基于信任的供應預測信息共享策略

張玉華，戴更新，孫 浩，韓廣華，王 磊

(1.青島大學商學院，山東 青島 266071；2.上海交通大學國際與公共事務學院，上海 200030)

1 引言

信息共享是供應鏈成功的關鍵因素之一。通過信息共享，供應鏈企業可以了解彼此，互通有無，相互依賴、相互支持。信息共享是關于需求預測、供應能力、庫存水平、倉儲選址、訂單狀態、生產和配送計劃、性能指標等信息的傳輸和交換,具有改善企業生產計劃、優化庫存管理等重要作用。

在信息共享內容方面，大多數學者聚焦于需求信息共享。供應鏈下游企業擁有更多或更精確的需求信息，但可能為了自身利益，與供應鏈上游企業共享需求信息時故意扭曲該信息。于是針對需求信息共享，大量文獻研究了如何設計供應鏈激勵機制促使下游企業傳遞真實信息。但這些研究大多假設上游供應企業的產出確定，而在實際運作中，會有多種原因造成供應的不確定，如設備故障、罷工、自然災害、政府政策等。1997年愛立信公司因為芯片供應商飛利浦的失火事件，直接導致了該公司手機芯片的缺貨和市場份額的丟失[1]。在該案例中，飛利浦公司沒有如實和客戶共享芯片的生產情況，造成愛立信被迫改變生產計劃，錯失市場機會。2011年日本地震引發海嘯，造成相機廠商生產受阻，產量受損，相關產品價格上漲[2]。因此供應信息共享對供應鏈運作同樣起到至關重要的影響。但查閱現有文獻，關于供應信息共享的文獻很少[3]。加深供應信息共享的研究對于提高供應鏈運作績效、改善企業生產計劃、提高市場反應能力具有重要意義。

在需求信息共享文獻中，大多數學者假設供應鏈成員要么完全相信，要么完全不相信共享的信息。然而?zer等[4]通過行為實驗證實合作雙方通常根據自己的判斷，在一定程度上信任對方。?zer等[4]將需求信息共享中的信任定義為供應商進行產能決策時對制造商共享的需求預測信息的依賴程度。與之類似，在本文中信任指零售商進行訂購決策時對制造商共享的供應預測信息的依賴程度。回購契約是一種可以有效促進供應鏈協調的激勵方式。本文試圖探討回購契約能否協調基于信任的供應信息共享供應鏈，以及該契約對供應預測信息共享與供應鏈績效的影響。

與本文研究相關的內容主要包括供應鏈信息共享、信息披露、供應不確定、信任和回購契約五個方面。

目前供應鏈信息共享的研究主要集中在需求、庫存和成本信息共享方面，對其他領域信息共享的研究較少。在需求信息共享方面，學者們主要通過設計合理的契約，激勵擁有私有信息一方共享真實信息，如期權契約[5]、提前購買契約[6]等；還有學者通過設計帶有懲罰機制的檢查策略、觸發策略來實現需求信息共享，如Ren 等[7]。劉浩等[8]不僅分析了供應鏈中兩個具有不同地位零售商需求信息不對稱的信息共享問題，還分析了信息泄露對供應鏈成員運營決策的影響。上述契約或策略都假設決策者是“經濟理性人”，但現實中決策者并不是完全的“經濟理性人”，而是具有社會特征的“社會人”。?zer等[4]通過行為實驗表明信任在供應鏈信息共享中起著重要作用，并建立了一個包含信任的需求預測信息修正模型，開辟了信息共享研究的新途徑。

在庫存信息共享方面，Cachon和Fisher[9]研究了一個倉庫和多個同質零售商共享零售商庫存信息的問題，研究表明企業間合作特別是供應鏈成員之間共享庫存信息對供應鏈計劃和績效都有很大促進作用。

在成本信息共享方面，史文強等[10]研究了突發事件導致需求和生產成本同時變化、生產成本信息不對稱時數量彈性契約對供應鏈績效的影響。張歡和劉洋[11]分析了生產成本和需求預測信息不對稱時的供應鏈激勵問題。但斌等[12]針對服務提供商成本效率參數和努力水平信息不對稱的情況，通過設計菜單契約激勵服務提供商共享真實成本信息和付出最優努力水平。顏波等[13]分析了混合渠道中制造商生產成本信息不對稱時謊報生產成本信息對供應鏈績效的影響。

信息披露是信息共享的一種方式。在信息披露方面，學者們從多個角度進行研究，取得了豐碩研究成果，一些領域已有綜述文章，如上市公司信息披露[14]、碳信息披露[15]、企業社會責任信息披露[16]及環境信息披露[17]等。在供應鏈管理領域，目前主要關注產品質量信息披露，如Guo Liang[18]研究了供應鏈成員采取不同信息披露方式的條件；Guo Liang和Zhao Ying[19]分析了相互競爭的終端零售商進行質量信息披露的意愿；Ghosh 和Galbreth[20]分析了信息搜索成本、客戶關注度對質量信息披露的影響。文獻[18-20]研究的是單一傳統渠道供應鏈的質量信息披露情況，文獻[21-24]將研究范圍拓展到雙渠道，研究了雙渠道供應鏈成員的質量信息披露策略和定價策略。現有文獻沒有涉及供應鏈中供應預測信息披露的研究，本文將針對該問題，從信任角度進行探討。

在供應不確定性方面，Abdel-Malek等[25]針對具有隨機產量的報童問題開展研究；趙霞和吳方衛[26]針對生鮮農產品產出和需求擾動服從均勻分布的問題，設計了收益共享契約對供應鏈進行協調。Inderfurth[27]研究了產量和需求都是均勻分布時的單周期生產-庫存策略。Güler和Bilgic[28]研究了供應商采用乘法型隨機產量裝配系統，生產商面對隨機需求時如何采用回購契約和收益共享契約進行供應鏈協調的問題。廖莉等[29]針對由一個面對確定需求的生產商和面對隨機產出的供應商組成的兩級供應鏈，分析了四種契約對供應鏈的協調效果。凌六一等[30]分析了不同風險分擔合同對具有隨機需求和隨機產出農產品供應鏈績效的影響。何波和張霞[31]分別討論了確定需求和隨機需求下，制造商針對產出不確定的供應商，給出了單源采購和多源采購的條件。上述文獻都假設供應鏈成員之間的信息是對稱的，即信息完全共享。但現實中供應商出于自身利益考慮，難以完全真實地共享供應信息，因此本文從信任角度分析信息不對稱和供應不確定情況下供應鏈的運作情況。

不同學科對信任進行了不同角度的研究，如心理學、社會學、經濟學、政治學等。關于信任的定義，不同學者的理解也有所差異。大多數學者比較認同的定義是：“信任是基于對方將采取對施信方有益行為的預期，施信方所持有向對方暴露脆弱點的意愿，取代了對對方行為的管理和控制”[32]。在信息共享領域，信任主要指信息接收方對信息發送方共享信息的依賴程度[4]。繼?zer等人之后，Ebrahim-Khanjari等[33]針對多周期環境下由制造商、代理商、零售商組成的三層供應鏈，零售商基于歷史交易中代理商預測的準確度形成對代理商的信任度，根據信任度修正代理商共享的信息，然后做出訂購決策，同時給出了多周期的信任更新機制。Fu Xiao等[34]在此基礎上改進了多周期的信任更新機制，得到了更有意義的管理啟示。Pezeshki等[35]在多周期、一對多的供應鏈結構中，設計了一種基于信任進行獎懲的收益共享契約，并驗證了這種基于信任的協調機制可以更好地提高供應鏈運作績效。Han Guanghua和Dong Ming[36]研究了由一個供應商和一個零售商組成的單周期兩層供應鏈，用貝塔函數表示供應商和零售商的信任度，設計了一個包含信任、用定金進行協調的需求預測信息共享契約。本文將基于信任的需求預測信息共享研究方法拓展到供應預測信息共享領域。

在供應預測信息共享方面，Firouzi等[3]針對由一個供應商和一個制造商組成的供應鏈，研究了制造商完全信任和完全不信任供應商共享的供應預測信息時供應鏈的運作績效。研究表明，供應商傾向于提供虛假預測信息，制造商最優的決策是不相信供應商。本文將信任狀態拓展為從不信任到信任的連續狀態，更接近供應鏈成員的現實情況。

回購契約是指期初制造商和零售商簽訂一份回購契約，確定批發價和回購價，并且約定銷售季節結束后，如果零售商處有剩余產品，制造商以回購價回購全部產品。Cachon[37]證明回購契約可以有效協調報童問題。此后很多學者在不同領域展開深入研究，如針對突發事件[38]、銷售努力水平[39]、風險規避[40]等情況分析了回購契約對供應鏈績效的影響；還有學者研究了回購契約下供需雙方的激勵問題[41]。上述文獻都假設供應鏈成員之間信息完全共享，但企業實際運作中往往存在信息不對稱，因此本文探討信息不對稱時，回購契約對供應信預測息共享和供應鏈績效的影響。

2 供應預測信息共享策略

2.1 基本假設和符號說明

其他符號說明：

qi：訂貨量，零售商決策變量，下標i=1,2,3,4,5表示本文討論的五種情況,1表示集中決策,2表示零售商無條件完全信任制造商,3表示零售商無條件完全不信任制造商,4表示零售商一定程度信任制造商,5表示回購契約下零售商一定程度信任制造商；

p：零售價格；

D：市場需求；

sr：零售商單位產品的缺貨成本；

sm：制造商單位產品的缺貨成本；

cm：制造商單位產品的生產成本；

*：上標，表示最優值。

相關假設：

(1)制造商和零售商都是風險中性的；

(2)不失一般性，參數滿足v

以下，為了探討信任和回購契約對供應預測信息共享的供應鏈均衡策略及其協調效果的影響，首先分析集中決策模式下供應鏈的運作情況，將其作為評價供應鏈運作績效的基準；其次，為比較本文所用信任度函數與現有文獻中要么無條件完全信任對方，要么無條件完全不信任對方時供應預測信息共享效果的差異，分別構建了三種情況下的供應鏈運作模型；最后，為了進一步促進真實供應預測信息共享、提高供應鏈績效，構建回購契約下零售商一定程度信任制造商的供應鏈運作模型。

2.2 供應鏈成員集中決策

此時零售商和制造商如同一家企業，供應鏈整體利潤為：

(1)

其中，[xq1-D]+表示max[xq1-D,0]，下文采用類似表述方式。

(2)

(3)

2.3 分散決策時零售商無條件完全信任制造商

零售商利潤：

(4)

(5)

證明見附錄。命題1表明制造商共享的um越小，零售商的訂貨量越大。

制造商利潤：

(6)

命題2：當零售商無條件完全信任制造商時，制造商的期望利潤是零售商訂貨量的增函數。

證明見附錄。

由命題1和命題2可知，制造商與零售商共享的投入產出率均值um越小，零售商訂購量越大，制造商利潤就越大。于是制造商有充分的動機將u“縮小”，以增大自己的期望利潤。于是，制造商最優的供應預測信息共享值是u取值范圍中的最小值。上述分析表明，當零售商無條件完全信任制造商時，制造商不會共享真實供應預測信息，而是選擇u取值范圍中的最小值，以最大化自身期望利潤；um值越小，零售商訂購量越大，由前面的假設可知，制造商生產的產品完全銷售給零售商，很有可能造成終端市場供大于求，給零售商帶來較大損失。

2.4 分散決策時零售商無條件完全不信任制造商

此時零售商基于自己的預測值ur計算自身利潤：

(7)

(8)

因零售商完全不信任制造商共享的供應信息，所以制造商可以共享u取值范圍內的任一值。

上述分析表明，當零售商無條件完全不信任制造商時，供應鏈成員的收益與零售商的預測準確度密切相關。如果零售商的預測值ur與真實值u相差較大，零售商的訂購量可能過多或過少，給自己和制造商都帶來損失。

2.5 分散決策時零售商一定程度信任制造商

此處零售商完全信任制造商(T=1)或者完全不信任制造商(T=0)與2.3節、2.4節討論的情況是不同的。2.3節和2.4節中零售商對制造商的完全信任或完全不信任與um無關，是零售商的一種信任傾向。根據2.3節和2.4節分析結論可知，零售商無條件地完全信任或完全不信任零售商均存在一些弊端，所以零售商應采取信任度評價方法改善供應預測信息共享效果和供應鏈運作績效。

此時零售商效用：

(9)

(10)

制造商效用：

(11)

當k≠0且wu-cm-sm(1-u)=k(u-um)時，制造商從單位產品獲得的利潤效用等于說謊導致零售商多訂購單位產品的心理負效用，制造商的總效用為0。由此推得um=((k-w-sm)u+cm+sm)/k，這是使制造商效用大于0時um的下限。于是得到um的取值范圍為[((k-w-sm)u+cm+sm)/k,u]。

2.6 分散決策時零售商一定程度信任制造商且含有回購契約

在供應鏈運作開始，制造商和零售簽訂回購契約，約定期末制造商對零售商未售出的產品，以價格b(v

在分配供應鏈利潤前，零售商的效用：

(12)

(13)

在分配供應鏈利潤前，制造商的效用：

(14)

回購契約可減少銷售季節結束后零售商處剩余貨物的損失，增加其利潤，但減少了制造商利潤。為了讓制造商和零售商參與回購契約，需保證采取回購契約時制造商和零售商利潤不小于無回購契約時的雙方利潤。制造商和零售商可以通過談判，確定制造商獲取供應鏈利潤的比例λ，保證上述約束條件的實現。λ的具體取值由制造商和零售商的談判實力決定。

3 算例分析

3.1 集中決策時供應鏈的運作情況

3.2 分散決策時零售商無條件完全信任制造商

3.3 分散決策時零售商無條件完全不信任制造商

此時零售商根據自己對投入產出率的預測值ur進行訂購。表1列出了ur取不同值時各方的期望利潤。

表1 不同ur對應的最優訂購量和相關利潤

由表1數據可知，當零售商預測值ur=u時，它的期望利潤達到最大；制造商利潤隨零售商預測值的增加而降低；當ur較小(ur=0.2,0.3, 0.4)時或ur較大(ur=0.8)時，供應鏈利潤均會受損。因此，該情形對供應鏈績效的影響不確定，零售商精確預測未必產出最高的供應鏈利潤，但若零售商的預測值與真實值偏差過大則將損害供應鏈利潤。

3.4 分散決策時零售商一定程度信任制造商

表2 當k取不同值時，供應鏈的運作情況

圖1 k取不同值時制造商效用隨um的變化

3.5 基于信任和回購契約的供應預測信息共享

表3 回購價格對供應鏈運作的影響

表4 k取1.5,2時，最佳回購價格b*以及供應鏈的運作情況

對比表2(表示b=0)和表4的數據可知，當k=1.5，λ∈[0.5,0.54]時，制造商和零售商均可增加利潤；當k=2，λ∈[0.47,0.55]時，制造商和零售商亦可實現雙贏。λ的具體取值由制造商和零售商談判確定。

4 結語

本文針對供應鏈上游制造商供應不確定且供應信息不對稱的情況，探討了基于信任的零售商最優訂貨問題和基于回購契約的供應鏈協調問題。研究表明：① 當零售商無條件完全信任制造商時，制造商會共享使自身利益最大的投入產出率均值，造成供應鏈和零售商利潤的損失。這說明零售商無條件完全信任制造商不是明智之舉，前文提及的愛立信就是一個很好的例子。理性的零售商不應該無條件地完全信任制造商，這與Firouzi等[3]的結論一致。② 當零售商無條件完全不信任制造商時，零售商根據自己對投入產出率均值的預測進行訂貨，此時供應鏈績效的變化具有不確定性，但若零售商的預測值與真實值偏差過大則將損害供應鏈利潤。為了降低這種可能性，零售商可向制造商索要詳細的歷史資料或請第三方專業咨詢機構做出預測。③當零售商一定程度信任制造商時，制造商共享信息與真實信息的差異程度影響零售商對其信任度，這樣可有效抑制制造商的信息“謊報”。若貝塔函數中參數設置合理，可以讓制造商珍惜自己信譽，提高其誠信程度。制造商說謊的心理負效用系數越大，越傾向于共享真實信息；制造商說謊的心理負效用系數k對供應預測信息真實共享具有重要影響，制造商做決策時不但關注預期利潤，還關注心理效用，這為供應鏈成員決策制定提供有價值的參考。④回購契約可以促進制造商共享真實的投入產出率信息；當制造商說謊的心理負效用系數較大時，存在一個最佳的回購價格，實現供應鏈協調，即達到集中決策的狀態；然后按照約定的比例分配供應鏈利潤，使制造商和零售商達到雙贏。回購契約操作簡單、容易執行，既可以促使供應預測信息真實共享，又可以提高供應鏈績效，可以在供應預測信息共享的運作過程中推廣應用。

本文主要針對由單一制造商和單一零售商組成的兩級供應鏈開展研究，而現實中可能存在多個制造商或多個零售商的橫向競爭，未來可研究橫向競爭情形下信任對供應預測信息共享策略和供應鏈績效的影響；本文局限于探究信任對單周期供應鏈運營決策的影響，后續可拓展至多周期模型中。現有文獻已提出多種信任度測量方法，比較不同信任度測量方法對供應預測信息共享策略的影響也是一個值得研究的方向。

附錄：

(1)命題1的證明

(2)命題2的證明