基于供應鏈的集群企業(yè)與物流企業(yè)技術創(chuàng)新博弈分析

錢存華 樊偉 付亞洲

內容摘要：集群企業(yè)與物流企業(yè)在供應鏈關系下對接緊密，無縫鏈接是雙方企業(yè)重點關注且逐漸加大創(chuàng)新投入的關鍵環(huán)節(jié)。本文在傳統對接技術創(chuàng)新模式的基礎上，提出了兩企業(yè)之間的技術創(chuàng)新協同新模式，針對影響協同策略選擇問題構建博弈模型進行分析。從內部生產、外部銷售兩階段入手，引入成功率、研發(fā)費用、溢出系數等變量建立完全信息動態(tài)博弈模型，求解各策略博弈均衡時最優(yōu)定價、利潤函數關系式，得出企業(yè)可根據不同技術溢出系數、創(chuàng)新因子水平選擇相應技術創(chuàng)新策略。

關鍵詞：供應鏈? ?企業(yè)協同? ?技術創(chuàng)新? ?完全信息動態(tài)博弈

兩企技術創(chuàng)新協同必要性和可行性分析

（一）兩企技術創(chuàng)新協同必要性

近年來，我國政府及各企業(yè)逐漸認識到技術創(chuàng)新是驅動市場利益的有效機制，有助于提升企業(yè)核心競爭力。加大經費投入是注重技術創(chuàng)新的主要體現，2016年社會各界共有15676.7億元用于各種研發(fā)，其中用于基礎研發(fā)占比5.25%。2017年全國社會物流總額252.8萬億，其中工業(yè)品物流總額234.5萬億，占比物流總額的92.76%。管理費用、運輸費用、保管費用分別為1.6萬億元、6.6萬億元、3.9萬億，分別同比提高7.6個百分點、5.4個百分點、2.7個百分點。

以上數據表明，技術研發(fā)高投入、物流高需求情況下，資源消耗仍然居高不下，提高物流業(yè)與制造業(yè)協同研發(fā)對接技術，一方面降低制造業(yè)物流服務成本，另一方面增強企業(yè)響應市場能力，提高其市場競爭力，同時也為物流業(yè)進一步優(yōu)化發(fā)展指明方向。新時代背景下現代物流業(yè)被賦予了更多使命，作為一種新興產業(yè)近年來受到各方學者的廣泛關注，其研究涉及物流業(yè)與集群制造業(yè)模式創(chuàng)新、機制創(chuàng)新、機理研究等定性理論研究，缺少包裝、運輸、倉儲、裝卸、搬運等具體問題的實證研究。物流技術是物流業(yè)智能化、提高物流運作、管理效率、服務水平的關鍵點。生產技術是制造業(yè)重要核心競爭力之一，通過技術創(chuàng)新使物流更好的服務于生產，一直是企業(yè)所追求的目標。

（二）兩企技術創(chuàng)新協同可行性

基于兩企技術創(chuàng)新協同能否有效的實施以及能否具有現實可行性這兩個問題，筆者通過對歷史文獻以及研究成果的梳理，發(fā)現近年來一些學者在兩企合作、聯動關系方面逐漸從理論層進入實證研究。理論方面，鄒筱（2014）提出物流業(yè)能夠融入制造業(yè)中構成供應鏈關系。供應鏈集群企業(yè)間具有地域盟約關系易推動復雜協作形式運行，其對物流服務需求總量較大，易達到物流企業(yè)技術創(chuàng)新門檻值。劉國巍（2018）指出區(qū)域物流企業(yè)技術創(chuàng)新能夠消化、吸收外部先進技術進一步促進協同創(chuàng)新。實證方面，吳永林（2016）通過實證分析得出兩企協作技術創(chuàng)新能夠做到技術互補和資源互補。以上文獻為協同技術創(chuàng)新可行性提供相關依據，并為文章研究方法選擇、參數變量設置提供技術支持。

集群企業(yè)與物流企業(yè)技術創(chuàng)新協同模式

集群企業(yè)與物流企業(yè)技術創(chuàng)新協同包括生產階段和銷售階段，其創(chuàng)新流程如圖1所示。集群企業(yè)與外包物流企業(yè)對合作中容易出現的問題以及能夠降低成本的包裝、運輸、倉儲、裝卸、信息系統、生產搬運、生產技術等對接環(huán)節(jié)進行技術協同改進、創(chuàng)新協商，并對成本按照相應的比例分攤、利益共享等達成協議。力求精益物流、準時生產，最大化解決以往外包中出現的供應不及時、對接損失大、服務質量低、風險高等問題。該協同模式，一方面，能夠在兩企對接中因不符合規(guī)范、標準不統一等問題造成損失之前有效解決，避免為應對單一企業(yè)需求投入大量資金研發(fā);另一方面，能夠綜合集群各企業(yè)集思廣益為物流對接技術研發(fā)出力，增加企業(yè)之間合作頻繁度，不斷提高縱向供應鏈、橫向供應鏈企業(yè)之間的相互依賴性，不斷深化企業(yè)之間競合伙伴關系，增強信任度。其不足之處在于，技術創(chuàng)新協同能夠有效運作，硬件方面需要先進的信息管理系統能夠及時有效的將信息反饋給各環(huán)節(jié)。除此之外，相關協同模式、運作機制、保障機制等都有嚴格要求。

兩企如何對技術創(chuàng)新協同做出有效策略選擇，降低協同中的風險需要有效保障。本文將集群企業(yè)與物流企業(yè)視為供應鏈關系，其技術創(chuàng)新決策過程分為內部生產階段和外部銷售階段。以供應鏈網絡特征為基礎，考慮技術溢出、物流服務環(huán)節(jié)、成功率、研發(fā)費用、創(chuàng)新效率因子等因素，運用完全信息動態(tài)博弈理論分析兩企創(chuàng)新行為。以產品價格、物流服務價格、利潤為決策內容，分析兩企創(chuàng)新博弈競合問題，并根據博弈分析相應結論為進一步推動技術創(chuàng)新有效運作提出相應建議。

供應鏈背景下兩企技術創(chuàng)新動態(tài)博弈分析

（一）模型假設

為了簡化分析，參與技術創(chuàng)新的集群制造企業(yè)記為企1，提供物流服務的第三方物流企業(yè)記為企2，企1所有物流服務全部外包給企2，它們之間信息公開，模型相關假設如下：

假設1：該過程由兩個博弈階段組成—生產階段和銷售階段。在生產階段，兩種企業(yè)分別有兩種策略可供選擇（合作創(chuàng)新、非合作創(chuàng)新），企1按照市場需求量進行生產，企2對其提供相應的物流服務，兩企同時決定各自價格。銷售階段，產品定價由企1決定，企2決定物流服務價格。

假設2：兩企業(yè)合作過程中會出現技術溢出現象（這里指一方投資技術創(chuàng)新并取得一定成功會有利于另一方相應技術水平提高），技術溢出程度由技術溢出系數表示，兩企業(yè)間的聯系或互動等越頻繁，技術溢出系數越大。

假設3：物流服務價格受企1對產品的初始定價影響，倘若技術創(chuàng)新成功為企業(yè)帶來的效益能夠降低企1對產品和企2對物流服務定價。

假設4：企業(yè)單位生產成本、市場需求和溢出系數等信息雙方完全共享。

假設5：在生產和銷售階段，企 1和企2都無法準確了解對方，一些技術創(chuàng)新策略無法達成共識，雙方屬于同時決策。

（二）模型構建

模型分為兩部分，第一部分為生產，兩企業(yè)在生產階段可自由選擇是否進行合作技術創(chuàng)新，該階段視為同時做出決定。其中一方或者兩方不合作時又可分為選擇獨立創(chuàng)新或選擇不創(chuàng)新，Yi表示選擇不同策略下所對應的研發(fā)投入費用。第二部分為銷售，企1按照市場訂單需求進行生產，企2提供相應物流服務，且兩企業(yè)可通過協商決定產品價格或物流服務價pi，本文采用逆向歸納法對模型求均衡解。

市場對產品需求量用線性函數Q=a-bp表示。基于供應鏈關系，物流企業(yè)為集群內部企業(yè)生產提供的原材料物流服務環(huán)節(jié)分為運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、配送、流通加工等，設p1為企1的產品價格，企2初始物流服務單位價格為p2。假設一個單位產品完成生產需要r個物流服務環(huán)節(jié)，則產品的市場銷售價格為p1+rp2。設q1為企1的產量，q2為物流服務需求環(huán)節(jié)的總次數。由假設1可知，企2按照企1的生產量提供物流服務，所以q2=rq1。將企1的訂單視為市場需求，則企1的需求函數可表示為q1=a-b（p1+rp2），則企2的需求函數可以表示為q2=r[a-b（p1+rp2）]。

兩企業(yè)的單位成本用Gi表示，技術創(chuàng)新前的單位成本用G0i表示，技術創(chuàng)新成功后單位成本可用函數公式表示為Gi=G0i-Xi-τXj（i，j=1或2，i≠j），其中τ∈[0，1]表示企業(yè)間的技術溢出系數，該系數由兩企業(yè)間溝通能力、協調能力、知識傳播能力、合作次數、社會政策、集群內企業(yè)競爭激烈度、生產過程或物流服務中各節(jié)點之間技術相互利用的需要程度而定。Xi表示技術創(chuàng)新程度，這里以成本下降量表示，由于技術溢出效應的存在，τX2表示物流企業(yè)在進行技術創(chuàng)新后使得集群企業(yè)單位生產成本下降的量，τX1表示集群企業(yè)在進行技術創(chuàng)新后使得該物流服務費用下降的量，若企1、企2對其技術創(chuàng)新采取合作的方式，則τ=1。

企業(yè)研發(fā)投入函數滿足Yi=1/2σX2i（σ>0），則，其中2/σ表示技術創(chuàng)新效率因子。

技術創(chuàng)新能夠成功概率為gi，則不成功概率可表示為1-gi。由假設2以及技術創(chuàng)新成功后的單位成本，將創(chuàng)新成功概率代入得出單個企業(yè)創(chuàng)新成功后期望單位成本E（Gi）=G0i-gjτXj（i，j=1或2，i≠j）。當兩企業(yè)進行合作技術創(chuàng)新時，取得成功概率可表示為g=（g1+g2）/2，則失敗概率1-g。綜上，技術創(chuàng)新期望單位成本函數可改寫為E（Gi）=（G0i）-gXj-gτXj，由以上假設可推導得出集群企業(yè)與物流企業(yè)的利潤函數：

（三）模型求解及分析

銷售階段博弈均衡分析。考慮第二階段產品價格或物流服務價格。由模型假設1可得，在銷售階段，集群企業(yè)按照訂單銷售，物流企業(yè)為其提供相應物流服務。兩企業(yè)同時就產品價格或物流服務價格pi的大小達成一致，使自身收益最大化，對pi求偏導：

生產階段博弈均衡分析。兩企業(yè)在生產階段的合作策略分為合作研發(fā)和非合作研發(fā)。非合作研發(fā)是指某一企業(yè)確定投入費用，另一企業(yè)在其自主選擇的條件下其研發(fā)費用投入水平不定（為0時，表明企業(yè)選擇不研發(fā)），以使得自己獲得利潤最大化。所有研發(fā)投入費用由兩企業(yè)共同承擔，表示兩企合作研發(fā)，生產階段策略矩陣見表1。

由于合作研發(fā)只有在雙方都選擇合作策略的情況下才有可能實現，所以（合作，不合作）、（不合作，合作）兩種組合可認為是不可能實施的策略組合。在不合作研發(fā)策略中包括自主研發(fā)和不研發(fā)兩種選擇，所以η2=（不合作，不合作）可以用子策略矩陣表示（見表2）。

企業(yè)不合作時的博弈均衡分析。設該創(chuàng)新技術需要研發(fā)投入為M。在企1、2選擇不合作時，可能有四種情況出現：企1、2均不研發(fā)（Y1=Y2=0）;企1不研發(fā)（Y1=0），企2自主研發(fā)（Y2=M=1/2σX22）;企1自主研發(fā)（Y1=M=1/2σX21），企2不研發(fā)（Y2=0）;企1、2均自主研發(fā)（Y1=M=1/2σX21、Y2=M=1/2σX22）。下文分別討論以上四種情況，看兩企業(yè)間的最大利潤關系。

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結論1：通過模型求解可知，兩企定價跟技術溢出系數以及技術創(chuàng)新因子無關，在雙方都不創(chuàng)新的情況下，兩企分別在各自最優(yōu)定價下獲得最大收益。經過比較得∏1*2>∏1*1，即企2獲得的最大利潤比企1多。這是由于在雙方均不研發(fā)的情況下，此時企1和企2之間按訂單生產，此時對于企1而言，每多一筆訂單就意味著成本增加，而對于企2則意味營業(yè)額增加。所以當雙方在各自獲得最大利益時，企2的最大利潤要大于企1。

結論2：通過對模型求解可知，企1、2定價受到技術溢出系數和技術創(chuàng)新因子影響且成一定線性關系，∏2*1>∏2*2，即企1獲得的最大利潤大于企2。這是因為由于企2的自主研發(fā)使得物流成本下降，這樣就使得企1的物流費用相對下降，從而出現利潤增加。而由于企2的自主研發(fā)需要投入研發(fā)資金，所以最終企1獲得的最大利潤大于企2。

結論3：通過對模型求解可知，企1、2定價受到技術溢出系數和技術創(chuàng)新因子影響且成一定線性關系，且∏3*2>∏3*1，即企2的最大利潤大于企1。這是由于當企1采用新技術的情況下，由于存在技術溢出現象，產品相對成本下降，銷售量增加。在此基礎上，企2承接的物流訂單更多，業(yè)務量增加，所以利潤會提高;而此時由于企1需要投入研發(fā)費用，因此企2的最大利潤大于企1。

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結論4：通過對模型求解可知，企1、2定價受到技術溢出系數和技術創(chuàng)新因子影響且成一定線性關系，兩企在各自企業(yè)最優(yōu)定價下獲得最大收益相等時，有∏4*2>∏4*1，即企2所獲最大利潤大于企1。這是由于企2不但降低了物流運輸成本，而且業(yè)務量還出現增長，所以最終所獲利潤高于企1。與此同時，創(chuàng)新時兩企各自所獲得的最大利潤均大于未創(chuàng)新時。

企業(yè)合作時的博弈均衡分析。在合作研發(fā)的情況下，企1與企2的地位相等，設該技術創(chuàng)新需要的研發(fā)投入為：Y=M=1/2σX2，由于二者同時選擇研發(fā)投入Y1=Y2=M/2，則X1=X2=X，由于二者協同，則τ=1，則成功概率為g=1/2（g1+g2）。在創(chuàng)新成功的情況下，雙方進行博弈決策取決于企1的產品價格或企2的物流服務價格，p*1和p*2改寫為：

結論5：通過對模型求解可知，企1、2定價受到技術溢出系數和技術創(chuàng)新因子影響且成一定線性關系，由于兩企業(yè)采取合作創(chuàng)新形式，雙方研發(fā)投入將減半、共享創(chuàng)新技術、平分創(chuàng)新利潤，此時兩企業(yè)各自利潤大于兩企業(yè)在不合作創(chuàng)新時的四種策略下各企業(yè)所獲得的最大利潤。

結論與建議

基于物流服務企業(yè)與集群生產企業(yè)供應鏈關系，文章通過動態(tài)博弈方法對模型進行求解，得出兩企達到技術創(chuàng)新均衡條件，并得出不同策略選擇下各企業(yè)最優(yōu)定價水平以及利潤關系式，最后通過算例模擬分析對模型進一步驗證，得出以下結論并提出相應建議：

考慮技術溢出系數、創(chuàng)新因子、創(chuàng)新成功率、研發(fā)費用等參數變量能夠為存在供應鏈關系的兩企在技術創(chuàng)新策略選擇時提供更精確的參考，企業(yè)可以通過模型求解相應關系式為決策提供支持。

兩企在技術創(chuàng)新策略選擇以及定價決策時應根據充分考慮技術溢出系數、創(chuàng)新因子大小，根據不同環(huán)境下兩參數的不同做出最優(yōu)決策，企業(yè)在決策后可通過調節(jié)兩參數大小，促使合作朝著更有利于自身發(fā)展的方向偏移。

政府等相關部門能夠通過政策給予兩企適量的獎勵與懲罰引導技術溢出系數、創(chuàng)新因子等變量，以保證兩企協同創(chuàng)新的社會效應最大化，促進產業(yè)結構升級、技術更新。

兩個企業(yè)間應鼓勵一線工人參與創(chuàng)新加強關鍵或者常出現問題環(huán)節(jié)的溝通交流，為兩企業(yè)在共性技術、無縫鏈接等方面進言獻策，一方面有利于確保適當的技術溢出系數，增加創(chuàng)新因子;另一方面有利于提高集群整體競爭力，為社會消費者提供更加物美價廉的產品與服務。

此外，文章仍然存在一些不足之處有待進一步研究，如物流服務定價標準、在不完全信息情況下的博弈分析、缺少實證檢驗，合作技術研發(fā)成本由各自投入，未考慮按一定比例分攤情況下兩企博弈情況。

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