考虑行业标准的制造供应链质量决策研究

□ 杨剑锋 孙金哲 尚文芳

(郑州大学 商学院, 河南 郑州 450001)

一、引 言

十九大报告提出国家经济发展转入高质量阶段,相关行业的产品标准逐渐提高以期满足消费者的需求,比如新能源企业不断加大产品研发投入,严格进行产品的质量控制达到行业标准要求。2012年2月国务院发布《质量发展纲要2011—2020》明确指出提升质量总体水平,加快质量创新能力建设,实现质量体系的标准化、规范化、品牌化建设。2017年9月发布的《中共中央国务院关于开展质量提升行动的指导意见》指出，推动消费品质量标准提升,使消费品标准由生产型向服务型、消费型转变,推动国内产品质量标准体系建设,缩小产品质量差距。2020年11月国务院办公厅发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》，致力于推进新能源汽车的品牌质量建设和行业产品安全稳定性提升。2018年9月在工信部公布的《特别公示新能源汽车生产企业》名单中,有30家新能源汽车被特别公示,其中包括广汽本田、华晨汽车等,其大部分原因是企业研发的相关产品无法满足新能源产品的标准,无法进入产品目录,导致一直处于生产的停滞状态。可以看出行业标准水平的制定对企业的生产经营具有重要影响。市场中存在着创新型产品也存在着对原有产品进行改造升级的产品,另外,在供应链质量管理链条中各成员存在不同的话语权,因此可能导致不同的市场权力结构,此时市场主导地位的不同可能会导致供应链成员企业和供应链系统利润的变化。基于此,在行业标准变动的情况下,企业开发新型产品和对原有产品进行改造升级时实施何种的产品定价、质量、销售策略,不同权力结构的市场环境会对成员策略和供应链利润产生什么影响，成为亟待研究和解决的重要问题。

二、文献综述

关于产品质量标准的文献主要集中于质量规制设定的重要性和消费者参考质量的研究上。关于产品质量规制的研究集中于政府质量规制对行业质量发展的必要性,程鉴冰[1]的研究表明最低行业质量标准阈值的设定会对企业定价决策和社会福利产生影响。Xu和Li[2]在高低质量差异化的竞争供应链中发现,最低质量规制满足一定的条件可以实现帕累托改进。Mario Pezzino[3]研究了三家质量差异化的企业在引入最低质量标准后的产品定价和数量竞争。蒲徐进和何未敏[4]在考虑消费者质量偏好的情况下研究最低质量标准如何设定。也有学者研究了最低质量标准设立对竞争市场的影响,Cellini和Lamantia[5]基于混沌动态理论研究最低质量标准对双寡头市场均衡竞争的影响,表明最低质量标准的设定会使产品市场的质量差异扩大。上述文献都研究了引入行业质量标准对企业定价决策和社会福利的影响,而在企业的实际生产中,产品必须在满足行业最低质量标准水平的同时追求高质量的发展，不断创新改进，才能在市场中生存,因此有必要考虑行业标准水平的不断变动对企业质量、价格、销售策略的影响。

另有一部分学者基于对参考质量的认识,引入消费者的主观行为标准来评价对供应链的质量和价格策略的影响。Gavious[6]对质量和价格的关系以及其对利润的影响进行了检验,发现参考质量效应会使消费者获得高质高价的产品。Chenavaz[7]研究了消费者参考质量效应下企业动态质量管理策略的选取。在考虑供应链成员短视和长视时,Liu和Suresh[8]等分析了在参考质量效应下供应链成员的产品质量策略、价格策略及利润。在考虑企业偏好情况下,马德青和胡劲松[9]研究了在参考质量效应下供应链质量和营销策略。上述文献研究了在引入消费者参考质量作为企业产品质量的最低衡量标准时企业的策略选择,但仅仅是基于消费者视角研究参考质量效应对产品质量产生的影响。因此，考虑供应链模型中引入参考质量具有实际意义,若引入行业标准作为企业产品质量水平的生产标准,研究企业质量和价格、营销策略更具有现实意义。

在关于权力结构的相关文献,通过考虑产品质量差异研究企业的结构选择,刘家国和周学龙[10]则是对比了在闭环供应链中新品和再制品存在产品质量差异情况下分散和集中控制模型下价格和系统利润;Fang和Gurnani[11]基于双寡头模型需求函数,研究由不同制造商生产两种不同质量产品在制造商主导和零售商主导时的供应链均衡问题;在考虑产品质量差异化的权力竞争结构中,朱晨和张骥骧[12]对比了零售商主导闭环供应链中考虑回收品存在质量差异时分散、集中情形下的产品定价和系统利润。还有一部分学者考虑了市场中存在高低质量产品时的供应链采购、销售、定价等策略[13-15]。现有的市场中存在着创新型产品和产品升级换代的产品,这两种产品有不同的成本结构也存在质量差异,同时不同的企业在实际经营中也存在着市场主导权竞争,因此分析了四种权力结构下的企业生产创新型产品和改造型产品的经营决策和供应链利润的均衡问题。

综上所述,本文引入行业标准变动的需求函数,分析制造商主导、零售商主导、均势结构和集中控制等四种权力结构下的供应链协调最优策略,研究行业标准的变化对制造商生产不同成本结构的创新型产品和改造型产品质量水平有何影响,提高行业标准对制造商生产高质量的产品的激励效果,对比不同模型下产品质量水平、行业标准的变动对零售商的销售策略的影响,为供应链成员在行业标准不断提高的背景下提供策略参考。

表1 相关符号及含义

三、问题描述与假设

研究由一个制造商和一个零售商组成的二级供应链系统,在行业标准水平发生变动时,对比分析创新型和改造型产品在四种市场结构下企业的策略选择,为了清楚的表达问题,本文使用的模型符号含义列于表1。此外本文有以下假设:

(1)制造商和零售商均为理性人,彼此双方之间信息对称,在斯坦克尔伯格模型中,一方为决定者,而另一方则是追随者,采用的是逆向归纳法进行模型求解;

(2)基于胡军[16]的市场需求函数,引入行业标准变动时的需求函数:D=a-bp+r(θ-θ0)+ve,区别已有的需求函数，本文引入行业标准与企业产品质量水平差额影响消费者需求;

(3)由于理性人的利益最大化原则,零售商的零售价一般大于批发价,为简便计算，借鉴江世英[17]的做法使p=w+m,其中m>0;

(4)产品的质量成本和销售成本符合凸性特征[18]。文献[18]已考虑行业最低的绿色度水平作为企业的产品绿色投入基准,而本文考虑行业标准变动时的产品质量投入。创新型产品和改造型产品具有不同的市场结构,创新型产品需要企业从设计研发、质量投入等开始生产,而改造型产品则是在已有产品基础上的成本追加投入,故假设制造商生产创新型产品的质量成本投入函数为c(m)=hθ2/2，生产改造型产品的质量成本投入函数为c(m)=h(θ-θ0)2/2，零售商的销售努力成本函数为c(r)=ge2/2,均满足边际报酬递减规律。

四、供应链质量决策模型与求解

(一)创新型产品供应链质量决策模型与求解

基于以上模型假设条件,可以得到制造商和零售商的利润函数:

πm=(w-c)(a-b(w+m)+

(1)

πr=(p-w)(a-b(w+m)+

(2)

1.制造商主导结构

在由制造商主导(M)的市场结构中,一般是制造商先行决定产品的批发价格w和产品的质量水平θ,然后零售商根据制造商的批发价确定零售价p和e,采用的是逆向归纳法进行求解:

命题1在制造商主导的市场结构中,创新型产品最优批发价、质量水平、零售价、销售努力水平及最优利润为:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

证明:将零售商函数(2)式关于零售价与批发价的差值m和零售商的努力水平e,求一阶导数可得到以下结果:

将零售商利润函数(2)式关于m、e求二阶导数,可得Hessian矩阵行列式为2bg-v2。因此当2bg-v2>0时,零售商利润函数是关于批发价和零售价差值m和零售商的努力水平e的凹函数,存在极大值,此时的最优决策结构为:

同理可知当2bg-r2>0时,制造商利润随着批发价w和产品质量水平θ凹性变化,最优决策结果为:

综合以上结果可得,当gr2+2hv2-4bgh<0和bc+rθ0-a<0时制造商主导下的最优产品零售价和批发价差值和销售努力水平及零售价存在最优解。

将求得的值代入利润函数中可求得制造商、零售商和供应链利润。

2.零售商主导结构

命题2在零售商主导的市场结构中,此时创新型产品的供应链最优决策及对应利润为:

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

3.双方均势结构

命题3在双方均势的市场结构中,此时创新型产品的最优决策及对应利润为:

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

4.集中控制结构

供应链利润函数:

πsc=(p-w)(a-b(w+m)+r(θ-θ0)+ve)-

(24)

命题4在制造商主导的市场结构中,此时创新型产品最优决策及对应利润为:

(25)

(26)

(27)

(28)

(二)改造型产品供应链质量决策模型与求解

企业生产改造型产品,则制造商函数模型为:

πm=(w-c)(a-b(w+m)+r(θ-θ0)+ve)-

(29)

零售商利润函数不变,模型的求解方式不变,则可以得到不同权力结构的均衡解如下表所示:

由表2可知当生产改造型产品时,行业标准变化只会引起产品质量水平发生变化,与企业的批发价、零售价、零售商销售策略及供应链利润无关,只有当产品质量投入成本的变化会引起企业策略和供应链利润的改变。因此本文主要对创新型产品进行数值实验。

推论1对创新型产品不同权力结构下的产品质量水平表达式中关于θ0求导可知:

由命题1证明可知海塞矩阵负定时求到的最优解满足gr2+2hv2-4bgh<0,2gr2+2hv2-4bgh<0,gr2+hv2-3bgh<0,gr2+hv2-2bgh<0才能使最优质量水平有意义,故可知产品质量水平是行业标准的减函数,即伴随着行业参考质量水平标准的提高,企业生产的创新型产品质量水平是呈现下降趋势的。该推论表明在行业标准水平提高后,企业的创新型产品技术升级难度加大,在加大产品质量投入方面也面临巨大压力,使得企业提高产品质量的意愿降低,产品质量水平也出现了下降。

推论2对改造型产品不同权力结构下的产品质量水平表达式关于θ0求导可得:

由此可知若生产改造型产品,生产的产品质量水平是行业标准质量的增函数,即伴随着行业标准质量水平的提高,企业生产的产品质量水平是呈现上升趋势的,即由于原有的技术支持,行业标准的提高会激励企业提高产品质量水平。

五、数值实验及分析

为了验证模型的可行性和结论的有效性,同时也为深入分析各个最优决策和利润结果所蕴含的现实意义,主要通过MATLAB和Excel进行数值的仿真实验，分析了四种权力结构下的供应链成员的策略与利润,探讨行业标准变动对制造商产品质量水平和零售商销售努力水平的影响,借此得到相应的管理学启示。借鉴了相关文献[18-20]在供应链协调中的赋值思路,考虑本文假设的前提条件设置参数如下:

1)影响市场需求参数:a=150,b∈[0.2,1],r∈(0,1.4],v∈(0,1.4]

2)行业标准参数:θ0=[0,12]

3)成本参数:c=9,h=[1,8],g=6

1. 行业标准变动对创新型产品企业成员决策的影响

从图1、图2结合表3可以看出，制造商质量成本发生变动的同时提高行业标准水平，产品定价、质量、销售呈现下降趋势。

图1 批发价变化趋势 图2 零售价变化趋势

表3 行业标准变动时不同模式下策略对比和(θ-θ0)变动范围

由图1和图2看出，当产品质量较高时,供应链成员也会为产品制定较高的批发价格和零售价格,这是因为顾客对高质量产品有较强的消费倾向,零售商可以通过高的零售价格获得更多的利润,制造商也可以通过高的零售价拥有更多的定价空间。从表3看出当市场行业标准逐渐提高时,由于制造商加大质量的成本投入以求达到更高的产品质量,而制造商却没有能力生产出高质的产品,产品质量水平下降也使产品的价格出现了小规模的下降,零售商面对产品质量水平的下降也改变了销售策略,即零售商面对低质量的产品销售努力水平也下降。

在考虑市场权力结构的情况下,由图2可以看出在集中控制结构中随着行业标准的变动,产品的零售商价格低于单权力结构和均势结构,但从表3看出制造商的产品质量水平、零售商的努力水平一直高于其他结构,说明在供应链决策中以自身利益最大化的经营战略会对对手方产生负激励,而在均势结构中供应链成员独立决策会在一定程度上实现帕累托改进,集中控制结构中以市场需求为导向合作行动,供应链成员的定价、质量、销售策略都达到最优。表3看出制造商主导市场结构产品销售努力略优于零售商主导的市场结构,这是因为在制造商主导的权力结构中质量水平相对较高,制造商具有绝对的产品质量和销售策略制定权,以自身利益出发要求零售商提高产品销售的努力水平;结合图2和表3发现,在行业内参考质量水平标准发生变动的情况下,行业内部标准提高导致在单权力市场结构中生产出价高质差的产品,即生产出的产品没有达到行业内部基本的水平但产品的价格却相对较高,而在集中控制的市场结构中,虽然产品的质量水平出现了小幅下降,但生产出的产品超过行业内部参考质量的标准,即生产出质优价廉的产品。

从表3的(θ-θ0)变化趋势可以看出，在行业标准逐渐提高的过程中,企业生产的产品质量水平与行业标准水平的差值不断扩大,由于制造商的质量成本投入过多或整体研发能力不强等原因,产品质量水平逐渐降低。但考虑不同权力结构可以看出，单权力结构中在后期由于行业标准水平过高而导致产品质量低于行业标准,在均势结构中情况有所改善,在集中权力结构中生产的产品质量仍高于行业质量。而在行业标准过高时,企业产品质量水平与行业标准的差值出现负数,这表明企业将退出市场。这说明在市场环境中,一方面相关机构应制定合理的行业标准,否则将会导致一些企业放弃生产或者生产低于行业标准的产品,不符合行业标准的“伪劣”产品充斥市场严重损害消费者权益，同时也影响市场经济的优胜劣汰机制;另一方面也反映出在企业质量管理模式上的发展路径,在企业建立初期选择实现最大化利润的质量管理模式而在后期应逐渐向集中控制的合作路径,才能在市场竞争中立于不败之地。

2. 行业标准变动对创新型产品企业供应链利润的影响

对比不同权力结构下行业标准水平变动,伴随制造商增加对产品质量投入成本以期获得更高质量水平时,发现在行业标准变动时,供应链成员的利润呈现不增反降的逆势。对比图3和图4发现不平衡的单权力结构会导致严重的双重边际效应,严重损害供应链利润,在各成员独立决策的均势结构中供应链利润得到了帕累托优化,而在集中控制模型中,由表4看出供应链绩效也是最佳的。

图3 制造商利润变化趋势 图4 零售商利润变化趋势

表4 行业标准变动时不同模式下供应链绩效对比

六、结 论

在经济高质量发展时代,既要强调质量的不断提升与改进,也要保持质量的稳定发展,考虑企业实际生产的技术能力和行业发展情况提高行业标准。本文考虑了不同的权力结构下制造商和零售商的定价、质量、销售策略,以及不同情形下的利润,得出以下结论:

(一)伴随着行业标准的提高,产品质量小幅度下降且供应链整体利润也较差,这表明制造商为提高创新型产品质量水平所带来成本的增加大于企业价格降低导致市场需求扩大所增加的利润。制造商通过加大产品质量投入也不是总能带来产品质量水平上升,产品质量水平下降也对零售商产生了负激励,这表明政府应该结合市场经济的实际情况制定合理的行业标准,否则将会导致一些企业放弃生产或者生产低于行业标准的产品,不符合行业标准的“伪劣”产品充斥市场,严重损害消费者权益，同时，也扭曲了市场的优胜劣汰机制，影响了我国经济由数量型向质量型的发展,设置合理的行业准入门槛更能激励制造商进行研发提高质量。

(二)在分散决策模式下,伴随行业标准水平的提高,生产的产品质量逐渐低于行业标准,市场的产品上出现“高价+低质”的趋势;在均势结构中,供应链成员的各项决策独立同时进行,供应链的利润实现了帕累托改进;在集中决策模式下,伴随着行业标准的提高,产品质量虽然出现下降但仍然高于行业内的标准质量水平,且产品的价格也低于分散决策模式,即在以市场为主导的集中控制结构中，供应链成员之间相互合作，降低供应链整体的运营成本，市场上出现了质优价廉的产品，运营利润也达到最佳。

(三)企业生产创新型产品和改造型产品时,若创新型产品的研发投入质量升级,则行业标准变化时,企业的价格、产品、营销策略和绩效都出现了不同程度的变化。而若生产改造型产品,则行业标准变化会引起产品质量水平变化,即行业标准的提高会促进改造型引起产品的质量升级,而产品质量成本投入的变化才会引起企业的批发价、零售价、零售商销售策略及供应链绩效的变化。因此企业在生产过程中应进行合理分析以选择相应的生产策略。

文中主要分析行业标准水平变动时生产不同类型产品的企业在不同权力结构下的策略选择。在实际中，政府的激励措施也会影响到企业的生产策略选择，因此，在行业标准不断提高过程中，政府激励对质量差异型供应链的影响是下一步研究重点。□