產品技術創新風險下零售商O2O供應鏈協調策略

田 巍, 曹細玉, 葛 兵

(1. 廣西財經學院 工商管理學院, 廣西 南寧 530003; 2. 電子科技大學 中山學院, 廣東 中山 528402)

隨著經濟發展水平的提高和市場競爭加劇,消費者對商品質量和價格有了更高的要求.反映在市場上,就是新產品在銷售份額所占的比例持續增加,產品的生命周期不斷縮短.與此同時,企業在生產中又出現了人力成本攀升、企業利潤空間縮小的困境.因此企業需要持續進行技術創新,降低生產成本,提高產品質量和豐富產品類型.另一方面,由于市場不確定性、技術復雜性的增加,使得創新投資水平不斷提高,創新風險加大,為此企業往往借助聯合其上下游成員,實現供應鏈創新協作[1-2].

國內外學者針對供應鏈中企業在創新過程中如何決定投資水平、其對上下游的影響進行了研究,但目前研究主要局限在非電子商務環境下的傳統供應鏈.如:Kim等[1]發現降低產品生產成本是企業研發階段合作的主要原因,并基于創新努力信息不對稱,比較了承諾與委托代理下菜單選擇的績效;Jose等[2]通過實證研究了不同產品特性、創新能力和內容、制度等差異對企業創新的影響;Gilbert等[3]研究表明面對供應商機會主義行為和創新投入的溢出效應,下游制造商創新投入降低自己邊際成本的努力減少;Wang等[4]基于創新成本系數,比較了不同契約對供應鏈成員創新投入與各方收益的影響;王麗麗等[5]分別對供應鏈成員內部及供應鏈之間企業技術創新的收益進行了動態博弈分析;付啟敏等[6]研究發現隨著供應商技術創新可行性的增加,供應商會提升投資水平,制造商降低了投資分擔比例.上述文獻從多角度研究取得了富有啟發性成果,但也有不足之處,如只有文獻[5-6]考慮了技術創新的風險,并且研究都局限在傳統供應鏈.對于電子商務環境下雙渠道供應鏈創新協作方面的文獻很少,如文獻[7-8]分別考慮了零售商和制造商的創新投入問題,但都未考慮技術創新的風險、不確定性,而這是創新的重要特征[1,5].

近年來由于電子商務的快速發展,顧客消費習慣發生改變,據數字營銷機構ComScore的調查顯示,在進入實體零售店的購物者中近半數會與網上零售店比較.零售商多渠道組合及全渠道零售觀念改變了產品銷售模式.一些傳統零售商,如沃爾瑪、梅西百貨、蘇寧等為增強競爭優勢,紛紛開拓網絡渠道,并采用O2O模式,即線下的商務機會與線上結合,通過線下體驗與網上商城相結合的方式整合O2O供應鏈,使顧客既可以在網上足不出戶購物,又可以在實體店體驗之后再購物[9].這些零售商通常實力較強,在供應鏈中居主導地位,為避免價格競爭,常采取渠道同價策略[10-11].現有與O2O供應鏈相關的文獻主要是針對雙渠道供應鏈進行的研究,以解決渠道沖突、定價策略及渠道協調等問題[12-14],而真正針對零售商O2O供應鏈的研究目前還很少.如:吳曉志等[10]研究了需求和服務替代系數同時擾動下O2O零售商訂貨和供應鏈協調;Chen等[11]比較了制造商和零售商不同博弈方式對定價和供應鏈利潤的影響;最近,Ji等[15]研究了在不同碳交易政策下零售商O2O供應鏈中制造商致力于降低碳排放的最優策略.目前零售商O2O供應鏈越來越普遍,已有文獻對此研究不足,盡管文獻[11,15]涉及零售商服務努力,但都未考慮供應鏈成員的創新投入.

鑒于電子商務環境下供應鏈創新協作的必要性,結合O2O供應鏈特點,本文考慮零售商O2O供應鏈中零售商在傳統渠道實施服務努力提升產品體驗,同時制造商進行有風險的技術創新,分析制造商技術創新與產品服務努力間的相互影響,得到雙方博弈的最優策略,并提出了供應鏈協調契約.

1 問題描述與模型假設

考慮由一個制造商和一個零售商組成的兩級零售商O2O供應鏈,該供應鏈生產并銷售某產品.零售商在供應鏈中居主導地位,并實施全渠道戰略.主要假設說明如下:

1) 制造商和零售商都是風險中性的,雙方以最大化各自的期望利潤為目標進行決策.

2) 零售商擁有線上線下2個零售渠道,為減輕渠道間沖突,采用同價策略[15].零售商通過傳統渠道服務努力s提升產品體驗,提高消費者需求,設網絡渠道和傳統渠道市場需求d1和d2分別為

(1)

其中,a為該產品的潛在市場需求量,μ和1-μ分別為網絡渠道和傳統渠道潛在需求的份額,0<μ<1,p為產品零售價,k為傳統渠道需求對服務的敏感系數,s包括提升產品體驗和促銷努力等,設其成本為f(s)=c1s2[10-11].另外,在渠道同價情況下,顧客可以在傳統渠道體驗產品,然后到網絡渠道購買;也可以在網絡渠道搜索信息后在傳統渠道完成購買.因此(1)式隱含假設:盡管兩渠道間通常具有一定的競爭關系,但與非O2O不同,這里傳統渠道s不會導致網絡渠道需求d1的減小.

借鑒文獻[5],考慮到技術創新風險,創新績效具有不確定性,設技術創新成功的概率為u,0

4) 現實中技術創新投入和一次性的零售促銷投入都是較大的投資,因此成本系數c1、c2較大.基于現實中參數間關系,不失一般性假設4c1>k2,c2>2r2,它們將保證本文涉及的目標函數為決策變量的凹函數[3,15].

根據以上假設,制造商和O2O零售商的期望利潤Eπm和Eπr分別為

Eπm=(w-c+uθr)(d1+d2)-c2θ2/2,

Eπr=(p-w)(d1+d2)-c1s2,

其中w為制造商的批發價.

2 模型分析

2.1零售商O2O供應鏈分散決策模型該情況下制造商和零售商相互獨立,零售商居主導地位擁有優先決策權,雙方進行2個階段的Stackelberg動態博弈:零售商在預期制造商反應情況下,首先確定服務努力s及產品的邊際銷售利潤(銷售加價)m,即產品的銷售價p=w+m;隨后制造商確定創新投入力度θ和批發價w.下面采用逆序方法分析.

在博弈的第二階段制造商的優化問題為

maxEπm(w,θ|m,s)=

(2)

將(1)式代入(2)式有

Eπm的海塞矩陣對應行列式的值為

4(c2-r2u2)>0.

顯然該海塞矩陣負定,Eπm(w,θ)是關于w、θ的凹函數,由一階條件聯立得制造商的反應函數為

(4)

(3)和(4)式表明制造商的w和θ都隨著零售商服務努力s的增大而增大,隨邊際銷售利潤m的增大而減小.另外,w和θ還受制造商自身創新成功概率u的影響:θ隨著u的增大而增大;而由

知,w隨著u的增大而減小.

將(3)和(4)式代入零售商的目標函數

maxEπr(m,s)=(p-w)(d1+d2)-c1s2. (5)

由

Eπr的海塞矩陣對應行列式的值為

在模型假設條件4)下,顯然

16c1c2-c2k2-16c1r2u2=

8c1(c2-2r2u2)+c2(8c1-k2)>0.

因此該海塞矩陣仍為負定,由一階條件可得零售商最優邊際銷售利潤和服務努力分別為:

由一階導數的正負易知,零售商邊際利潤m1*和服務努力s1*都隨著需求對服務敏感系數k和制造商創新成功概率u的增大而增大,隨成本系數c1、c2的增大而減小;另外,m1*和s1*與兩渠道潛在需求份額無關,這反映了顧客兩渠道購物與O2O零售商采取線上線下整合的特點.

將m1*、s1*依次代入(1)～(5)式可得:

制造商最優批發價和創新投入力度分別為:

產品在2個渠道總需求

其中

另外,雙方期望利潤分別為:

2.2集中決策模型為與2.1節比較,下面以制造商和零售商縱向整合的集中決策模式為參照.此時供應鏈以整體優化為目標,只須確定p、θ、s.在集中決策下不僅技術創新成功概率u為雙方已知,而且供應鏈內部技術創新是否成功的信息能夠共享.利用該信息,集中決策者面臨的是多階段決策問題:首先基于期望利潤進行創新投入決策,接著根據技術創新是否成功,對p、s采取相應策略以最大化供應鏈期望利潤Eπsc.

基于分步優化的思想,采用逆向歸納法分析.首先考慮技術創新成功和不成功2種情況下供應鏈最優策略.

由于

πscs(p,s|θ)的海塞矩陣對應的行列式的值為8c1-k2>0.顯然該海塞矩陣負定,πscs(p,s|θ)是關于p、s的凹函數,由一階條件聯立得供應鏈最優零售價和服務努力分別為:

(6)

(7)

將(6)和(7)式代入πscs(p,s|θ)中,得

2) 當技術創新不成功時,若第一階段技術創新不成功,則供應鏈整體利潤為

同情況1)分析可知πscu(p,s|θ)仍是關于p、s的凹函數,因此由一階條件聯立得供應鏈最優的零售價和服務努力分別為:

(8)

(9)

將(8)和(9)式代入πscu(p,s|θ)中得

第一階段集中決策者根據上面2種情況下的利潤,其目標函數是

由

在假設條件4)下,顯然

8c1c2-8c1r2u-c2k2= 4c1(c2-2r2u)+c2(4c1-k2)>0.

(10)

將θC*代入Eπsc(θ),得到供應鏈期望利潤為

將(10)式依次代入情況1)、2)的相關各式,可分別得到技術創新成功和不成功2種情況下,供應鏈最優零售價、服務努力及渠道需求,結果如表1.

表 1 技術創新成功和不成功2種情況下集中決策的相關變量最優值

命題1與零售商O2O供應鏈分散決策相比,在集中決策模式下有如下結論:

證明為表述簡潔,本文令

A=8c1c2-8c1r2u-c2k2,B=16c1c2-16c1r2u2-c2k2,

顯然有A>0,B>0.

1) 比較表達式θC*與θ1*,顯然θC*>θ1*.

2)

即得證.

c2r2u2k2+16c1r4(1-u)u3]/(8c1-k2)AB>0.

因此命題1得證.

命題1表明集中決策下針對技術創新情況,以整體優化為目標采取不同策略,產品創新投入、傳統渠道服務努力和渠道總需求的期望值都增大了.顧客對產品的服務體驗更好,產品售價的期望值降低,因此供應鏈競爭力增強,供應鏈整體利潤的期望值增大.

另外,可以發現無論是集中決策還是分散決策,O2O零售商提升顧客線下渠道產品體驗時,采取渠道整合下的同價策略,避免了兩個渠道的競爭,此時供應鏈成員的決策和收益都與兩渠道潛在需求份額無關.

2.3基于成本分攤加收入共享契約的供應鏈協調為使分散決策的雙方通過合作得到更大收益,考慮一個基于創新成本分攤加收入分享的混合契約來協調供應鏈:在該契約下雙方緊密合作,技術創新成功與否信息為供應鏈共享,居主導地位的零售商由此分擔創新成本,降低制造商技術創新風險.設零售商承擔創新投入成本的比例為h1、分享制造商收入的比例為h2,0

在該契約下雙方進行3個階段的Stackelberg動態博弈:首先零售商宣布h1和h2;接著制造商進行降低生產成本的創新投入θ,并將其是否創新成功的信息與零售商分享;最后零售商依據該信息確定服務努力s和零售價p,制造商確定批發價w.以下采用逆序方法分析.

πms(w|h1,h2,θ)=(1-h2)(w-

(12)

πmu(w|h1,h2,θ)=(1-h2)(w-

(13)

第二階段制造商的期望利潤

Eπm(θ|h1,h2)=uπms(h1,h2,θ)+ (1-u)πmu(h1,h2,θ).

由

因此Eπm(θ)是關于θ的凹函數,利用一階條件得制造商最優創新投入力度

令θ2*=θC*,對比(10)和(14)式可知,只需零售商在第一階段設定h1=h2.因此得到命題2.

由以上分析及命題2可以看出,在該契約下零售商分擔了制造商技術創新的風險,且產品銷售加價為零,即不從產品銷售加價中賺取利潤,而是按制造商收入比例提成.該契約將制造商和零售商聯系在一起,加強了兩者合作的可能性.

另外,與2.1章比較,有命題3.

其他不等式可以類似證明,這里從略.

命題3表明與供應鏈成員不合作相比,在該契約下,除了制造商創新投入增大外,無論產品技術創新是否成功,都有傳統渠道服務努力增大、產品零售價降低,因而顧客的消費者剩余增加.

令

顯然在h″

3 算例分析

為驗證本文相關結論,對契約協調機制的效果和產品技術創新風險下參數進行分析,以某大型O2O零售商與某空調制造商組成的供應鏈為例.為與競爭對手爭奪市場,該零售商考慮推出訂制的新產品,降低產品售價.為此與制造商結成戰略聯盟,參與到降低產品生產成本的技術創新投資.由此該制造商進行有一定失敗風險的生產流程與工藝的技術創新,為便于說明,采用數值算例分析,具體參數設置如下:

a=100, c=10, r=5, c1=20, c2=350.

首先假設u=0.8,k=3.經計算分散決策時制造商和零售商期望利潤分別是:

綜合圖1～圖4表明,k對零售商水平O2O供應鏈具有正向影響,k增大,零售商傳統渠道的服務努力對提升渠道需求的影響增大,將提高供應鏈成員的期望利潤與制造商創新投入.

圖 1 k對創新投入力度θ的影響

圖 2 k對零售商服務努力s的影響

圖 3 k對產品零售價的影響

圖 4 k對供應鏈成員期望利潤的影響

2) 技術創新成功概率u對供應鏈的影響.取k=3,由圖5、圖6可以發現,隨著u的增大,產品零售價降低,θ1*和θC*增大;在u相同時協調契約下的θC*比θ1*有較大提高,這體現了該契約的價值所在.

圖 5 u對產品零售價的影響

圖 6 u對創新投入力度θ的影響

4 結束語

隨著電子商務環境下消費者購買習慣的改變,許多線下大賣場、大型購物中心的顧客及利潤流失,為此越來越多的傳統零售商開拓全渠道模式,利用線上、線下相結合的優勢,提供富有吸引力的顧客產品體驗.在此背景下,本文研究了零售商主導的O2O供應鏈中,零售商與制造商結成戰略聯盟聯合推出新產品,零售商除了渠道服務提升產品體驗外,參與到制造商進行的有風險的技術創新投入;分析了雙方收益及服務努力與制造商創新投入的互相影響關系,提出了供應鏈協調契約;最后通過具體算例,分析了服務努力的需求效應系數和技術創新成功概率對供應鏈各方的影響.

本文僅考慮了供應鏈成員風險中性、渠道同價背景下零售商O2O供應鏈創新協作問題,未來研究可進一步考慮供應鏈成員具有風險偏好、多成員創新投入,及渠道異價等情況對供應鏈創新投入的影響及協作策略.