契约博弈结合下农产品O2O二级供应链协调

李文龙

(桂林电子科技大学 商学院，广西 桂林 541004)

农产品流通在经过“农超对接”，“订单农业”等阶段后，正逐渐登上电子商务平台。生鲜农产品供应链作为使相关成员结合成一个有机整体，促产促销的重要手段，其发展模式也随着时代的发展和相关成员的需求改变而不断地完善，正由早期的线上或线下单渠道模式逐步向O2O双渠道模式过渡。双渠道供应链结合了线上线下发展模式的优点，线上信息展示平台解决了结点成员之间信息不对称带来的供应链整体利益的损失，线上下单也可以是农户合理安排生产，避免产大于销的产品浪费和滞销损失，同时也减少了产品不足带来的经济损失。线下合理安排产品的储存和运输，实现好农户和电商平台之间的信息交换，成为电商平台分销产品的重要一步。

由于生鲜农产品对新鲜度高要求的特殊性，生鲜农产品供应链各节点成员都会将这一因素考虑到自己的贡献当中来，因此，新鲜度也成为供应链结点成员利益分配的重要影响因子。第三方电商平台对供应链信息处理的及时性是提高农产品新鲜度的重要因素。同时利益协调又是维持供应链稳定，促使结点成员为供应链整体做出更多贡献的关键一步。因此，如何将新鲜度因素引入到生鲜农产品O2O双渠道供应链利益协调当中，成为现在物流与供应链管理研究的重要一环。

近年来，国内外已有许多专家学者对农产品供应链利益协调问题进行研究，并形成了一定的成果。王伟[1]采用收益共享契约，通过考虑运用Stackelberg模型分析后的农产品实体与价值两者损耗，建立协调生产商发挥主导作用的两极供应链体系以及合理的利益分配机制，促进了两极供应链协调机制的顺利运行。曹武军等[2]在集中决策下的最优订购策略后，将分散决策下的生鲜农产品价值损耗成本分别引入利用回购契约的供应商-分销商利益协调模型、利用基于期权契约的联合契约的分销商-零售商模型和利用基于期权契约的联合契约的供应商-分销商-零售商模型进行对比，验证了不同结点成员的组合适用不同形式的契约协调模型。顾金峰[3]采用“囚徒困境”的博弈论方法，通过分析双渠道供应链各节点成员单节和重复交易，得出线上线下需要采用不同的方式方法进行利益协调，提出了农产品双渠道供应链协调构建的路径选择，为双渠道利益协调模型的研究打开了大门。朱常宁[4]为降低生鲜农产品实体与价值损耗，将可追溯系统与供应链协调机制相结合，并对比了引入可追溯系统前后供应链成员在投资、订货、定价以及盈利水平的不同，得出了生鲜农产品供应链应用可追溯系统后，整体利润的决定性因素，对提高消费者需求，增加供应链整体利润具有重要意义。薛婷[5]将供应链运行风险具体细分为5个风险指标，并以此为依据建立风险因子，结合和谐度检验指标，运用shapley值法进行供应链整体利益分配，减少了供应链运行当中的风险。周业付[6]在信息共享和利益共享的基础上，建立不同结点成员的横向和纵向联盟，运用stackelberg博弈理论和shapley值模型分别对横向和纵向联盟成员进行利益协调，提高了供应链利益分配的科学化和合理化。周业付[7]将风险因素、合作意愿和质量投入作为公平利益分配考虑的因素，建立改进shapley值法模型进行利益协调，最大限度地保证了农户的利益。曹武军等[8]考虑了种植业因受自然风险而使利益协调问题变得更加困难，特别引入农业保险,建立农业保险和期权契约共同作用的供应链利润模型，得出农业保险的低保费和高理赔可以弥补期权在自然风险问题上的不足的结论。陆杉[9]采用不完全信息和完全信息下的无限博弈方法，对影响结点成员信任机制建立和完善的因素进行分析，提出使成员相互信任的激励机制，从而完善利益协调机制，确保供应链实现双赢或多赢的局面。赵晓飞等[10]基于shapley法构建了非对称信息下供应链联盟分配模型，为联盟稳定发展提出建议。杨晓楼[11]基于生鲜品O2O供应链的“竞争—合作—协调”机制，并将这一机制分成利益、合作、业务协调和信息4个层次，使结点成员更加明确自己的位置和责任。

对以上研究成果进行具体分析可知，各位专家在研究供应链利益协调时，首先确定影响各成员利益分配的因素，主要有成员之间的信任因素、信息对称因素、农产品产销的风险因素以及产品实体与价值的损耗等；然后建立合适的利益协调模型进行求解，主要有博弈论、收益共享契约、价格补贴以及联合契约等模型；最后进行算例分析，验证了模型的准确性。这种研究模式对本文有很大的借鉴意义，但考虑到O2O供应链线上线下相结合的特殊性和生鲜农产品对新鲜度的高要求，本文在以下方面进行了创新：1) 供应链以农户-分销商为主要成员，引入第三方电商平台和第三方物流企业作为供应链运作的辅助系统，并将各成员之间的信息对称性考虑进来作为利益分配的重要影响因素；2) 由于新鲜度作为影响产品销售的重要因素，特将新鲜度加入利益分配模型当中，使得供应链利益分配变得更加合理，更符合供应链发展现状；3) 由于线上线下成员可以形成多种形式的合作联盟，不同成员有不同的影响利益分配的因素，单一的利益分配模型已不能满足O2O供应链的利益分配模式了。基于此，本文提出基于shapley值法的收益共享契约模型，可以更好地协调成员之间的利益。

1 问题描述及模型假设

本文以第三方电商平台-分销商组成的二级供应链为主要研究对象，以线下农户和第三方物流企业为辅助系统进行研究。每个生产销售周期的运作过程如图1所示。分销商以低于市场预测价格的批发价格向第三方电商平台订购数量的产品。电商平台为保证农户的利益，保证生产当中正产的成本损耗以及考虑到农户产出率等问题，以高于市场价格倍 的收购价格收购t数量的产品考虑到新鲜度因素，电商平台将收成后产品交付给第三方物流公司以运输费用运送到分销商手中，分销商以价格销售给消费者后，将最终的盈利根据收益共享契约返还给第三方平台。

图1 农产品O2O供应链生产和销售信息流程Figure 1 Production and sales process of agricultural product O2O supply chain

为了建立模型，作如下基本假设。

1) 参与该农产品供应链利益分配的成员包括一个第三方电商平台和一个分销商，二者均是风险中性且完全理性决策者。

4) 根据杨亚等[12]提出的新鲜度信息的概念，新鲜度信息的隐瞒系数用表示，对于市场中消费者感观而言，生鲜农产品新鲜度随时间加速递减，其产品价值在超出保质期后为0。因此本文假设生鲜农产品新鲜度函数为其中，t为第三方电商平台根据分销商需求所判定的产品销售提前期；为生鲜农产品的生命周期。由可知，新鲜度随时间加速递减。5) 为了计算方便，仅考虑农户的生产成本和第三方物流企业考虑到新鲜度因素的运输成本，其他成本忽略不计，且生产成本与t的关系为即为t的严格增函数，其中，表示单位农产品生产投入成本，表示努力成本系数；运输成本与的关系为即为的严格增函数，其中，表示第三方物流企业单位数量产品实际成本要素。

7) 为保证农产品新鲜度，运输费用由电商平台承担，以上信息均为电商平台和分销商的共同知识。

2 生鲜农产品O2O双渠道供应链利益协调模型

2.1 信息不对称下收益共享契约利益协调模型

1) 集中决策模型(用C表示)。

集中决策下，将农户和分销商看成一个整体进行利益决策，双方共同的目标是实现整体利益最大化，此时，分销商会对消费者隐瞒产品的新鲜度信息以获得更高的利润，假设分销商的隐瞒系数为，隐瞒实际新鲜度信息后的新鲜度函数为

将各参数代入式(1)，并进行求导，可得

第三方电商平台的收益为

分销商收益为

2) 分散决策模型(用S表示)。

分散决策下，农户和分销商以各自利益最大化为目标，不考虑供应链的整体利益和双方之间的合作利益。此时，分销商为了自身利益最大化，会向第三方电商平台隐瞒真实的预售提前期并且会向消费者隐瞒新鲜度信息，综合隐瞒系数为，目的在于使电商平台投入更多资金到农产品的运输当中，保证到手的农产品有较预想更高的新鲜度。隐瞒实际新鲜度信息后的新鲜度函数为分销商在获得销售利润后，将隐瞒后增加的利润额的一半返还给电商平台。

电商平台的利润函数为

分销商的利润函数为

由此可以得出，电商平台最终利润函数为

分销商的最终利润函数为

2.2 基于博弈论的利益协调模型

上述分析可知，第三方电商平台和分销商为主要的利益分配者，但农户和第三方物流企业作为供应链不可分割的部分，也会影响到整个供应链的利益分配，因此，第三方平台和分销商要充分考虑到这二者对其影响，通过博弈的方式实现自身利益的最大化。

由博弈论两者博弈知识，可以将(第三方电商平台决策，分销商决策)的博弈分成4部分，即(高成本投入，不隐瞒新鲜度)、(高成本投入，隐瞒新鲜度)、(正常投入，不隐瞒新鲜度)、(正常投入，隐瞒新鲜度)。其决策函数如表1所示。

通过分析可知，当分销商选择不隐瞒新鲜度信息的决策时，电商平台会选择正常的投入方式；当分销商选择隐瞒新鲜度信息的决策时，电商平台会选择高成本的投入方式。

根据纳什结论，该模型不存在纯策略纳什均衡，但一定存在混合策略的纳什均衡。

电商平台的收益矩阵为

表1 博弈决策函数Table 1 Game Decision Function

分销商的收益矩阵为

表2 双方期望收益Table 2 Expected income statement for both parties

由收益矩阵可得

推论1由可知，电商平台采取高成本投入方式的概率与分销商新鲜度信息隐瞒系数成正比，隐瞒系数越大，其采取高成本投入的概率越大。

2.3 基于博弈论的收益共享契约模型的建立

由以上分析可知，单纯的收益共享契约下的利益分配只考虑自己的收益和成本，并没有考虑到与其他成员的博弈也是减少成本增加收入的一个手段，因此，并不能实现自身利益的最大化；而单纯的博弈下的利益分配只考虑到了分配双方的策略斗争，忽略了供应链整体利益和双方的契约协定，因此最终的分配方案也不是最优的。考虑到以上两方面，本文提出基于博弈论的收益共享契约下的利益协调模型，旨在使利益分配双方都获得最大的收益。

在不损害农户利益的原则下，第三方电商平台会以高于分销商批发价的收购价先付给农户，分销商会将最终的销售额以的补贴价格返还给电商平台，双方的博弈模型如表3所示。

表3 基于博弈论的收益共享契约模型Table 3 Revenue Sharing Contract Model Based on Game Theory

推论2由分析可知，在引入收益共享契约后的价格补贴下，电商平台选择高成本的投入方式的概率有所降低，减少了成本输出，同时分销商隐瞒新鲜度信息的概率会有所提高，增加了自己的收入。这一结果也正和收益共享契约的作用相契合。

可得，电商平台的收益为

可得，分销商的收益为

3 算例分析

为了更好地对比3种利益分配模型的分配效果，以桂林百香果的年平均产销数量价值进行具体数值分析。百香果年均订单在10～30 t之间且为连续变量，具体情况依不同年份的产量和消费者购买水平决定。据此，假设市场需求服从均匀分布，即则期望方差具体参数如表4所示。

表4 供应链利益分配参数Table 4 Parameter Table

图2 博弈下双方利益协调情况Figure 2 Coordination model of interests between two parties under game theory

由图中分析数据可知：1) 无论哪种分配方案，新鲜度的增加会使双方利润增大；2) 基于博弈论的收益共享契约模型下的利益分配较博弈论下利益分配优势在于，双方利益都有所增加，在时，分销商和第三方电商平台的收益差距呈现出缩减的趋势，对维持供应链平衡，促进双方持续稳定合作具有促进作用，促使双方在合作中博弈，在博弈中获益。

图3 博弈论的收益共享模型下双方协调情况Figure 3 Coordination of the two parties under the revenue sharing model of game theory

4 结论

本文以生鲜农产品O2O双渠道供应链上的第三方电商平台和分销商为主要研究对象，供应链其他成员提供辅助研究因素进行分析。考虑到新鲜度因素对利益分配的影响，引入隐瞒因子分别对集中决策和分散决策下的利益分配进行建模研究，之后引入博弈论，把更全面的因素考虑到利益分配当中，找到3种分配方案的不足之处。最终建立基于博弈论的收益共享契约模型进行利益协调。研究表明，此方法既可以保证供应链整体利益增加，也可以更加全面地考虑各影响因素对两者利益协调的作用，减小结点成员收益差距，使分配变得更加合理。