制造业服务化背景下平台型供应链合作策略

袁 鑫，赵林度

（东南大学 经济管理学院，江苏 南京210096）

0 引言

近年来，在资源压力和消费者需求驱动下，越来越多的制造商开始将产品服务附加到产品上销售给消费者以获取产品服务价值，基于产品的服务化转型已成为制造业发展的重要趋势。在这样的背景下，以卡特彼勒为代表的一些大型制造企业开始整合供应链资源，建立“产品+服务”的分销网络，但更多规模较小的中小型制造企业由于资金和管理水平限制，难以整合供应链下游多而散的资源进而开辟高效的产品服务渠道，在服务化转型的道路上频频受挫。

随着互联网技术的发展，平台型供应链的出现为这一问题提供了新的解决方案。平台型供应链通过云平台整合供应链下游多而散的用户订单信息，并将其转化为平台上制造商和服务提供商的采购单。对制造商而言，平台型供应链通过“云”上供应的方式可以有效整合多而散的区域分销商资源，并作为其产品服务渠道。因此，本文将重点讨论制造商加入平台型供应链进行基于产品的服务化转型的可行性，并进一步探讨制造商与云平台间合作、不合作之间的差异。

1 文献综述

从平台型供应链研究来看，相当一部分集中于云平台或云平台上服务提供商为中小型企业融资的策略研究（郭战琴；Yang，等；邹小红，等）[1-3]。另一部分集中于平台型供应链内部成员间的博弈研究。姜明，等构建了平台供应链中平台对定制化产品的供应链治理重复博弈模型，指出制造商在平台型供应链中实施定制化生产能获得更多收益，并能有效规避生产和销售环节中因信息不对称造成的双边道德风险[4]。楼振凯，等构建了平台型供应链中制造商与传统零售商的动态博弈模型，指出制造商加入平台型供应链可以获得更多收益[5]。

关于制造商实施基于产品的服务化转型研究也受到学者的关注。计国君和曹文博基于消费者效用理论构建了“制造商-零售商”供应链中制造商和零售商分别提供产品服务时的博弈模型，给出了不同情形下制造商和零售商的最优产品服务策略[6]。姚树俊和陈菊红考虑了一个制造商和两个零售商构成的产品服务供应链，依据零售商与制造商之间不同的权利结构，分析了考虑产品服务能力时供应链成员的均衡策略[7]。

基于上述分析，并未发现有关制造业服务化背景下的平台型供应链研究，将制造商视为产品服务提供商，研究供应链平台内部制造商与云平台之间的协同运作问题；而关于制造商提供产品服务的研究也主要集中在“制造商-零售商”这样的传统供应链中。因此，本文重点研究平台型供应链中制造商作为服务提供商进行服务化转型的可行性，分析对比此过程中制造商与云平台进行非合作博弈、合作博弈的最优决策，最终给出制造业服务化背景下平台型供应链的最优合作策略。

2 模型构建

2.1 模型描述

考虑一个制造商和一个云平台构成的二级平台型供应链。非合作博弈下，平台根据制造商的产品定价pm决策产品售价pr后向消费者发布产品；消费者购买后平台根据订单生成采购单发送给制造商；制造商根据采购单生产产品并发送给消费者；产品售出后制造商决策面向产品的服务定价ps并通过平台发布，消费者购买服务后由制造商直接提供，过程如图1所示。

图1 非合作博弈下平台型供应链

合作博弈下，制造商与云平台协同构建产品服务平台，双方共同决策产品和服务定价，过程如图2所示。

图2 合作博弈下平台型供应链

2.2 模型假设和符号定义

为了简化博弈分析，本文提出如下假设：

（1）制造商、云平台和消费者均是理性人，制造商与云平台以最大化自身效用为目标，消费者根据自身效用决定是否购买产品或服务。

（2）云平台为制造商提供产品服务渠道，过程中销售产品和服务所产生的物流成本由云平台承担。

（3）制造商与云平台对产品的定价在销售期间均保持不变，且不考虑产品未售完后的残值。

为了方便阐述问题和分析问题，本文规定平台型供应链结构模型的相关符号见表1。

2.3 基于消费者效用的需求函数和利润函数

在产品销售过程中，消费者对于购买产品效用的评估基于产品质量q和销售价格pr，初始消费者购买产品的效用可以表示为θq-βpg，由于因消费者对产品质量的感知存在差异，θ服从[0,1]上的均匀分布且效用大于0时，消费者才会选择购买[7]。因此可以得到产品总的消费者需求：

由于产品服务是在产品销售之后提供的增值服务，此时已经购买产品的消费者成为产品服务市场中的初始消费者，同理可以得到产品服务的消费者需求为：

表1 平台型供应链模型的符号与说明

此外，产品服务成本是服务水平递增的严格凸函数，即随着服务水平的提高，服务成本也会相应地升高，它们之间具有二次形式的关系[9]。所以，产品服务成本cs与其服务水平s具有如下关系：

综上，平台型供应链中制造商及云平台的利润可分别用如下公式表示：

平台型供应链总利润Πt：

3 模型求解与分析

针对制造商与云平台的供应链模型，本文进一步分析双方合作、不合作时的决策异同。

3.1 非合作博弈

在非合作博弈中，制造商首先制定产品批发价格pm；云平台观察到pm后，制定产品零售价格pr；制造商观察到pr、pm后，制定产品服务价格ps。此博弈为完全信息动态博弈，解为Stackelberg均衡，因此本文采用逆向归纳法来求解其均衡值。将式（1）-式（3）代入式（4）、式（5），可以得到模型约束如下：

将以上计算结果代入式（4）、式（5），可以求得平台型供应链中制造商和云平台的利润分别为：

3.2 合作博弈

本文分析了平台型供应链中各企业彼此间不合作的模型，制造商与云平台分别从自身利润最大化的角度考虑独自决策。进一步地，本文将从供应链中制造商与云平台双方相互合作的角度出发，进行合作博弈分析。

在合作博弈中，制造商与云平台都基于平台型供应链利润最大化的目标做出决策。因此，在博弈分析中，以整条供应链作为决策分析单元，共同决策供应链整体的产品和服务定价。因此，将式（1）-式（3）代入式（6），得到模型约束如下：

根据式（6），Πt在驻点处的Hessian矩阵H是负定的，所以是极大值点，求解可得平台型供应链的最优产品批发价p'r*、p's*：

将以上计算结果代入式（6），可以求得平台型供应链的总利润为：

3.3 总结分析

根据命题1可知，在平台型供应链中，制造商提供“产品+服务”时制造商与云平台均可以获利，制造商在平台型供应链中实施基于产品的服务化转型具有可行性；当制造商与云平台合作时，供应链的总收益将提升13.3%，即在收益合理分配的情况下，构建协同决策的产品服务平台可以为双方带来更多收益。

命题2：由式（9）、式（10）、式（14）、式（15）可得：且将式（9）、式（14）代入式（1），有

根据命题2可知，当制造商与云平台合作时，消费者可以以更低的价格购买产品；产品服务价格不受制造商与云平台是否合作的影响，但由于服务是基于产品提供的，因此对于每一位消费者来说，在合作策略下均可以获得更多的消费者剩余。在此基础上可以发现，当制造商与云平台合作时，市场中消费者对产品的需求增加，产品服务平台可以获取更多用户。

命题3：根据式（16），进行数值实验（q=8，β=0.05，α1=0.2，α2=0.1，cp=10，k=0.3，C=500，n=3 000），得到产品服务水平变化对产品服务平台的影响，如图3所示。

图3 产品服务水平对供应链利润的影响

从图3可知，当制造商与云平台协同决策时，平台型供应链总利润随服务水平先增后减，即在基于产品的服务化转型过程中，过低和过高的产品服务水平都会降低供应链总利润。

命题4：根据式（16），进行数值实验（q=8，β=0.05，s=10，cp=10，k=0.3，C=500，n=3 000），得到市场中产品价格弹性与服务价格弹性变化对产品服务平台的影响，如图4所示。

图4 产品-服务价格弹性对供应链利润的影响

从图4可知，在制造商与云平台协同提供产品和服务的背景下，当市场中产品价格弹性较大且服务价格弹性较小时，平台型供应链总利润较高；当市场中消费者对产品价格的弹性较大时，平台型供应链总利润随服务价格弹性增加先增后减，但最优服务价格弹性不随产品价格弹性的变化而变化，且服务价格弹性对供应链总利润的影响会随着产品价格弹性增大变得越来越显著。

4 结语

在制造业服务化背景下，本文构建了制造商在平台型供应链中合作与非合作博弈模型。首先论证了制造商通过平台提供产品服务的可行性；接着对比分析了制造商与云平台在合作与非合作两种运作模式下的产品服务策略，发现相比独立决策，制造商与云平台协同决策能显著提升平台型供应链总利润；合作策略下产品服务平台可以吸引更多消费者，消费者也可以获得更多的消费者剩余；同时平台型供应链总利润会随产品质量和服务水平的提升先增后减。在此基础上，研究了市场中产品-服务价格弹性波动对平台型供应链利润产品服务策略的影响，发现当市场中产品价格弹性较大，服务价格弹性较小时，平台型供应链收益较高；服务价格弹性对平台型供应链总利润的影响会随着产品价格弹性增大变得越来越显著。同样，本文也存在一些可以改进的地方，主要体现在：（1）只考虑了一个制造商和一个云平台构建的平台型供应链，未来可以考虑制造商在多渠道下与平台的合作问题；（2）仅从平台型供应链出发探讨实施基于产品的服务化转型的可行性和具体策略，未来可以与其他供应链模式进行比较，进一步分析制造商在平台型供应链中实施服务化转型的优势和劣势。