制造業服務化背景下平臺型供應鏈合作策略

袁 鑫，趙林度

（東南大學 經濟管理學院，江蘇 南京210096）

0 引言

近年來，在資源壓力和消費者需求驅動下，越來越多的制造商開始將產品服務附加到產品上銷售給消費者以獲取產品服務價值，基于產品的服務化轉型已成為制造業發展的重要趨勢。在這樣的背景下，以卡特彼勒為代表的一些大型制造企業開始整合供應鏈資源，建立“產品+服務”的分銷網絡，但更多規模較小的中小型制造企業由于資金和管理水平限制，難以整合供應鏈下游多而散的資源進而開辟高效的產品服務渠道，在服務化轉型的道路上頻頻受挫。

隨著互聯網技術的發展，平臺型供應鏈的出現為這一問題提供了新的解決方案。平臺型供應鏈通過云平臺整合供應鏈下游多而散的用戶訂單信息，并將其轉化為平臺上制造商和服務提供商的采購單。對制造商而言，平臺型供應鏈通過“云”上供應的方式可以有效整合多而散的區域分銷商資源，并作為其產品服務渠道。因此，本文將重點討論制造商加入平臺型供應鏈進行基于產品的服務化轉型的可行性，并進一步探討制造商與云平臺間合作、不合作之間的差異。

1 文獻綜述

從平臺型供應鏈研究來看，相當一部分集中于云平臺或云平臺上服務提供商為中小型企業融資的策略研究（郭戰琴；Yang，等；鄒小紅，等）[1-3]。另一部分集中于平臺型供應鏈內部成員間的博弈研究。姜明，等構建了平臺供應鏈中平臺對定制化產品的供應鏈治理重復博弈模型，指出制造商在平臺型供應鏈中實施定制化生產能獲得更多收益，并能有效規避生產和銷售環節中因信息不對稱造成的雙邊道德風險[4]。樓振凱，等構建了平臺型供應鏈中制造商與傳統零售商的動態博弈模型，指出制造商加入平臺型供應鏈可以獲得更多收益[5]。

關于制造商實施基于產品的服務化轉型研究也受到學者的關注。計國君和曹文博基于消費者效用理論構建了“制造商-零售商”供應鏈中制造商和零售商分別提供產品服務時的博弈模型，給出了不同情形下制造商和零售商的最優產品服務策略[6]。姚樹俊和陳菊紅考慮了一個制造商和兩個零售商構成的產品服務供應鏈，依據零售商與制造商之間不同的權利結構，分析了考慮產品服務能力時供應鏈成員的均衡策略[7]。

基于上述分析，并未發現有關制造業服務化背景下的平臺型供應鏈研究，將制造商視為產品服務提供商，研究供應鏈平臺內部制造商與云平臺之間的協同運作問題；而關于制造商提供產品服務的研究也主要集中在“制造商-零售商”這樣的傳統供應鏈中。因此，本文重點研究平臺型供應鏈中制造商作為服務提供商進行服務化轉型的可行性，分析對比此過程中制造商與云平臺進行非合作博弈、合作博弈的最優決策，最終給出制造業服務化背景下平臺型供應鏈的最優合作策略。

2 模型構建

2.1 模型描述

考慮一個制造商和一個云平臺構成的二級平臺型供應鏈。非合作博弈下，平臺根據制造商的產品定價pm決策產品售價pr后向消費者發布產品；消費者購買后平臺根據訂單生成采購單發送給制造商；制造商根據采購單生產產品并發送給消費者；產品售出后制造商決策面向產品的服務定價ps并通過平臺發布，消費者購買服務后由制造商直接提供，過程如圖1所示。

圖1 非合作博弈下平臺型供應鏈

合作博弈下，制造商與云平臺協同構建產品服務平臺，雙方共同決策產品和服務定價，過程如圖2所示。

圖2 合作博弈下平臺型供應鏈

2.2 模型假設和符號定義

為了簡化博弈分析，本文提出如下假設：

（1）制造商、云平臺和消費者均是理性人，制造商與云平臺以最大化自身效用為目標，消費者根據自身效用決定是否購買產品或服務。

（2）云平臺為制造商提供產品服務渠道，過程中銷售產品和服務所產生的物流成本由云平臺承擔。

（3）制造商與云平臺對產品的定價在銷售期間均保持不變，且不考慮產品未售完后的殘值。

為了方便闡述問題和分析問題，本文規定平臺型供應鏈結構模型的相關符號見表1。

2.3 基于消費者效用的需求函數和利潤函數

在產品銷售過程中，消費者對于購買產品效用的評估基于產品質量q和銷售價格pr，初始消費者購買產品的效用可以表示為θq-βpg，由于因消費者對產品質量的感知存在差異，θ服從[0,1]上的均勻分布且效用大于0時，消費者才會選擇購買[7]。因此可以得到產品總的消費者需求：

由于產品服務是在產品銷售之后提供的增值服務，此時已經購買產品的消費者成為產品服務市場中的初始消費者，同理可以得到產品服務的消費者需求為：

表1 平臺型供應鏈模型的符號與說明

此外，產品服務成本是服務水平遞增的嚴格凸函數，即隨著服務水平的提高，服務成本也會相應地升高，它們之間具有二次形式的關系[9]。所以，產品服務成本cs與其服務水平s具有如下關系：

綜上，平臺型供應鏈中制造商及云平臺的利潤可分別用如下公式表示：

平臺型供應鏈總利潤Πt：

3 模型求解與分析

針對制造商與云平臺的供應鏈模型，本文進一步分析雙方合作、不合作時的決策異同。

3.1 非合作博弈

在非合作博弈中，制造商首先制定產品批發價格pm；云平臺觀察到pm后，制定產品零售價格pr；制造商觀察到pr、pm后，制定產品服務價格ps。此博弈為完全信息動態博弈，解為Stackelberg均衡，因此本文采用逆向歸納法來求解其均衡值。將式（1）-式（3）代入式（4）、式（5），可以得到模型約束如下：

將以上計算結果代入式（4）、式（5），可以求得平臺型供應鏈中制造商和云平臺的利潤分別為：

3.2 合作博弈

本文分析了平臺型供應鏈中各企業彼此間不合作的模型，制造商與云平臺分別從自身利潤最大化的角度考慮獨自決策。進一步地，本文將從供應鏈中制造商與云平臺雙方相互合作的角度出發，進行合作博弈分析。

在合作博弈中，制造商與云平臺都基于平臺型供應鏈利潤最大化的目標做出決策。因此，在博弈分析中，以整條供應鏈作為決策分析單元，共同決策供應鏈整體的產品和服務定價。因此，將式（1）-式（3）代入式（6），得到模型約束如下：

根據式（6），Πt在駐點處的Hessian矩陣H是負定的，所以是極大值點，求解可得平臺型供應鏈的最優產品批發價p'r*、p's*：

將以上計算結果代入式（6），可以求得平臺型供應鏈的總利潤為：

3.3 總結分析

根據命題1可知，在平臺型供應鏈中，制造商提供“產品+服務”時制造商與云平臺均可以獲利，制造商在平臺型供應鏈中實施基于產品的服務化轉型具有可行性；當制造商與云平臺合作時，供應鏈的總收益將提升13.3%，即在收益合理分配的情況下，構建協同決策的產品服務平臺可以為雙方帶來更多收益。

命題2：由式（9）、式（10）、式（14）、式（15）可得：且將式（9）、式（14）代入式（1），有

根據命題2可知，當制造商與云平臺合作時，消費者可以以更低的價格購買產品；產品服務價格不受制造商與云平臺是否合作的影響，但由于服務是基于產品提供的，因此對于每一位消費者來說，在合作策略下均可以獲得更多的消費者剩余。在此基礎上可以發現，當制造商與云平臺合作時，市場中消費者對產品的需求增加，產品服務平臺可以獲取更多用戶。

命題3：根據式（16），進行數值實驗（q=8，β=0.05，α1=0.2，α2=0.1，cp=10，k=0.3，C=500，n=3 000），得到產品服務水平變化對產品服務平臺的影響，如圖3所示。

圖3 產品服務水平對供應鏈利潤的影響

從圖3可知，當制造商與云平臺協同決策時，平臺型供應鏈總利潤隨服務水平先增后減，即在基于產品的服務化轉型過程中，過低和過高的產品服務水平都會降低供應鏈總利潤。

命題4：根據式（16），進行數值實驗（q=8，β=0.05，s=10，cp=10，k=0.3，C=500，n=3 000），得到市場中產品價格彈性與服務價格彈性變化對產品服務平臺的影響，如圖4所示。

圖4 產品-服務價格彈性對供應鏈利潤的影響

從圖4可知，在制造商與云平臺協同提供產品和服務的背景下，當市場中產品價格彈性較大且服務價格彈性較小時，平臺型供應鏈總利潤較高；當市場中消費者對產品價格的彈性較大時，平臺型供應鏈總利潤隨服務價格彈性增加先增后減，但最優服務價格彈性不隨產品價格彈性的變化而變化，且服務價格彈性對供應鏈總利潤的影響會隨著產品價格彈性增大變得越來越顯著。

4 結語

在制造業服務化背景下，本文構建了制造商在平臺型供應鏈中合作與非合作博弈模型。首先論證了制造商通過平臺提供產品服務的可行性；接著對比分析了制造商與云平臺在合作與非合作兩種運作模式下的產品服務策略，發現相比獨立決策，制造商與云平臺協同決策能顯著提升平臺型供應鏈總利潤；合作策略下產品服務平臺可以吸引更多消費者，消費者也可以獲得更多的消費者剩余；同時平臺型供應鏈總利潤會隨產品質量和服務水平的提升先增后減。在此基礎上，研究了市場中產品-服務價格彈性波動對平臺型供應鏈利潤產品服務策略的影響，發現當市場中產品價格彈性較大，服務價格彈性較小時，平臺型供應鏈收益較高；服務價格彈性對平臺型供應鏈總利潤的影響會隨著產品價格彈性增大變得越來越顯著。同樣，本文也存在一些可以改進的地方，主要體現在：（1）只考慮了一個制造商和一個云平臺構建的平臺型供應鏈，未來可以考慮制造商在多渠道下與平臺的合作問題；（2）僅從平臺型供應鏈出發探討實施基于產品的服務化轉型的可行性和具體策略，未來可以與其他供應鏈模式進行比較，進一步分析制造商在平臺型供應鏈中實施服務化轉型的優勢和劣勢。