考慮有限理性的雙渠道供應(yīng)鏈訂貨量決策

金可然 （東華大學(xué) 旭日工商管理學(xué)院，上海 200051）

0 引 言

隨著電子商務(wù)的飛速發(fā)展，許多企業(yè)為了獲取更高的收益，不僅通過(guò)傳統(tǒng)線下渠道銷售商品，還會(huì)建立線上直銷渠道，例如華為、美的、耐克、蘋(píng)果等。傳統(tǒng)零售業(yè)為應(yīng)對(duì)網(wǎng)上零售的沖擊，積極開(kāi)展線上、線下雙渠道銷售。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局報(bào)告，2019年限額以上單位線上渠道的商品零售額占限額以上單位商品零售額的比例為12.9%，比上年提高2.7個(gè)百分點(diǎn)[1]。

雙渠道供應(yīng)鏈的管理決策得到了學(xué)者的廣泛關(guān)注[2-4]。大多數(shù)相關(guān)研究考慮完全理性的決策主體，而現(xiàn)實(shí)中決策者往往由于自身的偏好或認(rèn)知范圍和計(jì)算能力的局限，難以完整地考慮所有方案，表現(xiàn)出非理性的決策過(guò)程。這種有限理性普遍存在于生產(chǎn)生活中。例如，國(guó)家需要考慮紙幣的發(fā)行量，是否建造水壩以及發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)或維持和平；企業(yè)需要決策產(chǎn)品的訂貨量和價(jià)格以及未來(lái)的發(fā)展方向。研究表明，決策者有限理性行為對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的定價(jià)、訂貨量決策具有一定程度的影響[5]。

與研究?jī)?nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)主要是考慮有限理性的供應(yīng)鏈研究。Logit選擇模型常用于刻畫(huà)決策者做離散或連續(xù)決策時(shí)的不確定。當(dāng)Logit選擇模型用于刻畫(huà)有限理性時(shí)，并不描述具體導(dǎo)致人們有限理性的因素，而是將各種因素導(dǎo)致的影響總結(jié)為用隨機(jī)變量表示的誤差，因而可以使用Logit模型來(lái)刻畫(huà)決策者的有限理性。一些學(xué)者研究導(dǎo)致有限理性的具體因素，例如信任和聲譽(yù)、公平關(guān)切[6]、損失厭惡[7]等。除了Logit選擇模型，軼事推理模型、認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次模型、雙曲貼現(xiàn)模型等有限理性的建模方法也常常被運(yùn)用于運(yùn)營(yíng)管理研究中。

綜上所述，對(duì)雙渠道供應(yīng)鏈的決策主體本身的局限性進(jìn)行討論，使一些古典經(jīng)濟(jì)學(xué)不能解釋的現(xiàn)象通過(guò)有限理性得到了合理的解釋。因此，探索有限理性對(duì)雙渠道供應(yīng)鏈的影響是有必要的。

1 問(wèn)題描述

本文研究包含一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)零售商的雙渠道供應(yīng)鏈，其中供應(yīng)商生產(chǎn)一款產(chǎn)品并批發(fā)給零售商。除了傳統(tǒng)的線下零售渠道，供應(yīng)商還可以通過(guò)線上直銷渠道直接向消費(fèi)者銷售產(chǎn)品。將分別討論供應(yīng)商或零售商具有有限理性的供應(yīng)鏈設(shè)定。在線下渠道（下標(biāo)t）中，供應(yīng)商以單位成本c生產(chǎn)該產(chǎn)品并以批發(fā)價(jià)格w提供給零售商，然后零售商再以零售價(jià)格pt銷售給消費(fèi)者；在線上渠道（下標(biāo)d）中，供應(yīng)商直接以零售價(jià)格pd銷售給消費(fèi)者。一般地，假設(shè)單位成本c為0。

零售商和供應(yīng)商分別決策線上渠道和線下渠道的訂貨量，且兩個(gè)渠道之間存在競(jìng)爭(zhēng)。假設(shè)線下渠道和線上渠道的逆需求函數(shù)分別為

Logit選擇模型刻畫(huà)的有限理性指決策具有一定的隨機(jī)性，任何策略都有一定概率被選擇，并且選擇最有利的決策的概率更大。此處首先介紹采用Logit選擇模型進(jìn)行決策的一般過(guò)程，即明確有限理性決策者的概率決策過(guò)程，方便后文的具體分析應(yīng)用。假設(shè)博弈中任一決策者可能的決策為Q在區(qū)間[0，+∞]上連續(xù)，當(dāng)其選擇訂貨量決策q∈Q時(shí)的效用為

其中，π（q）是可以觀測(cè)的確定項(xiàng)，代表訂貨量q對(duì)應(yīng)的利潤(rùn)；ε表示不能觀測(cè)的誤差項(xiàng)，代表決策者不可以觀測(cè)的認(rèn)知和計(jì)算能力以及特有的喜好造成的影響。假設(shè)隨機(jī)變量ε的服從參數(shù)為（0，β）的Gumbel分布，其累積分布函數(shù)為F（ε）=exp，β指有限理性水平。由于決策者的效用受到隨機(jī)變量ε的影響，任何一個(gè)決策都可能使決策者獲得最大的效用。通過(guò)分析決策者選擇某個(gè)決策獲得的效用大于選擇其他決策獲得的效用的概率，進(jìn)一步結(jié)合獨(dú)立分布的ε的聯(lián)合分布函數(shù)和聯(lián)合密度函數(shù)，可以得到?jīng)Q策者選擇某個(gè)決策的概率，見(jiàn)命題1。

命題1：有限理性的決策者選擇訂貨量決策q∈[0，+∞]的概率為

根據(jù)命題1可知，有限理性的決策者選擇訂貨量決策的概率服從截?cái)嗾龖B(tài)分布，且可用正態(tài)分布的概率密度函數(shù)與累積分布函數(shù)表示，如命題2所示。

以下將運(yùn)用命題1和命題2的結(jié)論分析供應(yīng)商有限理性對(duì)供應(yīng)鏈成員訂貨量決策的影響。

2 供應(yīng)商有限理性的Stackelberg 博弈模型

本節(jié)研究供應(yīng)商為主導(dǎo)者時(shí)，供應(yīng)商有限理性對(duì)供應(yīng)鏈成員決策和利潤(rùn)的影響。首先考慮供應(yīng)鏈成員均為完全理性，再考慮供應(yīng)商為有限理性的情形。在兩種設(shè)定下，分別求解供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策與利潤(rùn)，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)比明確有限理性對(duì)供應(yīng)商為主導(dǎo)者的供應(yīng)鏈的影響。

2.1 完全理性的供應(yīng)商

假定供應(yīng)商處于領(lǐng)導(dǎo)者地位，零售商處于跟隨者地位。再因考此慮，供供應(yīng)應(yīng)商商先為確有定限線理上性直銷的渠情道形的。訂在貨兩量種，設(shè)然后定零下售，商分根別據(jù)求供解應(yīng)商的訂貨量確定線下傳統(tǒng)渠道的訂貨量。用上標(biāo)“s”表示供應(yīng)商占優(yōu)的情形，并用“ ”表示供應(yīng)鏈成員完全理性的情形。

引理1：供應(yīng)商主導(dǎo)時(shí)，完全理性的零售商和供應(yīng)商的最優(yōu)訂貨量決策分別為和。

根據(jù)引理1中的最優(yōu)訂貨量決策以及零售商和供應(yīng)商的利潤(rùn)函數(shù)式（3）和式（4），可得零售商和供應(yīng)商的最優(yōu)銷售價(jià)格分別為和；零售商和供應(yīng)商的最優(yōu)利潤(rùn)分別為和；供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)為。進(jìn)一步分析了批發(fā)價(jià)格w和渠道替代率b對(duì)零售商利潤(rùn)和供應(yīng)商利潤(rùn)的影響，由推論1給出。

由推論1可知，隨著批發(fā)價(jià)格的增加，零售商的利潤(rùn)減少，供應(yīng)商的利潤(rùn)先增加后減少。批發(fā)價(jià)格的增加加劇了雙渠道供應(yīng)鏈的雙重邊際效應(yīng)，導(dǎo)致零售商減少訂貨量，使得利潤(rùn)減少。隨著渠道替代率的增加，零售商和供應(yīng)商的利潤(rùn)都減少。渠道競(jìng)爭(zhēng)使得零售商和供應(yīng)商不得不降低價(jià)格。

2.2 有限理性的供應(yīng)商

本節(jié)考慮供應(yīng)商有限理性的情況。決策過(guò)程與供應(yīng)鏈成員完全理性時(shí)類似。根據(jù)逆向歸納法，首先求零售商的最優(yōu)訂貨量決策，再確定供應(yīng)商的最優(yōu)訂貨量決策。參見(jiàn)2.1節(jié)，假定供應(yīng)商的訂貨量給定，可得零售商關(guān)于供應(yīng)商訂貨量的最優(yōu)反應(yīng)式（7）。將式（7）代入式（1）和式（2），可以得到零售商和供應(yīng)商的銷售價(jià)格關(guān)于供應(yīng)商訂貨量決策的表達(dá)式如下。

根據(jù)零售商的最優(yōu)反應(yīng)式（7）以及零售商和供應(yīng)商的銷售價(jià)格式（9）和式（10），如果供應(yīng)商選擇足夠高的線上渠道訂貨量，零售商的訂貨量、兩個(gè)渠道的銷售價(jià)格可能為負(fù)，與現(xiàn)實(shí)不符?；诖?，可以得到有限理性供應(yīng)商的訂貨量決策的取值范圍，見(jiàn)命題3。

從命題4可以看出，有限理性的供應(yīng)商訂貨量的截?cái)嗾龖B(tài)分布的均值與完全理性下供應(yīng)商的最優(yōu)訂貨量決策一致。從命題4的結(jié)論中可以推斷，供應(yīng)商即使處于有限理性，也最有可能做與完全理性時(shí)相同的訂貨量決策。有限理性水平β越高，有限理性的供應(yīng)商訂貨量決策的截?cái)嗾龖B(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差就會(huì)增加，導(dǎo)致有限理性的供應(yīng)商訂貨量決策的截?cái)嗾龖B(tài)分布的離散程度增大。供應(yīng)商有限理性會(huì)導(dǎo)致其訂貨量決策的期望減小。

根據(jù)逆向歸納法，完全理性的零售商會(huì)根據(jù)供應(yīng)商的訂貨量決策做出最大化自身利益的選擇，由于有限理性的供應(yīng)商不確定的決策，零售商的訂貨量決策不再是一個(gè)確定值。零售商的訂貨量決策取決于觀察到的供應(yīng)商的訂貨量決策，得到。根據(jù)零售商的最優(yōu)反應(yīng)式（3）以及隨機(jī)變量期望和方差的性質(zhì)，可以得到零售商的訂貨決策服從均值為、標(biāo)準(zhǔn)差的正態(tài)分布，其中，；供應(yīng)商有限理性時(shí)，零售商訂貨量的期望決策為。

由于供應(yīng)商訂貨量決策的隨機(jī)性，零售商和供應(yīng)商的利潤(rùn)也是不確定的。此時(shí)，零售商和供應(yīng)商的利潤(rùn)與供應(yīng)商訂貨量決策的關(guān)系式為，供應(yīng)商的利潤(rùn)表達(dá)式參見(jiàn)式（8）。根據(jù)供應(yīng)商訂貨量決策的概率分布函數(shù)可得零售商和供應(yīng)商利潤(rùn)的概率分布函數(shù)和期望，見(jiàn)命題5。

圖1 供應(yīng)商利潤(rùn)和零售商利潤(rùn)的概率分布圖

圖1表明，供應(yīng)商作為主導(dǎo)者，有限理性的供應(yīng)商的利潤(rùn)一定會(huì)低于完全理性的供應(yīng)商的利潤(rùn)，而作為追隨者且完全理性的零售商的利潤(rùn)一定會(huì)增加。

3 結(jié) 論

本文將供應(yīng)鏈成員的有限理性納入雙渠道供應(yīng)鏈的決策研究中，運(yùn)用Stackelberg博弈分析理論，探究有限理性對(duì)供應(yīng)鏈訂貨量決策和各成員利潤(rùn)的影響。研究表明：供應(yīng)商主導(dǎo)時(shí)，供應(yīng)商的有限理性一定會(huì)降低供應(yīng)商的利潤(rùn)。供應(yīng)商為了保證市場(chǎng)產(chǎn)品的價(jià)格，在某范圍做訂貨量決策時(shí)利潤(rùn)有唯一的最大值。當(dāng)供應(yīng)商有限理性時(shí)，供應(yīng)商的最優(yōu)決策也會(huì)發(fā)生改變，無(wú)論供應(yīng)商的訂貨量決策增加或減少，利潤(rùn)都會(huì)低于完全理性時(shí)的最優(yōu)利潤(rùn)，導(dǎo)致供應(yīng)商的利潤(rùn)的期望降低。而供應(yīng)鏈的有限理性導(dǎo)致零售商有提高訂貨量或提高銷售價(jià)格的可能，因此零售商利潤(rùn)的期望會(huì)增加。

本文僅考慮了供應(yīng)鏈成員具有有限理性的情況，可以進(jìn)一步考慮供應(yīng)鏈成員均有限理性的情況。此外，消費(fèi)者有限理性的現(xiàn)象也普遍存在，未來(lái)還可以將消費(fèi)者具有有限理性納入研究方向。