双边创新信息不对称下的供应链协调激励机制

肖美丹，任曼琳，徐丽娜

(1.河南农业大学 信息与管理科学学院，河南 郑州 450046；2.河南农业大学 食品科学技术学院，河南 郑州 450046)

0 引言

随着市场竞争的日益激烈以及消费者个性化需求的不断提高，以创新提高自身竞争力已经成为企业发展的必由之路。产品创新往往需要不同企业和不同类型的知识，单个企业越来越难以完成整个产品的创新活动[1]。然而每个企业独有的创新知识等信息是使其占据市场的优势，信息共享时企业自身的优势和利益会受到损害，因此这些企业在没有激励的情况下通常不愿意将自身的创新知识等分享给链中的其他企业。在二级供应链中，供应商的创新意识和能力对制造商及整条供应链都极为重要，因此制造商有激励供应商进行创新的动机。当前如何激励供应链中各成员间进行合作创新成为广大学者们研究的方向，Gupta等[2]指出当两条竞争供应链进行降低产品成本创新时，采用许可证制度对上游企业的创新投入进行补偿，能够保证供应链的整体盈利能力；Kim[3]通过研究发现，当制造商分担供应商一定比例的创新成本时，不但能够激励供应商加大创新力度，而且在一定条件下能够提高供应链成员的收益；陈树桢[4]在双渠道供应链环境下研究了创新投入与策略性创新补偿对供应链的影响，结果表明在策略性创新补偿激励下可以实现供应链成员共赢；单汨源等[5]主要考虑政府创新补贴对供应链成员创新的影响，证明政府向供应链成员提供创新补贴能够激励其进行创新活动，而且通过创新能够提高供应链各成员的利润；Wang等[6]基于创新成本系数，分别对批发价、依赖质量的批发价和收入分享3种契约对供应商创新与各成员收益的影响进行分析比较；Yenipazarli[7]在文献[6]的基础上引入讨价还价模型，进一步研究了基于成本分担和收益共享契约的下游企业激励上游企业的创新问题；刘丛等[8]指出成本分担契约不但能够激励供应链成员进行创新，而且能够使供应链获得最优收益。

上述文献均是在创新信息对称的条件下进行的研究，然而由于创新程度、研发结果等创新信息为供应链企业的私有信息，双方均无法直接获得对方的创新信息，造成供应链成员双边信息不对称，从而影响供应链企业的收益。目前有不少学者针对成本、需求等信息不对称问题，研究信息不对称下的供应链激励机制与协调问题，例如Shen等[9]研究在销售成本信息不对称的情况下，制造商如何设计回购价格和批发价格以达到供应链协调；Cao等[10]以双渠道供应链为研究对象，研究了成本信息不对称下最优批发价的契约设计问题，并分析比较了信息对称和不对称两种情况的均衡利润和策略；Lei 等[11]在成本信息为供应商私有信息的条件下，研究了不同情况下供应链绩效和使供应链达到协调的契约协调参数；王志宏等[12]在成本信息不对称下，研究如何设置两阶段商业信用契约来实现供应链协调；刘浪等[13]分别在生产成本和销售成本信息不对称下，研究数量折扣契约对应急供应链中成员以及整个供应链绩效的影响；逄金辉等[14]在成本信息不对称下，研究数量弹性契约对应急供应链协调的影响；Gan等[15]分析发现在具有不对称需求信息的供应链中，供应商可以通过承诺罚款契约获得需求信息，而且在这种机制下可以使供应链的期望利润最大化；于丽娟等[16]对需求信息不对称下多渠道供应链中制造商和零售商的定价问题进行协调性分析，研究发现数量折扣模型可以协调制造商和零售商的合作，最终提高供应链的总体效率； Zissis 等[17]以需求信息不对称下的供应链为模型进行研究，发现数量折扣契约可以使供应链达到协调；Li等[18]在需求信息不对称下，分析发现在实施交叉销售策略的供应链中，采用两部分关税合同能够使供应链达到协调；杨磊等[19-20]考虑碳信息不对称的情况，利用收益共享契约协调供应链；史文强等[21]在信息不对称下，探讨了收益共享契约下零售商损失厌恶的供应链协调问题。除了对单边信息不对称下的供应链进行研究之外，学术界也逐渐重视具有双边信息不对称的供应链。张欢等[22]在生产商具有成本信息优势和销售商具有市场信息优势的双边信息不对称情况下，建立了引入委托人的激励模型契约进行供应链协调；王志宏等[23]基于双重信息不对称，研究了商业信用契约对供应链的协调激励作用；吕飞等[24]研究了制造商的需求和成本双重信息不对称下，供应商通过由批发价和固定费用组成的两部定价契约来揭示真实信息，研究表明供应商的最优契约形式主要随制造商需求和成本信息差异程度比值的变化而变化；卢安文等[25]通过构建收益分享激励机制和固定报酬激励机制，讨论了不对称信息下物流服务供应链中信息共享的激励机制选择问题。

梳理文献发现，虽然信息不对称是当前国内外的研究热点，但是对于创新信息不对称下供应链协调机制的问题鲜有研究。因此借鉴上述文献，本文以进行创新活动的二级供应链为研究对象，基于委托代理理论考虑了由于创新信息为各方私有信息而造成供应链成员存在双边创新信息不对称的情况，对制造商根据双方创新程度所设置的激励协调机制进行研究，进一步讨论了创新程度、产品创新效用、供应商保留收益对制造商提供的激励机制中各参数设置的影响。

1 模型描述及参数说明

1.1 参数说明

本文以一个供应商和制造商所组成的二级供应链系统为研究对象，考虑供应链成员存在双边信息不对称的情况，对制造商所设置的激励机制进行研究，并进一步讨论了创新程度、产品创新效用、供应商保留收益对制造商提供的激励机制中各参数设置的影响。文中相关的约定参数符号如表1所示。

表1 模型参数设定

1.2 模型描述与假设

本文以由单个供应商、单个制造商构成的二级供应链为研究对象。在该供应链模型中，为了使最终产品获得更大的市场占有率并满足消费者的个性化需求，制造商需要对产品进行创新，而且上游供应商在整个产品零部件生产过程中也需要进行相应的创新活动，即最终产品的创新实际上需要供应商和制造商共同努力。由于双方的创新投入等信息不可观测，即创新信息不对称，供应链模型中存在双边道德风险问题。

在此供应链模型中，对最终产品进行创新的过程分为3个阶段：①制造商向供应商提供相关的激励及其进行创新活动的激励契约，确保供应商参与创新活动后所获得的收益大于其保留收益，保证供应商能够参与到创新活动中；②在此激励契约下，双方各自进行对零部件或产品的创新投资，该阶段产生双边道德风险；③制造商将创新后的产品直接销售给消费者，获得收益后按照之前设定的激励契约对供应商进行收益分配。

模型基本假设如下：

(1)供应链各方均为风险中性且理性的决策者，均以自身利益最大化为目标。在该供应链模型中，供应商向制造商提供生产最终产品所需的零部件，制造商将零部件加工生产为最终产品后直接销售给消费者。假设制造商生产1单位的产品恰好需要供应商提供1单位的零部件。

(3)参照文献[7]，本文假设产品的市场需求函数为D(θs,θm)=a-bp+k(θs+θm)，a表示市场容量且足够大，b表示价格敏感系数，k表示产品创新效用，产品创新效用反映了消费者对创新后的最终产品的偏好程度，制造商和供应商对产品的创新力度越大，该产品的市场需求越大。当且仅当制造商和供应商的创新活动成功时，该创新才会影响产品的市场需求，因此假设制造商和供应商在对产品进行创新时是成功的。

(4)为激励供应商进行创新活动，制造商会设置报酬激励契约，该激励契约基于进行创新后产品的最终需求数量。构造激励函数S(D)=α+β·D(θs,θm)，S(D)为供应商进行创新活动后可获得的激励报酬，α为制造商提供给供应商的固定支付，β为制造商对供应商的激励系数，即需求D每增加一个单位，供应商所获得的激励报酬增加β单位。由于供应链双方均以自身利益最大化为目标，双方的边际利润为非负，因此有cs-w≤β≤p-w-cm。

2 双边创新信息不对称下的模型建立

2.1 模型建立

根据上述问题描述与假设，在该供应链模型中，作为委托人的制造商期望收益为

=(p-w-cm-β)(a-bp+

(1)

作为代理方的供应商期望收益为

=(w-cs+β)(a-bp+k(θs+θm))+

(2)

在双边创新信息不对称的情况下，制造商所设置的激励契约不仅要满足使供应商愿意参与创新活动的参与约束和激励约束，还需满足自身存在道德风险下的创新投资行为所获得的期望收益最优，这种情况下制造商的最优化问题构造如下：

(3)

s.t.

IR:Πs≥Π0；

(4)

ICm:θm=argmaxΠm；

(5)

ICs:θs=argmaxΠs。

(6)

其中：式(3)为制造商所期望的最优收益函数；式(4)为供应商的参与约束，Π0为供应商的保留收益，该约束是确保供应商能够参与到供应链的创新活动中；式(5)和式(6)分别为制造商和供应商的激励约束，只有在激励契约下需要的创新程度能够达到自身收益最优时，该契约才能激励双方更努力地进行创新活动。

2.2 模型求解

制造商和供应商在激励约束下，基于自身期望收益最大化来确定各自的最优投入，根据ICm，ICs，通过一阶条件得：

(7)

(8)

在最优化条件下，式(4)中的等号成立。将式(4)、式(7)、式(8)代入最优规划问题P1的目标函数，可得

maxΠm=(a-bp)(p-cm-cs)+

(9)

根据式(9)求β的一阶条件，可得使制造商收益最大化的最优激励系数应设置为

(10)

将式(10)代入式(7)和式(8)，得双方的最优创新程度分别为：

(11)

(12)

将式(10)～式(12)代入式(1)，得制造商和供应商的最优期望收益分别为：

(13)

(14)

将式(14)代入式(4)，当供应商获得最优期望收益时，参与约束IR取临界条件，可得制造商给予供应商的固定支付为

(15)

2.3 求解结果分析

本节将在模型求解的基础上，进一步分析相关外生变量对激励系数的影响，以及供应商固定支付对其收益的影响，从而进一步掌握激励契约的性质。

结论1在双边创新信息不对称的供应链模型中，供应商的创新程度θS会随制造商对其提供的激励系数β的增加而提高，而且从不创新逐步趋于最优创新投入；制造商的创新程度θm会随β的增加而降低，而且从最优创新投入逐步趋于零投入。

由式(11)和式(12)可以证明结论2。产品创新效用k增大说明在需求市场上消费者对创新后产品的喜爱程度增加，因此为了占据更大的市场需求，无论制造商还是供应商都会提高自身的创新程度来满足消费者的需求。

从上述结论可以看出，为了达到供应链各方收益最优，供应链中各个成员应时刻关注市场上消费者对创新产品的偏爱程度，及时改善和创新产品来顺应消费者偏好，从而占据更大的市场需求，获得更多的利润。在该激励机制下，供应商应努力提高自身的创新水平和对产品零部件的创新程度，以期获取更高的固定支付和激励报酬；制造商应与供应商建立良好的信任机制与合作关系，更好地了解各方信息，继而设置合理的激励机制，使供应链实现协调。

结论3最优激励系数β*随供应商创新投资成本系数ds的增大而减小，随制造商的创新投资成本系数dm的增大而增大。

证明根据式(10)有

可以看出，β是关于ds的递减函数，是关于dm的递增函数。证毕。

供应商的创新投资成本系数ds越大，其创新效率越低，不但对整条供应链的创新活动贡献降低，而且同样的创新程度耗费的投资会增大，因此制造商不会给予供应商过高的激励，即最优激励系数β*随供应商创新投资成本系数ds的增大而减小。制造商的创新投资成本系数dm越大，制造商的创新效率较低，无法对整条供应链的创新活动做出更大的贡献，因此会通过提高对供应商的激励程度来增加供应链的效益，即最优激励系数会随制造商的创新投资成本系数dm的增大而增大。

该结论表明，在存在信息不对称的两级供应链中，制造商设置激励机制来鼓励供应商进行创新活动时，不仅要考虑自身的创新能力水平，还应考查上游供应商的创新能力水平，继而根据双方的创新能力水平设置最合理的激励机制，以更好地实现供应链协调。

结论4供应商获得的最优固定支付α*始终小于其自身的保留收益Π0，并随保留收益的增加而增加。

证明对式(15)进行分析发现，α*始终小于Π0，而且式(15)关于Π0的一阶偏导大于0。证毕。

结论4说明制造商在设置激励机制时，为了防止供应商在不进行创新活动的情况下套取激励补偿，应将固定支付α设定为小于供应商的保留收益。分析式(15)对最优固定支付α*的表达式可得，制造商向供应商提供的固定支付与供应商的创新努力程度无关，固定支付一般作为供应链各方创新活动开始前制造商给予供应商的创新启动资金。设置供应商开始获得的固定支付小于其保留收益，表明供应商通过制造商提供的固定支付无法获得保留收益，以此防止信息不对称下，供应商利用其信息优势套取制造商向其提供的激励创新。

3 数值算例分析

为了更直观地说明委托代理理论下，供应链激励机制中各参数的设定与供应链双方相关的创新信息各参数的关系，本章对模型中的各参数进行具体赋值计算。假设在该供应链模型中，参数的初始值为a=10，b=0.8，p=5，w=1，cs=0.1，cm=0.5。

3.1 创新投资成本系数ds和dm对激励系数β设定的影响

将上述赋值后的参数代入式(10)，利用Mathematica可得图1。从图1可见，激励系数β随制造商创新投资成本系数dm的增大而增大，随供应商创新投资成本系数ds的增大而减小。当ds较大时，意味着供应商在进行创新活动时所耗费的投资较大且创新效率较低，此时制造商更偏向于单独创新，而不是通过提高向供应商提供的激励契约来激励其创新。当dm较大时，表明制造商自身的创新能力较低，此时最终产品的创新主要依靠供应商，因此制造商会提高激励系数，激励供应商努力创新。该结论与结论3相同，即最优激励系数β*是关于供应商创新投资成本系数ds的单调减函数，是关于制造商的创新投资成本系数dm的单调增函数。

3.2 创新程度θs和θm的确定与激励系数β的关系

除了上述赋值的参数外，本节假设k=0.3，ds=0.6，dm=0.8。将上述赋值后的参数代入式(7)和式(8)，利用Mathematica可得图2。从图2可见，供应商的创新程度θs会随激励系数β的增加而提高，制造商的创新程度θm会随激励系数β的增加而降低。激励系数β越大表明制造商向供应商提供的激励报酬越大，越会刺激供应商更加积极地进行创新活动，加大对产品零部件的创新，但在向供应商提供过高激励报酬的同时，会降低其自身的整体收益，因此制造商会选择降低对产品的创新，尽可能减少创新投资，以使自身收益最优化。这与结论1不谋而合，即供应商的创新程度θs是关于制造商激励系数β的单调增函数，制造商的创新程度θm会随β的增加而降低。

3.3 固定支付α与供应商保留收益Π0、产品创新效用k的关系

依然假设ds=0.6，dm=0.8。将赋值后的参数代入式(15)，利用Mathematica可得图3。观察图3可见，固定支付α会随供应商保留收益Π0的增加而增加，但始终小于保留收益；会随产品创新效用k增加而减小，甚至可能为负值。由于创新信息不对称，为了防止供应商在不进行创新活动的情况下套取激励补偿，制造商在设定激励机制时会使其始终小于供应商的保留收益。而当市场上的消费者更偏重于创新后的产品，即产品创新效用较大时，供应商可能存在谎报其创新程度的动机，以此在降低其创新投资的同时获得制造商提供的创新补偿。在此情况下，制造商会降低固定支付甚至将固定支付设为负值，即为保护其自身利益，也为激励供应商实报其创新程度。图3与结论4保持一致，即供应商获得的最优固定支付α*始终小于其自身的保留收益Π0，并随保留收益的增加而增加。

4 结束语

本文综合考虑供应商和制造商均进行创新活动并成功、制造商向供应商提供创新激励补偿机制、双边创新信息不对称等因素，基于委托代理理论建立激励机制模型，通过求解得出供应商和制造商的最优创新程度，以及在双边信息不对称下，使供应链协调激励机制中各参数最优的设定值。本文对制造商根据双方创新程度所设置的激励协调机制进行研究发现，供应链中双方创新程度的大小与激励系数、产品创新效用均相关，且随激励系数的增加制造商的创新程度会降低，供应商的创新程度会提高；随着创新效用的增大，制造商和供应商的创新程度均会提高。供应链的协调激励机制中激励系数的设定与双方的创新投资成本系数相关，而且激励系数随供应商创新投资成本系数的增大而减小，随制造商创新成本系数的增大而增大。同时，本文研究发现激励机制下，供应商获得的最优固定支付始终小于其自身保留收益，且随保留收益的增加而增加。最后，对该模型进行了数值分析。本文基于委托代理理论设置了双边创新信息不对称下的激励机制，并对整个机制进行分析，所得结论对进行创新活动的供应链协调运作具有一定的实践意义。

基于本文研究，对进行创新活动的供应链提出如下建议：

(1)在供应链环境下，供应链各方在进行创新活动前，应调查市场上消费者对创新产品的偏好程度，当产品创新效用较大时，说明消费者更偏爱创新产品，供应链各方应更加努力地进行创新活动。

(2)制造商在设置协调激励机制前，应考查上游供应商的创新能力，其激励系数的设定应基于供应链各方的创新能力水平，当自身创新能力较低而供应商创新能力较高时，应适当增加激励系数，将创新活动更多地交予供应商，以使创新活动顺利进行；为了防止供应商套取资金，制造商设定的固定支付应小于供应商的保留收入。

(3)供应链各方应建立良好的信任机制与合作关系，以更好地了解各方的信息，继而设置合理的激励机制，使创新活动顺利进行，并实现供应链协调。

本文着重考虑单个供应商和单个制造商构成的供应链在创新信息不对称下的协调激励机制设置问题，未来将考虑创新信息不对称下，具有竞争关系的多个供应商和制造商的供应链协调问题。