用戶缺乏信息下云制造平臺(tái)增值服務(wù)投資決策研究

桂云苗，胡紅春，龔本剛

(1.安徽工程大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 蕪湖 241000；2.中國(guó)煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院，河南 鄭州 450008)

0 引言

近年來(lái)，隨著新型智能制造技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以云制造為基礎(chǔ)的平臺(tái)模式已成為我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。李伯虎院士團(tuán)隊(duì)重新界定云制造3.0是基于泛在互聯(lián)網(wǎng)，借助新一代智能科學(xué)技術(shù)、新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)，以及新制造應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)等4類新技術(shù)深度融合的數(shù)學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化、云化、智能化，構(gòu)成以用戶為中心的新智能制造系統(tǒng)[1]。根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)云制造平臺(tái)企業(yè)已從2014年的幾十家迅速增長(zhǎng)到2019年的1 012家，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到12 000億元。云制造平臺(tái)企業(yè)的快速發(fā)展加劇了平臺(tái)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)程度，云制造平臺(tái)紛紛推出各種特色化、定制化的增值服務(wù)吸引平臺(tái)用戶，增加用戶黏性，提升自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如航天云網(wǎng)平臺(tái)為制造服務(wù)資源供應(yīng)方和需求方雙方提供融資、信貸、物流、檢測(cè)、質(zhì)量評(píng)價(jià)等增值服務(wù)，以此創(chuàng)建良好的平臺(tái)生態(tài)體系[2]；樹根互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為新能源裝備行業(yè)、機(jī)床行業(yè)等制造服務(wù)資源供需雙方提供定制化的增值服務(wù)解決方案[3]。投資增值服務(wù)已成為云制造平臺(tái)擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模和提升競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。云制造平臺(tái)企業(yè)連接著制造服務(wù)資源需求方和供應(yīng)方，實(shí)現(xiàn)高效資源匹配，是一種具有典型的雙邊市場(chǎng)特征，云制造平臺(tái)不僅需要考慮投資增值服務(wù)能否有效提升雙邊用戶效用和激發(fā)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)外部性，還需要避免增值服務(wù)投資成本過度支出。

云制造平臺(tái)企業(yè)不斷推出新的增值服務(wù)，并且在利潤(rùn)驅(qū)使下策略性地隱藏部分市場(chǎng)信息[4-5]。制造資源供需雙方獲取信息水平不同，會(huì)對(duì)平臺(tái)增值服務(wù)的功能、質(zhì)量等方面了解程度存在差異。制造資源供需雙方需要利用市場(chǎng)的必要信息建立對(duì)云制造平臺(tái)的預(yù)期，以決定是否進(jìn)入平臺(tái)。若當(dāng)用戶對(duì)云制造平臺(tái)提供的增值服務(wù)信息完全知悉時(shí)，用戶的預(yù)期需求與實(shí)際需求總保持一致，形成響應(yīng)性預(yù)期；否則，當(dāng)用戶缺乏了解平臺(tái)的增值服務(wù)信息時(shí)，用戶預(yù)期需求保持不變且不隨價(jià)格變動(dòng)，形成消極性預(yù)期[4-5]。因此，平臺(tái)用戶信息水平對(duì)云制造投資增值決策績(jī)效有著重要的影響。云制造平臺(tái)企業(yè)如何在用戶信息缺乏條件下有效投資增值服務(wù)，成為云制造平臺(tái)提升市場(chǎng)規(guī)模與競(jìng)爭(zhēng)力的重要問題。

目前，云制造平臺(tái)的研究大多集中在云制造平臺(tái)的資源組合優(yōu)化和匹配方面[6-7]。從雙邊市場(chǎng)角度研究電商平臺(tái)、多媒體平臺(tái)、游戲平臺(tái)等平臺(tái)投資與定價(jià)決策起步較早。ARMSTRONG[8]最早從雙邊市場(chǎng)角度討論電子商務(wù)平臺(tái)的價(jià)格策略;HAGIU等[9]討論平臺(tái)的第一方內(nèi)容與第三方內(nèi)容投資決策問題，得出平臺(tái)企業(yè)對(duì)第一方內(nèi)容投資量取決于第一方內(nèi)容與第三方內(nèi)容間互補(bǔ)或替代的參與度關(guān)系;ANDERSON等[10]構(gòu)建了基于雙邊市場(chǎng)的平臺(tái)投資決策模型，分析了平臺(tái)如何權(quán)衡平臺(tái)性能與投資成本，提高平臺(tái)的開發(fā)能力;BOURREAU等[11]比較分析合作與不合作情形下的平臺(tái)投資決策問題，并討論了合作對(duì)投資研發(fā)能力的影響;ANDERSON等[12]研究了壟斷與競(jìng)爭(zhēng)情形下考慮網(wǎng)絡(luò)外部性的平臺(tái)投資對(duì)平臺(tái)績(jī)效的影響;CASADESUS-MASANELL等[13]從雙邊市場(chǎng)角度討論開源型和封閉型平臺(tái)投資激勵(lì)問題;豆國(guó)威[14]研究了壟斷情形下平臺(tái)企業(yè)增值服務(wù)的最優(yōu)投資與定價(jià)策略問題，得出單邊投資或雙邊投資都需要滿足單閾值策略;桂云苗等[15]構(gòu)建了競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下B2C平臺(tái)增值服務(wù)投資決策模型，分析了用戶多歸屬條件下平臺(tái)最優(yōu)投資決策與定價(jià);雷輝等[16]在資源約束條件下分析平臺(tái)企業(yè)投資行為對(duì)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)與利潤(rùn)的影響，得出平臺(tái)最優(yōu)投資與定價(jià)水平依賴于投資成本系數(shù)與網(wǎng)絡(luò)效應(yīng);朱文興等[17]從雙邊市場(chǎng)角度探討了云制造平臺(tái)定價(jià)策略問題。

現(xiàn)有雙邊市場(chǎng)與云制造平臺(tái)的研究大多都假設(shè)用戶對(duì)另一邊的市場(chǎng)價(jià)格與需求是完全信息的，用戶決策都是基于響應(yīng)性預(yù)期。響應(yīng)性預(yù)期最早源于KATZ等[18]對(duì)單邊網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的研究，同時(shí)也在網(wǎng)絡(luò)外部性中引入消極性預(yù)期;GABSZEWICZ等[4]最早比較分析了響應(yīng)性預(yù)期和消極性預(yù)期下壟斷和雙寡頭市場(chǎng)的績(jī)效;HAGIU等[5]討論了用戶信息水平對(duì)壟斷市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)和雙寡頭市場(chǎng)的均衡價(jià)格與利潤(rùn)的影響，同時(shí)引入謹(jǐn)慎性預(yù)期，分析其對(duì)雙邊平臺(tái)用戶決策的影響;鄒佳等[19]在用戶信息水平不同和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上比較分析了同時(shí)博弈、先與賣方博弈和先與買方博弈3種價(jià)格博弈時(shí)序?qū)﹄p邊平臺(tái)的均衡利潤(rùn)的影響。

綜上所述，現(xiàn)有云制造平臺(tái)的投資與定價(jià)研究主要建立在用戶完全信息和單邊市場(chǎng)基礎(chǔ)上，而從雙邊市場(chǎng)角度同時(shí)考慮用戶缺乏信息和不同博弈時(shí)序的平臺(tái)增值服務(wù)投資決策問題較少。因此，本文以云制造平臺(tái)為例，以雙邊市場(chǎng)的Hotelling理論為基礎(chǔ)，分別考慮壟斷、競(jìng)爭(zhēng)瓶頸和雙寡頭3種不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和用戶同時(shí)博弈、先與買方博弈、先與賣方博弈3種不同時(shí)序下云制造平臺(tái)增值服務(wù)投資決策問題，并探討用戶信息水平對(duì)云制造平臺(tái)均衡利潤(rùn)的影響。

1 問題描述

(1)

文中用上標(biāo)表示不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和不同博弈時(shí)序，其中：M、C、D分別表示壟斷市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)瓶頸和雙寡頭市場(chǎng)，T、S、B分別表示同時(shí)博弈、先與賣方博弈和先與買方博弈。當(dāng)用戶缺乏信息時(shí)，雙邊用戶都會(huì)保持預(yù)期需求固定不變，而且預(yù)期是理性的，最終都能在均衡時(shí)實(shí)現(xiàn)。云制造平臺(tái)增值服務(wù)投資分為向賣方單邊投資增值服務(wù)、向買方單邊投資增值服務(wù)和向買賣雙邊投資增值服務(wù)3種，并分別用下標(biāo)S、B、D來(lái)表示。

2 壟斷市場(chǎng)

2.1 向買方投資增值服務(wù)

為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)買方和賣方的固有收益均為1，買賣雙方加入云制造平臺(tái)的固定成本是異質(zhì)的，買賣雙方均勻分布在[0,1]線性城市兩端，參照文獻(xiàn)[19]，構(gòu)造出買賣雙方的需求函數(shù)分別為：

(2)

2.1.1 同時(shí)博弈

云制造平臺(tái)對(duì)買賣雙方同時(shí)進(jìn)行價(jià)格博弈，其決策順序?yàn)椋孩僭浦圃炱脚_(tái)確定增值服務(wù)投資量和價(jià)格；②買賣雙方同時(shí)觀察到增值服務(wù)投資量和價(jià)格后決定是否加入平臺(tái)。又因?yàn)橛脩羧狈π畔r(shí)，雙邊用戶形成消極性預(yù)期，都會(huì)保持預(yù)期固定，且預(yù)期是理性的，所以預(yù)期需求最終能在均衡中實(shí)現(xiàn)。

2.1.2 先與賣方博弈

π=pB(1+αBnS+βBxB-pB)+

(3)

2.1.3 先與買方博弈

(4)

若平臺(tái)向雙邊投資增值服務(wù)，買賣雙方需求函數(shù)變?yōu)?

利潤(rùn)函數(shù)變?yōu)?

由命題1～命題3可知，當(dāng)云制造平臺(tái)企業(yè)壟斷市場(chǎng)時(shí)，若買賣雙方獲取信息能力較弱，博弈時(shí)序?qū)ζ脚_(tái)單邊和雙邊增值服務(wù)投資的決策結(jié)果都沒有影響，即壟斷云制造平臺(tái)企業(yè)決策增值服務(wù)投資時(shí)無(wú)需考慮買賣雙方進(jìn)入平臺(tái)次序。同時(shí)由命題2和命題3可知，對(duì)買方和賣方單邊投資增值服務(wù)提升平臺(tái)的績(jī)效相同。

3 競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)

3.1 向買方投資增值服務(wù)

假設(shè)市場(chǎng)存在兩個(gè)提供相似服務(wù)的對(duì)稱云制造平臺(tái)1和2，兩平臺(tái)企業(yè)在買方市場(chǎng)存在橫向差異，用t>0表示運(yùn)輸成本或平臺(tái)間橫向差異。在競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)下，根據(jù)買方單歸屬和Hotelling模型[5,20]可得云制造平臺(tái)1和2的買賣雙方需求函數(shù)分別為：

βB(xB1-xB2)/2t，

(5)

命題5在先與買方博弈時(shí)序下，用戶信息缺乏下平臺(tái)1和2的增值服務(wù)最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)均與同時(shí)博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量與最優(yōu)利潤(rùn)相同，最優(yōu)投資量高于先與賣方博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量，但最優(yōu)利潤(rùn)低于先與賣方博弈時(shí)序。

證明平臺(tái)1和2向買方投資增值服務(wù)，當(dāng)先與買方博弈時(shí)，平臺(tái)的利潤(rùn)函數(shù)變?yōu)椋?/p>

由命題4和命題5可知，競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)中，用戶缺乏信息下云制造平臺(tái)采取讓賣方先進(jìn)入平臺(tái)且向買方投資增值服務(wù)，優(yōu)于比買賣雙方同時(shí)進(jìn)入和買方先進(jìn)入兩種博弈時(shí)序。

3.2 向賣方投資增值服務(wù)

競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)中，云制造平臺(tái)向賣方投資增值服務(wù)時(shí)，買賣雙方的需求函數(shù)變?yōu)椋?/p>

(6)

由命題6可知，競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)中，云制造平臺(tái)向賣方投資增值服務(wù)時(shí)，若增值服務(wù)投資成本高于投資引起需求增加量，則平臺(tái)投資增值服務(wù)無(wú)需考慮買賣雙方進(jìn)入平臺(tái)時(shí)序。

3.3 向雙邊投資增值服務(wù)

競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)中，云制造平臺(tái)向買賣方雙邊投資增值服務(wù)時(shí)，買賣雙方的需求函數(shù)變?yōu)椋?/p>

(7)

由命題5～命題7可知，競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)下，當(dāng)用戶信息缺乏時(shí)云制造平臺(tái)向單邊和雙邊投資增值服務(wù)，若均衡條件存在，則同時(shí)博弈時(shí)序和先與買方博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)各自均相同，且其最優(yōu)利潤(rùn)不大于先與賣方博弈時(shí)序下最優(yōu)利潤(rùn)，即競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)下云制造平臺(tái)投資增值服務(wù)時(shí)，采取先讓賣方進(jìn)入平臺(tái)，更有利于提高平臺(tái)的績(jī)效水平。

4 雙寡頭市場(chǎng)

4.1 向買方投資增值服務(wù)

假設(shè)云制造平臺(tái)1和2在市場(chǎng)兩邊進(jìn)行Hotelling競(jìng)爭(zhēng)，根據(jù)效用無(wú)差異點(diǎn)和用戶單歸屬條件可得，平臺(tái)向買方投資增值服務(wù)時(shí)買賣雙方需求函數(shù)分別為：

nB2=1-nB1，nS2=1-nS1。

4.2 向賣方投資增值服務(wù)

若向賣方投資增值服務(wù)，云制造平臺(tái)的買賣雙方需求函數(shù)變?yōu)椋?/p>

nB2=1-nB1，

nS2=1-nS1。

4.3 向雙邊投資增值服務(wù)

若雙邊投資增值服務(wù)，云制造平臺(tái)買賣雙方需求函數(shù)變?yōu)椋?/p>

nB2=1-nB1，

nS2=1-nS1。

綜合上述3種投資增值服務(wù)情形發(fā)現(xiàn)，雙寡頭市場(chǎng)下，當(dāng)用戶信息缺乏時(shí)云制造平臺(tái)向單邊和雙邊投資增值服務(wù)時(shí)，先與賣方博弈時(shí)序和先與買方博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)各自均相同，且其最優(yōu)利潤(rùn)不小于同時(shí)博弈時(shí)序下最優(yōu)利潤(rùn)，也就是說(shuō)，雙寡頭市場(chǎng)下云制造平臺(tái)投資增值服務(wù)時(shí)，采取讓賣方或買方先進(jìn)入平臺(tái)，更有利于提高平臺(tái)的績(jī)效水平。比如航天云網(wǎng)通常選擇序貫博弈順序，即先開發(fā)投資制造服務(wù)資源供應(yīng)方的增值服務(wù)，以穩(wěn)定或擴(kuò)大供應(yīng)方規(guī)模，以吸引更多需求者參與到平臺(tái)中，或先開發(fā)需求者的增值服務(wù)，以招攬更多供應(yīng)商加入平臺(tái)。

5 算例分析

為了直觀分析不同博弈時(shí)序和不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下云制造平臺(tái)增值投資策略和平臺(tái)最優(yōu)利潤(rùn)，應(yīng)用Mathematics軟件進(jìn)行數(shù)值仿真分析。本文假設(shè)βB=1，βS=1，αB=1，αS∈[0,1]，λ∈[2,10]。根據(jù)前面壟斷市場(chǎng)分析，本文首先分析壟斷市場(chǎng)和3種不同博弈時(shí)序下邊際投資成本、交叉網(wǎng)絡(luò)外部性對(duì)增值服務(wù)最優(yōu)投資量與最優(yōu)利潤(rùn)的影響如圖1～圖3所示。

由圖1和圖2可知，壟斷市場(chǎng)下3種不同博弈時(shí)序下云制造平臺(tái)單邊最優(yōu)增值投資量與雙邊最優(yōu)增值服務(wù)投資量各自相同，且增值服務(wù)最優(yōu)投資量隨著邊際投資成本增加而減少，隨著平臺(tái)交叉網(wǎng)絡(luò)外部性增大而增加。由圖1～圖3可以看出，壟斷市場(chǎng)下云制造平臺(tái)雙邊最優(yōu)投資量高于單邊最優(yōu)投資量，且向雙邊投資最優(yōu)利潤(rùn)高于單邊投資情形，因此壟斷市場(chǎng)下博弈時(shí)序?qū)υ鲋捣?wù)最優(yōu)投資量沒有影響，云制造平臺(tái)更加愿意向雙邊投資增值服務(wù)。

競(jìng)爭(zhēng)情形下假設(shè)t=1，根據(jù)命題4～命題6可以得出競(jìng)爭(zhēng)瓶頸下3種不同博弈時(shí)序時(shí)云制造平臺(tái)單邊增值服務(wù)最優(yōu)投資量與雙邊增值服務(wù)最優(yōu)投資量如圖4所示，云制造平臺(tái)最優(yōu)利潤(rùn)如圖5所示。由圖4和圖5可知，競(jìng)爭(zhēng)瓶頸情形同時(shí)博弈或先買時(shí)序下平臺(tái)向雙邊最優(yōu)投資增值服務(wù)量高于單邊最優(yōu)投資量和先賣博弈下向雙邊最優(yōu)投資量。平臺(tái)向賣方單邊投資增值服務(wù)獲得最優(yōu)利潤(rùn)高于向買方投資和雙邊投資情形。因而競(jìng)爭(zhēng)瓶頸下，云制造平臺(tái)更加愿意向制造資源供應(yīng)商(賣方)投資增值服務(wù)，以此吸引更多制造資源需求者加入。如海爾卡奧斯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向制造信息系統(tǒng)開發(fā)者提供各種開發(fā)工具和數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)增值服務(wù)工具。

根據(jù)前面雙寡頭市場(chǎng)模型可得，云制造平臺(tái)單邊與雙邊最優(yōu)投資量與最優(yōu)利潤(rùn)如圖6和圖7所示。由圖6和圖7可以看出，雙寡頭情形同時(shí)博弈時(shí)序下平臺(tái)向雙邊最優(yōu)投資量高于單邊最優(yōu)投資量和先賣或先買博弈下雙邊最優(yōu)投資量，先賣或先買博弈時(shí)序下云制造平臺(tái)向買方投資增值服務(wù)獲得最優(yōu)利潤(rùn)高于單邊投資其他情形和雙邊投資情形。因而雙寡頭市場(chǎng)下，云制造平臺(tái)更加傾向于向制造資源需求方(買方)投資增值服務(wù)，如樹根互聯(lián)網(wǎng)為買方提供融資租賃增值服務(wù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文在考慮用戶信息缺乏水平對(duì)云制造平臺(tái)投資增值服務(wù)績(jī)效的影響基礎(chǔ)上，研究了同時(shí)博弈、先與賣方博弈和先與買方博弈3種時(shí)序下云制造平臺(tái)對(duì)單邊和雙邊投資增值服務(wù)決策問題，分別建立了3種博弈時(shí)序和不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下雙邊市場(chǎng)的博弈模型，通過比較分析最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)得出以下結(jié)論：

(1)壟斷市場(chǎng)下雙邊用戶獲取信息能力較弱，云制造平臺(tái)投資單邊或雙邊增值服務(wù)時(shí)無(wú)需考慮買賣雙方博弈時(shí)序；云制造平臺(tái)更加愿意向雙邊用戶投資增值服務(wù)。

(2)競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)下，云制造平臺(tái)投資增值服務(wù)時(shí)，采取同時(shí)博弈或先與買方博弈時(shí)序更優(yōu)于先與賣方博弈時(shí)序，同時(shí)博弈時(shí)序和先與買方博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)各自均相同。云制造平臺(tái)采取先讓賣方進(jìn)入平臺(tái)和向賣方單邊投資增值服務(wù)更加有利。

(3)雙寡頭市場(chǎng)下云制造平臺(tái)投資單邊或雙邊增值服務(wù)時(shí)，采取先與買方或先與賣方博弈時(shí)序更優(yōu)于同時(shí)博弈時(shí)序，先與買方博弈時(shí)序和先與賣方博弈時(shí)序下最優(yōu)投資量和最優(yōu)利潤(rùn)各自均相同。云制造平臺(tái)采取先讓賣方或先讓買方進(jìn)入平臺(tái)和向買方單邊投資增值服務(wù)更加有利。

(4)競(jìng)爭(zhēng)瓶頸市場(chǎng)和雙寡頭市場(chǎng)的最優(yōu)投資量隨著單位投資成本減小而增加，隨著增值服務(wù)需求的敏感系數(shù)增加而增加。

本文在云制造平臺(tái)用戶信息缺乏和用戶理性預(yù)期下得出相關(guān)研究成果，未來(lái)可進(jìn)一步考慮非理性預(yù)期，并可將適應(yīng)性預(yù)期加入分析模型。