生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息共享激勵效應(yīng)

張文會，伊 靜，周 舸

（東北林業(yè)大學 交通學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

0 引言

生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有需求量大、易腐爛等特點，對供應(yīng)鏈的可靠性和時效性要求相對較高。為了縮短流通環(huán)節(jié)，保證生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供需平衡，對供應(yīng)鏈的科學管理越來越重要，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供給和需求因此受到供應(yīng)鏈管理者的廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理方式顯然已不適應(yīng)時代的發(fā)展，供應(yīng)與需求之間的信息不對稱不但增加了生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的成本，也降低了供應(yīng)鏈的運作效率。互聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用重新整合了供應(yīng)鏈節(jié)點之間的合作關(guān)系，實現(xiàn)了供應(yīng)鏈資源協(xié)同優(yōu)化。但是各節(jié)點考慮利益分配和運作風險，在信息共享愿望和信息共享程度方面博弈，很多情況下難以保證共享信息的準確性，由此影響供應(yīng)鏈的期望效益。建立科學合理的激勵機制，推動生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各節(jié)點共享準確信息，實現(xiàn)多方共贏，具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

在生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)方面，Blackburn，等研究了生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈管理策略。王淑云，等針對集中與分散兩種決策模式對供應(yīng)鏈進行協(xié)調(diào)和優(yōu)化。唐振宇，等研究了零售商的風險規(guī)避程度對供應(yīng)鏈決策的影響以及期權(quán)契約協(xié)調(diào)機制。Cai，等考慮第三方物流，對遠距離運輸時鮮產(chǎn)品供應(yīng)鏈進行了優(yōu)化。Wang，等和Liu，等研究了期權(quán)契約、管理決策和預先采購折扣契約在生鮮產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的作用和最優(yōu)決策。

不同產(chǎn)品性質(zhì)的供應(yīng)鏈在信息共享時所產(chǎn)生的價值和影響因素不同，具體研究時需要結(jié)合供應(yīng)鏈的情境進行深入分析。Cho，等研究了信息共享對季節(jié)波動性強的產(chǎn)品供應(yīng)鏈產(chǎn)生的效應(yīng)，Ganesh，等以多層次的復合供應(yīng)鏈為例，分析了信息共享的價值。Yu，等研究了一個由供應(yīng)商、零售商和第三方物流服務(wù)商組成的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的訂貨定價決策和最優(yōu)保鮮投入水平。楊亞，等和Guo，等研究了信息不對稱下生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和共享策略。生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有不同一般產(chǎn)品的特殊屬性，產(chǎn)品新鮮程度是供應(yīng)質(zhì)量的首要考量指標，因此，生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈共享信息的愿望相對較為強烈。在信息共享激勵機制方面，學者多是利用博弈論、委托代理理論、合作社公平偏好理論等經(jīng)濟學模型，求出函數(shù)關(guān)系，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系，結(jié)合實際情況提出激勵措施。激勵措施將會以政策、制度或者建議的方式實施，從而提高信息共享程度。

現(xiàn)有文獻大多從農(nóng)產(chǎn)品保鮮角度提出供應(yīng)鏈信息共享激勵機制，對生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中節(jié)點之間的信息共享和綜合效益分析相對較少。本文考慮生鮮農(nóng)產(chǎn)品的理化屬性，分析供應(yīng)鏈信息共享的可行性，構(gòu)建信息共享環(huán)境下生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的激勵機制。

1 生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息共享價值分析

1.1 信息共享對生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈成本的影響

生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈看成是由不同階段的庫存系統(tǒng)集合而成。其中，供應(yīng)鏈上每個成員企業(yè)都管理著多階段庫存系統(tǒng)中的一個節(jié)點。

1.1.1 無信息共享時的成本分析。以生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)商（農(nóng)戶）和零售商組成的簡單供應(yīng)鏈為例，農(nóng)戶和零售商各自管理自己的庫存，互不干擾，供應(yīng)鏈沒有實現(xiàn)信息共享，農(nóng)戶（C）和零售商（C）的成本如下：

生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的總成本（()）為：

其中，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的交易量；農(nóng)戶的年產(chǎn)量；零售商的需求量；H-農(nóng)戶的單位庫存費用；H-零售商的單位庫存費用；零售商訂購商品時的單位固定成本；農(nóng)戶的生產(chǎn)成本。

式（1）對Q求偏導，并令其導數(shù)等于0，得出農(nóng)戶的最優(yōu)生產(chǎn)量，從而計算出此時生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的總體成本（SC）為：

同理，式（2）對Q求偏導，得到零售商訂貨量最優(yōu)時，生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈總體成本（SC）為：

1.1.2 信息共享時的成本分析。庫存信息共享后，雙方的庫存情況都會透明化，彼此都可以實時掌握雙方的庫存量。因此，在這種情況下，農(nóng)戶和零售商的庫存可視為一體化管理，統(tǒng)一為農(nóng)戶的庫存，然后再由農(nóng)戶根據(jù)新庫存情況進行協(xié)同管理。

式（3）對Q求偏導，并令其導數(shù)等于0，得出綜合最優(yōu)經(jīng)濟批量，進而計算出生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的總體成本（SC）為：

1.1.3 對比分析。將式（4）和式（5）分別與式（6）進行比較，可以得出：SC<SC且SC<SC。一般情況下，在生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，農(nóng)戶和零售商各自管理著自己的庫存，相互之間沒有影響。此時供應(yīng)鏈整體的庫存就是農(nóng)戶和零售商庫存之和。庫存信息共享后，兩者的庫存合并成為一個整體，此時供應(yīng)鏈庫存就是合并后的整體庫存。

通過模型分析和經(jīng)濟學知識可知，合并的庫存量小于獨立的庫存量之和，即生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)共享信息后，供應(yīng)鏈整體庫存水平降低了，整個庫存成本也相應(yīng)減少。

1.1.4 數(shù)值分析。以某河蟹供應(yīng)鏈為例，通過調(diào)研可知河蟹的單位庫存費用H為6萬元/t，養(yǎng)殖場（農(nóng)戶）的每年捕撈成本為1 200萬元。某公司（零售商）從2015年4月份就開始向其訂購河蟹，每次訂購的單位固定成本為5萬元/t，單位庫存費用H為7萬元/t。根據(jù)養(yǎng)殖場以往的數(shù)據(jù)，受天氣和人力等因素影響，每年捕撈河蟹的數(shù)量并不是固定數(shù)值，一般在50t-120t。零售商也因考慮市場行情，需求量在100t-300t的范圍變化。

通過以上數(shù)據(jù)，結(jié)合式（4）-式（6），分析信息共享前后此河蟹供應(yīng)鏈的總成本。其中，信息共享前的供應(yīng)鏈總成本分為兩種情況：第一種情況是以養(yǎng)殖場最優(yōu)生產(chǎn)量為訂購量求得的供應(yīng)鏈總成本；第二種情況是基于零售商的最優(yōu)訂購量求得的供應(yīng)鏈總成本，如圖1所示。

圖1 信息共享前后供應(yīng)鏈總成本

由圖1可知，在各個水平下，信息共享后供應(yīng)鏈的總成本SC均小于共享前的總成本SC和SC。第一種情況下，兩種成本均取得最小值時，SC比SC少11 萬元，比信息共享前降低了0.57%；在第二種情況下，信息共享后供應(yīng)鏈的總成本降幅較明顯。

1.2 信息共享對生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈利潤的影響

1.2.1 生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的總利潤。假設(shè)表示農(nóng)戶生產(chǎn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的單位成本，以價格將農(nóng)產(chǎn)品銷售給零售商，零售商以價格N銷售給消費者。消費者的需求量Q依賴零售商的價格，且這種依賴是一種線性關(guān)系，即：

此外，單位成本和銷售價格之間滿足：

那么，零售商的總利潤為：

農(nóng)戶的總利潤為：

供應(yīng)鏈的總利潤為：

1.2.2 無信息共享時的利潤分析。無信息共享時，由農(nóng)戶根據(jù)生鮮農(nóng)產(chǎn)品單位成本，確定其出售價格，然后零售商再根據(jù)，決定出售給消費者的價格，這是一種自上而下的定價策略。根據(jù)式（7）和式（10），零售商的總利潤函數(shù)為：

式（13）對N 求偏導，并令導數(shù)等于0，再結(jié)合式（7），得到最優(yōu)價格和最優(yōu)需求量，將、分別代入式（10）—（12），得到零售商、農(nóng)戶和供應(yīng)鏈的最大利潤為：

假設(shè)，將代入式（14）—式（16）中，得到農(nóng)戶、零售商和整個供應(yīng)鏈的最大利潤分別為()0；()0；()0。

由上可知：當時，供應(yīng)鏈總利潤達到最大值4，但此時農(nóng)戶的利潤為零，因此對于農(nóng)戶而言，可能沒有動力與零售商進行信息共享。

1.2.3 信息共享時的利潤分析。假設(shè)實施信息共享后，零售商與農(nóng)戶都會追求利潤最大化，也就是使式（12）中的達到最大。由于實現(xiàn)了信息共享，雙方對于、、也都是已知的。

式（12）對N求偏導，并令導數(shù)等于0，結(jié)合式（7），得到最優(yōu)價格和最優(yōu)需求量，進而得到≥、≤Q。這說明零售商的銷售價格越大，消費者的需求量就越小。將、代入式（12），得到供應(yīng)鏈整體的最大利潤為：

設(shè)代表無信息共享時農(nóng)戶給零售商的批發(fā)價，代表信息共享后的價格。將、分別代入式（10）和式（11）中，得到零售商和農(nóng)戶信息共享后的利潤為：

1.2.4 對比分析。將零售商、農(nóng)戶和供應(yīng)鏈整體利潤在信息不共享和信息共享條件下的最大利潤進行對比，見表1。

表1 信息共享前后供應(yīng)鏈的最大利潤

從表1可以看出，信息共享之后農(nóng)戶和供應(yīng)鏈的最大利潤均有所提高，證明實施信息共享為農(nóng)戶和供應(yīng)鏈整體帶來了更大的價值。但是，零售商的利潤有所下降，所以可以選取一個更小的的范圍，進行進一步探究。

假設(shè)一個理想的值，可以使零售商和農(nóng)戶的利潤在信息共享后同時提高，由式（14）、式（15）、式

由此可見，在信息共享情況下，農(nóng)戶的定價應(yīng)該小于。 對于零售商而言，只需滿足() ≥() ，即：

同理，由式（15）和式（19）可得：

進而推導出：

由式（22）可知，只有當時，W與W的值才會相等；除此之外，不管的值如何變化，總會維持W>W這樣的關(guān)系。這說明，信息共享后，零售商和農(nóng)戶的利潤高于無信息共享情況，而且這樣的結(jié)論在一定取值范圍內(nèi)才能成立。

1.2.5 數(shù)值對比分析。通過調(diào)研，農(nóng)戶養(yǎng)殖河蟹的單位成本為12萬元/t，由于自然環(huán)境和市場變化等因素，河蟹賣給零售商的價格大約在14萬元/t-20萬元/t之間，其中36，1。信息共享前后供應(yīng)鏈的利潤如圖2所示。

圖2 信息共享前后供應(yīng)鏈的利潤

由圖2 可知，無論價格如何變化，信息共享后農(nóng)戶、零售商和供應(yīng)鏈整體的利潤均有提高。其中，農(nóng)戶的利潤提升幅度略高于零售商，當=15.6 萬元/t時，農(nóng)戶、零售商和供應(yīng)鏈的利潤分別提高了6.48萬元、4.72萬元和11.20萬元。

2 生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息共享激勵模型

2.1 模型描述

本文所用模型是兩個階段、兩項任務(wù)的動態(tài)委托代理模型，在每一階段，供應(yīng)商均只從事兩項工作，即正常的供應(yīng)活動和進行信息共享方面的努力，分別用和來表示，具體公式如下：

農(nóng)戶的努力成本函數(shù)為：

其中，0 ≤≤1。表示的努力成本系數(shù)，表示的努力成本系數(shù)。本文假設(shè)與絕對獨立，即0，由此可知：

零售商對供應(yīng)商的激勵依靠支付來調(diào)節(jié)和實施，激勵方式為線性激勵模式：

ω為第期的激勵契約，α為零售商在第期采購時，應(yīng)付的賬款值，β表示零售商第期對農(nóng)戶的激勵份額，0 ≤β≤1。

2.2 模型建立與求解

由委托代理理論的一般假設(shè)可知，對于風險規(guī)避程度，委托人風險中性，代理人風險厭惡。設(shè)絕對風險厭惡系數(shù)為，貼現(xiàn)率為，則零售商的效用函數(shù)為：

零售商第一期的確定性等價收入為：

供應(yīng)商的效用函數(shù)表達式為：

供應(yīng)商第一期確定性等價收入：

進而得到本模型第一期目標函數(shù)為：

在進行目標函數(shù)最大化求解過程中，還要考慮零售商的個人理性約束和激勵相容約束。

零售商第一期個人理性約束條件可以表示為：

供應(yīng)商第二期確定性等價收入為：

零售商第二期確定性等價收入為：

供應(yīng)商第二期個人理性約束條件可以表示為：

其中，代表常數(shù)，代表供應(yīng)商確定性等價收入與零售商和供應(yīng)商總的確定性等價收入的比值，體現(xiàn)農(nóng)戶議價能力。

模型中的制約條件除了有農(nóng)戶的個人理性約束外，還有激勵相容約束條件。

供應(yīng)商第一期和第二期的激勵相容約束條件可以分別表示為：

由于只研究兩期委托代理模型，第二期績效的高低不會改變供應(yīng)商以后的效益，所以和僅由約束條件()確定，解得最優(yōu)一階條件為：

為了保證在第一期合同結(jié)束之后，農(nóng)戶不會在得到較高收益后進行違約，需要加入時間約束，以保障該激勵機制不會因為農(nóng)戶的原因，在第一期就失效，無法進行第二期以及接下來的工作。

時間約束為：

因此，可以得到基于委托代理理論的兩級供應(yīng)鏈動態(tài)激勵模型：

由此可得：

將式（38）和式（39）帶入式（40）時間約束()中，并對求偏導，令導數(shù)等于0，得：

將式（33）和式（34）代入到式（35）()中，可得：

將代入()中，可得：

將式（48）和式（49）代入式（41）中，并對求偏導，令導數(shù)等于0，得到：

2.3 模型分析

式（38）和式（39）中，和受第二期激勵系數(shù)、努力的邊際利潤率和努力成本影響，且為正相關(guān)，起到雙重影響的作用。

式（46）和式（47）中，()(|)反映對供應(yīng)商報酬的激勵程度。供應(yīng)商第二期的報酬由兩個因素決定，一個是當期的業(yè)績，另一個是對供應(yīng)商與零售商合作效果的預期。當時，零售商對供應(yīng)商的能力預期良好，與農(nóng)戶合作的意愿較強；當K ≤時，零售商對供應(yīng)商能力的預期是不容樂觀的。

由此可見，聲譽效應(yīng)和棘輪效應(yīng)對激勵系數(shù)的影響，即對供應(yīng)商第一期努力水平的影響。表示聲譽效應(yīng)的影響，與激勵系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，可以強化激勵；表示棘輪效應(yīng)，與激勵系數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，這時會弱化對激勵的整體效果。

觀察式（50）可以看出，第二期的激勵系數(shù)影響第一期的激勵系數(shù)，所以，第二期激勵系數(shù)的影響因素，也會間接影響第一期激勵系數(shù)，進而影響供應(yīng)商為日?；顒雍托畔⒐蚕砀冻龅呐Α?/p>

對式（45）求導，分別得到對于、、和的偏導數(shù)，可得：

表示第二期激勵系數(shù)與第二期各項努力的成本系數(shù)呈反比，與各項努力的邊際利潤率呈正比。

2.4 數(shù)值分析

為進一步驗證激勵機制的有效性，將繼續(xù)針對河蟹供應(yīng)鏈進行數(shù)值分析，根據(jù)調(diào)查所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。

表2 模型參數(shù)表

另外，04，06，n可在0.1-0.5間取值，數(shù)值模擬如圖3所示。

圖3 信息共享努力的邊際利潤率與激勵系數(shù)的關(guān)系

由圖3可知，隨著信息共享努力水平邊際利潤率的增大，和的值也越來越大，與和均呈現(xiàn)正相關(guān)，養(yǎng)殖場信息共享努力的邊際利潤率越大，兩期合同的激勵系數(shù)也越大。另外，由圖3（b）可知，當00243 5 時，；當0243 5 時，==0.4；當0243 5 時，。

由圖4可知，分別與、、和呈現(xiàn)正相關(guān)，即隨著養(yǎng)殖場合作和信息共享努力水平邊際利潤率的增加，在兩期合同中，對于正常的供應(yīng)活動和信息共享兩個方面的努力水平都會提高。

圖4 信息共享努力的邊際利潤率與努力水平的關(guān)系

圖5 信息共享所占聲譽比例變化趨勢

3 結(jié)語

保持生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供需動態(tài)平衡，能夠降低供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的綜合成本，本文分析了信息共享條件下供應(yīng)鏈成本以及信息共享激勵效應(yīng)，建立了二級生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息共享激勵模型，并用數(shù)值模擬的方法驗證模型的可行性。生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，代理人的努力水平不僅與激勵系數(shù)有關(guān)，而且與其努力程度的邊際利潤率和成本率有關(guān)，邊際利潤率增大，激勵系數(shù)也會變大，代理人就會為日常活動和信息共享付出更多的努力。

本文的模型是建立在二級供應(yīng)鏈基礎(chǔ)上，沒有討論多級供應(yīng)鏈的情況，多級供應(yīng)鏈雖然考慮的激勵因素更多、情況更復雜，但可以逐級簡化為二級供應(yīng)鏈。