考慮質量檢查的SaaS服務供應鏈契約協調

楊斌 戴濤 陳煜婧

摘要：以獨立軟件開發商（independent software vendor，ISV）為主導的、由ISV與軟件即服務（Software-as-a-Service，SaaS）平臺運營商組成的兩級服務供應鏈，面臨產品缺陷率和努力水平不確定引發的市場需求波動問題。針對該問題，對比分散無協調決策和集中決策下的供應鏈收益，分析契約協調的必要性;考慮SaaS平臺運營商質量檢查行為，根據質量檢查結果，建立風險共擔的補償契約與懲罰契約相結合的契約模型;考慮ISV無法監控SaaS平臺運營商的努力水平和產品缺陷率的不確定性，分析質量檢查行為對供應鏈收益的影響，討論基于質量檢查結果的契約協調。研究表明，根據質量檢查結果所提出的契約模型能夠有效增加供應鏈成員的收益，實現供應鏈協調。通過對模型進行算例分析，指明契約模型的有效性和現實意義。

關鍵詞： 質量檢查; 缺陷率; 努力水平; 補償契約; 懲罰契約

中圖分類號： F274; F224 ? ?文獻標志碼： A

Abstract： The two-level service supply chain， which is dominated by an independent software vendor （ISV） and composed of ISV and SaaS （Software-as-a-Service） platform operators， is faced with the problem of market demand fluctuation caused by fuzzy product defect rate and uncertain level of effort.Aimed at the problem， the profits under decentralized uncoordinated decision-making and centralized decision-making are compared， and the necessity of contract coordination is analyzed. Considering the quality inspection behavior of SaaS platform operators， the contract model combining risk sharing compensation contract and punishment contract is established according to the quality inspection results. Considering that ISV cannot monitor the effort level of SaaS platform operators and the uncertainty of product defect rate， the influence of quality inspection behavior on supply chain profit is analyzed， and the contract coordination based on quality inspection results is discussed. The research shows that， the contract model according to the quality inspection results can effectively increase the profits of all parties in the supply chain and realize the coordination of the supply chain. The validity and practical significance of the contract model are pointed out by an example analysis of the model.

Key words： quality inspection; defect rate; effort level; compensation contract; punishment contract

0 引 言

隨著服務行業的快速發展，近幾年軟件即服務（Software-as-a-Service，SaaS）模式引起了廣泛的關注[1-2]，這種新型的服務應用模式可以很好地彌補我國中小企業現階段信息化水平低、人才缺乏和資金不足的問題。現階段SaaS模式在我國還處于發展階段，為促進其更好地發展與應用，提高基于SaaS模式的產品質量和服務水平顯得至關重要。因此，以產品質量檢查為切入點，研究如何應用契約促使各方參與者提高產品質量和服務水平，對擴大市場需求、增加收益具有現實意義。

研究服務供應鏈協調的文獻如下。在產品質量契約協調方面：嚴建援等[3]針對SaaS供應鏈所面臨的市場需求風險，運用委托代理理論分別構建了基于內部質量檢查和基于外部故障檢測的擔保契約來實現供應鏈協調;牟小俐等[4]在二級供應鏈模型中確立質量損失與質量水平的函數關系，采用損失分攤策略優化供應鏈。在SaaS供應鏈契約協調方面：DEMIRKAN等[5]研究表明，在不同的協調機制下通過設定適當的激勵措施可以有效地建立雙方之間的納什均衡，實現SaaS供應鏈協調;但斌等[6]針對應用服務供應鏈中需求不確定和競爭引發的市場風險問題，分析了應用服務提供商（application service provider， ASP）和獨立軟件開發商（independent software vendor， ISV）分別承擔風險的兩種風險分擔機制，得出由ASP作為主導方的市場風險分擔機制對供應鏈的協調效果更好;李新明等[7]分析SaaS模式中需求的不確定性，得出免費試用策略能有效協調服務供應鏈，使其達到最優績效;嚴建援等[8]通過構建SaaS提供商與客戶的博弈關系，研究雙方在交易權力懸殊和交易權力相當兩種情景下的決策行為及其對整體期望收益的影響;李新明等[9]考慮服務性價比，設計收入共享、成本共擔的組合契約，實現SaaS供應鏈協調。在努力水平和懲罰協調方面：郭彥麗等[10]結合SaaS供應鏈的特性，建立了區別于產品供應鏈、適用于SaaS供應鏈的補償契約模型;梁昌勇等[11]研究努力水平對需求和價格的不同影響機理，給出基于技術努力成本和賠償成本的分攤機制，實現云服務供應鏈的協調。

然而，已有研究并沒有過多關注產品缺陷率和努力水平對市場需求和供應鏈整體收益的影響，更沒有考慮云服務智能化、低成本等背景下產品缺陷率和努力水平對供應鏈協調的重要影響。因此，本文針對現有文獻的不足，構建一個兩級SaaS供應鏈，分析產品缺陷率和努力水平對供應鏈協調的影響，以實現SaaS供應鏈在質量檢查環境下整體收益的提高。

本文分析質量檢查行為對SaaS供應鏈整體收益的影響，討論針對不同質量檢查結果使用風險共擔的補償契約和懲罰契約[12-13]的協調效果，與現有文獻相比具有以下特點：（1）現有文獻在考慮外部故障檢測時未分析質量檢查結果，而本文針對不同質量檢查結果進行相應的契約協調分析;（2）提出風險共擔的補償契約和懲罰契約進行協調，主要特點在于將風險共擔的表達方式加入補償契約中，不拘泥于類似在批發價中進行補償的形式。

1 問題描述與模型假設

在一個由ISV與SaaS平臺運營商組成的兩級服務供應鏈中，SaaS平臺運營商的收益是按照比例λ從ISV收益中獲取的，SaaS平臺運營商向客戶提供在線服務。收益模型見圖1。

在市場需求波動下，SaaS平臺運營商和ISV都面臨著機會收益損失風險。由于軟件商品存在易逝性，所以產品剩余價值不存在。當市場需求大于實際訂購量時，SaaS平臺運營商需要承擔機會收益損失，為實現利益最大化，SaaS平臺運營商可能會降低努力水平來節約成本，而其努力水平的降低會導致市場需求的降低，進一步增大機會收益損失，從而形成惡性循環。由于產品缺陷率和努力水平的不確定會導致ISV的收益下降，ISV無法監管SaaS平臺運營商的努力水平，出現信息不對稱的情況，從而導致供應鏈的協調效率下降，不利于供應鏈整體的良性發展。因此，ISV可選擇鼓勵SaaS平臺運營商進行質量檢查來提高整體服務水平、滿足市場需求，從而提高供應鏈整體收益。

問題假設和符號說明如下：（1）假設ISV和SaaS平臺運營商是完全理性的，但是由于ISV無法監管SaaS平臺運營商的努力水平，會出現信息不對稱的情況。（2）SaaS平臺運營商從ISV處的實際訂購量為q，把軟件租給客戶的價格為p，單位服務可變成本為cos，服務固定成本為cs。（3）SaaS平臺運營商的努力水平為u，其努力水平體現在對技術、信息管理、質量管理等的努力程度上，努力成本為du2/2，其中d為努力水平對努力成本的影響系數。（4）ISV提供服務分攤的單位可變成本為coi，ISV開發軟件的固定成本為ci。（5）軟件的市場需求x=a+ρu+ε，其中a為市場規模（a>0），ρ是市場需求對服務水平的敏感系數（ρ>0），ε是市場需求擾動因子，ε∈[-b，b]且其概率密度函數和分布函數分別為f（ε）和F（ε）（F（ε）為連續、可微、單調遞增函數）。（6）產品缺陷率為e，產品質量缺陷率在整個產品缺陷率中的占比為φ，重新開發的成本為r。（7）h為SaaS平臺運營商的質量檢查單位成本，w為ISV對SaaS平臺運營商的補償價格，δe為SaaS平臺運營商由于產品質量問題對ISV的懲罰價格，從實際運營角度出發有h<δe<λp。

當市場需求等于訂購量時，即a+ρu+ε=q時，供需達到平衡，此時有ε=ε0=q-a-ρu。當ε∈ [-b，ε0）時，市場需求小于訂購量，出現供大于求情況;當ε∈（ε0，b]時，市場需求大于訂購量，出現供應不足情況。

2 SaaS供應鏈質量檢查決策

2.1 集中決策下的SaaS供應鏈

從表1可知：本文提出的風險共擔的補償契約和懲罰契約有效地提高了SaaS平臺運營商的努力水平和訂購量，實現了SaaS平臺運營商、ISV收益的增加，促進了供應鏈協調;相比于情景1，情景2下ISV收益有所下降，這是因為在產品質量出現問題時，SaaS平臺運營商對ISV進行懲罰，導致ISV部分收益轉移給SaaS平臺運營商;情景2的努力水平和訂購量均低于情景1的努力水平和訂購量，這是由于產品質量出現問題從而導致市場需求下降，SaaS平臺運營商為節約成本，相應地會降低努力水平和訂購量，這與實際相符。

4.1 情景1下努力水平對供應鏈收益的影響 ?運用MATLAB繪制出情景1下努力水平與SaaS平臺運營商收益、ISV收益的關系，見圖2（cos=20元、coi=50元、e=0.05）。

由圖2a可看出，努力水平與SaaS平臺運營商收益之間呈拋物線關系：當努力水平達到5左右時，SaaS平臺運營商收益達到最大，之后隨著努力水平的提高，SaaS平臺運營商收益呈下降趨勢。在風險共擔的補償契約協調下，SaaS平臺運營商提高努力水平促使市場需求增加，從而帶動收益的增加，但是市場需求不是無限大的，當市場需求接近飽和時，市場需求將不會有較大的增加。此時，伴隨著市場需求增加的放緩，ISV對SaaS平臺運營商的補償也會相應降低，而努力水平的提高會導致SaaS平臺運營商的成本不斷地上升。因此，當努力水平超過5這個臨界點時，成本的增加將大于市場需求增加所帶來的收益與補償之和，導致SaaS平臺運營商收益下降。

相比于圖2a，圖2b中ISV收益隨著努力水平的提高而直線增加，沒有出現所謂的臨界點。SaaS平臺運營商提高自身的努力水平有利于市場需求的增加，促進雙方收益的增加。然而，由圖2a可知，市場需求并不會一直隨著努力水平的提高而增加，當市場需求接近飽和時，市場需求的增加將會逐漸放緩直到停止，相應地ISV對SaaS平臺運營商的補償也會不斷降低直到停止補償，即原先ISV以補償價格分擔的SaaS平臺運營商部分成本逐漸轉移到SaaS平臺運營商，ISV自身所需承擔的成本相應地降低，因此ISV的收益隨著努力水平的提高而增加。

由上可知，努力水平的提高對增加供應鏈雙方的收益是有激勵作用的，也說明了本文提出的風險共擔的補償契約的合理性。

4.2 情景2下產品缺陷率對供應鏈收益的影響 ?運用MATLAB繪制出情景2下產品缺陷率與SaaS平臺運營商收益、ISV收益之間的關系，見圖3（cos=20元、coi=50元）。

由圖3a可知，隨著產品缺陷率的增加，SaaS平臺運營商收益也不斷增加，增加速度逐漸趨于緩慢。產品缺陷率的增加會導致市場需求的減少，在契約協調下SaaS平臺運營商會不斷提高努力水平來促進市場需求的增加。在懲罰契約協調下，SaaS平臺運營商提高努力水平帶來成本的增加會以懲罰價格的形式轉移給ISV，并且隨著產品缺陷率的增加，SaaS平臺運營商對ISV的懲罰會逐漸增加，從另一個角度看，即ISV在承擔SaaS平臺運營商部分成本的同時其自身部分收益也轉移給SaaS平臺運營商，符合表1所得結論。

但是根據第4.1節關于努力水平與供應鏈收益的關系分析可知，當市場需求接近飽和時，提高努力水平帶來的成本的增加將逐漸接近市場需求增加帶來的收益，因此隨著產品缺陷率的增加，SaaS平臺運營商收益不斷增加并逐漸趨于平緩。

由圖3b可知，在懲罰契約協調下，產品缺陷率的增加會導致ISV的部分收益以懲罰價格的形式轉移給SaaS平臺運營商，故產品缺陷率與ISV的收益呈負相關關系。

通過以上分析可知，情景2下產品缺陷率的增加會降低供應鏈的整體收益。因此，降低產品缺陷率有利于促進供應鏈整體收益的提高，同時在懲罰契約協調下，供應鏈成員的收益均高于分散無協調下各自的收益，故提出的懲罰契約是可行的。

5 結 論

本文以兩級SaaS供應鏈為研究對象，分析SaaS平臺運營商進行質量檢查對供應鏈收益的影響。以運營商努力水平為決策變量，分別建立分散無協調決策模型和集中決策模型，分析得出分散無協調決策下供應鏈的收益低于集中決策下供應鏈的收益，說明了進行供應鏈協調的必要性;根據不同的質量檢查結果，提出風險共擔的補償契約與懲罰契約相結合的契約協調方案，建立相應的契約模型進行分析，可得以下結論：

（1）努力水平的提高有利于促進供應鏈收益的提高，但由于努力水平的提高導致成本的增加以及市場需求的有限性，存在一個使供應鏈收益達到最優的臨界點。因此，SaaS平臺運營商在進行決策時，可根據市場需求和相關影響因素的變化，確定最優努力水平，以實現收益最大化。

（2）產品缺陷率的增加會導致供應鏈整體收益的下降，因此獨立軟件開發商（ISV）可通過不斷降低產品的缺陷率來提高自身的收益。

（3）本文提出的風險共擔的補償契約和懲罰契約在不同的質量檢查結果下均有效地提高了供應鏈收益，同時由于產品質量問題，補償契約協調下的供應鏈收益略高于懲罰契約協調下的供應鏈收益。

（4）根據不同質量檢查結果建立相應的契約模型，不僅可以避免將客戶使用不當誤認為產品質量問題造成的供應鏈成員的損失，而且有利于SaaS供應鏈更好地協調發展。

本文局限之處在于，為便于理論分析，只考慮了價格確定的情況，沒有考慮價格受市場影響而改變的情況，以后的研究可以考慮更多的變動因素。

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（編輯 趙勉）