質的，故即

假設此供應鏈中存在由政府或行業主導建立的追溯系統，供應鏈中企業不需要承擔產品追溯系統成本。當最終產品在消費者處發生了質量問題，產生外部質量成本A，由于供應鏈中企業間存在信息不對稱，無法清楚了解對方的生產努力水平，此時需要通過產品追溯系統確定產生質量問題的原因并界定雙方的責任，可追溯性分別設為Ts∈[0,1]和Tm∈[0,1]，Tm代表消費者向制造商追溯的能力，當產品出現質量問題消費者追償損失，Ts代表了制造商向供應商追溯的能力。消費者若可追溯到制造商，制造商承擔外部成本A后，將繼續向前追溯質量問題的根本原因，如能確認責任屬于供應商，即可按簽訂合同要求制造商支付補償成本B，以彌補供應商損失。供應鏈中企業充分利用追溯系統，既保障消費者利益，也可約束供應鏈中企業的行為。

在上述模型假定下，建立供應商和制造商的兩階段博弈，博弈事件順序如圖1。第一階段為合同簽訂前，制造商為供應商提供一份合同{Ps,B}，Ps是制造商付給供應商的單位產品價格。當產品出現質量問題，消費者追溯至制造商處，制造商首先承擔外部成本A，并繼續向前追溯。若追溯系統有效確定供應商責任后，供應商須向制造商支付補償成本B。若供應商判斷合同期望收益大于其保留收益，則接受合同。第二階段為合同簽訂后，供應商和制造商在生產過程中決定各自的生產努力水平，且雙方行為難以觀測，產生雙邊道德風險，產品最終到達消費者處。

圖1 博弈的事件順序

3 模型分析

3.1 模型設定

在供應商和制造商信息不對稱的情況下，對于制造商而言，供應商的努力程度未知，供應商存在偷工減料等影響中間產品質量的道德風險問題。同樣對于供應商而言，制造商努力程度未知，此時雙方在合同的約束下將各自選擇最優的努力程度以使得自身達到利潤最大。

假設產品在供應商和制造商在生產過程中努力程度分別為es和em時，產品在消費者處出現質量問題的概率分別為：

gs(es)＝1-es，gm(em)＝1-em，則產品經過供應商和制造商生產過程后最終在消費者處出現質量問題的概率為

假設相應的努力水平的生產成本設為

其中邊際生產成本為as＞0,am＞0。

在上述假設和分析基礎上，制造商的期望利潤E(Πm)為，

供應商期望利潤E(Πs)為，

在雙邊道德風險下,制造商首先設計合同且供應商簽訂合同，而后制造商和合同商在信息不對稱的情況下決定各自生產行為，此最優決策轉化為以下最優問題的求解：

3.2 模型求解

3.2.1 可追溯性對企業生產行為最優決策的作用機制對此兩階段博弈采用逆向解法，首先在博弈第2階段中，在假定已簽訂的情況下，可以對供應商和制造商的最優生產努力程度進行求解。其中，制造商期望利潤E(Πm)關于em的一階和二階導數分別為

供應商期望利潤E(Πs)關于es的一階和二階導數分別為，

由以上式(7)和(9)一階條件，可解得制造商和供應商的最優生產努力水平為

從式(11)和(12)可以看出，當Tm→0或者Tf→0，有即當可追溯性很低的時候，供應商和制造商的努力水平非常低，存在嚴重的道德風險問題。并且由于努力水平es和em應該屬于[0,1]區間內，故根據式(11)和(12)和需要滿足以下3個條件:

為了探討可追溯性作為外生參數對于供應商和制造商生產決策的影響，分別對式(11)和(12)式求關于Tm和Ts的偏導得到:

式(13)和(14)顯示，消費者對制造商的可追溯性Tm會正向影響制造商和供應商的生產努力程度，從而提升最終產品的質量水平和安全程度。式(15)和(16)則通過對參數的計算可以發現，制造商對供應商的可追溯性Ts同樣會正向影響制造商和供應商的生產努力程度，減少制造商和供應商偷工減料的可能性。

結論1 提高消費者對制造商的可追溯性可以提高制造商和供應商的生產努力程度；提高制造商對供應商的可追溯性也能夠提高制造商和供應商的生產努力程度。此結論說明，在一個由多個供應商和一個制造商組成的供應鏈中，對任何一個環節中可追溯性的增強都會對供應鏈中企業的生產行為產生影響。雖然現實中供應鏈體系可能更為龐大復雜，但針對某一環節提升其追溯系統準確性不僅會使得這個環節企業的努力程度增加，提升產品質量，也會對其他環節的生產決策產生正面影響，共同將對產品在消費者出產生質量問題的可能性，提升產品質量，有利于企業長遠發展。3.2.2可追溯性對質量成本分擔合同最優設計的影響

基于博弈第二階段供應商和制造商的最優生產決策后，帶入第一階段中合同設計問題，模型可簡化如下，

考慮可追溯性Ts和Tm對補償成本B*的影響，有

結論2提高消費者對制造商的可追溯性，或提高制造商對供應商的可追溯性都會降低制造商要求供應商的補償成本。此結論也說明，可追溯性和補償懲罰機制作為質量控制手段具有互相替代性，可追溯性的增加有助于供應鏈企業間的長遠合作。

4 算例分析

基于以上模型設定與求解結果，對各參數作如下假定，設as=6,am=8，A=10,B=0.5,μ=1，此時供應商最優生產努力水平es*如圖2，可以看出隨著消費者對制造商的可追溯性、制造商對供應商的可追溯性的提高，供應鏈中的多個同質供應商的努力程度都呈單調上升。

圖2 供應商最優生產努力水平與可追溯性的關系

同時考察制造商的最優生產努力水平em*，結果如圖3所示。由圖3可見隨著消費者對制造商的可追溯性或者制造商對供應商的可追溯性的提高，供應鏈中制造商的生產努力程度也呈單調上升，與結論1相吻合。

圖3 制造商最優生產努力水平與可追溯性的關系

在博弈第一階段中，可以看到不同的追溯能力下，質量分擔成本中的補償成本最優值B*的變動如下圖。隨著可追溯性的提升，供應商需要向制造商支付的補償成本在遞減。

圖4 合同最優補償成本與可追溯性的關系

5 結語

消費電子產品的快速更新周期和多樣性正在改變制造流程運作，產品的功能愈趨復雜，設計難度提高，人工或半自動化的監控檢測已經不適應消費電子產品制造流程。產品出現問題后確定責任困難，召回成本巨大，使得可追溯性的運用愈加重要和迫切。在電子產品制造過程中建立良好的追溯系統，能夠清晰識別制造過程中影響最終產品品質的各個環節企業行為，持續改善和規范生產行為，提高消費者滿意度，不斷減少制造過程中產生的缺陷，保證企業長遠健康發展。

通過研究發現，在多個同質供應商和一個制造商的消費類電子產品供應鏈結構中，企業存在雙邊道德風險情況時，可追溯性作為一種有效質量控制手段，會激勵供應鏈中企業提升生產努力水平，進而保證產品質量，降低以次充好的可能性。尤其是增加供應鏈中任一環節的可追溯性，不僅會提升自身的生產努力水平，也會對其他企業的生產決策產生正面影響。實際生產中，可追溯性不僅提高了對自身責任的確認，也提高了對其他企業責任的甄別能力?？勺匪菪缘奶嵘沟霉溨械钠髽I規范生產行為，加強質量投入，共同保證產品質量，維持長遠發展。

在質量成本分擔合同的設計中，我們發現可追溯性作為一種質量控制手段，與懲罰機制具有互相替代性。質量成本分擔合同是通過設定供應商的預期賠償以約束和規范其生產行為，可追溯性通過掌握生產信息，提升了責任界定的準確性。在保證制造商和供應商實現利潤最大化的情況下，隨著供應鏈中任一環節的可追溯性的增加，提升了供應鏈中企業合作透明度，制造商要求供應商分擔的質量成本金額降低，在保證產品質量的基礎上維系了供應鏈企業間的合作關系，降低了信息不對稱下的道德風險發生的可能性。

未來的研究可以在質量成本分擔的合同設計中，進一步考慮既存在可追溯體系，同時也存在質量檢測、貿易信貸等質量控制手段的情況下，供應鏈中企業的生產水平決策，并比較各類質量控制手段下供應鏈中企業的期望利潤和供應鏈整體期望利潤的大小。

[1]HobbsJE.InformationAsymmetry and theRole ofTraceabilitySys-tems[J].Agribusiness,2004,20(4).

[2]StarbirdSA,Amanor-BoaduV.Contract selectivity,food safety,and traceability[J].Journal ofAgricultural&FoodIndustrialOrganization,2007,5(1).

[3]PouliotS,SumnerDA.Traceability,liability,and incentives for food safety and quality[J].AmericanJournal ofAgriculturalEconomics,2008,90(1):15-27.

[4]Resende-FilhoMA,BuhrBL.Aprincipal-agent model for evaluating the economic value of a traceability system:Acase study with injection-site lesion control in fed cattle[J].AmericanJournal ofAgriculturalEconomics,2008,90(4):1091-1102.

[5]陳一凡,薛巍立.存在追溯的貿易信貸與產品質量安全的關系研究[J].統計與決策,2014(8):46-49.

[6]BaimanS,FischerPE,RajanMV.Information,contracting,and quality costs[J].ManagementScience,2000,46(6):776-789.

[7]BalachandranKR,RadhakrishnanS.Quality implications of warranties in a supply chain[J].ManagementScience,2005,51(8):1266-1277.

[8]熊爽.考慮產品召回的供應鏈質量改進研究[D].東北大學,2010.

Research on Supply Chain Corporate Behavior Based on Traceability

Zhou Junnan Chen Xiaorong
（Antai College of Economics & Management，Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030）

Traceability, as a method of information disclosure and quality control, could reduce the information asymmetry between enterprises in the supply chain, so as to ensure the quality of the final products. This paper explores a supply chain with multi homogeneous supplier and one manufacturer of consumer electronics products under double moral hazard problem. We consider the effect of traceability in cost-sharing contract design and supply chain enterprises optimal production behavior decision. We find, the increase of traceability in any link in the supply chain will not only enhance its own production effort, but also have a positive impact on other enterprise's production effort decision. Meanwhile, traceability, as a means of quality control, will reduce the amount of compensation cost in the cost-sharing contract that manufacturer requires for suppliers, which help maintain cooperative relationship between supply chain enterprises and reduce the information asymmetry and moral hazard occurrence possibility.

traceability; double moral hazard; cost-sharing contract

F273

A

1005-9679(2017)02-0059-05

2016-12-05

國家自然科學基金“基于價值鏈重構的互聯網環境下制造業企業轉型升級研究”（71632008）

陳曉榮，博士，上海交通大學副教授，主要從事系統優化的研究；周俊男，上海交通大學安泰經濟與管理學院研究生，主要從事供應鏈管理的研究。