需求不確定下制造商服務投入影響銷售的供應鏈信息共享與激勵

2019-11-14 08:35:24官子力張旭梅

中國管理科學 2019年10期

官子力，張旭梅，但斌

(1.重慶大學經濟與工商管理學院，重慶 400044；2.重慶大學現(xiàn)代物流重慶市重點實驗室，重慶 400044)

1 引言

近年來，隨著制造業(yè)服務化進程的加快，制造商單純依靠產品策略已難以保持競爭優(yōu)勢，圍繞產品提供多元化服務已成為其實現(xiàn)價值增值和增強品牌競爭力的重要手段[1-2]。與此同時，隨著消費觀念的轉變和消費能力的提高，消費者在進行購買決策時也更加注重與產品相關的配套服務[3]。在此背景下，為更好地滿足消費者需求，越來越多的制造商在售后環(huán)節(jié)進行服務完善與創(chuàng)新，例如：索尼針對其手機和平板電腦推出包括免費上門取送機、免費寄送等在內的Xperia Care全方位售后支持，三星針對國行版S8手機提供獨享的六項“專屬管家”服務。優(yōu)質高效的服務體驗能夠提高消費者滿意度，并帶動產品銷量增長。然而，制造商在實際運營中常常面臨不確定的市場需求風險，需求不確定不僅影響產品定價，也會影響制造商的服務水平決策，并可能造成服務資源投入不足或浪費，導致消費者流失或服務成本過高。由于零售商更接近終端消費群體，通常比制造商掌握更多的需求預測信息[4-5]，在制造商和零售商組成的產品服務供應鏈(product service supply chain, PSSC)[6]中，制造商如果能夠激勵零售商共享需求信息，則可更好地根據(jù)市場波動情況合理確定服務水平，既滿足消費者的服務需求吸引更多消費者購買又能有效降低服務成本，從而有利于提高供應鏈整體效益。

目前，國內外學者圍繞產品供應鏈中的需求信息共享已展開了廣泛研究。一些學者從產品庫存控制角度，考察了需求信息共享對降低供應鏈運營成本的作用[7-8]；另一些學者則以需求信息影響企業(yè)的產品定價為出發(fā)點，研究了需求信息共享的激勵問題及其對供應鏈績效的影響，如：Li Lode[4]通過研究多個基于Cournot競爭的零售商向一個上游制造商的信息共享問題，揭示了縱向信息共享會因影響產品批發(fā)價格而產生“直接效應”和“泄漏效應”，并且這兩種效應均會阻礙零售商共享需求信息；Gal-Or等[9]則針對由一個制造商和兩個基于Bertrand競爭的零售商組成的供應鏈，考慮所有參與者都擁有不同程度的需求信息，研究了制造商的價格決策及其向零售商共享需求信息的激勵問題；Jain等[10]在Li Lode[4]的基礎上，進一步研究了制造商如何通過制定差異化的批發(fā)價格，以激勵零售商共享需求信息并實現(xiàn)供應鏈的績效改進。上述文獻主要是將需求信息完全共享和不共享兩種情形加以比較，但在實踐中，信息優(yōu)勢方除了需要決策是否共享需求信息外，還會考慮共享多少信息量的問題，因此有少量文獻開始研究供應鏈中的部分信息共享，如：張菊亮和章祥蓀[11]在一個制造商和一個零售商組成的供應鏈中，考慮制造商和零售商之間可以相互共享部分需求預測信息，研究了雙方信息共享行為對供應鏈系統(tǒng)利潤的影響；但斌等[12]針對多個競爭制造商可以向上游集團采購組織縱向共享部分需求預測信息的情形，研究了集團采購供應鏈中的信息共享與激勵問題。然而，這些文獻都只關注需求信息如何影響供應鏈的產品決策，沒有考慮制造商服務投入對產品銷售的影響以及需求信息共享對優(yōu)化服務決策的重要作用。

與本文密切相關的另一類文獻是供應鏈中服務影響產品銷售的有關研究，如：范小軍和陳宏民[13]以一個制造商和兩個零售商組成的供應鏈為對象，針對零售商服務水平外生且促進產品銷售的情形，提出了基于數(shù)量折扣和進場費組合定價的供應鏈協(xié)調策略；姚樹俊和陳菊紅[14]在由兩個制造商和一個零售商組成的供應鏈中，考慮制造商通過提供服務增加產品需求，提出了服務成本與權利結構共同影響下制造商的產品服務能力競爭策略；Wei Jie等[15]則針對兩個制造商通過同一零售商銷售互補產品的情形，考慮質保服務影響產品需求，分析了制造商的合作策略以及制造商與零售商的相對地位如何影響供應鏈內的價格和服務決策；Kurata和Nam[16-17]分別在消費者需求確定和需求不確定條件下，針對制造商提供基礎質保服務而零售商提供可選售后服務且產品需求只與服務水平有關的情形，研究了兩種服務水平的最優(yōu)決策以及對消費者滿意度的影響。然而，上述文獻均未考慮供應鏈內各成員企業(yè)之間的需求信息共享。在現(xiàn)實生活中，當制造商通過提供服務促進產品銷售時，需求波動會同時影響產品定價與服務決策，并可能造成服務水平過高時的資源浪費或者服務水平過低時的消費者流失，因而如何實現(xiàn)與零售商的信息共享以降低產品服務供應鏈所面臨的需求不確定性問題是值得研究的話題。

鑒于此，本文以一個既提供產品也提供服務的制造商和一個零售商構成的產品服務供應鏈為研究對象，考慮零售商擁有私有的需求預測信息，通過建立不完全信息下的動態(tài)博弈模型，分析零售商信息共享行為及其對供應鏈均衡與服務價值的影響，并在需求信息共享的可行區(qū)間內提出有效的信息共享激勵策略。與已有文獻僅研究產品供應鏈的需求信息共享不同，本文考慮需求預測信息對服務水平決策的影響，將需求信息共享與激勵問題拓展到產品服務供應鏈中，進而探索需求信息共享對服務價值的提升作用；且將信息共享水平作為零售商的內生決策變量，從而使研究更具一般性。

2 問題描述與假設

考慮由一個制造商(M)和一個零售商(R)組成的產品服務供應鏈，制造商以批發(fā)價格w向零售商提供產品，零售商再將產品以零售價格p出售給消費者。同時制造商向消費者免費提供與產品相關的配套服務，如安裝測試、維修維護、定期更新等。不失一般性，將制造商的單位生產成本與零售商的單位銷售成本均標準化為零。而制造商的服務成本則主要指其為實現(xiàn)服務提供而投入的各項服務資源總和，包括服務人員工資及培訓費用、服務設備購置及租賃費用等。服務響應越快捷、服務內容越豐富，則制造商所提供的服務水平s越高。類似文獻[14-15]，假設服務資源投入對服務水平的提升存在邊際遞減規(guī)律，服務成本為服務水平的凸函數(shù)，用二次形式ks2/2表示，k為服務成本系數(shù)，k值越小說明制造商提供服務的效率越高。由于消費者的購買決策會同時受到產品價格p和服務水平s兩方面的影響，參考Huang Jian等[18]的研究，采用線性需求函數(shù)D=a-p+bs其中a為潛在市場需求，b為消費者對服務水平的敏感系數(shù)，b值越大說明消費者在購買活動中對服務的重視程度越高。

通過進一步推導得到：

基于上述假設，由于需求信息共享為長期決策，考慮零售商在銷售期開始前確定信息共享水平λ。銷售期開始，零售商首先進行需求觀測并將λn份觀測值共享給制造商；隨后制造商與零售商之間進行Stackelberg博弈，制造商根據(jù)零售商共享的需求預測信息y決策批發(fā)價格w和服務水平s，然后零售商再根據(jù)私有的需求預測信息Y決策零售價格p；最后實際需求發(fā)生，制造商與零售商分別實現(xiàn)利潤πM與πR。故本文決策順序如圖1所示。

圖1 博弈時序示意圖

3 產品服務供應鏈的需求信息共享均衡

3.1 不完全信息下的動態(tài)博弈分析

首先考察制造商與零售商之間的博弈過程，采用逆向歸納法求解博弈均衡。給定w和s下，零售商的條件期望利潤為：

E[πR|Y]=(p-w)(a0+E[ε|Y]-p+bs)

(1)

不難發(fā)現(xiàn)，E[πR|Y]為關于p的凹函數(shù)。為使利潤最大化，零售商的價格決策須滿足一階條件?E[πR|Y]/?p=0，則：

(2)

根據(jù)零售商共享的需求預測信息y，制造商對產品零售價格的預期為E[p(w,s)|y]，相應地，制造商的條件期望利潤為：

(3)

定理1銷售期開始，制造商和零售商基于需求預測的最優(yōu)決策為：

根據(jù)定理1，w*和s*均受到E[ε|y]的影響，E[ε|y]為信息共享后制造商對市場需求的預測值。由?w*/?E[ε|y]>0、?s*/?E[ε|y]>0可知，零售商共享需求預測信息對制造商的批發(fā)價格決策和服務水平決策均具有正影響。具體而言，當零售商共享市場需求正向波動的預測信息時，制造商會增加服務資源投入以更高的服務水平帶動產品銷售，并通過提高產品批發(fā)價格攫取更多利潤；反之，當零售商共享市場需求負向波動的預測信息時，制造商會降低批發(fā)價格以抑制產品銷量減少，但同時也會降低服務水平以盡量避免因市場需求不足導致服務資源浪費。

依據(jù)銷售期內的均衡結果，并結合式(1)和式(3)，可得制造商、零售商以及整個供應鏈系統(tǒng)的期望利潤分別為：

(4)

(5)

(6)

命題1Φ>0、?Φ/?λ>0且?2Φ/?λ?b>0、?2Φ/?λ?k<0。

命題1表明，制造商提供與產品相關的配套服務能夠為整個供應鏈帶來可觀利潤，并且零售商信息共享水平的提高能夠有效提升產品服務供應鏈的服務價值。與此同時，消費者服務敏感性或者制造商服務效率越高，需求信息共享對服務價值的提升作用越明顯。再結合定理1的分析可知，零售商共享需求預測信息，一方面會增加制造商在價格決策時的信息優(yōu)勢，使批發(fā)價格的雙重邊際效應越顯著，即信息共享存在負向的“雙邊際效應”；但另一方面也有助于制造商更好地依據(jù)市場波動情況調整服務資源投入，進而提高供應鏈的服務價值，即信息共享還存在正向的“服務改善效應”。

3.2 信息共享決策與價值分析

為進一步考察銷售期開始前的信息共享決策，用Vi(i∈{M,R,SC})表示需求信息共享對不同主體所產生的價值，則分別由式(4)至式(6)可得：

(7)

(8)

(9)

根據(jù)定理1的分析，需求信息共享后，制造商能夠更準確地根據(jù)市場波動情況同時調整批發(fā)價格和服務水平，因而信息共享總是有利于制造商，即VM>0。但對零售商而言，共享需求預測信息會同時產生正負兩種不同效應，能否從中獲利取決于這兩種效應的相對大小。

命題2 當20且λ*=1；當b2/k≤2時，VR≤0且λ*=0。

命題2表明，在制造商既提供產品也提供服務的產品服務供應鏈中，零售商共享需求預測信息并非總是對自己不利。當消費者服務敏感性或者制造商服務效率較高時，信息共享的服務改善效應將占優(yōu)于其雙邊際效應，服務價值提升帶來的利潤增量能夠有效彌補雙邊際化加劇造成的利潤損失，因而此時完全信息共享將有利于提高零售商利潤，零售商會“自愿地”向制造商共享全部需求預測信息。然而，當消費者服務敏感性或者制造商服務效率較低時，信息共享的服務改善效應較弱，服務價值提升帶來的新增利潤有限，無法彌補雙邊際化加劇造成的利潤損失，故此時共享需求預測信息會損害零售商利潤，零售商不會共享任何信息。

4 基于兩部補償契約的信息共享激勵

由于信息共享總是能夠提高制造商利潤，為激勵零售商共享需求信息，最簡單的方式是制造商將因信息共享所產生的一部分新增利潤劃撥給零售商以補償其損失，這種合作方式在實踐中較為常見。又由于制造商新增利潤會隨著零售商信息共享水平的提高而增加，且完全信息共享對供應鏈最優(yōu)，因此，為有效地激勵零售商共享其全部需求信息，本文考慮制造商依據(jù)零售商的信息共享水平λ向其提供補償。采用兩部補償契約(v,F)，即制造商承諾向零售商提供的補償支付為vλt+F。零售商的信息共享水平λ可視為其共享需求信息量的大小，t可理解為零售商需求預測的準確性，v為補償系數(shù)，表示制造商獲得單位信息量而向零售商提供的補償；F為雙方需要通過討價還價確定的固定支付。

制造商在零售商信息共享決策前提供補償契約，若零售商不接受則無信息共享，若零售商接受則依據(jù)該契約下的新增利潤分配情況決策最優(yōu)信息共享水平。結合VM和VR可知，兩部補償契約下制造商和零售商的新增利潤分別為：

(10)

(11)

根據(jù)定理2，制造商通過提供有效的兩部補償契約(v*,F*)，可以實現(xiàn)產品服務供應鏈中需求預測信息的完全共享。并且，根據(jù)制造商和零售商相互間討價還價能力的大小，雙方能夠以任意比例分配因信息共享所增加的系統(tǒng)利潤。特別地，若制造商足夠強勢，通過設置F*=Fmin≥0可以攫取全部新增利潤，即制造商僅需提供很少的固定支付，使零售商只獲得保留收益；反之亦然。

命題4表明，隨著消費者服務敏感性或者制造商服務效率的提高，制造商提供給零售商與其信息共享水平相關的補償系數(shù)減小，而雙方基于固定支付的討價還價區(qū)間[Fmin,Fmax]增大，說明此時信息共享兩部補償契約的實施難度在降低。如前文所述，消費者服務敏感性或者制造商服務效率越高，信息共享帶來的服務價值提升越顯著，故零售商的利潤損失減小而制造商的新增利潤增多，制造商能更有效地通過補償契約激勵零售商共享需求預測信息。

5 算例分析

為更直觀地考察供應鏈中的信息共享行為及其對均衡決策與服務價值的影響，本節(jié)運用MATLAB軟件構建數(shù)值算例，相關參數(shù)設置為a0=1、σ2=0.36、t=1.5。首先分析信息共享水平λ對服務價值Φ的影響，如圖2所示，隨著零售商信息共享水平λ的提高，整個供應鏈的服務價值Φ不斷增加。分別觀察圖2(a)和圖2(b)還可看出，b越大或者k越小，Φ的變化曲線越陡峭。這意味著，消費者服務敏感性和制造商服務效率的提高能夠增強需求信息共享對服務價值的提升作用。

根據(jù)圖2中六組不同的b、k取值，分別繪制制造商、零售商以及供應鏈系統(tǒng)的信息共享價值，如圖3所示。觀察所有VM曲線可知，VM≥0且VM隨著λ的提高而增加，并在λ=1時取得最大值，說明需求信息共享總是能夠增加制造商利潤，并且完全信息共享下制造商的新增利潤最大。但觀察VR和VSC卻發(fā)現(xiàn)，二者的正負性以及隨λ的變化情況與b、k的不同取值有關。這意味著，需求信息共享對零售商以及整個產品服務供應鏈的利潤影響是不確定的。特別地，在圖3(a)和圖3(d)中，VSC≤0，說明需求信息共享并非總是能夠增加供應鏈的系統(tǒng)利潤；而在圖3(c)和圖3(f)中，VM、VR以及VSC均非負，并都在λ=1時取得最大值，說明在一定情況下，零售商共享全部需求預測信息能夠實現(xiàn)供應鏈的“雙贏”。

圖2 信息共享水平λ對服務價值Φ的影響

圖3 不同參數(shù)下各主體的信息共享價值

圖4 產品服務供應鏈的需求信息共享均衡

針對圖4區(qū)域Ⅱ的情形，本文設計了一種兩部補償契約(v*,F*)，有效實現(xiàn)產品服務供應鏈的完全信息共享。為直觀考察制造商服務效率、消費者服務敏感性與零售商需求預測精度對激勵契約的影響，分別繪制v*以及Fmin和Fmax關于k、b、t的變化曲線，并用陰影表示固定支付F的取值范圍，如圖5所示。隨著k減小或者b增大，v*加速縮小而F的取值范圍加速增大，說明制造商服務效率或者消費者服務敏感性越高，則兩部補償激勵契約的實

施難度越小。同樣，由圖5(c)和圖5(f)可看出，隨著t增大，v*減速縮小而F的取值范圍加速增大，說明零售商需求預測精度的提高也能夠有效降低信息共享激勵契約的實施難度。

6 結語

在制造業(yè)服務化轉型過程中，圍繞產品提供相關配套服務已成為制造商的主要競爭策略，而快速變化的市場環(huán)境也使得產品服務供應鏈內的需求信息共享變得越來越重要。本文通過構建不完全信息下的動態(tài)博弈模型，研究了供應鏈中制造商既提供產品也提供服務時的需求預測信息共享與激勵問題。研究結果表明，零售商共享需求預測信息將有助于制造商更好地依據(jù)市場波動情況調整服務資源投入，進而能夠有效提升供應鏈的服務價值，并且隨著消費者服務敏感性或制造商服務效率的提高，信息共享帶來的服務價值提升作用越顯著。但同時也發(fā)現(xiàn)，需求信息共享并非總是有利于整個產品服務供應鏈。當制造商服務效率或消費者服務敏感性很低時，信息共享的服務改善效應難以抵消其雙邊際效應的不利影響，從而會造成供應鏈績效損失；而當制造商服務效率或消費者服務敏感性較低時，制造商可以采用兩部補償契約激勵零售商共享全部需求預測信息，并且激勵契約的實施難度會隨著零售商需求預測精度、制造商服務效率以及消費者服務敏感性的提高而降低；特別地，當制造商服務效率或者消費者服務敏感性較高時，完全信息共享將有利于提高零售商利潤，零售商會“自愿共享”全部需求預測信息并達到供應鏈“雙贏”。

圖5 不同參數(shù)環(huán)境下補償激勵契約的變化情況

本文與大多數(shù)文獻一樣，是在忽略信息共享成本下展開的，未來的研究可進一步考察信息共享成本對零售商共享意愿以及供應鏈均衡決策的影響。此外，考慮產品服務供應鏈中各成員企業(yè)的風險偏好、利他行為等也是值得擴展的研究方向。