基于供應(yīng)鏈的集群企業(yè)與物流企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新博弈分析

錢存華 樊偉 付亞洲

內(nèi)容摘要：集群企業(yè)與物流企業(yè)在供應(yīng)鏈關(guān)系下對(duì)接緊密，無縫鏈接是雙方企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注且逐漸加大創(chuàng)新投入的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文在傳統(tǒng)對(duì)接技術(shù)創(chuàng)新模式的基礎(chǔ)上，提出了兩企業(yè)之間的技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同新模式，針對(duì)影響協(xié)同策略選擇問題構(gòu)建博弈模型進(jìn)行分析。從內(nèi)部生產(chǎn)、外部銷售兩階段入手，引入成功率、研發(fā)費(fèi)用、溢出系數(shù)等變量建立完全信息動(dòng)態(tài)博弈模型，求解各策略博弈均衡時(shí)最優(yōu)定價(jià)、利潤(rùn)函數(shù)關(guān)系式，得出企業(yè)可根據(jù)不同技術(shù)溢出系數(shù)、創(chuàng)新因子水平選擇相應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新策略。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈? ?企業(yè)協(xié)同? ?技術(shù)創(chuàng)新? ?完全信息動(dòng)態(tài)博弈

兩企技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同必要性和可行性分析

（一）兩企技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同必要性

近年來，我國(guó)政府及各企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新是驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)利益的有效機(jī)制，有助于提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。加大經(jīng)費(fèi)投入是注重技術(shù)創(chuàng)新的主要體現(xiàn)，2016年社會(huì)各界共有15676.7億元用于各種研發(fā)，其中用于基礎(chǔ)研發(fā)占比5.25%。2017年全國(guó)社會(huì)物流總額252.8萬億，其中工業(yè)品物流總額234.5萬億，占比物流總額的92.76%。管理費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、保管費(fèi)用分別為1.6萬億元、6.6萬億元、3.9萬億，分別同比提高7.6個(gè)百分點(diǎn)、5.4個(gè)百分點(diǎn)、2.7個(gè)百分點(diǎn)。

以上數(shù)據(jù)表明，技術(shù)研發(fā)高投入、物流高需求情況下，資源消耗仍然居高不下，提高物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同研發(fā)對(duì)接技術(shù)，一方面降低制造業(yè)物流服務(wù)成本，另一方面增強(qiáng)企業(yè)響應(yīng)市場(chǎng)能力，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也為物流業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展指明方向。新時(shí)代背景下現(xiàn)代物流業(yè)被賦予了更多使命，作為一種新興產(chǎn)業(yè)近年來受到各方學(xué)者的廣泛關(guān)注，其研究涉及物流業(yè)與集群制造業(yè)模式創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、機(jī)理研究等定性理論研究，缺少包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、搬運(yùn)等具體問題的實(shí)證研究。物流技術(shù)是物流業(yè)智能化、提高物流運(yùn)作、管理效率、服務(wù)水平的關(guān)鍵點(diǎn)。生產(chǎn)技術(shù)是制造業(yè)重要核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，通過技術(shù)創(chuàng)新使物流更好的服務(wù)于生產(chǎn)，一直是企業(yè)所追求的目標(biāo)。

（二）兩企技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同可行性

基于兩企技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同能否有效的實(shí)施以及能否具有現(xiàn)實(shí)可行性這兩個(gè)問題，筆者通過對(duì)歷史文獻(xiàn)以及研究成果的梳理，發(fā)現(xiàn)近年來一些學(xué)者在兩企合作、聯(lián)動(dòng)關(guān)系方面逐漸從理論層進(jìn)入實(shí)證研究。理論方面，鄒筱（2014）提出物流業(yè)能夠融入制造業(yè)中構(gòu)成供應(yīng)鏈關(guān)系。供應(yīng)鏈集群企業(yè)間具有地域盟約關(guān)系易推動(dòng)復(fù)雜協(xié)作形式運(yùn)行，其對(duì)物流服務(wù)需求總量較大，易達(dá)到物流企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新門檻值。劉國(guó)?。?018）指出區(qū)域物流企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能夠消化、吸收外部先進(jìn)技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新。實(shí)證方面，吳永林（2016）通過實(shí)證分析得出兩企協(xié)作技術(shù)創(chuàng)新能夠做到技術(shù)互補(bǔ)和資源互補(bǔ)。以上文獻(xiàn)為協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新可行性提供相關(guān)依據(jù)，并為文章研究方法選擇、參數(shù)變量設(shè)置提供技術(shù)支持。

集群企業(yè)與物流企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同模式

集群企業(yè)與物流企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同包括生產(chǎn)階段和銷售階段，其創(chuàng)新流程如圖1所示。集群企業(yè)與外包物流企業(yè)對(duì)合作中容易出現(xiàn)的問題以及能夠降低成本的包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、信息系統(tǒng)、生產(chǎn)搬運(yùn)、生產(chǎn)技術(shù)等對(duì)接環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)協(xié)同改進(jìn)、創(chuàng)新協(xié)商，并對(duì)成本按照相應(yīng)的比例分?jǐn)?、利益共享等達(dá)成協(xié)議。力求精益物流、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，最大化解決以往外包中出現(xiàn)的供應(yīng)不及時(shí)、對(duì)接損失大、服務(wù)質(zhì)量低、風(fēng)險(xiǎn)高等問題。該協(xié)同模式，一方面，能夠在兩企對(duì)接中因不符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題造成損失之前有效解決，避免為應(yīng)對(duì)單一企業(yè)需求投入大量資金研發(fā);另一方面，能夠綜合集群各企業(yè)集思廣益為物流對(duì)接技術(shù)研發(fā)出力，增加企業(yè)之間合作頻繁度，不斷提高縱向供應(yīng)鏈、橫向供應(yīng)鏈企業(yè)之間的相互依賴性，不斷深化企業(yè)之間競(jìng)合伙伴關(guān)系，增強(qiáng)信任度。其不足之處在于，技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同能夠有效運(yùn)作，硬件方面需要先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)能夠及時(shí)有效的將信息反饋給各環(huán)節(jié)。除此之外，相關(guān)協(xié)同模式、運(yùn)作機(jī)制、保障機(jī)制等都有嚴(yán)格要求。

兩企如何對(duì)技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同做出有效策略選擇，降低協(xié)同中的風(fēng)險(xiǎn)需要有效保障。本文將集群企業(yè)與物流企業(yè)視為供應(yīng)鏈關(guān)系，其技術(shù)創(chuàng)新決策過程分為內(nèi)部生產(chǎn)階段和外部銷售階段。以供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)特征為基礎(chǔ)，考慮技術(shù)溢出、物流服務(wù)環(huán)節(jié)、成功率、研發(fā)費(fèi)用、創(chuàng)新效率因子等因素，運(yùn)用完全信息動(dòng)態(tài)博弈理論分析兩企創(chuàng)新行為。以產(chǎn)品價(jià)格、物流服務(wù)價(jià)格、利潤(rùn)為決策內(nèi)容，分析兩企創(chuàng)新博弈競(jìng)合問題，并根據(jù)博弈分析相應(yīng)結(jié)論為進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新有效運(yùn)作提出相應(yīng)建議。

供應(yīng)鏈背景下兩企技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)博弈分析

（一）模型假設(shè)

為了簡(jiǎn)化分析，參與技術(shù)創(chuàng)新的集群制造企業(yè)記為企1，提供物流服務(wù)的第三方物流企業(yè)記為企2，企1所有物流服務(wù)全部外包給企2，它們之間信息公開，模型相關(guān)假設(shè)如下：

假設(shè)1：該過程由兩個(gè)博弈階段組成—生產(chǎn)階段和銷售階段。在生產(chǎn)階段，兩種企業(yè)分別有兩種策略可供選擇（合作創(chuàng)新、非合作創(chuàng)新），企1按照市場(chǎng)需求量進(jìn)行生產(chǎn)，企2對(duì)其提供相應(yīng)的物流服務(wù)，兩企同時(shí)決定各自價(jià)格。銷售階段，產(chǎn)品定價(jià)由企1決定，企2決定物流服務(wù)價(jià)格。

假設(shè)2：兩企業(yè)合作過程中會(huì)出現(xiàn)技術(shù)溢出現(xiàn)象（這里指一方投資技術(shù)創(chuàng)新并取得一定成功會(huì)有利于另一方相應(yīng)技術(shù)水平提高），技術(shù)溢出程度由技術(shù)溢出系數(shù)表示，兩企業(yè)間的聯(lián)系或互動(dòng)等越頻繁，技術(shù)溢出系數(shù)越大。

假設(shè)3：物流服務(wù)價(jià)格受企1對(duì)產(chǎn)品的初始定價(jià)影響，倘若技術(shù)創(chuàng)新成功為企業(yè)帶來的效益能夠降低企1對(duì)產(chǎn)品和企2對(duì)物流服務(wù)定價(jià)。

假設(shè)4：企業(yè)單位生產(chǎn)成本、市場(chǎng)需求和溢出系數(shù)等信息雙方完全共享。

假設(shè)5：在生產(chǎn)和銷售階段，企 1和企2都無法準(zhǔn)確了解對(duì)方，一些技術(shù)創(chuàng)新策略無法達(dá)成共識(shí)，雙方屬于同時(shí)決策。

（二）模型構(gòu)建

模型分為兩部分，第一部分為生產(chǎn)，兩企業(yè)在生產(chǎn)階段可自由選擇是否進(jìn)行合作技術(shù)創(chuàng)新，該階段視為同時(shí)做出決定。其中一方或者兩方不合作時(shí)又可分為選擇獨(dú)立創(chuàng)新或選擇不創(chuàng)新，Yi表示選擇不同策略下所對(duì)應(yīng)的研發(fā)投入費(fèi)用。第二部分為銷售，企1按照市場(chǎng)訂單需求進(jìn)行生產(chǎn)，企2提供相應(yīng)物流服務(wù)，且兩企業(yè)可通過協(xié)商決定產(chǎn)品價(jià)格或物流服務(wù)價(jià)pi，本文采用逆向歸納法對(duì)模型求均衡解。

市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求量用線性函數(shù)Q=a-bp表示?；诠?yīng)鏈關(guān)系，物流企業(yè)為集群內(nèi)部企業(yè)生產(chǎn)提供的原材料物流服務(wù)環(huán)節(jié)分為運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、配送、流通加工等，設(shè)p1為企1的產(chǎn)品價(jià)格，企2初始物流服務(wù)單位價(jià)格為p2。假設(shè)一個(gè)單位產(chǎn)品完成生產(chǎn)需要r個(gè)物流服務(wù)環(huán)節(jié)，則產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為p1+rp2。設(shè)q1為企1的產(chǎn)量，q2為物流服務(wù)需求環(huán)節(jié)的總次數(shù)。由假設(shè)1可知，企2按照企1的生產(chǎn)量提供物流服務(wù)，所以q2=rq1。將企1的訂單視為市場(chǎng)需求，則企1的需求函數(shù)可表示為q1=a-b（p1+rp2），則企2的需求函數(shù)可以表示為q2=r[a-b（p1+rp2）]。

兩企業(yè)的單位成本用Gi表示，技術(shù)創(chuàng)新前的單位成本用G0i表示，技術(shù)創(chuàng)新成功后單位成本可用函數(shù)公式表示為Gi=G0i-Xi-τXj（i，j=1或2，i≠j），其中τ∈[0，1]表示企業(yè)間的技術(shù)溢出系數(shù)，該系數(shù)由兩企業(yè)間溝通能力、協(xié)調(diào)能力、知識(shí)傳播能力、合作次數(shù)、社會(huì)政策、集群內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈度、生產(chǎn)過程或物流服務(wù)中各節(jié)點(diǎn)之間技術(shù)相互利用的需要程度而定。Xi表示技術(shù)創(chuàng)新程度，這里以成本下降量表示，由于技術(shù)溢出效應(yīng)的存在，τX2表示物流企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新后使得集群企業(yè)單位生產(chǎn)成本下降的量，τX1表示集群企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新后使得該物流服務(wù)費(fèi)用下降的量，若企1、企2對(duì)其技術(shù)創(chuàng)新采取合作的方式，則τ=1。

企業(yè)研發(fā)投入函數(shù)滿足Yi=1/2σX2i（σ>0），則，其中2/σ表示技術(shù)創(chuàng)新效率因子。

技術(shù)創(chuàng)新能夠成功概率為gi，則不成功概率可表示為1-gi。由假設(shè)2以及技術(shù)創(chuàng)新成功后的單位成本，將創(chuàng)新成功概率代入得出單個(gè)企業(yè)創(chuàng)新成功后期望單位成本E（Gi）=G0i-gjτXj（i，j=1或2，i≠j）。當(dāng)兩企業(yè)進(jìn)行合作技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，取得成功概率可表示為g=（g1+g2）/2，則失敗概率1-g。綜上，技術(shù)創(chuàng)新期望單位成本函數(shù)可改寫為E（Gi）=（G0i）-gXj-gτXj，由以上假設(shè)可推導(dǎo)得出集群企業(yè)與物流企業(yè)的利潤(rùn)函數(shù)：

（三）模型求解及分析

銷售階段博弈均衡分析。考慮第二階段產(chǎn)品價(jià)格或物流服務(wù)價(jià)格。由模型假設(shè)1可得，在銷售階段，集群企業(yè)按照訂單銷售，物流企業(yè)為其提供相應(yīng)物流服務(wù)。兩企業(yè)同時(shí)就產(chǎn)品價(jià)格或物流服務(wù)價(jià)格pi的大小達(dá)成一致，使自身收益最大化，對(duì)pi求偏導(dǎo)：

生產(chǎn)階段博弈均衡分析。兩企業(yè)在生產(chǎn)階段的合作策略分為合作研發(fā)和非合作研發(fā)。非合作研發(fā)是指某一企業(yè)確定投入費(fèi)用，另一企業(yè)在其自主選擇的條件下其研發(fā)費(fèi)用投入水平不定（為0時(shí)，表明企業(yè)選擇不研發(fā)），以使得自己獲得利潤(rùn)最大化。所有研發(fā)投入費(fèi)用由兩企業(yè)共同承擔(dān)，表示兩企合作研發(fā)，生產(chǎn)階段策略矩陣見表1。

由于合作研發(fā)只有在雙方都選擇合作策略的情況下才有可能實(shí)現(xiàn)，所以（合作，不合作）、（不合作，合作）兩種組合可認(rèn)為是不可能實(shí)施的策略組合。在不合作研發(fā)策略中包括自主研發(fā)和不研發(fā)兩種選擇，所以η2=（不合作，不合作）可以用子策略矩陣表示（見表2）。

企業(yè)不合作時(shí)的博弈均衡分析。設(shè)該創(chuàng)新技術(shù)需要研發(fā)投入為M。在企1、2選擇不合作時(shí)，可能有四種情況出現(xiàn)：企1、2均不研發(fā)（Y1=Y2=0）;企1不研發(fā)（Y1=0），企2自主研發(fā)（Y2=M=1/2σX22）;企1自主研發(fā)（Y1=M=1/2σX21），企2不研發(fā)（Y2=0）;企1、2均自主研發(fā)（Y1=M=1/2σX21、Y2=M=1/2σX22）。下文分別討論以上四種情況，看兩企業(yè)間的最大利潤(rùn)關(guān)系。

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結(jié)論1：通過模型求解可知，兩企定價(jià)跟技術(shù)溢出系數(shù)以及技術(shù)創(chuàng)新因子無關(guān)，在雙方都不創(chuàng)新的情況下，兩企分別在各自最優(yōu)定價(jià)下獲得最大收益。經(jīng)過比較得∏1*2>∏1*1，即企2獲得的最大利潤(rùn)比企1多。這是由于在雙方均不研發(fā)的情況下，此時(shí)企1和企2之間按訂單生產(chǎn)，此時(shí)對(duì)于企1而言，每多一筆訂單就意味著成本增加，而對(duì)于企2則意味營(yíng)業(yè)額增加。所以當(dāng)雙方在各自獲得最大利益時(shí)，企2的最大利潤(rùn)要大于企1。

結(jié)論2：通過對(duì)模型求解可知，企1、2定價(jià)受到技術(shù)溢出系數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新因子影響且成一定線性關(guān)系，∏2*1>∏2*2，即企1獲得的最大利潤(rùn)大于企2。這是因?yàn)橛捎谄?的自主研發(fā)使得物流成本下降，這樣就使得企1的物流費(fèi)用相對(duì)下降，從而出現(xiàn)利潤(rùn)增加。而由于企2的自主研發(fā)需要投入研發(fā)資金，所以最終企1獲得的最大利潤(rùn)大于企2。

結(jié)論3：通過對(duì)模型求解可知，企1、2定價(jià)受到技術(shù)溢出系數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新因子影響且成一定線性關(guān)系，且∏3*2>∏3*1，即企2的最大利潤(rùn)大于企1。這是由于當(dāng)企1采用新技術(shù)的情況下，由于存在技術(shù)溢出現(xiàn)象，產(chǎn)品相對(duì)成本下降，銷售量增加。在此基礎(chǔ)上，企2承接的物流訂單更多，業(yè)務(wù)量增加，所以利潤(rùn)會(huì)提高;而此時(shí)由于企1需要投入研發(fā)費(fèi)用，因此企2的最大利潤(rùn)大于企1。

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結(jié)論4：通過對(duì)模型求解可知，企1、2定價(jià)受到技術(shù)溢出系數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新因子影響且成一定線性關(guān)系，兩企在各自企業(yè)最優(yōu)定價(jià)下獲得最大收益相等時(shí)，有∏4*2>∏4*1，即企2所獲最大利潤(rùn)大于企1。這是由于企2不但降低了物流運(yùn)輸成本，而且業(yè)務(wù)量還出現(xiàn)增長(zhǎng)，所以最終所獲利潤(rùn)高于企1。與此同時(shí)，創(chuàng)新時(shí)兩企各自所獲得的最大利潤(rùn)均大于未創(chuàng)新時(shí)。

企業(yè)合作時(shí)的博弈均衡分析。在合作研發(fā)的情況下，企1與企2的地位相等，設(shè)該技術(shù)創(chuàng)新需要的研發(fā)投入為：Y=M=1/2σX2，由于二者同時(shí)選擇研發(fā)投入Y1=Y2=M/2，則X1=X2=X，由于二者協(xié)同，則τ=1，則成功概率為g=1/2（g1+g2）。在創(chuàng)新成功的情況下，雙方進(jìn)行博弈決策取決于企1的產(chǎn)品價(jià)格或企2的物流服務(wù)價(jià)格，p*1和p*2改寫為：

結(jié)論5：通過對(duì)模型求解可知，企1、2定價(jià)受到技術(shù)溢出系數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新因子影響且成一定線性關(guān)系，由于兩企業(yè)采取合作創(chuàng)新形式，雙方研發(fā)投入將減半、共享創(chuàng)新技術(shù)、平分創(chuàng)新利潤(rùn)，此時(shí)兩企業(yè)各自利潤(rùn)大于兩企業(yè)在不合作創(chuàng)新時(shí)的四種策略下各企業(yè)所獲得的最大利潤(rùn)。

結(jié)論與建議

基于物流服務(wù)企業(yè)與集群生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)鏈關(guān)系，文章通過動(dòng)態(tài)博弈方法對(duì)模型進(jìn)行求解，得出兩企達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新均衡條件，并得出不同策略選擇下各企業(yè)最優(yōu)定價(jià)水平以及利潤(rùn)關(guān)系式，最后通過算例模擬分析對(duì)模型進(jìn)一步驗(yàn)證，得出以下結(jié)論并提出相應(yīng)建議：

考慮技術(shù)溢出系數(shù)、創(chuàng)新因子、創(chuàng)新成功率、研發(fā)費(fèi)用等參數(shù)變量能夠?yàn)榇嬖诠?yīng)鏈關(guān)系的兩企在技術(shù)創(chuàng)新策略選擇時(shí)提供更精確的參考，企業(yè)可以通過模型求解相應(yīng)關(guān)系式為決策提供支持。

兩企在技術(shù)創(chuàng)新策略選擇以及定價(jià)決策時(shí)應(yīng)根據(jù)充分考慮技術(shù)溢出系數(shù)、創(chuàng)新因子大小，根據(jù)不同環(huán)境下兩參數(shù)的不同做出最優(yōu)決策，企業(yè)在決策后可通過調(diào)節(jié)兩參數(shù)大小，促使合作朝著更有利于自身發(fā)展的方向偏移。

政府等相關(guān)部門能夠通過政策給予兩企適量的獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰引導(dǎo)技術(shù)溢出系數(shù)、創(chuàng)新因子等變量，以保證兩企協(xié)同創(chuàng)新的社會(huì)效應(yīng)最大化，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、技術(shù)更新。

兩個(gè)企業(yè)間應(yīng)鼓勵(lì)一線工人參與創(chuàng)新加強(qiáng)關(guān)鍵或者常出現(xiàn)問題環(huán)節(jié)的溝通交流，為兩企業(yè)在共性技術(shù)、無縫鏈接等方面進(jìn)言獻(xiàn)策，一方面有利于確保適當(dāng)?shù)募夹g(shù)溢出系數(shù)，增加創(chuàng)新因子;另一方面有利于提高集群整體競(jìng)爭(zhēng)力，為社會(huì)消費(fèi)者提供更加物美價(jià)廉的產(chǎn)品與服務(wù)。

此外，文章仍然存在一些不足之處有待進(jìn)一步研究，如物流服務(wù)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、在不完全信息情況下的博弈分析、缺少實(shí)證檢驗(yàn)，合作技術(shù)研發(fā)成本由各自投入，未考慮按一定比例分?jǐn)偳闆r下兩企博弈情況。

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