制造商不同研发模式下零售商信息获取策略研究

聂佳佳 胡庆一

一、引言

由于市场竞争的日益加剧和先进信息技术的迅速发展，企业必须不断对产品进行研发投入才能维持产品独特的核心竞争力，从而在激烈的竞争中存活下来。然而研发活动是一把双刃剑，通常会造成企业大量人力物力等资源的耗费。英特尔、三星等公司每年的研发投入均超过数十亿美元，苹果公司对于研发的投入更是在2022年达到了262亿美元。这表明在如此巨额的研发投入下，一旦企业决策失误将给公司带来巨大的风险。一般情况下，企业可以选择投资于质量提升研发模式，或者选择投资于成本削减研发模式。质量提升研发是指从产品设计角度投入资源以提升产品价值，例如苹果公司2010年发布的iPhone4在屏幕分辨率和拍摄像素等性能方面较上一代做出了颠覆性提升，大幅提高了苹果品牌的影响力；而成本削减研发是指从生产工艺的角度进行改进以降低产品生产成本，例如三星电子推出MicroLED电视初期由于造价昂贵，在个人消费市场上寸步难行，为此三星提出了合并微型RGB LED芯片的办法，通过工艺改进极大地降低了产品生产成本。另外，从下游供应链的角度来看，为了使得运营决策更为高效，零售商不仅需要密切关注产品研发计划，还需要时刻掌握市场变化情况，以便及时调整自己的采购和定价策略。在现实生活中，零售商可以运用一系列方法来获取消费者偏好的相关信息，如消费者反馈报告、大规模样品测试、销售数据收集等。

与本文相关的文献主要包括制造商研发模式的选择和零售商信息获取策略两个方面。近年来，许多学者从不同角度对制造商研发模式展开了研究，主要分为质量提升研发模式和成本削减研发模式。关于质量提升研发模式，Ha等(2016)[1]研究了制造商在双渠道供应链中的质量投资策略，发现通过两种渠道提供差异化产品的制造商更倾向于通过直接渠道销售其高质量的产品。Zhang等(2019)[2]通过考虑不对称信息扩展了Ha等(2016)[1]的研究工作，表明当直销成本足够高或足够低时，制造商有动力提升产品质量。Giovanni(2011)[3]研究了制造商在质量提升与广告支持之间的权衡问题，发现在质量效率较低时制造商会从运营策略转向营销策略。李伟和李凯(2019)[4]从渠道势力结构和研发溢出效应角度研究了竞争制造商的最优研发决策问题，发现在制造商领导决策模型下的研发水平最高。王文宾等(2021)[5]讨论了双渠道供应链中制造商三种产品质量研发模式对供应链成员利润的影响，表明利用二部定价契约可以有效激励上下游企业进行合作研发。聂佳佳和燕盛兰(2022)[6]研究了制造商质量提升和成本降低研发选择对电商历史价格提供策略的影响，研究表明当质量提升效率较大时，随着制造商质量提升量的增加电商更倾向于不提供历史价格。

关于成本削减研发模式，Yoon(2016)[7]发现受投资溢出效应的影响，在制造商入侵的情况下，如果产品差异化较大，制造商进行成本降低投资能够使零售商受益。Iida(2012)[8]研究了分散式供应链中一个制造商与多个供应商之间合作降低生产成本的激励协调策略，提出了努力共享协议和努力补偿协议。Hu等(2019)[9]通过比较降低成本的四种研发投资模式，发现当制造商和零售商的渠道能力和成本因素相当时，合作投资会比独立投资产生更好的结果。许明辉和孙康泰(2019)[10]研究了存在战略顾客时制造商的最优成本削减水平，表明顾客耐心程度的增加会降低制造商成本削减投资水平。Ha等(2017)[11]研究了在相互竞争的供应链中，制造商成本降低效率对零售商信息共享决策的作用，发现当制造商能够有效降低成本时零售商共享信息的可能性更大，并能够在博弈中实现双赢。许明辉等(2018)[12]从不同供应链结构角度研究了制造商成本削减有效性及市场竞争强度对零售商信息共享策略影响的问题。石纯来和聂佳佳(2018)[13]从双渠道角度研究了制造商成本降低研发决策对零售商信息共享的影响，发现在较高的成本研发效率下零售商才会与制造商共享需求信息。

对于零售商信息获取策略的选择问题，现有文献已经取得了丰富的研究成果。Guo(2009)[14]首先提出了信息获取的效率效应和战略效应，表明效率效应对零售商有利但对制造商无影响，而战略效应则对零售商不利但对制造商有利。这种效应在Cao等(2020)[15]的研究中同样被发现。Guan和Chen(2016)[16]研究了企业信息获取时机对其产品设计的影响，认为在垄断环境下事前信息获取是主导选择，而在竞争环境下推迟信息获取决策时间会保持产品差异化，从而缓解价格竞争。Xiao等(2020)[17]将制造商产品质量决策内生化，探讨了零售商信息获取决策时机对制造商产品质量决策的影响，研究发现两者策略之间总是存在着正向作用。Hu等(2021)[18]研究了制造商入侵下零售商的信息获取及共享策略，发现制造商直销效率较高时信息获取依赖总是一种弱主导策略，而在制造商直销效率较低且信息获取成本较高情况下零售商应该选择承诺获取策略。胡华清等(2022)[19]研究了零售商在产品异质性背景下的信息获取策略，表明产品异质性的增大会降低零售商获取信息的动机。

以往的文献大都是在单独考虑制造商质量提升或成本削减研发模式的背景下分析与零售商信息获取的策略互动，因此，区别于已有文献，本文综合考虑制造商的两种研发模式，通过构建制造商和零售商组成的供应链博弈模型，探讨制造商不同研发模式的选择与零售商信息获取之间的策略均衡。

二、问题描述与假设

消费者的效用函数定义为v=θq-p，其中，θ是一个随机变量，代表消费者对产品的异质性偏好。同Guo(2009)[14]的做法，设定θ的值分别以1/2的概率服从[0，1]和[1，2]上均匀分布，即消费者偏好位于低水平范围(θ～U[0，1])的概率为1/2，位于高水平范围(θ～U[1，2])的概率为1/2。借鉴Guan等(2016)[16]在文献中的描述，假设消费者能够观测到产品质量且最多购买一单位产品，此时只有在其购买效用非负的情况下才会购买该产品，即v≥0→θ≥p/q。在这个意义上，如果零售商获取信息，并发现消费者的偏好位于低偏好范围，即θ～U[0，1]，则需求函数由dL=1-p/q给出；如果消费者的偏好位于高偏好范围，即θ～U[1，2]，则需求由dH=2-p/q给出。如果零售商没有获取信息，即θ～U[0，2]，则需求函数由dN=(2-p/q)/2给出。

在本文的供应链系统中，制造商和零售商进行以制造商为主导者，零售商为追随者的Stackelberg博弈。博弈顺序为：第一阶段，制造商决策研发模式，即选择不进行研发还是进行质量提升投资或者成本削减投资，用上标N、Q和C分别表示不进行研发、进行质量提升和成本削减投资的情形；第二阶段，零售商决策是否获取消费者偏好信息，用上标N和A分别表示不获取信息和获取信息的情形；第三阶段，制造商决定产品的批发价格w，随后零售商决定产品的零售价格p。

三、制造商不进行研发投入

(一)零售商不获取信息(NN)

如果零售商选择不获取消费者信息，那么零售商与制造商都持有相同的先验信念，即消费者偏好在[0，1]或[1，2]中以相同的概率均匀分布。此时，制造商和零售商的利润函数分别为：

(1)

(2)

(二)零售商获取信息(NA)

当零售商选择获取信息时，制造商可以在定价之前了解到消费者偏好信息θi，i∈{H，L}。因此，给定消费者偏好θH(θL)，不同偏好下的需求函数分别为dH=2-p/q，dL=1-p/q。此时，制造商和零售商的利润函数分别为：

(3)

(4)

通过逆向归纳法解得供应链各成员的最优决策如表1所示。

表1 制造商不进行研发投入下零售商获取信息的均衡结果

基于上述最优决策，制造商和零售商在信息获取下的期望利润分别为：

(5)

(6)

四、制造商进行质量提升研发

(一)零售商不获取信息(QN)

在制造商进行质量提升研发而零售商不获取信息的情形下，制造商和零售商的利润函数分别为：

(7)

(8)

(二)零售商获取信息(QA)

当零售商选择获取信息时，在定价阶段，给定消费者偏好θH(θL)，制造商和零售商的利润函数分别为：

(9)

(10)

通过逆向归纳法解得供应链各成员的最优决策如表2所示。

表2 制造商质量提升下零售商获取信息的均衡结果

基于上述最优决策，制造商和零售商在信息获取下的期望利润分别为：

(11)

(12)

五、制造商进行成本削减研发

(一)零售商不获取信息(CN)

在制造商进行成本削减研发而零售商不获取信息的情形下，制造商和零售商的利润函数分别为：

(13)

(14)

(二)零售商获取信息(CA)

当零售商选择获取信息时，在定价阶段，给定消费者偏好θH(θL)，制造商和零售商的利润函数分别为：

(15)

(16)

通过逆向归纳法解得供应链各成员的最优决策如表3所示。

表3 制造商成本削减下零售商获取信息的均衡结果

基于上述最优决策，制造商和零售商在信息获取下的期望利润分别为：

(17)

(18)

由此可见，零售商的最佳信息获取策略取决于固定信息获取成本，无论制造商是否进行研发投入以及选择质量提升研发或者成本削减研发，零售商只有在其固定信息获取成本低于相应的阈值时才会选择获取消费者偏好信息，一旦超过这个阈值，零售商放弃获取信息。原因在于从零售商的角度来看，如果信息获取成本过高，获取信息所获得的收益不足以弥补成本，会使得利润受损，因此零售商选择不获取信息。同时，通过比较不同研发模式下固定信息获取成本的阈值可以发现，制造商的研发投入放宽了零售商获取信息的固定成本阈值，促进了其进行信息获取的意愿。

六、制造商研发模式策略选择

在本节中，我们用逆向归纳法分析博弈的均衡，在上一节得到零售商最佳策略选择的基础上，本节进一步分析制造商最佳研发模式的策略选择问题，然后通过比较子博弈的利润，得到了博弈双方的均衡策略。

命题4在策略博弈第一阶段，制造商的研发模式选择策略：

根据命题4可知，制造商研发模式的选择同时受到质量投资系数和成本投资系数的影响，当质量投资系数较小而成本投资系数较大时，制造商选择质量提升研发模式；当成本投资系数较小时，制造商选择成本削减研发模式；当质量投资系数和成本投资系数均较大时，制造商选择不进行研发投入。这是由于当某一研发模式投资系数较小时，在该研发模式上投入一定量的资金所得到的产出较大，能够获得更大的收益；而相应投资系数较大时，该研发模式所需要的投资超过了可以获得的收益，制造商会选择另一种研发模式，甚至选择不进行研发投入。

为了更直观表示，设置参数c=0.6，q=0.8，Δc=0.2，Δq=0.2，均衡策略如图1所示。从图1中可以看出，当成本削减投资系数较小时，制造商更愿意选择成本削减研发模式，随着成本削减投资系数的增加，成本削减研发模式所带来的效益逐步降低，制造商会转而进行质量提升研发，而当成本削减水平和质量削减水平均较大时，制造商会放弃研发投入，这也与命题4中所得结论一致。同时，当信息获取成本较小时，零售商更愿意获取消费者偏好信息，而随着信息获取成本的增加，零售商放弃获取消费者偏好信息。

图1 制造商与零售商的均衡策略

七、数值算例

(一)质量提升和成本削减水平对均衡策略的影响

为了进一步研究质量提升水平Δq和成本削减水平Δc对均衡策略的影响，本节将通过数值算例求解出不同投资系数下制造商的最优质量提升水平和最优成本削减水平，并观察其趋势变化，然后在此基础上求解得到不同情形下供应链成员的利润数值，以分析质量提升和成本削减水平的变化对均衡策略的影响。

首先，设置参数q=0.8，求解出对应不同投资系数下制造商的最优质量提升水平和最优成本削减水平。为了更直观表示，通过作图得到相应变化趋势情况如图2和图3所示。从图中可以看出，随着相应投资系数的增大，最优质量提升水平和最优成本削减水平都会随之降低，同时在其他变量未发生变化时，生产成本越大，最优质量提升水平和最优成本削减水平越小。

下面分析质量提升和成本削减水平的变化对均衡策略的影响。在满足本文相关参数假设的前提下，设置参数分别为c=0.6，q=0.8，kc=2，F=1×10-3，得到不同质量提升水平下的均衡策略如表4所示。设置参数分别为c=0.6，q=0.8，kq=2，F=1×10-3，得到不同成本削减水平下的均衡策略如表5所示。可以看出，表中的均衡策略结果与命题5中得到的结论是一致的，说明质量提升水平和成本削减水平的变化不会改变制造商和零售商的策略均衡。

图2 Δq*随kq的变化

图3 Δc*随kc的变化

表4 不同质量提升水平下的均衡策略

表5 不同成本削减水平下的均衡策略

(二)消费者剩余和社会福利

本小节通过比较不同模型下的消费者剩余(CS)和社会福利(SW)，分析制造商研发水平对消费者剩余和社会福利的影响。根据Panda(2014)[23]的研究，制造商进行质量提升研发且零售商获取信息情形下消费者剩余的函数表达式为：

(19)

社会福利由制造商利润、零售商利润和消费者剩余三部分组成，其函数表达式为：

(20)

根据表1～表3中的均衡结果及利润，计算得到不同模型下的消费者剩余和社会福利，此处不再给出具体的表达式。在满足本文相关参数假设的前提下，设置参数c=0.6，q=0.8，kc=2，kq=2，F=0.006，可以得到质量提升水平Δq和成本削减水平Δc对消费者剩余和社会福利的影响如图4～图7所示。从图4和图5中可以看出，在两种研发模式下，随着Δq和Δc的逐渐增大，消费者剩余均随之增大。并且在相同信息获取策略下，制造商进行研发投入时的消费者剩余总是大于不进行研发投入下的消费者剩余。对于社会福利来说，从图6和图7中可以看出，在两种研发模式下，随着Δq和Δc的逐渐增大，社会福利呈现先增大后减小的趋势。与不进行研发投入相比，若Δq和Δc过大，反而会降低社会福利。这说明企业应该在合理范围内进行研发投入，不能因盲目追求过高的质量或过低的成本水平而损害整体社会福利。同时，综合来看，无论制造商选择质量提升还是成本削减研发模式，在相同研发模式下，零售商获取信息总是会增加消费者剩余和社会福利，这反映了消费者偏好信息可以帮助企业做出更加合理的决策，对提升消费者剩余和社会福利有显著效果。

图4 Δq对消费者剩余的影响

图5 Δc对消费者剩余的影响

图6 Δq对社会福利的影响

图7 Δc对社会福利的影响

八、结语

一个高效的供应链需要上游制造商和下游零售商在各自的专业领域中做出努力。制造商可以通过研发投资提高产品竞争力，零售商可以通过获取消费者偏好信息帮助企业做出合理的决策。基于此，本文构建了一个制造商与一个零售商的博弈模型，探讨了制造商研发投资选择下的零售商最佳信息获取策略，通过比较制造商不进行研发投入以及进行质量提升或成本削减研发投入下零售商不获取信息和获取信息的利润，得到了博弈双方的均衡策略。研究发现：无论制造商是否进行研发投入，零售商都仅在信息获取成本低于相应的阈值时才会获取消费者偏好信息，但制造商的研发投入放宽了零售商获取信息的费用阈值，促进了其进行信息获取的意愿。制造商研发模式的选择受到投资系数的影响，当质量投资系数较小而成本投资系数较大时，制造商选择质量提升研发模式；当成本投资系数较小时，制造商选择成本削减研发模式；当质量投资系数和成本投资系数均较大时，制造商选择不进行研发投入。最后，通过数值算例表明零售商获取信息有益于消费者剩余和社会福利的提升。

本文的研究结论在实践中可以为制造企业的研发投资决策和零售商的运营策略提供理论依据，从而有助于企业绩效的提升。但在研究的过程中也存在不足之处。首先本文只考虑了单一制造商和单一零售商组成的供应链系统，而现实中的供应链系统大部分由多个制造商和多个零售商组成。此外，本文设定制造商质量提升水平是确定的，而在实际生产过程中可以存在一些影响质量水平的不确定因素，因此未来可以研究生产的不确定性对企业均衡策略的影响。

附录