供應(yīng)鏈基于斯坦伯格競爭的不確定性需求信息共享問題研究

韋穎

（重慶大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院，重慶 沙坪壩400044）

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)所面臨的市場環(huán)境日益復(fù)雜多樣，如何把握未來的市場需求也就成了企業(yè)的關(guān)注重點之一。常見的市場需求調(diào)查方法包括利用銷售終端的工作人員意見反饋及數(shù)據(jù)資料、對消費者進(jìn)行問卷調(diào)查以及在個別市場進(jìn)行試點推廣，從而推測未來總體市場的需求情況。由于實施這些市場調(diào)研方法需要花費許多的人力、物力和財力，并且企業(yè)可能并不具備相應(yīng)的專業(yè)知識與能力，最終花費了大量成本得到錯誤的需求判斷。所以愈來愈多的企業(yè)開始尋求第三方獨立的市場調(diào)研機(jī)構(gòu)為其提供需求信息調(diào)研服務(wù)。例如，國際知名企業(yè)包括擅長零售調(diào)研的尼爾森、全球個案研究的領(lǐng)軍企業(yè)益普索，國內(nèi)出色企業(yè)包括將本土經(jīng)驗與全球先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的央視市場研究CTR和華南國際市場研究。企業(yè)借助這些優(yōu)秀的外部資源進(jìn)行市場調(diào)研，能夠更好地了解市場需求，應(yīng)對未來的不確定性。

信息共享通常被認(rèn)為能夠為供應(yīng)鏈整體帶來價值，例如減弱信息扭曲所帶來的牛鞭效應(yīng)，優(yōu)化庫存管理和降低缺貨成本。但需要注意到并不是所有的信息都能為企業(yè)和供應(yīng)鏈帶來價值增值，所以如何去識別和判斷在什么時候、向誰共享什么類型的信息就顯得格外重要。

學(xué)者們在不同程度上都研究過關(guān)于信息共享分別對供應(yīng)商、制造商以及整條供應(yīng)鏈的影響，為我們從不同角度進(jìn)行研究提供了思考方向。Vives的研究發(fā)現(xiàn)：在雙寡頭競爭中，圍繞需求信息，不共享需求信息是替代性產(chǎn)品進(jìn)行古諾競爭（或者是互補(bǔ)性產(chǎn)品進(jìn)行伯川德競爭）時的占優(yōu)策略；而如果產(chǎn)品之間是互補(bǔ)的，并且進(jìn)行古諾競爭（或者是替代性產(chǎn)品進(jìn)行伯川德競爭），那么此時完全共享信息就成為唯一的均衡[1]。Gal-Or指出面對不確定需求的寡頭企業(yè)，不共享其私有信息——需求狀態(tài)是唯一的納什均衡[2]。隨后，Gal-Or研究發(fā)現(xiàn)針對替代性產(chǎn)品的供應(yīng)鏈內(nèi)部的信息共享問題，當(dāng)信息類型發(fā)生改變時，企業(yè)通常也會改變其共享信息的動機(jī)，完全信息共享（或不信息共享）在古諾競爭（伯川德競爭）中是占優(yōu)策略[3]。Li L發(fā)現(xiàn)如果信息共享是能夠增進(jìn)供應(yīng)鏈整體利潤的，那么強(qiáng)勢的上游制造商可以通過轉(zhuǎn)移支付的方式獲取超額利潤來吸引下游零售商共享信息[4]。

Chen F在對既往一系列參考文獻(xiàn)的整理總結(jié)的基礎(chǔ)上，討論了橫向競爭者之間共享信息的問題[5]。Jiang和Hao的文章指出，私有信息能幫助企業(yè)提高市場預(yù)測能力以及獲取更高的利潤，特別地，如果該信號不是完全相關(guān)的，那么企業(yè)將受惠于信息共享。在提高企業(yè)收益的問題上，信息共享和合作定價是策略互補(bǔ)的[6]。Zhou和Zhu考慮橫向共享信息的B2B在線交易市場，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間都存在競爭，供應(yīng)商的邊際成本為私有信息[7]。結(jié)果表明，制造商在進(jìn)行古諾競爭更傾向于信息共享，然而供應(yīng)商更不愿意共享信息。Ha等分別研究在競爭供應(yīng)鏈環(huán)境下，信息共享的投資成本和規(guī)模不經(jīng)濟(jì)對每條供應(yīng)鏈內(nèi)部上下游企業(yè)之間需求信息共享決策的影響[8-9]。Shang等分析了兩家競爭的上游企業(yè)同時向一家下游企業(yè)供應(yīng)替代性產(chǎn)品時的需求信息共享問題，研究發(fā)現(xiàn)更激烈的上游企業(yè)競爭引起更多的信息共享[10]。

本文將通過建立由上游制造商和下游零售商組成的二級供應(yīng)鏈模型，研究零售商是否有動機(jī)向制造商共享由第三方市場調(diào)研機(jī)構(gòu)給出的需求信息。如果零售商愿意進(jìn)行信息共享，那么在什么情況下能夠?qū)崿F(xiàn)？類似地，制造商是否愿意付出成本以獲得需求信息?如果有，那么在什么情況下能夠?qū)崿F(xiàn)？為了回答上述科學(xué)問題，我們建立上下游企業(yè)進(jìn)行斯坦伯格競爭的模型，利用逆向歸納法，分別研究制造商和零售商的均衡策略，為現(xiàn)實企業(yè)在市場需求信息共享問題提供理論借鑒。

二、模型假設(shè)

考慮市場上存在一條均由一家上游制造商和一家下游零售商組成的二級供應(yīng)鏈，并且不存在供應(yīng)鏈之間的交叉供貨情況。零售商在市場上銷售產(chǎn)品，并且可以委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行市場調(diào)研，了解市場需求信息，從而降低市場不確定性帶來的風(fēng)險。但在此之前，零售商需要先決定是否在市場調(diào)研完成后，將所掌握的需求信息向上游制造商共享。即本文討論事前信息共享決策，因此不存在競爭企業(yè)之間通過對方的行動來修正關(guān)于需求信息的估計。這與過往經(jīng)典文獻(xiàn)假設(shè)是一致的，包括Vives和Li等的研究[1,4]。如果制造商和零售商協(xié)商一致，同意進(jìn)行需求信息共享，那么他們將按照規(guī)定比例一同承擔(dān)向第三方機(jī)構(gòu)支付的市場調(diào)研費用。如果制造商不同意支付費用，則零售商也不會向其共享信息，即當(dāng)且僅當(dāng)零售商決定向上游共享信息，制造商也愿意支付市場調(diào)研費用時，需求信息共享才成立。

供應(yīng)鏈上下游企業(yè)進(jìn)行斯坦伯格競爭，即制造商先分別向下游零售商提出產(chǎn)品批發(fā)價格，零售商決策訂貨數(shù)量，形成古諾（產(chǎn)量）競爭。依據(jù)Singh和Vives的模型假設(shè)，我們得到對于零售商的反需求函數(shù)為：

其中，d表示市場潛力，q是零售商R的銷售數(shù)量。本文意在研究存在信息共享對供應(yīng)鏈的影響，為了明確研究問題，考慮零售商只會訂購市場需求數(shù)量的產(chǎn)品，不存在滯壓庫存。即訂貨數(shù)量等于銷售數(shù)量。隨機(jī)變量θ表示市場需求的不確定性，它服從均值為0，方差為σ2的正態(tài)分布，即θ～N（0，σ2）。零售商可以通過第三方機(jī)構(gòu)的市場調(diào)研獲取需求信號θ。

同時,假設(shè)企業(yè)的邊際成本均為常數(shù),為不失一般性，令該成本為0。此外，該市場上的參與者，包括制造商和零售商都是風(fēng)險中性的，以自身期望利潤最大化進(jìn)行決策。

根據(jù)以上的描述，我們總結(jié)模型中事件發(fā)展的順序如下：

a.零售商企業(yè)獨立決定是否向上游制造商共享需求信息，如果共享，那么制造商將向零售商支付市場調(diào)研費用f的比例為α(0＜α≤1)的部分用于購買需求信息。如果零售商決定接受制造商給的αf信息支付，那么它將在收到需求信息Y后，共享給制造商。

b.零售商各自委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行市場調(diào)研，并得到市場需求信息Y，按照（1）式中所達(dá)成的方案如實進(jìn)行信息共享。

c.在信息傳遞完成后，制造商獨立決策批發(fā)價格w，然后兩家零售商獨立決策銷售數(shù)量q。其中批發(fā)價格是不能被競爭供應(yīng)鏈上的企業(yè)觀察到的。

d.兩家零售商在市場上進(jìn)行古諾（產(chǎn)量）競爭，制造商提供數(shù)量為q的產(chǎn)品給零售商，市場以銷售價格p出清。最終，企業(yè)各自收到自己的利潤支付。

假設(shè)供應(yīng)鏈信息共享方案一旦達(dá)成，則立即可以被競爭供應(yīng)鏈上的企業(yè)知道，即供應(yīng)鏈的信息結(jié)構(gòu)是透明可知的。標(biāo)記S為信息共享，N為信息不共享。我們將利用逆向歸納法，討論供應(yīng)鏈信息共享與信息不共享兩種情況下，制造商和零售商如何進(jìn)行批發(fā)價格和銷售產(chǎn)量決策。

圖1 模型中事件發(fā)生順序

三、兩種信息結(jié)構(gòu)下的均衡結(jié)果

首先考慮寡頭壟斷下的供應(yīng)鏈信息共享情形，即供應(yīng)鏈上游制造商及下游零售商都在市場上占據(jù)寡頭壟斷地位。根據(jù)模型假設(shè)，零售商事前決定是否進(jìn)行信息共享。在收到市場需求信號Y（是市場需求不確定性θ的無偏估計）后，按照達(dá)成的方案向上游傳遞或不傳遞信息。供應(yīng)鏈進(jìn)行斯坦伯格競爭，制造商先提出批發(fā)價格，零售商再來訂貨。對制造商給定的批發(fā)價格w，根據(jù)逆向歸納法，零售商需要最大化其期望利潤。

a.當(dāng)供應(yīng)鏈共享信息（S）時，零售商基于銷售數(shù)量進(jìn)行決策，則有：

b.當(dāng)供應(yīng)鏈不共享信息（N）時，零售商基于銷售數(shù)量進(jìn)行決策，且此時由零售商承擔(dān)全部的市場調(diào)研費用，則有其利潤函數(shù)：

將（7）式代入（6）式得到信息不共享時，制造商最優(yōu)批發(fā)價格與零售商最優(yōu)銷售數(shù)量分別為

推論1：信息共享使制造商和零售商的批發(fā)價格和銷售數(shù)量決策對需求信息更加敏感，即

容易發(fā)現(xiàn)，在信息共享時，銷售數(shù)量對需求信號的變化更加敏感。通過觀察需求信號Y估計的市場需求不確定性E［θ|Y］，制造商可以制定不低于信息不共享時的批發(fā)價格wT≥wN，同理零售商可以制定不低于信息不共享時的銷售數(shù)量qT≥qN。

利用上述的均衡決策，可以進(jìn)一步得到信息共享與信息不共享兩種信息結(jié)構(gòu)下，得到制造商和零售商的利潤函數(shù)分別為：

四、信息共享對企業(yè)期望利潤的影響

因為企業(yè)總會選擇為其帶來更大利潤的信息策略，于是我們需要通過比較制造商和零售商在兩種信息結(jié)構(gòu)下的期望利潤，來討論企業(yè)是否有動機(jī)進(jìn)行信息共享。根據(jù)（11）式和（13）式，對于制造商有：

根據(jù)（12）式和（14）式，對于零售商有：

定理1：在需求信息不確定性較大，即時，信息共享有利于制造商。

定理2：在需求信息不確定性較小時，信息共享有利于零售商。

上述零售商進(jìn)行信息共享要求需求信號準(zhǔn)確度處于較低水平，即這與制造商進(jìn)行信息共享的情況類似。較低的需求信號精度一方面會降低零售商通過獲得的需求信號Y來推測真實的需求不確定性θ的能力，即隨著需求信號精度t的降低，η=Var（E（θ|Y））也會減小從而降低零售商的獲利能力。但是需要注意隨著需求信號精度的提高，也會帶來市場調(diào)研費用的提高。尤其在需求信號準(zhǔn)確度較高時，市場調(diào)研費用的增加大于需求信號準(zhǔn)確性提高而給零售商帶來的利潤增長，從而使零售商損益。如果需求信號精度較低，隨著準(zhǔn)確度的提高，信息共享為零售商帶來的收益也更大，即；如果需求信號精度較高隨著準(zhǔn)確度繼續(xù)提高，信息共享為零售商帶來的收益也逐步減小，即

五、信息共享對供應(yīng)鏈期望利潤的影響

在上一部分，我們分別討論了信息共享對制造商和零售商的期望利潤的影響情況，分析了在什么時候下企業(yè)有動機(jī)進(jìn)行信息共享。但是，供應(yīng)鏈?zhǔn)欠衲軐崿F(xiàn)信息共享，關(guān)鍵取決于信息共享是否能為供應(yīng)鏈整體帶來更大的收益。從而制造商和零售商可以通過供應(yīng)鏈內(nèi)部的轉(zhuǎn)移支付都得到帕累托改進(jìn)。

為了分析上述問題，先標(biāo)記ΠS和ΠN分別為信息共享和信息不共享兩種信息結(jié)構(gòu)下的供應(yīng)鏈利潤函數(shù)，根據(jù)上文有：

那么可以得到供應(yīng)鏈采取哪一種信息結(jié)構(gòu)取決于兩者利潤的差值，即因為模型假設(shè)零售商在獲得需求信息之前就決策是否共享信息，所以制造商做出最優(yōu)化批發(fā)價格決策和零售商做出最優(yōu)化銷售產(chǎn)量決策都是基于期望利潤最大化為目標(biāo)進(jìn)行納什均衡的推導(dǎo)。 因此供應(yīng)鏈的信息決策也需要比較期望利潤的大小，即,標(biāo)記，其中容易發(fā)現(xiàn)，則有：

定理3：供應(yīng)鏈中基于斯坦伯格競爭時，不共享不確定性需求信息更有利。

推論2：具有不確定性的需求信息共享對制造商和零售商期望利潤的影響是相反的。

通過定理1和定理2，可以得到推論2，表明制造商和零售商希望進(jìn)行信息共享時的條件是相反的，制造商愿意在需求信息不確定性較大時支付市場調(diào)研費用獲得信息，零售商則只會在需求信息不確定性較小時共享信息。若使這兩個條件同時成立，就要滿足ac0t＜0，與模型假設(shè)矛盾，因此不能成立。換言之，如果制造商在需求信息不確定性較大時，希望通過信息共享優(yōu)化批發(fā)價格制定來應(yīng)對市場變化，此時零售商的利益會受到損害。而且通過定理3可以發(fā)現(xiàn)，此時進(jìn)行信息共享為制造商帶來的正面效應(yīng)要小于給零售商帶來的負(fù)面效益，因此供應(yīng)鏈整體期望利潤降低；同樣地，如果零售商在需求不確定性較小時，愿意向上游共享信息來實現(xiàn)利潤優(yōu)化，但對于制造商來說所支付的信息費用超過了獲得的收益，從供應(yīng)鏈整體上看期望利潤也更低。綜上所述，具有不確定性的需求信息共享并不能為供應(yīng)鏈整體帶來更大的收益，原因在于雙重邊際化效應(yīng)。由于供應(yīng)鏈上成員企業(yè)的目標(biāo)都是最大化各自的利益，企業(yè)在決策時不考慮供應(yīng)鏈中其他成員的邊際效益，從而產(chǎn)生利益沖突。

六、結(jié)語

本文通過建立一個二級的供應(yīng)鏈模型，上下游企業(yè)分別由一家制造商和一家零售商組成。考慮零售商可以通過委托第三方市場調(diào)研服務(wù)機(jī)構(gòu)來提供需求信息，并且在事前決策是否將該信息向制造商共享。供應(yīng)鏈內(nèi)部進(jìn)行斯坦伯格競爭，即上游制造商先向下游零售商提出批發(fā)價格，零售商再在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行銷售數(shù)量決策。模型中零售商掌握不確定性需求信息，制造商具有上下游企業(yè)博弈的先動優(yōu)勢，討論企業(yè)共享需求信息的條件。研究表明，信息共享為制造商和零售商都提供了更加靈活的決策機(jī)制，此時的批發(fā)價格和銷售數(shù)量對需求信息更加敏感，即制造商和零售商能夠更好地應(yīng)對市場變化，獲得更大的收益。另外，本文分析表明，制造商和零售商在信息共享問題上是存在利益沖突的。具體地，制造商愿意在需求信息不確定性較大的情況下進(jìn)行信息共享，而零售商愿意在需求信息不確定性較小的時候?qū)崿F(xiàn)信息共享。即需求信息的不確定性大小決定了企業(yè)是否愿意共享信息，也體現(xiàn)了信息共享在應(yīng)對市場變化時的價值所在。最后，我們從供應(yīng)鏈系統(tǒng)整體利益的角度討論了信息共享的影響。結(jié)果表明，關(guān)于不確定性需求的信息共享不能為供應(yīng)鏈帶來更大的價值增值，這是由于斯坦伯格競爭中的雙重邊際化效應(yīng)導(dǎo)致。本文研究還可以進(jìn)一步拓展，例如考慮供應(yīng)鏈存在競爭的情形、制造商的庫存費用問題、有多個供應(yīng)商時的選擇與信息共享問題等。