信息不对称下供应链信息共享激励研究

徐耀群，张松峰

(哈尔滨商业大学管理学院，哈尔滨150028)

Forrester在20世纪60年代最先发现，如果供应链下游发生微小的需求波动，会给上游的制造商企业带来极大的不确定性，Lee[1]后来把这种现象叫做牛鞭象，牛鞭显现在供应链中的普遍存在给供应链管理带来许多负面影响.Lee认为供应链内理性参与人为了追求各自效用最大化而进行博弈是产生牛鞭效应的根本原因.通常而言，需求信息的不对称性会给供应链带来负面影响，通过供应链协调实现供应链信息共享是解决问题的最好方法，这也是学术界和商业界关注的热点问题之一.如何保障供应链成员方便地进行信息共享，许多研究者[2]对此进行了研究.一般研究者认为信息共享会在一定程度上改善整个系统的性能，提高效益降低成本;也有研究者指出信息共享并不能总使供应链总收益增加在个别情况会降低供应商或零售商的收益，甚至对整个供应链收益也不一定有益.如张玉林[3]在研究需求不确定条件下，将获取私有信息成本考虑进去得出信息共享并不能增加供应链总收益成本，其他学者也指出需求信息共享在一定程度上对供应链并没有益处.本文在之前研究的基础上，考虑了单供应商和零售商的供应链系统，在零售商花费一定代价获取私有需求信息情况下，对零售商选择与供应商是否进行信息贡献分析供应链收益价值，发现信息共享并未能总使对供应链收益有增加.对此本文设计了供应链的激励机制，通过提前制定契约等手段，对双方追求各自最大收益制定决策的博弈过程有所抑制，达到信息共享后使整个供应链系统总是向有益的方向发展.

1 信息共享模型设计

1.1 模型假设

本文考虑一个供应商和一个零售商在信息不对称的供应链系统，这里的供应链销售单一产品，供应链中双发以自身利益最大化为目标，双方在此过程遵从供应商为领导者零售商为跟从这的Stackelberg型重复博弈.在此博弈过程中供应商首先以自身利润最大化为原则，根据掌握的供应链需求信息确定商品的批发价，接着零售商再以自身利润最大化为目标，根据供应商的批发价确定商品的零售价.

模型的符号假设为R表示零售商;S表示供应商;d表示商品需求;p表示零售商的商品销售价格;w表示供应商供给零售商的商品的批发价;πR和πs分别表示零售商和供应商的收益;u表示需求的不确定性，其值大需求也大，其值小需求也小，这个值是零售商可以花费一定代价通过市场调研获得的，也可以成为零售商的私有信息.则商品的需求与零售价格满足以下的关系.

d=a－bp+u，其中:a，b为正的常数

1.2 模型建立

本文将从零售商掌握私有信息，是否与供应商共享来建模分析，讨论信息共享带给供应链的价值.

1)零售商掌握私有信息不与供应商共享

由于零售商花费了一定代价获得了私有需求信息而不与供应商共享，所以供应商无法获得.而u对于供应商来说是未知的，虽然供应商不知道具体值是多少，但却清楚的认识它的存在，其可能的值对于供应商来说是任意的，所以供应商将其估值为0比较合理，假定零售商获取私有需求信息的价值为，显然也是常数.为方便起见，我们把此模型用模型I来表示.

市场需求:d=a－bp+u

零售商收益:πR=(p－w)d－α=(p－w)(abp+u)－α

供应商收益:πS=wd=w(a－bp)

2)零售商掌握私有信息与供应商共享

由于销售商将自己的私有信息共享给供应商，这里的私有信息花费了供应商的代价为α，作为获得信息的供应商相应的会对销售商做补偿，我们设这个补偿为θα.则由此我们将此模型用模型II来表示.这里的θ显然是介于0～1之间的常数.

市场需求:d+a－bp+u

零售商收益:πR=(p－w)d－θα=(p－w)(a－bp+u)－(1－θ)α

供应商收益:πs=wd=w(1－bp+u)－θα

2 模型求解

通过前面的分析，零售商与供应商分别通过各自掌握的信息，以自身利益最大化，建立Stackelberg模型重复博弈，分别对两个模型进行逆向法分析求解，模型求解满足的表达式:

2.1 模型I求解

分别对零售商收益函数求一阶导数、二阶导数，得

同样，我们将供应商收益函数看作是关于供应阶格w的一元二次函数分别对πs求一阶和二阶导数得从而得到当其一阶导数为零时可以取得πs最大收益，令由于供应商没有得到零售商的共享信息，所以此时对于需求倾向度u供应商取其自己的心理期望值0.即

将w*代入p*可得代入零售商收益函数得.在实际获得收益值计算中则要将u代入.所以供应商收益函数改为πS=wd=w(a－bp+u).

因此，可以得出模型I的供应双方最优制定策略为

此时的供应双方收益值为

2.2 模型II求解

同样，这里先对零售商收益函数求一阶和二阶导数，结果与模型I相同，为方便起见这里不再用公式进行表述了.同理，当其一阶导数为零时可得最大收益，此时有显然这与模型I情况相同.关键的变化在供应商这边，当供应商得到零售商的私有信息后，其在绝定批发价之前就已经知道了准确的需求信息，下面计算供应商收益函数一阶和二阶导数.

因此，我们可以得出模型II的供应双方最优制定策略为

此时的供应双方收益值为

3 模型分析

要想知道信息共享的具体价值，我们要对整个供应链在信息共享与不共享两种情况的总收益进行分析.我们分别设零售商与供应商信息共享的总收益不与之共享的总收益分别为π1与π2，那么由上可知:

共享后的收益价值想大于不共享价值的话π2－π1＞0，否则选择模型I收益更大.

下面我们分析信息共享Pareto条件.

要想零售商和供应商参与信息共享，则双方都要在其收益值在共享下大于不共享时才会愿意共同支付获取信息成本，来共同增加利润，即要满足双方的收益函数在模型II下都大于模型I中，分别代入得

4 信息共享激励模型

通过前面分析u＜0，我们知道只有当满足(5)时，供应商与零售商才都愿意参与共享，而实际情况是只要有u＜0就能使整个供应链收益增加，就有信息共享的动机.下面具体分析不确定信息取值不同状况下，怎样才能使零售商和供应商收益都不减少而愿意参与共享，使信息共享价值发挥到最大.

最后，分析当时情况.这里信息共享虽然是整个供应链相比不共享收益增加，但零售商却因承担获取成本信息过大而减少了自身收益同情况一样，零售商可以选择让供应商多分担成本比例或待收益后供应商对其补偿.比如，零售商将不确定信息按一定成本提供给供应商，双方按模型II制定提高整个供应链收益的最优决策，等最后收益后，供应商将零售商收益补偿至模型I下的收益值后，将整个供应链多余收益按一定比再补偿给零售商.

至此，我们可以总结供应链信息共享激励模型:

不确定信息u＞0时，供应双方按模型I制定策略;定策略，但其收益分配应是模型I下收益基础上，双方按一定比例分配共享增加收益;时供应链双方按模型II制时，供应双方按模型II制定策略;u＜时，按模型II制定策略，但其收益分配应是模型I下收益基础上，双方按一定比例分配共享增加收益.具体数据见表1.

这里面是介于0～1之间的常数，按模型II做决策所多出的收益，按比值和分配给供应商和零售商.通过激励模型的建立，我们发现采用信息共享激励模型后，双方预先制定契约机制可以使信息共享的价值发挥最大，因为任何一时刻在供应链成员参与信息共享下都会有收益值不小于其不参与信息共享的收益.从而我们进一步通过模型分析出信息共享的价值，并通过有效的契约机制手段，提高了供应链成员参与信息共享的积极性.

表1 供应链信息共享激励模型分析

5 结语

信息不对称现象在供应链中非常普遍，处理不好会对整个供应链管理造成较大的损失，零售商在掌握私有信息下如何激励零售商参与信息共享是研究的重点[4－7].本文设计了一个供应商和一个零售商组成的供应链系统，在零售商掌握部分私有需求信息下是否与供应商共享建模分析中，发现信息共享并不能总使零售商和整个供应链收益增加.对此本文对信息共享激励机制进行改进，在不同情况下，供应双方提前制定契约，在私有需求信息取值不同情况下，采用不同的定价方式，已达到供应商和零售商都能在信息共享的环境下获得好处，从而使信息共享总是对供应链系统有利，达到供应双方都自发的愿意参与信息共享，以提高整个供应链系统在市场的竞争力.

[1] LEE H L，PADMANABHAN V，WHANG S.Information distortion in a supply chain:the bullwhip effect[J].Management Science，1997，43(4):546 －558.

[2] CHEN F.Echelon recorder points，and the value of centralized demand information[J].Management Science，1998，44(12):221－234.

[3] 张玉林，陈 剑.供应链中基于Stackelberg博弈的信息共享协调问题研究[J].管理工程学报，2004，18(3):118－120.

[4] 陈长彬，缪立新.供应链弹性契约下的信息共享激励[J].软科学，2010，24(1):46 －51.

[5] 张菊亮，章祥荪.供应商和销售商拥有部分信息的信息共享[J].中国管理科学，2012，20(1):109－112.

[6] WU J，ZHAI X，HUANG Z.Incentives for informationsharing in duopoly with capacity constraints[J].Omega，2008，36(6):963 －975.

[7] 张瑞夫.基于多阶供应链的EOQZone分析[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版，2013，29(4):505 －507.