雙邊創(chuàng)新信息不對稱下的供應鏈協(xié)調激勵機制

肖美丹，任曼琳，徐麗娜

(1.河南農(nóng)業(yè)大學 信息與管理科學學院，河南 鄭州 450046；2.河南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術學院，河南 鄭州 450046)

0 引言

隨著市場競爭的日益激烈以及消費者個性化需求的不斷提高，以創(chuàng)新提高自身競爭力已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的必由之路。產(chǎn)品創(chuàng)新往往需要不同企業(yè)和不同類型的知識，單個企業(yè)越來越難以完成整個產(chǎn)品的創(chuàng)新活動[1]。然而每個企業(yè)獨有的創(chuàng)新知識等信息是使其占據(jù)市場的優(yōu)勢，信息共享時企業(yè)自身的優(yōu)勢和利益會受到損害，因此這些企業(yè)在沒有激勵的情況下通常不愿意將自身的創(chuàng)新知識等分享給鏈中的其他企業(yè)。在二級供應鏈中，供應商的創(chuàng)新意識和能力對制造商及整條供應鏈都極為重要，因此制造商有激勵供應商進行創(chuàng)新的動機。當前如何激勵供應鏈中各成員間進行合作創(chuàng)新成為廣大學者們研究的方向，Gupta等[2]指出當兩條競爭供應鏈進行降低產(chǎn)品成本創(chuàng)新時，采用許可證制度對上游企業(yè)的創(chuàng)新投入進行補償，能夠保證供應鏈的整體盈利能力；Kim[3]通過研究發(fā)現(xiàn)，當制造商分擔供應商一定比例的創(chuàng)新成本時，不但能夠激勵供應商加大創(chuàng)新力度，而且在一定條件下能夠提高供應鏈成員的收益；陳樹楨[4]在雙渠道供應鏈環(huán)境下研究了創(chuàng)新投入與策略性創(chuàng)新補償對供應鏈的影響，結果表明在策略性創(chuàng)新補償激勵下可以實現(xiàn)供應鏈成員共贏；單汨源等[5]主要考慮政府創(chuàng)新補貼對供應鏈成員創(chuàng)新的影響，證明政府向供應鏈成員提供創(chuàng)新補貼能夠激勵其進行創(chuàng)新活動，而且通過創(chuàng)新能夠提高供應鏈各成員的利潤；Wang等[6]基于創(chuàng)新成本系數(shù)，分別對批發(fā)價、依賴質量的批發(fā)價和收入分享3種契約對供應商創(chuàng)新與各成員收益的影響進行分析比較；Yenipazarli[7]在文獻[6]的基礎上引入討價還價模型，進一步研究了基于成本分擔和收益共享契約的下游企業(yè)激勵上游企業(yè)的創(chuàng)新問題；劉叢等[8]指出成本分擔契約不但能夠激勵供應鏈成員進行創(chuàng)新，而且能夠使供應鏈獲得最優(yōu)收益。

上述文獻均是在創(chuàng)新信息對稱的條件下進行的研究，然而由于創(chuàng)新程度、研發(fā)結果等創(chuàng)新信息為供應鏈企業(yè)的私有信息，雙方均無法直接獲得對方的創(chuàng)新信息，造成供應鏈成員雙邊信息不對稱，從而影響供應鏈企業(yè)的收益。目前有不少學者針對成本、需求等信息不對稱問題，研究信息不對稱下的供應鏈激勵機制與協(xié)調問題，例如Shen等[9]研究在銷售成本信息不對稱的情況下，制造商如何設計回購價格和批發(fā)價格以達到供應鏈協(xié)調；Cao等[10]以雙渠道供應鏈為研究對象，研究了成本信息不對稱下最優(yōu)批發(fā)價的契約設計問題，并分析比較了信息對稱和不對稱兩種情況的均衡利潤和策略；Lei 等[11]在成本信息為供應商私有信息的條件下，研究了不同情況下供應鏈績效和使供應鏈達到協(xié)調的契約協(xié)調參數(shù)；王志宏等[12]在成本信息不對稱下，研究如何設置兩階段商業(yè)信用契約來實現(xiàn)供應鏈協(xié)調；劉浪等[13]分別在生產(chǎn)成本和銷售成本信息不對稱下，研究數(shù)量折扣契約對應急供應鏈中成員以及整個供應鏈績效的影響；逄金輝等[14]在成本信息不對稱下，研究數(shù)量彈性契約對應急供應鏈協(xié)調的影響；Gan等[15]分析發(fā)現(xiàn)在具有不對稱需求信息的供應鏈中，供應商可以通過承諾罰款契約獲得需求信息，而且在這種機制下可以使供應鏈的期望利潤最大化；于麗娟等[16]對需求信息不對稱下多渠道供應鏈中制造商和零售商的定價問題進行協(xié)調性分析，研究發(fā)現(xiàn)數(shù)量折扣模型可以協(xié)調制造商和零售商的合作，最終提高供應鏈的總體效率； Zissis 等[17]以需求信息不對稱下的供應鏈為模型進行研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)量折扣契約可以使供應鏈達到協(xié)調；Li等[18]在需求信息不對稱下，分析發(fā)現(xiàn)在實施交叉銷售策略的供應鏈中，采用兩部分關稅合同能夠使供應鏈達到協(xié)調；楊磊等[19-20]考慮碳信息不對稱的情況，利用收益共享契約協(xié)調供應鏈；史文強等[21]在信息不對稱下，探討了收益共享契約下零售商損失厭惡的供應鏈協(xié)調問題。除了對單邊信息不對稱下的供應鏈進行研究之外，學術界也逐漸重視具有雙邊信息不對稱的供應鏈。張歡等[22]在生產(chǎn)商具有成本信息優(yōu)勢和銷售商具有市場信息優(yōu)勢的雙邊信息不對稱情況下，建立了引入委托人的激勵模型契約進行供應鏈協(xié)調；王志宏等[23]基于雙重信息不對稱，研究了商業(yè)信用契約對供應鏈的協(xié)調激勵作用；呂飛等[24]研究了制造商的需求和成本雙重信息不對稱下，供應商通過由批發(fā)價和固定費用組成的兩部定價契約來揭示真實信息，研究表明供應商的最優(yōu)契約形式主要隨制造商需求和成本信息差異程度比值的變化而變化；盧安文等[25]通過構建收益分享激勵機制和固定報酬激勵機制，討論了不對稱信息下物流服務供應鏈中信息共享的激勵機制選擇問題。

梳理文獻發(fā)現(xiàn)，雖然信息不對稱是當前國內外的研究熱點，但是對于創(chuàng)新信息不對稱下供應鏈協(xié)調機制的問題鮮有研究。因此借鑒上述文獻，本文以進行創(chuàng)新活動的二級供應鏈為研究對象，基于委托代理理論考慮了由于創(chuàng)新信息為各方私有信息而造成供應鏈成員存在雙邊創(chuàng)新信息不對稱的情況，對制造商根據(jù)雙方創(chuàng)新程度所設置的激勵協(xié)調機制進行研究，進一步討論了創(chuàng)新程度、產(chǎn)品創(chuàng)新效用、供應商保留收益對制造商提供的激勵機制中各參數(shù)設置的影響。

1 模型描述及參數(shù)說明

1.1 參數(shù)說明

本文以一個供應商和制造商所組成的二級供應鏈系統(tǒng)為研究對象，考慮供應鏈成員存在雙邊信息不對稱的情況，對制造商所設置的激勵機制進行研究，并進一步討論了創(chuàng)新程度、產(chǎn)品創(chuàng)新效用、供應商保留收益對制造商提供的激勵機制中各參數(shù)設置的影響。文中相關的約定參數(shù)符號如表1所示。

表1 模型參數(shù)設定

1.2 模型描述與假設

本文以由單個供應商、單個制造商構成的二級供應鏈為研究對象。在該供應鏈模型中，為了使最終產(chǎn)品獲得更大的市場占有率并滿足消費者的個性化需求，制造商需要對產(chǎn)品進行創(chuàng)新，而且上游供應商在整個產(chǎn)品零部件生產(chǎn)過程中也需要進行相應的創(chuàng)新活動，即最終產(chǎn)品的創(chuàng)新實際上需要供應商和制造商共同努力。由于雙方的創(chuàng)新投入等信息不可觀測，即創(chuàng)新信息不對稱，供應鏈模型中存在雙邊道德風險問題。

在此供應鏈模型中，對最終產(chǎn)品進行創(chuàng)新的過程分為3個階段：①制造商向供應商提供相關的激勵及其進行創(chuàng)新活動的激勵契約，確保供應商參與創(chuàng)新活動后所獲得的收益大于其保留收益，保證供應商能夠參與到創(chuàng)新活動中；②在此激勵契約下，雙方各自進行對零部件或產(chǎn)品的創(chuàng)新投資，該階段產(chǎn)生雙邊道德風險；③制造商將創(chuàng)新后的產(chǎn)品直接銷售給消費者，獲得收益后按照之前設定的激勵契約對供應商進行收益分配。

模型基本假設如下：

(1)供應鏈各方均為風險中性且理性的決策者，均以自身利益最大化為目標。在該供應鏈模型中，供應商向制造商提供生產(chǎn)最終產(chǎn)品所需的零部件，制造商將零部件加工生產(chǎn)為最終產(chǎn)品后直接銷售給消費者。假設制造商生產(chǎn)1單位的產(chǎn)品恰好需要供應商提供1單位的零部件。

(3)參照文獻[7]，本文假設產(chǎn)品的市場需求函數(shù)為D(θs,θm)=a-bp+k(θs+θm)，a表示市場容量且足夠大，b表示價格敏感系數(shù)，k表示產(chǎn)品創(chuàng)新效用，產(chǎn)品創(chuàng)新效用反映了消費者對創(chuàng)新后的最終產(chǎn)品的偏好程度，制造商和供應商對產(chǎn)品的創(chuàng)新力度越大，該產(chǎn)品的市場需求越大。當且僅當制造商和供應商的創(chuàng)新活動成功時，該創(chuàng)新才會影響產(chǎn)品的市場需求，因此假設制造商和供應商在對產(chǎn)品進行創(chuàng)新時是成功的。

(4)為激勵供應商進行創(chuàng)新活動，制造商會設置報酬激勵契約，該激勵契約基于進行創(chuàng)新后產(chǎn)品的最終需求數(shù)量。構造激勵函數(shù)S(D)=α+β·D(θs,θm)，S(D)為供應商進行創(chuàng)新活動后可獲得的激勵報酬，α為制造商提供給供應商的固定支付，β為制造商對供應商的激勵系數(shù)，即需求D每增加一個單位，供應商所獲得的激勵報酬增加β單位。由于供應鏈雙方均以自身利益最大化為目標，雙方的邊際利潤為非負，因此有cs-w≤β≤p-w-cm。

2 雙邊創(chuàng)新信息不對稱下的模型建立

2.1 模型建立

根據(jù)上述問題描述與假設，在該供應鏈模型中，作為委托人的制造商期望收益為

=(p-w-cm-β)(a-bp+

(1)

作為代理方的供應商期望收益為

=(w-cs+β)(a-bp+k(θs+θm))+

(2)

在雙邊創(chuàng)新信息不對稱的情況下，制造商所設置的激勵契約不僅要滿足使供應商愿意參與創(chuàng)新活動的參與約束和激勵約束，還需滿足自身存在道德風險下的創(chuàng)新投資行為所獲得的期望收益最優(yōu)，這種情況下制造商的最優(yōu)化問題構造如下：

(3)

s.t.

IR:Πs≥Π0；

(4)

ICm:θm=argmaxΠm；

(5)

ICs:θs=argmaxΠs。

(6)

其中：式(3)為制造商所期望的最優(yōu)收益函數(shù)；式(4)為供應商的參與約束，Π0為供應商的保留收益，該約束是確保供應商能夠參與到供應鏈的創(chuàng)新活動中；式(5)和式(6)分別為制造商和供應商的激勵約束，只有在激勵契約下需要的創(chuàng)新程度能夠達到自身收益最優(yōu)時，該契約才能激勵雙方更努力地進行創(chuàng)新活動。

2.2 模型求解

制造商和供應商在激勵約束下，基于自身期望收益最大化來確定各自的最優(yōu)投入，根據(jù)ICm，ICs，通過一階條件得：

(7)

(8)

在最優(yōu)化條件下，式(4)中的等號成立。將式(4)、式(7)、式(8)代入最優(yōu)規(guī)劃問題P1的目標函數(shù)，可得

maxΠm=(a-bp)(p-cm-cs)+

(9)

根據(jù)式(9)求β的一階條件，可得使制造商收益最大化的最優(yōu)激勵系數(shù)應設置為

(10)

將式(10)代入式(7)和式(8)，得雙方的最優(yōu)創(chuàng)新程度分別為：

(11)

(12)

將式(10)～式(12)代入式(1)，得制造商和供應商的最優(yōu)期望收益分別為：

(13)

(14)

將式(14)代入式(4)，當供應商獲得最優(yōu)期望收益時，參與約束IR取臨界條件，可得制造商給予供應商的固定支付為

(15)

2.3 求解結果分析

本節(jié)將在模型求解的基礎上，進一步分析相關外生變量對激勵系數(shù)的影響，以及供應商固定支付對其收益的影響，從而進一步掌握激勵契約的性質。

結論1在雙邊創(chuàng)新信息不對稱的供應鏈模型中，供應商的創(chuàng)新程度θS會隨制造商對其提供的激勵系數(shù)β的增加而提高，而且從不創(chuàng)新逐步趨于最優(yōu)創(chuàng)新投入；制造商的創(chuàng)新程度θm會隨β的增加而降低，而且從最優(yōu)創(chuàng)新投入逐步趨于零投入。

由式(11)和式(12)可以證明結論2。產(chǎn)品創(chuàng)新效用k增大說明在需求市場上消費者對創(chuàng)新后產(chǎn)品的喜愛程度增加，因此為了占據(jù)更大的市場需求，無論制造商還是供應商都會提高自身的創(chuàng)新程度來滿足消費者的需求。

從上述結論可以看出，為了達到供應鏈各方收益最優(yōu)，供應鏈中各個成員應時刻關注市場上消費者對創(chuàng)新產(chǎn)品的偏愛程度，及時改善和創(chuàng)新產(chǎn)品來順應消費者偏好，從而占據(jù)更大的市場需求，獲得更多的利潤。在該激勵機制下，供應商應努力提高自身的創(chuàng)新水平和對產(chǎn)品零部件的創(chuàng)新程度，以期獲取更高的固定支付和激勵報酬；制造商應與供應商建立良好的信任機制與合作關系，更好地了解各方信息，繼而設置合理的激勵機制，使供應鏈實現(xiàn)協(xié)調。

結論3最優(yōu)激勵系數(shù)β*隨供應商創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds的增大而減小，隨制造商的創(chuàng)新投資成本系數(shù)dm的增大而增大。

證明根據(jù)式(10)有

可以看出，β是關于ds的遞減函數(shù)，是關于dm的遞增函數(shù)。證畢。

供應商的創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds越大，其創(chuàng)新效率越低，不但對整條供應鏈的創(chuàng)新活動貢獻降低，而且同樣的創(chuàng)新程度耗費的投資會增大，因此制造商不會給予供應商過高的激勵，即最優(yōu)激勵系數(shù)β*隨供應商創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds的增大而減小。制造商的創(chuàng)新投資成本系數(shù)dm越大，制造商的創(chuàng)新效率較低，無法對整條供應鏈的創(chuàng)新活動做出更大的貢獻，因此會通過提高對供應商的激勵程度來增加供應鏈的效益，即最優(yōu)激勵系數(shù)會隨制造商的創(chuàng)新投資成本系數(shù)dm的增大而增大。

該結論表明，在存在信息不對稱的兩級供應鏈中，制造商設置激勵機制來鼓勵供應商進行創(chuàng)新活動時，不僅要考慮自身的創(chuàng)新能力水平，還應考查上游供應商的創(chuàng)新能力水平，繼而根據(jù)雙方的創(chuàng)新能力水平設置最合理的激勵機制，以更好地實現(xiàn)供應鏈協(xié)調。

結論4供應商獲得的最優(yōu)固定支付α*始終小于其自身的保留收益Π0，并隨保留收益的增加而增加。

證明對式(15)進行分析發(fā)現(xiàn)，α*始終小于Π0，而且式(15)關于Π0的一階偏導大于0。證畢。

結論4說明制造商在設置激勵機制時，為了防止供應商在不進行創(chuàng)新活動的情況下套取激勵補償，應將固定支付α設定為小于供應商的保留收益。分析式(15)對最優(yōu)固定支付α*的表達式可得，制造商向供應商提供的固定支付與供應商的創(chuàng)新努力程度無關，固定支付一般作為供應鏈各方創(chuàng)新活動開始前制造商給予供應商的創(chuàng)新啟動資金。設置供應商開始獲得的固定支付小于其保留收益，表明供應商通過制造商提供的固定支付無法獲得保留收益，以此防止信息不對稱下，供應商利用其信息優(yōu)勢套取制造商向其提供的激勵創(chuàng)新。

3 數(shù)值算例分析

為了更直觀地說明委托代理理論下，供應鏈激勵機制中各參數(shù)的設定與供應鏈雙方相關的創(chuàng)新信息各參數(shù)的關系，本章對模型中的各參數(shù)進行具體賦值計算。假設在該供應鏈模型中，參數(shù)的初始值為a=10，b=0.8，p=5，w=1，cs=0.1，cm=0.5。

3.1 創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds和dm對激勵系數(shù)β設定的影響

將上述賦值后的參數(shù)代入式(10)，利用Mathematica可得圖1。從圖1可見，激勵系數(shù)β隨制造商創(chuàng)新投資成本系數(shù)dm的增大而增大，隨供應商創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds的增大而減小。當ds較大時，意味著供應商在進行創(chuàng)新活動時所耗費的投資較大且創(chuàng)新效率較低，此時制造商更偏向于單獨創(chuàng)新，而不是通過提高向供應商提供的激勵契約來激勵其創(chuàng)新。當dm較大時，表明制造商自身的創(chuàng)新能力較低，此時最終產(chǎn)品的創(chuàng)新主要依靠供應商，因此制造商會提高激勵系數(shù)，激勵供應商努力創(chuàng)新。該結論與結論3相同，即最優(yōu)激勵系數(shù)β*是關于供應商創(chuàng)新投資成本系數(shù)ds的單調減函數(shù)，是關于制造商的創(chuàng)新投資成本系數(shù)dm的單調增函數(shù)。

3.2 創(chuàng)新程度θs和θm的確定與激勵系數(shù)β的關系

除了上述賦值的參數(shù)外，本節(jié)假設k=0.3，ds=0.6，dm=0.8。將上述賦值后的參數(shù)代入式(7)和式(8)，利用Mathematica可得圖2。從圖2可見，供應商的創(chuàng)新程度θs會隨激勵系數(shù)β的增加而提高，制造商的創(chuàng)新程度θm會隨激勵系數(shù)β的增加而降低。激勵系數(shù)β越大表明制造商向供應商提供的激勵報酬越大，越會刺激供應商更加積極地進行創(chuàng)新活動，加大對產(chǎn)品零部件的創(chuàng)新，但在向供應商提供過高激勵報酬的同時，會降低其自身的整體收益，因此制造商會選擇降低對產(chǎn)品的創(chuàng)新，盡可能減少創(chuàng)新投資，以使自身收益最優(yōu)化。這與結論1不謀而合，即供應商的創(chuàng)新程度θs是關于制造商激勵系數(shù)β的單調增函數(shù)，制造商的創(chuàng)新程度θm會隨β的增加而降低。

3.3 固定支付α與供應商保留收益Π0、產(chǎn)品創(chuàng)新效用k的關系

依然假設ds=0.6，dm=0.8。將賦值后的參數(shù)代入式(15)，利用Mathematica可得圖3。觀察圖3可見，固定支付α會隨供應商保留收益Π0的增加而增加，但始終小于保留收益；會隨產(chǎn)品創(chuàng)新效用k增加而減小，甚至可能為負值。由于創(chuàng)新信息不對稱，為了防止供應商在不進行創(chuàng)新活動的情況下套取激勵補償，制造商在設定激勵機制時會使其始終小于供應商的保留收益。而當市場上的消費者更偏重于創(chuàng)新后的產(chǎn)品，即產(chǎn)品創(chuàng)新效用較大時，供應商可能存在謊報其創(chuàng)新程度的動機，以此在降低其創(chuàng)新投資的同時獲得制造商提供的創(chuàng)新補償。在此情況下，制造商會降低固定支付甚至將固定支付設為負值，即為保護其自身利益，也為激勵供應商實報其創(chuàng)新程度。圖3與結論4保持一致，即供應商獲得的最優(yōu)固定支付α*始終小于其自身的保留收益Π0，并隨保留收益的增加而增加。

4 結束語

本文綜合考慮供應商和制造商均進行創(chuàng)新活動并成功、制造商向供應商提供創(chuàng)新激勵補償機制、雙邊創(chuàng)新信息不對稱等因素，基于委托代理理論建立激勵機制模型，通過求解得出供應商和制造商的最優(yōu)創(chuàng)新程度，以及在雙邊信息不對稱下，使供應鏈協(xié)調激勵機制中各參數(shù)最優(yōu)的設定值。本文對制造商根據(jù)雙方創(chuàng)新程度所設置的激勵協(xié)調機制進行研究發(fā)現(xiàn)，供應鏈中雙方創(chuàng)新程度的大小與激勵系數(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新效用均相關，且隨激勵系數(shù)的增加制造商的創(chuàng)新程度會降低，供應商的創(chuàng)新程度會提高；隨著創(chuàng)新效用的增大，制造商和供應商的創(chuàng)新程度均會提高。供應鏈的協(xié)調激勵機制中激勵系數(shù)的設定與雙方的創(chuàng)新投資成本系數(shù)相關，而且激勵系數(shù)隨供應商創(chuàng)新投資成本系數(shù)的增大而減小，隨制造商創(chuàng)新成本系數(shù)的增大而增大。同時，本文研究發(fā)現(xiàn)激勵機制下，供應商獲得的最優(yōu)固定支付始終小于其自身保留收益，且隨保留收益的增加而增加。最后，對該模型進行了數(shù)值分析。本文基于委托代理理論設置了雙邊創(chuàng)新信息不對稱下的激勵機制，并對整個機制進行分析，所得結論對進行創(chuàng)新活動的供應鏈協(xié)調運作具有一定的實踐意義。

基于本文研究，對進行創(chuàng)新活動的供應鏈提出如下建議：

(1)在供應鏈環(huán)境下，供應鏈各方在進行創(chuàng)新活動前，應調查市場上消費者對創(chuàng)新產(chǎn)品的偏好程度，當產(chǎn)品創(chuàng)新效用較大時，說明消費者更偏愛創(chuàng)新產(chǎn)品，供應鏈各方應更加努力地進行創(chuàng)新活動。

(2)制造商在設置協(xié)調激勵機制前，應考查上游供應商的創(chuàng)新能力，其激勵系數(shù)的設定應基于供應鏈各方的創(chuàng)新能力水平，當自身創(chuàng)新能力較低而供應商創(chuàng)新能力較高時，應適當增加激勵系數(shù)，將創(chuàng)新活動更多地交予供應商，以使創(chuàng)新活動順利進行；為了防止供應商套取資金，制造商設定的固定支付應小于供應商的保留收入。

(3)供應鏈各方應建立良好的信任機制與合作關系，以更好地了解各方的信息，繼而設置合理的激勵機制，使創(chuàng)新活動順利進行，并實現(xiàn)供應鏈協(xié)調。

本文著重考慮單個供應商和單個制造商構成的供應鏈在創(chuàng)新信息不對稱下的協(xié)調激勵機制設置問題，未來將考慮創(chuàng)新信息不對稱下，具有競爭關系的多個供應商和制造商的供應鏈協(xié)調問題。