零售商主导的竞争链联合创新成本分担研究

胡华清 葛泽慧 陈丽华

1（北京大学光华管理学院， 北京 100871） 2（北京科技大学东凌经济管理学院， 北京 100083）

引言

近年来，随着大型零售商的崛起，买方势力得到进一步提升，由此引起的批发价格“水床效应”、消费者福利下降、上游创新投资削减和产品质量降低［1］等问题受到广泛关注。上游产品质量降低将直接导致供应链竞争力下降，并影响下游企业的市场份额，因而更加受到零售商的重视。为此，零售商开始逐渐参与上游企业的质量创新活动，双方逐渐由竞争走向合作。2014 年，作为零售商巨头的沃尔玛到供货商贝因美的工厂进行实地调研，就新品研制与质量提升等多方面达成合作，拟为贝因美带来10%的年度营收增长。无独有偶，国内零售企业京东商城曾在2015 年深入蒙牛生产基地进行质检，这是京东首次将质量管理工作延伸至上游生产环节。随后，双方展开了更紧密的质量创新合作。京东依靠区块链技术帮助蒙牛追溯奶源、提升产品品质，并于17 年实现了蒙牛常温液态单品在京东平台上的销售额翻倍。可见，产品质量正越来越受到零售商的重视［2］，由大型零售商主导的纵向质量创新合作具有深远意义。该合作模式将极大程度上缓和零供矛盾，改善当下零供关系；另外，产品质量的提升将有效提高消费者福利，赢得消费者对品牌的信任。因此，研究零供之间的质量创新合作十分必要。

目前，关于质量创新合作的研究多立足于供应链上游。如Wang 和Shin［3］研究了制造商激励供应商投入质量创新的契约设计。刘丛等［4］考虑了制造商营销努力对供应商质量创新的影响。而考虑零售商参与的质量创新合作相对更少［5-8］。事实上，质量问题的曝光往往出现在供应链末端，而问题的根源却来自上游。因此，零售商有动机激励上游企业进行质量创新，最为直接的方式就是分担一定比例的创新成本［9］。Tsao 等［10］指出，当成本分担比例在一定范围内时，合作双方的利润都能得到提升。为此，学者分别从供应链系统利润最大化和企业自身利润最大化两个角度展开了研究。Chao 等［11］最先探究了质量创新合作中的成本分担问题，并从上述两个角度对比了几种不同的分担方式。郭红莲等［12］从系统利润最大化角度确定了三级供应链纵向合作的研发补贴率，在实现供应链整体利润提升的同时增加了各节点企业的效益。李新明等［13］研究了服务成本的分担问题，从系统角度确定了上下游分担比例，实现了供应链协调。相比较而言，基于自身利润最大化的成本分担方式得到了更广泛研究。刘伟等［14］从上游供应商角度出发，研究了在何种情况下、以何分担比例加入下游研发投资可以实现自身利润最大化。Ghosh 等［15］研究了绿色供应链中满足零售商自身利润最大化的成本分担契约，激发了更高的产业绿色化水平。Yenipazarli 等［16］将该契约拓展到零供之间的生态创新合作中，发现其相较于批发价格契约能够实现对供应商生态创新更充分的激励。刘丛等［4］将该契约应用于制造商激励供应商质量创新的过程中，并得到了与Yenipazarli 类似的结论。Chakraborty 等［5］将这种契约进一步引入零售商主导的质量创新合作中，实现了供应链成员及整体利润的提升。

由上述可知，目前针对纵向合作下创新成本分担的研究多集中在单一供应链上，而没有考虑零售商如何选择上游合适的供应商展开合作，也没有考虑存在竞争链时的合作动机与成本分担机制，特别是当竞争链也进行纵向合作研发时的应对策略。而在供应链实践中，上述情况却是普遍的，并在家电、汽车等高技术产业领域尤为常见。如国内两大家电零售商苏宁和国美，先后与上游企业中兴、云米展开智能家居的研发合作，并就此形成链间竞争关系。而链间竞争是否以及如何影响零供双方创新合作过程？零供双方又该采取何种成本分担方式以应对？本文通过构造两条竞争链，分析了下游产品同质性水平及链间竞争对上游质量创新决策的影响；比较了两链零售商分别基于供应链系统利润最大化（Supply Chain Profit Maximization，以下简称SCPM）及自身利润最大化（Retailer Profit Maximization，以下简称RPM）分担研发成本时，对供应商产品质量创新的激励，通过绩效对比探究了两种成本分担方式在竞争情况下的优劣，以期回答上述问题。

1 基本模型

本文研究了两条基于不同创新成本分担方式的竞争链，每条竞争链均由一个供应商和一个零售商组成，零售商仅向其所在供应链上的供应商订货。根据Hughes 和Kao［18］的研究，零售商i 的逆需求函数可表示为：

其中，u表示零售商最高市场定价。pi表示第i条供应链的产品价格，qi和qj分别表示第i和第j条供应链的产品销售量。d为竞争产品的替代系数，d越大，产品的可替代性越高，横向竞争关系越强。不失一般性，假设d的范围是0＜d＜1。

根据付启敏和刘伟的研究［17］，用表示第i条供应链的质量创新总成本，其中xi为创新水平，k＞0 为创新投资系数。k越大，表示产业技术水平越高，一定创新水平下的创新成本也越高。用表示零售商分担的创新成本［17］，其中0≤ri≤1 表示第i条链零售商分担的创新成本比例，该链供应商分担的创新成本为用θxi表示下游零售商处的创新溢价，其中θ＞0 为创新溢价系数，体现了供应链中各个成员对市场情况的普遍预期。

零供之间的联合创新和产销过程可分为3 个阶段：合作承诺阶段、创新决策阶段、产销阶段。博弈顺序如图1 所示。

图1 供应商与零售商决策顺序

（1）链1、2 零售商分别基于SCPM、RPM角度做出成本分担承诺。

（2）链1、2 供应商决定是否进行产品质量创新。

（3）若链i供应商进行产品质量创新，则制定批发价格wi、创新水平xi；否则仅制定批发价格wi。

（4）链1、2 零售商决定订货量qi。

结合该模型建立的背景，现给出如下假设：（1）为了突出研究重点，本文假定除创新成本以外的供应商生产成本、零售商销售成本等其他成本均为零；（2）同刘伟等［14］的研究，假定R＆D实现最终产品的质量提升，因而不增加边际成本；（3）供应链内部零供双方信息完全，而由于上下游合同的保密性，供应链间不存在批发价格、创新策略及成本分担策略的泄露。

2 模型求解

2.1 策略组合NN

将两条竞争链均不进行创新研发的情况记为策略组合NN。此时两竞争链具有对称性，供应商和零售商的利润函数可以分别表示为：

2.2 策略组合RcN

策略组合RcN表示仅链1 供应商进行产品质量创新，链1 零售商分担创新成本。在产销阶段，链1 供应商先决定创新水平x1和批发价格w1，链1 零售商后决定订货量q1，其利润函数可分别表示为：

通过式（5）可知零售商利润函数是关于q1的凹函数，因此必存在关于q1的唯一最优解。将零售商利润函数对q1求一阶导，并令其等于零，可得＝（u-dq2-w1＋θx1）／2。将代入式（4）、（5）分别得到：

解得式（6）关于x1、w1的Hesse 矩阵为其负定的条件为k＞θ2／8（1-r1）。对式（6）分别求关于x1、w1的一阶导数，使其为零，解得＝4k（1-r1）（u-dq2）／（8k-8kr1-θ2），＝（u-dq2）θ／（8k-8kr1-θ2）。将分别代入式（6）、（7），得到（q2，r1）。

在产销阶段，链2 供应商和零售商的利润函数分别表示为：

在合作承诺阶段，链1 供应商基于供应链系统利润最大化角度决定成本分担比例r1：

由此可得链1 零售商的分担比例及各供应链成员利润。具体求解结果详见表1，下同。

2.3 策略组合NRd

策略组合NRd，即仅链2 上下游进行联合质量创新。在产销阶段，链1 供应商和零售商的利润函数分别表示为：

2.4 策略组合RcRd

策略组合RcRd表示两条竞争链均进行产品质量创新研发，两链零售商分别通过SCPM 角度与RPM 角度分担创新成本。在产销阶段，任一条链中供应商和零售商的利润函数可表示为：

其中i∈｛1，2｝。

在合作承诺阶段，供应链1、2 零售商的成本分担策略分别为：

2.5 分担策略与得益

通过逆向求解法对上述模型进行求解，得到不同策略组合下竞争链成员的创新成本分担比例与得益，如表1 所示。

表1 竞争链成员创新成本分担比例与得益

定理1：以上均衡存在的二阶最优条件均为k＞3θ2／16①。当产业技术水平较低，即k≤3θ2／16 时，供应商没有动机进行产品质量创新。

限于篇幅，本文定理证明过程略。定理1 所述条件保证了利润函数为关于决策变量的凹函数。根据Nunes 等［19］的实证研究，以上性质具有明显的现实意义：高技术产业研发投入的高低往往直接影响其发展情况，企业有动机通过一系列高密度的创新研发活动促进发展；针对非高技术产业，加大研发投入反而不利于利润的提升。

根据定理1 取得的范围，可进一步得出以下结论：

定理2：较自身利润最大化而言，系统利润最大化的分担方式将使零售商承担更高创新成本比例，即r1≥r2。

在RPM 角度下，零售商旨在充分获取上游企业质量创新带来的正外部性，而不会考虑创新过程中供应商的损益情况；基于SCPM 分担创新成本的零售商需综合考虑供应商利润，以较高的分担比例激励供应商创新，实现系统利润最大化。

3 质量创新决策及演化过程

为简化叙述，本文记πTi为供应链i的系统利润，πTi＝πSi＋πRi。通过表1 可比较供应链成员在不同创新策略组合下的利润并求得相应阈值di，结果如表2 所示。

表2 不同创新决策下的供应链成员及系统利润对比

定理3：下游市场产品的高异质性水平促进上游企业质量创新。

结合表2 结论及高晓娜和兰宜生［20］的实证研究，当产品异质性水平较高时，意味着产品的不可替代程度较高。此时，质量创新所需成本更小，上游企业因此具有更高的创新激励。反之，当下游产品同质性水平较高时，市场趋于饱和，凭借在原有产品基础上的质量创新很难进一步提高销售利润。由于质量提高引起的成本增加高于质量创新带来的利润提升，供应商没有动机进行创新。

因此对于供应商而言，准确把握产品市场的竞争情况可以有效指导其质量创新决策；对于大型零售商而言，可以选择生产产品异质性较高的供应商合作，实现对其质量创新的更高激励。

定理4：供应链的质量创新行为降低其竞争链的质量创新激励。

可以证明，当竞争链进行产品质量创新时，激励本链供应商研发创新的参数范围更小。这说明供应商的质量创新决策不仅受到下游产品同质性水平的影响，也受到竞争链创新决策的影响。当某供应链上游企业进行质量创新时，能够帮助下游零售商占据较高市场份额；若此时竞争链供应商也进行质量创新，则较难实现单位产品价格的进一步提高，因此其质量创新的激励被削弱。

因此，大型零售商在选择上游供应商并投资参与其质量创新活动时，还需要识别竞争链的创新决策。一般而言，当竞争链供应商不进行质量创新时，则更有利于零售商联合上游开展创新活动。

定理5：SCPM 成本分担方式总能保证供应商可以通过联合创新提高收益，而RPM 成本分担方式无法实现这一点。

根据表2 可知，无论竞争链是否进行质量创新，SCPM 成本分担方式总能在相同参数范围下实现链1 各成员利润的Pareto 改进，进而实现供应链系统利润的提升。换言之，当零售商以SCPM成本分担方式激励供应商质量创新时，供应商总有动机参与。因此，该分担方式实现了供应链各成员激励相容。

考虑RPM 成本分担方式，当链1 进行产品质量创新且d3＜d＜min（d″3，1）时，质量创新虽能实现链2 零售商及系统利润的提高，但供应商没有充分的激励，导致“囚徒困境”。当链1 不进行质量创新且d4＜d＜min（d″4，1）时，链2 零供双方之间的“囚徒困境”同样存在。究其原因，链2 零售商在分担创新成本时，并没有考虑质量创新给供应商带来的得益情况，导致分担的创新成本不足以弥补上游的研发损失，无法实现激励相容。

根据表2 结论，竞争链创新策略演化过程如图2 所示。

图2 供应商质量创新决策演化过程（θ＝0.8）

该演化结果进一步验证了定理3 结论，当下游产品同质性水平很高时（图2⑤区域），两链供应商的质量创新行为都被抑制；反之，两链供应商都有动机进行质量创新（图2①区域）。对比两种成本分担方式，发现采用RPM 分担方式的供应链（链2）往往在产业技术水平较低时进行联合质量创新，采用SCPM 分担方式的供应链（链1）则恰好相反。其原因在于，链2 零售商的创新成本分担比例随产业技术水平的上升而下降，无法充分激励上游供应商的质量创新行为；链1 零售商的成本分担比例较高，因而即使在产业技术水平较高导致创新成本较高时，供应商依然有动机创新。

4 演化均衡下竞争链系统及成员利润对比

在图2 所示的RcN及NRd纯策略演化均衡下，进一步对比竞争链及竞争零售商的利润（无差异边界如表3 所示），以分析大型零售商以不同分担方式参与创新研发时的自身竞争力及其对供应链系统的贡献。

根据表3 结论，可得如下定理：

定理6：在纯策略演化均衡RcN或NRd下，采用SCPM 分担方式的零售商及供应链利润总高于采用RPM 分担方式的竞争链。即

结合图3、图4，当纯策略演化均衡结果为RcN时，SCPM 成本分担方式总能保证链1 零售商及系统利润高于链2 的。可见，该分担方式在实现链1 各成员利润Pareto 改进的同时，保证了链1较链2 具有更高的竞争力。而当纯策略演化均衡结果为NRd时，链2 仍无竞争优势。其原因是多方面的：（1）RPM 成本分担方式无法充分激励供应商质量创新，难以保证供应链系统及成员竞争力的提升；（2）该分担方式并不能有效缓解双重边际效应，导致供应链难以协调。受到双重加价的影响，链2 产品的销售价格较高但销售数量较低，导致链2 零售商的竞争力下降。

表3 纯策略演化均衡RcN 及NRd 下的利润无差异曲线

图3 RcN 演化均衡下竞争链及零售商利润对比（θ＝0.8）

图4 NRd 演化均衡下竞争链及零售商利润对比（θ＝0.8）

定理7：当k＞k1或k＜k1且0＜d＜d8时，有当k＜k1且d＞d8时，有

若两链都进行纵向合作研发，当产业技术水平较高时，其创新研发成本也较高。链1 零售商较高的成本分担比例实现了对供应商质量创新的充分激励，保证了该链在竞争中的更大优势［19］。当产业技术水平较低，特别是下游产品同质性水平较高时，较高的横向竞争强度导致纵向外部性弱化［21］，SCPM 分担方式的优势不再明显，链2 攫取更多市场利润。

因此，定理7 可以重新表述为：

定理8：从供应链系统角度考虑，SCPM 分担方式在产业技术水平较高或产品异质性水平较高时更具优势，RPM 分担方式仅在产业技术水平较低且下游产品同质性水平较高时更具优势。

5 算例分析

进一步分析在不同的外部环境下，质量创新对供应商利润的影响。根据供应商的创新演化过程，定义：

式（20）～（23）反映了在不同创新决策演化过程中，供应商进行质量创新后其利润的增量。参考Albert 等［22］的研究，令u＝11.5，k＝0.5，θ＝0.8，得到供应链1、2 供应商的创新利润增量与下游产品同质性的关系，如图5 所示。在特定的参数条件下，有如下结论：

（1）供应商创新利润的增量随下游产品同质性的提高而下降，随下游产品异质性的提高而上升。可见，下游产品的高异质性水平往往意味着更高的创新得益，从而提高了供应商的创新激励，符合定理3 的结论。

（2）当竞争链进行质量创新时，本链供应商进一步创新所增加的利润总低于竞争链不创新时的利润。因此，竞争链的质量创新行为往往导致本链供应商的创新激励下降，符合定理4。

（3）当竞争链的创新决策一定时，链1 供应商的创新利润增量往往高于链2 供应商。如图5 所示，当竞争链不进行质量创新时，相较于RPM 成本分担方式，SCPM 成本分担方式下的质量创新合作往往能为供应商实现更高的创新利润增量；当竞争链进行质量创新时，同样有该结论。因此，SCPM 成本分担方式能够实现对供应商质量创新更充分的激励。

图5 供应商创新利润增量和d 的关系

6 结语

本文通过构建两条采取不同成本分担方式的竞争链，分析了下游产品同质性水平、产业技术水平、链间竞争以及不同成本分担方式对上游企业质量创新的影响；通过进一步对比各个演化均衡下竞争链及竞争零售商的利润，得出了两种分担方式在不同情况下的优劣。

研究发现，产业的高技术水平、下游产品的高异质性更有利于上游企业质量创新；而当存在链间竞争时，某供应链的产品质量创新活动降低其竞争链的质量创新激励。当下游大型零售商参与上游产品研发创新时，不同的创新成本分担方式的激励不同：SCPM 成本分担方式总能保证各成员合作研发激励相容，且当纯策略演化均衡为RcN或NRd时，该方式保证了所在链及零售商利润均高于采用RPM 成本分担方式的竞争链；RPM成本分担方式可能导致合作研发对供应链成员的激励不一致，进而产生“囚徒困境”。仅当两竞争链都进行纵向合作研发、产业技术水平相对较低且产品同质性水平较高时，零售商采用RPM 成本分担方式更优。

以上研究结论具有一定管理学启示：（1）大型零售商在选择上游企业进行合作研发前，有必要识别上游产业技术水平和下游市场竞争环境。具体来讲，上游产业的技术水平越高、其生产产品的异质性水平越高、竞争链的创新程度越低，则越有利于零售商展开合作；（2）大型零售商需综合考虑竞争链质量创新决策和外生环境因素，选择合理的成本分担方式。当竞争链不进行质量创新时，零售商可基于系统利润最大化角度分担创新成本；尤其当产业技术水平或下游产品异质性水平较高时，这是一种激励供应商创新同时提升自身利润的较好方式。当竞争链进行质量创新、产业技术水平相对较低且产品同质性水平较高时，进一步创新所能带来的利润本就不高，零售商可从自身利润最大化角度出发谋求合作。

本文主要研究了大型零售商在纯策略演化均衡下的成本分担策略，但没有更多地考虑混合策略下的情况。显然，当演化稳定策略为混合策略时，激励供应商率先做出创新决策尤为重要，这是有待进一步研究的问题。

注释：