多层供应链外包模式的选择及其协调

王绪金，马 骋

(1.青岛大学经济学院，山东 青岛 266071；2. 青岛大学商学院，山东 青岛 266071)

1 引言

随着经济全球化、竞争全球化、信息技术以及现代物流业的迅猛发展，许多跨国公司纷纷将产品的加工制造外包给专职的代工企业。国内的跨国企业如海尔集团，其首席执行官张瑞敏早在2009年就提出海尔战略转型这一重要决策，将生产业务实行外包，变身制造服务型企业。而放眼全球，这种企业的生产外包的战略决策的例子则比比皆是。比如，根据美国Apple公司2010年度财政年报，Apple公司将产品制造业务代理给亚洲的富士康以及Quanta computer公司；美国摩托罗拉手机公司将安卓系统的设计生产以及OS移动平台设备的制造加工业务外包给业界领先的电子制造服务提供商Flextronics公司[1]。2013年，世界范围内的电子产业外包生产制造业收入就达到4050亿美元[2]。在时尚产业, Nike公司将运动鞋的生产加工外包给台湾、韩国以及其他亚洲国家和地区的代工企业,而自己可以专注于新产品的研发设计[3]。作为山东省内最大的服装加工进出口企业, 山东绮丽集团公司就是一家提供代工服务的企业。目前,它已与许多世界著名的服装品牌如：H&M，Zara，Lee，Levis，Marks&Spencer建立了长期的战略合作伙伴关系，年出口额达到了3亿美元。

生产业务外包模式结束了传统的生产方式，它是将产品的生产制造委托给外部专业的、高效的服务提供商，以达到降低风险、提高企业效率、有效减少资金的占用率、分散风险的目的，这已成为全球许多成功企业的一致做法。当前，常见的生产外包的模式主要有两种：自行控制模式(Control,简写成C)以及代理模式(Delegation,简写成D)。自行控制外包模式是指原始设备制造企业(OEM)从供应商手中购买原材料然后交予OEM代工企业进行生产，最终将制成品销售给OEM，这其中，OEM代工企业收取一定的代工费用。我们注意到，在自行控制外包模式中，原材料的采购是由OEM来完成的。

代理外包模式是指OEM将原材料的采购以及成品的加工交由OEM代工企业全权代理，OEM代工企业将制成品销售给OEM的过程。对比两种外包模式，不难发现，二者的区别主要在于原材料的购买主体上的不同。因此，作为OEM，常常面临一个企业战略抉择问题：该如何选择合理的外包模式？这在企业组织理论中是一个企业纵向一体化的选择问题。

目前，对于外包模式的研究不仅在企业界，而且在学术界都受到了广泛的关注，已经成为企业运作管理研究的热点课题。Bian Junsong等[4]分析了合作的广义纳什讨价还价机制下的两种外包模式对供应链绩效以及各成员的收益的影响。结果表明，利用广义纳什讨价还价机制可以达到机制协调，这为多层外包供应链的协调提供分析工具。Yang等[5]分析OEM与OEM代工企业分别在与供应商谈判时具有不同的议价权对于外包模式选择的影响。Zou Zongbao等[6]针对闭环供应链讨论了外包再制造和自行再制造两种模式 的适用性条件。Guo Pengfei等[7]发现代理外包模型可能会导致信息失真，他们证明即使信息失真存在的情况下，长期合同的代理模式要好于自行控制模式，刻画出了外包模式的选择对于信息共享价值的影响。为外包供应链结构信息价值的讨论奠定了基础。Chen Yingju等[8]研究了一个三层供应链问题，其中，OEM代工企业与OEM是既合作又竞争的关系，这里OEM代工企业一边将制成品提供给OEM，另一边也可以直接销售给市场。文中分别刻画出了自行控制外包模式和代理外包模式的适定性条件。Kayis等[9]论证了，当生产成本信息是非对称时，刻画了不同外包结构的适应条件。刘克宁和宋华明[10]针对接包房方能力水平以及成本信息非对称，采用委托代理理论中的信息甄别模型，由创新企业设计包含固定支付和收益共享系数两个参数的外包甄别契约来推断其真实能力。Wang Yulan等[11]分别在三种不同的非合作批发价格协议中探讨了自行控制外包模式和代理模式给供应链成员以及供应链的总绩效所带来的影响。在外包供应链文献中，也有不少文章考虑了竞争因素。付磊和廖成林[12]发现物流外包引入竞争后物流价格和物流服务水平存在双降效应，从而导致零售商在引入竞争决策上的不确定，建立了零售商是否引入竞争的核心控制条件。Wu Xiaole等[13]考虑了存在竞争关系的下游企业的外包选择问题。Feng Qi和Lu[14]刻画了存在竞争和合同谈判的两个OEM企业的外包策略。由于竞争因素的存在，在企业自行生产模式下，产品的替代性对外包决策也起着重要的影响。Xiao Tiaojun等[15]分析产品替代性对外包的影响并发现产品替代性较小时，下游企业才会考虑代理外包，否则选择自行生产。我们注意到，这些文献所讨论的均是针对生产系统中一家OEM展开的。

现实中，许多OEM代工企业和供应商并不会仅仅向一家OEM提供代工服务和原材料供给，可能会向多家OEM提供服务。例如，富士康目前是美国Apple公司的主要代工企业，但同样也为Motorola公司提供代工服务，生产Motorola手机；作为Apple公司显示屏主要供货商的Samsung公司也是Motorola手机的主要显示屏供货商。当前，对生产外包结构的研究正逐渐成为研究的热点问题，但对存在两家或者多家OEM的外包模式的多层供应链的研究还不是很多。

另一方面，在供应链结构中，供应链各成员均从自身利润出发作出决策，这势必会引起双重边际化的发生，进而降低整个供应链系统的绩效。因此，如何实现供应链的协调就显得尤为重要。供应链契约机制是实现供应链协调的主要方法。通过设计合同契约以及相应参数的设置，有助于供应链成员间实现风险共担，提高供应链的整体利润，从而使供应链达到协调。这些契约机制包括: 回购(buy-back)契约、收益共享(revenue sharing)契约、数量柔性(quantity flexibility)契约、数量折扣(quantity-discount)契约等。目前有大量的文献针对不同的供应链模型，设计合理的供应链契约机制以达到供应链的协调。Cachon和Larivere[16]针对收益共享契约的适用范围和性能进行了深入地讨论，并证明了收益共享契约机制与传统协调契约相比能取得更好的效果。Linh和Hong[17]发现收益共享机制可以用来协调由一个供应商和一个零售商组成的两阶段报童问题，并分别考虑了零售商拥有一次订购机会和两次订购机会。鲁其辉和朱道立[18]发现仅仅采用信息共享不一定能提高供应链的总利润，但是存在供应链策略能协调这种含有交付时间不确定性的供应链，采用某种协调策略能够弥补信息共享的不足，使供应链的总利润达到最大化。马俊等[19]针对存在n个供应商一个零售商的供应链模型，证明了在拥有信息中介的二部合同拍卖机制下系统可以达到渠道协调。

因此，受到文献[9，11]的启发，在本文中，我们将就两个竞争原始设备制造企业外包模式的选择问题进行系统研究，探讨自行控制外包模式和代理模式给供应链成员以及供应链的总绩效所带来的影响。应用主从博弈和纳什博弈理论，当一家OEM的外包模式选定后，探讨研究后跟进的OEM应该如何选择对自己有利的外包模式。通过定量分析，为原始设备制造企业外包策略选择上给出指导性的意见。再者，生产外包结构中的供应链协调问题是研究企业外包行为的难点和前沿问题。

目前针对外包模式下的多层供应链协调问题的研究还很少。对于两个OEM的多层供应链外包模式选择问题的研究也是不多见。因此，本文考虑带有两个OEM的外包问题，讨论不同外包模式下的多层供应链模型，寻找可以实现外包供应链协调的契约机制。本文研究表明二部定价机制可以使供应链达到协调，即供应链绩效达到系统在集中控制下的绩效值。

2 模型与参数

本文考虑外包策略下的三层供应链，其中包含Cournot竞争下的两个原始设备制造企业(OEM), 为简便起见，分别简写成o1,o2；OEM代工企业(CM), 简写成m；供应商(supplier), 简写成s，在这里原始设备制造企业将产品的生产外包给了OEM代工企业。在需求市场上，假设OEM所面对的需求函数为：

p=a-q1-q2

(1)

不失一般性，下面将分别讨论OEM1在自行控制外包模式和代理外包模式下，跟进的OEM2将选择何种的最优外包策略。

3 OEM1选择自行控制外包模式

当OEM1选择自行控制外包模式时，通过对比OEM2在自行控制外包模式和代理外包模式的利润值，确定OEM2的最优外包策略。首先，考虑OEM2选择自行控制外包模式的情形。

3.1 OEM2 选择自行控制外包模式

当OEM1和OEM2都选择自行控制外包模式时，博弈顺序如下：

首先，OEM代工企业和供应商分别宣布他们的批发价格ωm和ωs，并告知原始设备制造企业OEM1和OEM2。

其次，根据批发价格ωm和ωs，OEM1和OEM2分别确定他们的最优订购数量q1和q2。

最后，OEM代工企业和供应商根据OEM1和OEM2的订购数量，分别准备生产和提供原材料。

博弈顺序如图1所示。该博弈是以OEM代工企业和供应商为领导者，OEM为追随者的主从博弈，且OEM之间为Nash博弈，OEM代工企业和供应商之间也为Nash博弈。

图1 OEM1和OEM2均选择自行控制外包模式的博弈顺序示意图

给定wm和ws，供应链各成员的利润函数如下：

πo1=(a-q1-q2-ωm-ωs)q1

πo2=(a-q1-q2-ωm-ωs)q2

πm=(ωm-cm)q1+(ωm-cm)q2πs=(ωs-cs)q1+(ωs-cs)q2

根据上述博弈顺序，我们采用倒序的方式分析求解。首先，考虑第二阶段博弈。给定ωm和ωs，OEM1和OEM2将分别确定订购数量使其利润最大化，即：

(2)

由(2)式，容易验证πo1是关于q1的凹函数，πo2是关于q2的凹函数，由一阶必要条件求解(2)，得到OEM1和OEM2关于ωm和ωs的最优反应函数(Cournot-Nash均衡订购数量)：

(3)

然后，考虑第一阶段博弈。在该阶段，OEM代工企业和供应商将根据第二阶段博弈中OEM1和OEM2的最优反应函数确定他们的批发价格使他们的利润最大化。即：

(4)

对于(4)，将(3)代入(4)，容易证明πm是关于ωm的凹函数，πs是关于ωs的凹函数，由一阶必要条件求解(4)，得到OEM代工企业和供应商的均衡批发价格为：

(5)

再将(5)式代入(3)式，得到OEM1和OEM2的Cournot-Nash均衡订购数量为：

(6)

因此，当OEM1和OEM2都选择自行控制外包模式时，供应链各成员的最优利润值分别为：

为了确定哪一种外包模式更适合于OEM2，下面计算代理外包模式下OEM2的利润值。

3.2 OEM2选择代理外包模式

OEM1选择自行控制外包模式，OEM2选择代理外包模式时的博弈顺序如下：

其次，OEM1确定它的最优订购数量q1并分别告知OEM代工企业和供应商。OEM2确定最优订购数量q2并告知OEM代工企业，随后OEM代工企业将OEM2的订购数量转达给供应商。

最后，OEM代工企业和供应商根据OEM1和OEM2的订购数量，准备生产和提供原材料。

博弈顺序如图2所示。该博弈是一个较为复杂的博弈过程。在OEM1这一支上，OEM代工企业和供应商为Nash博弈；在OEM2这一支上，是以供应商为领导者，OEM代工企业为追随者的主从博弈，且OEM之间为Nash博弈。

图2 OEM1和OEM2分别选择自行控制外包和代理外包模式的博弈顺序示意图

(7)

容易验证(7)中的πo1关于q1是凹函数，πo2关于q2也是凹函数，由一阶必要条件：

(8)

(9)

(10)

(11)

联合求解(10)和(11)得到OEM代工企业的最优反应函数(即最优批发价格)：

(12)

(13)

针对OEM和OEM代工企业的最优反应函数，供应商确定其批发价格使其利润最大化，即：

(14)

(15)

(16)

由于在OEM1 这一方，供应商和OEM代工企业是不知道彼此的批发价格的，它们之间是Nash博弈。所以，结合(3.12)和(3.14)，得到：

(17)

因此，OEM代工企业的最优成本、最优批发价格和OEM的最优订购量为：

所以，在OEM1选择自行控制外包模式、OEM2选择代理外包模式时，供应链各成员的最优利润分别是：

4 OEM1选择代理外包模式

当OEM1选择代理外包模式时，通过对比OEM2在自行控制外包模式和代理模式的利润值，OEM2确定最优的外包策略。我们首先分析OEM2选择自行控制外包模式的情形。

4.1 OEM2选择自行控制外包模式

由于OEM1和OEM2的地位是对称的，因此，类似3.2中的结果，可以得到供应链各成员的最优利润为：

4.2 OEM2选择代理外包模式

当OEM1和OEM2都选择代理外包模式时，博弈顺序如下：

最后，OEM代工企业和供应商根据OEM1和OEM2的订购数量，准备生产和提供原材料。

博弈顺序如图3所示。该博弈是以供应商为领导者，OEM代工企业和OEM为追随者的主从博弈，且OEM之间为Nash博弈。

图3 OEM1和OEM2均选择代理外包模式的博弈顺序示意图

(18)

采用与第三节相似的求解方法，对(18)求解得OEM1、OEM2的最优反应函数(Cournot-Nash均衡订购数量)：

(19)

(20)

同第三节类似，求解(20)得OEM代工企业的最优反应函数(最优批发价格)：

(21)

(22)

将(19)和(21)代入(22)的目标函数，类似第3节，求解(22)得到：

(23)

将(23)代入(21)得到OEM代工企业的最优批发价格

(24)

将(24)代入(19)得到OEM1和OEM2的Cournot-Nash均衡订购数量为：

所以，当OEM1和OEM2都选择代理外包模式时，供应链各成员的最优利润值是：

5 供应链协调机制

根据前面两节的讨论知道，当OEM1选择某一种外包模式时，OEM2的最优抉择是选择与OEM1一致的外包模式。因此，本节将针对出现的(自行控制，自行控制)和(代理，代理)两种均衡外包模式供应链模型进行协调。

首先，考虑在集中控制下使系统总利润最大化的问题，即：

(25)

对(25)式应用一阶必要条件，可得系统的最优订购数量总和(渠道协调解)为 ：

(26)

类似的，在代理模式下的批发价格形式为：

首先，考虑(自行控制，自行控制)的情况。将原先的批发价格协议ωm和ωs换成二部定价机制，则得到供应链各成员的利润函数可表述如下：

当给定αm,αs时，OEM1和OEM2将确定他们的订购数量使其利润最大化，即：

(27)

可验证(27)中的目标函数分别关于q1和q2都是凹函数，应用一阶必要条件，求解(27)得到OEM之间的Cournot-Nash均衡订购数量为：

(28)

(29)

供应链各成员的利润值分别为：

0≤βm,βs≥0

(30)

时，供应链各成员的利润都会有所增加，因此他们都会同意二部定价契约机制，参与到供应链的协调中来。供应链的绩效可以达到集中控制下的效果，提高了整条供应链的竞争力。

然后，再来讨论(代理，代理)模式。当批发价格采用二部定价形式后，则供应链各成员的利润函数可表示为：

(31)

可验证(31)中的目标函数分别关于q1和q2是凹函数，应用一阶必要条件，求解(29)得OEM之间的Cournot-Nash均衡订购数量：

(32)

通过(26)与(32)比较，设

(33)

得到供应链各成员的利润值分别为：

(34)

时，供应链各成员的利润都有所增加，因此各成员会积极参与到批发价格的二部定价协议，达到供应链协调中来。因此，我们发现，通过确定合适的二部定价机制，加强供应链参与各方的合作，改善了供应链的整体运作绩效，实现了互惠双赢的目标，使得供应链系统达到了协调。

6 算例分析

众所周知，富士康是美国Apple公司的代工企业，市场上正在畅销的iphone手机均由富士康公司代工生产，同样富士康还是Motorola公司的主要的代工生产企业，而韩国Samsung以生产显示屏而著称，它也是Apple公司和Motorola公司主要的原材料供货商，因此，在这一部分，我们将品牌企业Apple公司以及Motorola分别记作OEM1和OEM2, 将富士康看作OEM代工企业，Samsung公司看作原材料供应商，我们进行数值计算。假设OEM代工企业和供应商的成本分别为cm=0.5,cs=0.3，品牌企业OEM所面对的逆需求函数为：p=a-q1-q2。这里a=5,q1和q2分别是OEM1和OEM2的订购数量。不失一般性，我们首先假设OEM1选择的是自行控制外包模式，下面来考察OEM2选择不同的外包模式对其利润的影响。

图4 当OEM选择自行控制外包模式时OEM2两种外包模式利润的比较

图5 当OEM选择自行控制外包模式时OEM代工企业两种外包模式利润的比较

图6 当OEM选择自行控制外包模式时供应商两种外包模式利润的比较

图7 当OEM选择代理外包模式时OEM2两种外包模式利润的比较

图8 当OEM选择代理外包模式时OEM代工企业两种外包模式利润的比较

下面考虑供应链协调的数值结果。现在我们来考虑集中决策下的最优订购数量q*=2.1，系统利润为4.41。根据前面的讨论，(自行控制，自行控制)和(代理，代理)两种是合理的外包策略组合，我们将针对这两种外包组合进行讨论。首先，对于(自行控制，自行控制)外包模式组合，供应链各成员品牌企业OEM1、OEM2、OEM代工企业以及供应商的利润分别是0.2178、0.2178、1.3067和1.3067，系统总利润为3.0489<4.41。类似地，对于(代理，代理)外包模式，供应链各成员品牌企业OEM1、OEM2、OEM代工企业以及供应商的利润分别是0.2756,0.2756,0.5512和2.205，系统总利润为3.3075<4.41。由此说明在分散控制下两种外包模式组合均达不到集中控制下系统的最优利润，因此有必要设计协调机制来达到系统最优。

图9 当OEM选择代理外包模式时供应商两种外包模式利润的比较

表1 当OEM1选择自行控制外包模式时两种外包模式的比较

自行控制外包模式qC*2ωmωsωm+ωsπCC*o2πCC*mπCC*s0.4671.91.73.60.21781.30671.3067代理外包模式qD*2ω～mω～sπCD*o2πCD*mπCD*s0.353.83332.1670.12250.19050.6533

表2 当OEM1选择代理外包模式时两种外包模式的比较

根据第五节对(自行控制，自行控制)外包模式的二部定价契约机制的讨论以及(29)和(30)，设置

αm=0.5,αs=1.35,βm=0.7,βs=0.1

(35)

经过计算，得出品牌企业OEM的最优订购数量为2.1；品牌企业OEM1的利润为0.3025，OEM2的利润为0.3025，OEM代工企业的利润为1.4；供应商的利润为2.405。我们不难看出通过参数设置(6.1)，不管品牌企业的订购数量还是供应链的整体系统利润都与集中决策下的一致，并且各成员的利润相对于分散决策时的利润均有所增加，因此会吸引它们加入到二部定价契约机制中来。

对于(代理，代理)外包模式组合，根据(33)和(34)，设置则品牌企业OEM的最优订购数量为2.1；品牌企业OEM1的利润为0.6025，OEM2的利润为0.6025， OEM代工企业的利润为0.805；供应商的利润为2.4。我们不难看出通过参数设置(36), 与自行控制外包模式一样, 品牌企业的订购数量以及供应链的整体系统利润都与集中决策下的一致，并且各成员的利润相对于分散决策时的利润有所增加，实现双赢。

(36)

通过定量的数值分析, 品牌企业OEM2在本文的博弈顺序下明智的决策是选择与OEM1相同的外包策略。再者，OEM代工企业以及供应商调整批发价格的制定策略，可以改善供应链各成员的利润分配，成功实现供应链的协调。

7 结语

本文以主从博弈和纳什博弈为基础，通过定量的分析得到结论，当一家OEM的外包模式选定后，无论是自行控制外包模式还是代理外包模式，另一家OEM的最优外包策略是选择与前一家OEM相同的外包模式。通过合理的参数设置，我们设计了二部定价契约机制，并且理论证明了这一机制是可以达到供应链协调，进而提高整个供应链的竞争力，数值结果也进一步佐证了我们的理论的正确性。本文所给予我们的管理学启示是：对于品牌企业，在面临竞争的状态下，当企业采取生产外包策略时应选择与竞争品牌企业相同的外包模式，应该说这是双赢的结果，也是达到均衡稳定的状态。对于代工企业和供应商来说, 对于多层供应链外包模型，完全可以通过设计合理的契约机制来提高整个供应链的效益, 使得其达到在集中控制下决策的结果, 并且使得每个成员的利益相比较于独立作决策的时候利润都要多, 以提高整条外包供应链的竞争力。