生鲜农产品供应链信息共享激励效应

张文会，伊 静，周 舸

（东北林业大学 交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

0 引言

生鲜农产品具有需求量大、易腐烂等特点，对供应链的可靠性和时效性要求相对较高。为了缩短流通环节，保证生鲜农产品的供需平衡，对供应链的科学管理越来越重要，生鲜农产品的供给和需求因此受到供应链管理者的广泛关注。

传统的供应链管理方式显然已不适应时代的发展，供应与需求之间的信息不对称不但增加了生鲜农产品供应链的成本，也降低了供应链的运作效率。互联网的普遍应用重新整合了供应链节点之间的合作关系，实现了供应链资源协同优化。但是各节点考虑利益分配和运作风险，在信息共享愿望和信息共享程度方面博弈，很多情况下难以保证共享信息的准确性，由此影响供应链的期望效益。建立科学合理的激励机制，推动生鲜农产品供应链各节点共享准确信息，实现多方共赢，具有重要的现实意义和应用价值。

在生鲜农产品供应链协调方面，Blackburn，等研究了生鲜农产品的供应链管理策略。王淑云，等针对集中与分散两种决策模式对供应链进行协调和优化。唐振宇，等研究了零售商的风险规避程度对供应链决策的影响以及期权契约协调机制。Cai，等考虑第三方物流，对远距离运输时鲜产品供应链进行了优化。Wang，等和Liu，等研究了期权契约、管理决策和预先采购折扣契约在生鲜产品供应链中的作用和最优决策。

不同产品性质的供应链在信息共享时所产生的价值和影响因素不同，具体研究时需要结合供应链的情境进行深入分析。Cho，等研究了信息共享对季节波动性强的产品供应链产生的效应，Ganesh，等以多层次的复合供应链为例，分析了信息共享的价值。Yu，等研究了一个由供应商、零售商和第三方物流服务商组成的生鲜农产品供应链的订货定价决策和最优保鲜投入水平。杨亚，等和Guo，等研究了信息不对称下生鲜农产品供应链协调和共享策略。生鲜农产品具有不同一般产品的特殊属性，产品新鲜程度是供应质量的首要考量指标，因此，生鲜农产品供应链共享信息的愿望相对较为强烈。在信息共享激励机制方面，学者多是利用博弈论、委托代理理论、合作社公平偏好理论等经济学模型，求出函数关系，然后根据函数关系，结合实际情况提出激励措施。激励措施将会以政策、制度或者建议的方式实施，从而提高信息共享程度。

现有文献大多从农产品保鲜角度提出供应链信息共享激励机制，对生鲜农产品供应链中节点之间的信息共享和综合效益分析相对较少。本文考虑生鲜农产品的理化属性，分析供应链信息共享的可行性，构建信息共享环境下生鲜农产品供应链节点企业的激励机制。

1 生鲜农产品供应链信息共享价值分析

1.1 信息共享对生鲜农产品供应链成本的影响

生鲜农产品供应链看成是由不同阶段的库存系统集合而成。其中，供应链上每个成员企业都管理着多阶段库存系统中的一个节点。

1.1.1 无信息共享时的成本分析。以生鲜农产品供应商（农户）和零售商组成的简单供应链为例，农户和零售商各自管理自己的库存，互不干扰，供应链没有实现信息共享，农户（C）和零售商（C）的成本如下：

生鲜农产品供应链的总成本（()）为：

其中，生鲜农产品的交易量；农户的年产量；零售商的需求量；H-农户的单位库存费用；H-零售商的单位库存费用；零售商订购商品时的单位固定成本；农户的生产成本。

式（1）对Q求偏导，并令其导数等于0，得出农户的最优生产量，从而计算出此时生鲜农产品供应链的总体成本（SC）为：

同理，式（2）对Q求偏导，得到零售商订货量最优时，生鲜农产品供应链总体成本（SC）为：

1.1.2 信息共享时的成本分析。库存信息共享后，双方的库存情况都会透明化，彼此都可以实时掌握双方的库存量。因此，在这种情况下，农户和零售商的库存可视为一体化管理，统一为农户的库存，然后再由农户根据新库存情况进行协同管理。

式（3）对Q求偏导，并令其导数等于0，得出综合最优经济批量，进而计算出生鲜农产品供应链的总体成本（SC）为：

1.1.3 对比分析。将式（4）和式（5）分别与式（6）进行比较，可以得出：SC<SC且SC<SC。一般情况下，在生鲜农产品供应链中，农户和零售商各自管理着自己的库存，相互之间没有影响。此时供应链整体的库存就是农户和零售商库存之和。库存信息共享后，两者的库存合并成为一个整体，此时供应链库存就是合并后的整体库存。

通过模型分析和经济学知识可知，合并的库存量小于独立的库存量之和，即生鲜农产品供应链节点企业共享信息后，供应链整体库存水平降低了，整个库存成本也相应减少。

1.1.4 数值分析。以某河蟹供应链为例，通过调研可知河蟹的单位库存费用H为6万元/t，养殖场（农户）的每年捕捞成本为1 200万元。某公司（零售商）从2015年4月份就开始向其订购河蟹，每次订购的单位固定成本为5万元/t，单位库存费用H为7万元/t。根据养殖场以往的数据，受天气和人力等因素影响，每年捕捞河蟹的数量并不是固定数值，一般在50t-120t。零售商也因考虑市场行情，需求量在100t-300t的范围变化。

通过以上数据，结合式（4）-式（6），分析信息共享前后此河蟹供应链的总成本。其中，信息共享前的供应链总成本分为两种情况：第一种情况是以养殖场最优生产量为订购量求得的供应链总成本；第二种情况是基于零售商的最优订购量求得的供应链总成本，如图1所示。

图1 信息共享前后供应链总成本

由图1可知，在各个水平下，信息共享后供应链的总成本SC均小于共享前的总成本SC和SC。第一种情况下，两种成本均取得最小值时，SC比SC少11 万元，比信息共享前降低了0.57%；在第二种情况下，信息共享后供应链的总成本降幅较明显。

1.2 信息共享对生鲜农产品供应链利润的影响

1.2.1 生鲜农产品供应链的总利润。假设表示农户生产生鲜农产品的单位成本，以价格将农产品销售给零售商，零售商以价格N销售给消费者。消费者的需求量Q依赖零售商的价格，且这种依赖是一种线性关系，即：

此外，单位成本和销售价格之间满足：

那么，零售商的总利润为：

农户的总利润为：

供应链的总利润为：

1.2.2 无信息共享时的利润分析。无信息共享时，由农户根据生鲜农产品单位成本，确定其出售价格，然后零售商再根据，决定出售给消费者的价格，这是一种自上而下的定价策略。根据式（7）和式（10），零售商的总利润函数为：

式（13）对N 求偏导，并令导数等于0，再结合式（7），得到最优价格和最优需求量，将、分别代入式（10）—（12），得到零售商、农户和供应链的最大利润为：

假设，将代入式（14）—式（16）中，得到农户、零售商和整个供应链的最大利润分别为()0；()0；()0。

由上可知：当时，供应链总利润达到最大值4，但此时农户的利润为零，因此对于农户而言，可能没有动力与零售商进行信息共享。

1.2.3 信息共享时的利润分析。假设实施信息共享后，零售商与农户都会追求利润最大化，也就是使式（12）中的达到最大。由于实现了信息共享，双方对于、、也都是已知的。

式（12）对N求偏导，并令导数等于0，结合式（7），得到最优价格和最优需求量，进而得到≥、≤Q。这说明零售商的销售价格越大，消费者的需求量就越小。将、代入式（12），得到供应链整体的最大利润为：

设代表无信息共享时农户给零售商的批发价，代表信息共享后的价格。将、分别代入式（10）和式（11）中，得到零售商和农户信息共享后的利润为：

1.2.4 对比分析。将零售商、农户和供应链整体利润在信息不共享和信息共享条件下的最大利润进行对比，见表1。

表1 信息共享前后供应链的最大利润

从表1可以看出，信息共享之后农户和供应链的最大利润均有所提高，证明实施信息共享为农户和供应链整体带来了更大的价值。但是，零售商的利润有所下降，所以可以选取一个更小的的范围，进行进一步探究。

假设一个理想的值，可以使零售商和农户的利润在信息共享后同时提高，由式（14）、式（15）、式

由此可见，在信息共享情况下，农户的定价应该小于。 对于零售商而言，只需满足() ≥() ，即：

同理，由式（15）和式（19）可得：

进而推导出：

由式（22）可知，只有当时，W与W的值才会相等；除此之外，不管的值如何变化，总会维持W>W这样的关系。这说明，信息共享后，零售商和农户的利润高于无信息共享情况，而且这样的结论在一定取值范围内才能成立。

1.2.5 数值对比分析。通过调研，农户养殖河蟹的单位成本为12万元/t，由于自然环境和市场变化等因素，河蟹卖给零售商的价格大约在14万元/t-20万元/t之间，其中36，1。信息共享前后供应链的利润如图2所示。

图2 信息共享前后供应链的利润

由图2 可知，无论价格如何变化，信息共享后农户、零售商和供应链整体的利润均有提高。其中，农户的利润提升幅度略高于零售商，当=15.6 万元/t时，农户、零售商和供应链的利润分别提高了6.48万元、4.72万元和11.20万元。

2 生鲜农产品供应链信息共享激励模型

2.1 模型描述

本文所用模型是两个阶段、两项任务的动态委托代理模型，在每一阶段，供应商均只从事两项工作，即正常的供应活动和进行信息共享方面的努力，分别用和来表示，具体公式如下：

农户的努力成本函数为：

其中，0 ≤≤1。表示的努力成本系数，表示的努力成本系数。本文假设与绝对独立，即0，由此可知：

零售商对供应商的激励依靠支付来调节和实施，激励方式为线性激励模式：

ω为第期的激励契约，α为零售商在第期采购时，应付的账款值，β表示零售商第期对农户的激励份额，0 ≤β≤1。

2.2 模型建立与求解

由委托代理理论的一般假设可知，对于风险规避程度，委托人风险中性，代理人风险厌恶。设绝对风险厌恶系数为，贴现率为，则零售商的效用函数为：

零售商第一期的确定性等价收入为：

供应商的效用函数表达式为：

供应商第一期确定性等价收入：

进而得到本模型第一期目标函数为：

在进行目标函数最大化求解过程中，还要考虑零售商的个人理性约束和激励相容约束。

零售商第一期个人理性约束条件可以表示为：

供应商第二期确定性等价收入为：

零售商第二期确定性等价收入为：

供应商第二期个人理性约束条件可以表示为：

其中，代表常数，代表供应商确定性等价收入与零售商和供应商总的确定性等价收入的比值，体现农户议价能力。

模型中的制约条件除了有农户的个人理性约束外，还有激励相容约束条件。

供应商第一期和第二期的激励相容约束条件可以分别表示为：

由于只研究两期委托代理模型，第二期绩效的高低不会改变供应商以后的效益，所以和仅由约束条件()确定，解得最优一阶条件为：

为了保证在第一期合同结束之后，农户不会在得到较高收益后进行违约，需要加入时间约束，以保障该激励机制不会因为农户的原因，在第一期就失效，无法进行第二期以及接下来的工作。

时间约束为：

因此，可以得到基于委托代理理论的两级供应链动态激励模型：

由此可得：

将式（38）和式（39）带入式（40）时间约束()中，并对求偏导，令导数等于0，得：

将式（33）和式（34）代入到式（35）()中，可得：

将代入()中，可得：

将式（48）和式（49）代入式（41）中，并对求偏导，令导数等于0，得到：

2.3 模型分析

式（38）和式（39）中，和受第二期激励系数、努力的边际利润率和努力成本影响，且为正相关，起到双重影响的作用。

式（46）和式（47）中，()(|)反映对供应商报酬的激励程度。供应商第二期的报酬由两个因素决定，一个是当期的业绩，另一个是对供应商与零售商合作效果的预期。当时，零售商对供应商的能力预期良好，与农户合作的意愿较强；当K ≤时，零售商对供应商能力的预期是不容乐观的。

由此可见，声誉效应和棘轮效应对激励系数的影响，即对供应商第一期努力水平的影响。表示声誉效应的影响，与激励系数呈正相关关系，可以强化激励；表示棘轮效应，与激励系数呈负相关关系，这时会弱化对激励的整体效果。

观察式（50）可以看出，第二期的激励系数影响第一期的激励系数，所以，第二期激励系数的影响因素，也会间接影响第一期激励系数，进而影响供应商为日常活动和信息共享付出的努力。

对式（45）求导，分别得到对于、、和的偏导数，可得：

表示第二期激励系数与第二期各项努力的成本系数呈反比，与各项努力的边际利润率呈正比。

2.4 数值分析

为进一步验证激励机制的有效性，将继续针对河蟹供应链进行数值分析，根据调查所得到的相关数据见表2。

表2 模型参数表

另外，04，06，n可在0.1-0.5间取值，数值模拟如图3所示。

图3 信息共享努力的边际利润率与激励系数的关系

由图3可知，随着信息共享努力水平边际利润率的增大，和的值也越来越大，与和均呈现正相关，养殖场信息共享努力的边际利润率越大，两期合同的激励系数也越大。另外，由图3（b）可知，当00243 5 时，；当0243 5 时，==0.4；当0243 5 时，。

由图4可知，分别与、、和呈现正相关，即随着养殖场合作和信息共享努力水平边际利润率的增加，在两期合同中，对于正常的供应活动和信息共享两个方面的努力水平都会提高。

图4 信息共享努力的边际利润率与努力水平的关系

图5 信息共享所占声誉比例变化趋势

3 结语

保持生鲜农产品的供需动态平衡，能够降低供应链节点企业的综合成本，本文分析了信息共享条件下供应链成本以及信息共享激励效应，建立了二级生鲜农产品供应链信息共享激励模型，并用数值模拟的方法验证模型的可行性。生鲜农产品供应链中，代理人的努力水平不仅与激励系数有关，而且与其努力程度的边际利润率和成本率有关，边际利润率增大，激励系数也会变大，代理人就会为日常活动和信息共享付出更多的努力。

本文的模型是建立在二级供应链基础上，没有讨论多级供应链的情况，多级供应链虽然考虑的激励因素更多、情况更复杂，但可以逐级简化为二级供应链。