存在公共需求信息下零售商需求预测信息分享价值研究

摘要：综合考虑供应商的不确定风险、生产成本减少努力及公共需求信息等因素，建立博弈模型，系统地讨论零售商的垂直需求预测信息分享价值问题。结果表明，供应商总是受益于需求预测信息分享。零售商是否受益于信息分享，取决于公共需求信息预测精度。当公共需求信息预测精度充分小或充分大时，零售商的垂直信息分享行为使得供应商和零售商同时获利。也就是说，在特定条件下，零售商的垂直信息分享行为对零售商和供应商是一个“双赢”策略。

关键词：供应链;需求信息分享;公共信息;供应不确定

0 引言

需求信息不确定是供应链运营过程中普遍面临的问题。比如，在农产品行业，政府为了指导农民有效地进行产品生产规划，会通过政府公共网络新闻频道等渠道发布相关市场需求预测信息[1]。又如，商务部通过农业银行和移动通信推出“农商通”农业互联网信息平台[2]。这个创新型平台免费为用户提供农产品价格等市场信息服务。近几年，关于信息披露的多家互联网农业公司也相继成立。2011年，B2B平台“一亩田”成立。该平台向用户提供有关市场行情的信息服务，推动农产品供需信息的对称。市场信息（历史价格和当前市场价格）的可访问性使农户能够更好地做出长短期生产与销售决策。而随着农户通过公有和私人渠道获取更多信息，不禁开始思考这一问题：信息真的会为农户创造价值吗？建立在这一问题上，本文主要研究私有信息和公共信息对供应链运营的影响。具体而言，本文考察了零售商采取成本减少努力行为下的公共需求预测信息分享激励问题。

供应链垂直信息分享激励在管理领域已经取得一定进展，涵盖库存订购[3]、协同合作[4]、支付策略[5]与服务水平[6]等方面的具体问题。石纯来和聂佳佳[7]研究了网络外部性如何影响双渠道供应链信息分享价值。Woo等[8]研究投资行为中的供应商成本减少努力水平。Usta等[9]研究批发价格承诺情形下的研发成本减少投资问题。Prasad和Tata[10]分析投资风险和生产成本不确定环境下供应链动态投资决策问题。

本文最后涉及的研究主题是公共信息对于供应链的信息分享价值。随着各大信息公布平台的出现，越来越多学者开始关注公共信息。例如，Chen和Tang[11]研究公共信息的价值及对信息分享决策的影响。江耘和罗建娣[12]研究公共信息共享对舆情的博弈预测。Metz[13]阐述货币危机时期公共信息的价值与先验预期的经济态势。

本文将综合考虑供应链公共信息预测精度、私有信息精度、供应不确定程度和努力成本系数等参数对供应链主体信息共享价值的影响。

1 模型构建

1.1 供应商的供应不确定过程与成本结构

假定零售商的订购数量是q，则其最终接收到的产品数量为ηq。其中随机变量η∈（0，1]服从正态分布，期望和方差分别为μ和σ2η。另外，令δη=ση/μ，表示供应不确定水平，δη的值越大，供应不确定的程度越高，δη=0表示需求确定情形。供应商的期望边际成本为c=c1/μ+c2，其中c1和c2分别表示单位生产成本和单位运输成本。供应商实行生产成本减少努力的成本结构为ke2/2，其中k和e分别表示成本努力系数和成本减少努力水平，k的值越大表示实行成本减少努力需要付出更高的努力成本。由于降低成本存在一定困难，故假设k>μ/4b（μ2+σ2η）。

1.2 需求与成本函数

1.需求函数形式

考虑供应链的市场需求函数是

p=a+θ-bq（1）

式中，θ为未来市场价格的不确定性，且θ～N（0，σ2θ）。为利于记数，令α=1/σ2θ，以α测量未来市场价格的持续确定性，从而使得市场价格的范围随α的变化而随之确定。

2.私有信息

在私有信息模型中，假设零售商有一个私有信息x，其代表未来价格不确定性θ的最佳估计，而这个私有信息是仅零售商可见。公式为

x=θ+ε（2）

式中，ε服从正态分布，即ε～N（0，σ2ε）。同样为利于记数，使用β=1/σ2ε表示估计精度，以便研究β=0时即在没有私有信息时的具体情况。私有信息x与未来价格不确定性θ是相关的。为便于分析，假设干扰项ε表示与统计不相关的价格不确定性，使Cov（θ，ε）=0。更精确地说，私有信息决定于无偏估计的价格不确定性θ，而ε代表残余不确定性。

3.公共信息

在公共信息模型中，零售商与供应商都能收到公共信息y，作为公众已知的未来价格不确定性θ的估计。然而这个公共信息很复杂，因为它包含了历史产品交易价格的信息。为此，对公共信息y进行建模得到

y=θ+εr（3）

式中，εr也服从正态分布，即εr～N（0，σ2r），且εr独立于θ，Cov（θ，εr）=0。与私有信息模型相同，为计数方便，使用γ=1/σ2r表示公共信息的精度，以便使γ=0以研究公共信息不可用时的情形。

公共信息y与未来的价格不确定性θ是相关的。更精确地说，公共信息y决定于无偏估计的价格不确定性θ，而εr代表残余不确定性。

与私有信息模型相比，公共信息模型的复杂之处在于公共信息y不仅与未来价格不确定性θ相关，而且与私有信息x相关。为了详细阐明，利用x=θ+ε和y=θ+εr并根据α、β、γ，定义Corr（y，x）=1/（1+α/γ1+α/β）≥0。

通过以上信息结构假设，可得

E[x|y]=σ2θσ2θ+σ2ry=γγ+αy

E[θ|x，y]=σ2θσ2rx+σ2θσ2εyσ2θσ2r+σ2θσ2ε+σ2εσ2r=βx+γyβ+γ+α

E[x2]=1α+1β

E[xy]=1α

E[y2]=1α+1γ

2 均衡决策

零售商有信息分享和信息不分享2种决策，下面给出相应的均衡解。

2.1 零售商的最优订购量决策

零售商的优化问题为

maxq≥0Eη[πr|x，y]=Eη[（a+θ-bηq）ηq-wηq|x，y]（4）

2.2 供应商的最优批发价格和成本减少努力水平决策

1.信息不分享

当零售商与供应商不分享需求信息时，供应商仅在公共信息y下同时决策批发价格和成本减少努力。供应商选择的最优批发价格wN*s仅包含需求预测信息y。而零售商在私有信息x和公共信息y下决策订购量数q。供应商在公共信息y下的优化问题为

maxw≥0E[πs|y]=E[（w-c+e）q-12ke2|y]（5）

式中，πs为零售商的利润;E[πs|y]为供应商在y下的条件期望利润。

命题1：若零售商不与供应商进行需求信息分享，有以下结论：

（1）供应商的最优运营决策为

wN*=w+ξNyy（6）

eN*=e+ζNyy（7）

其中

w=2kb（μ2+σ2η）-μRa+2kb（μ2+σ2η）Rc

e=μ（a-c）RξNy=4kb（μ2+σ2η）γ2（γ+α）R-μγ（γ+α）R

ζNy=μγR（γ+α）

R=4kb（μ2+σ2η）-μ>0

（2）零售商的最优运营决策为

qN*=q+fNxx+fNyy（8）

其中

q=kμR（a-c）

fNx=μβ2b（μ2+σ2η）（β+γ+α）

fNy=2kb（γ+α-β）（μ2+σ2η）μγ+βμ2γ2b（μ2+σ2η）（β+γ+α）（γ+α）R

命题1中的系数ξNy和ζNy分别表示在信息不分享下供应商的最优决策对公共信息y的敏感系数。系数fNx和fNy分别表示零售商的最优决策对私有信息x和公共信息y的敏感系数。w和e表示供应商在需求确定时的最优决策。q表示需求确定时零售商的最优决策订购量。此外，观察命题1，可知ξNy、ζNy、fNx和fNy关于信息精度β、γ、α递减。这就说明，在一定条件下，β、γ、α越小，供应商将制定越高的批发价格和生产成本减少努力水平，零售商将制定越高的订购量来响应需求信息。

2.信息分享

当零售商与供应商分享需求信息时，供应商在私有信息x和公共信息y下同时决策批发价格和

成本减少努力。供应商选择的最优批发价格wS*s包含需求预测信息x和y。零售商在私有信息x和公共信息y下决策订购数量q。供应商在私有信息x和公共信息y下的优化问题为

maxw≥0E[πs|x，y]=E[（w-c+e）q-12ke2|x，y]（9）

式中，πs为零售商的利润;[πs|x，y]为供应商在x和y下的条件期望利润。

命题2：若零售商与供应商进行需求信息分享，则有以下结论：

（1）供应商的最优运营决策为

wS*=w+ξSxx+ξSyy（10）

eS*=e+ζSxx+ζSyy（11）

其中

ξSx=[2kb（μ2+σ2η）-μ]β（β+γ+α）R

ξSy=γ[2kb（μ2+σ2η）-μ]（β+γ+α）R

ζSx=μβR（β+γ+α）ζSy=μγR（β+γ+α）

（2）零售商的最优运营决策为

qS*=q+fSxx+fSyy（12）

其中

fSx=μβk（β+γ+α）R

fSy=μγk（β+γ+α）R

命题2中的系数ξSx、ζSx、ξSy和ζSy分别表示在信息分享下供应商的最优决策对私有信息x和公共信息y的敏感系数。系数fSx和fSy分别表示零售商的最优决策对私有信息x和公共信息y的敏感系数。w和e表示需求确定时供应商的最优决策。q表示需求确定时零售商的最优决策订购量。此外，观察命题2，可知ξSx、ζSx、ξSy、ζSy、fSx和fSy关于β、γ、α信息精度递减。这同样说明，在一定条件下，β、γ、α越小，供应商将制定越高的批发价格和生产成本减少努力水平，零售商将制定越高的订购量来响应需求信息。

2.3 供应商和零售商的期望利润

根据命题1与命题2结果，可以计算不同垂直信息分享策略下供应商和零售商的期望利润，见表1。

3 信息分享价值分析

基于表1结果，比较供应商在不同信息分享决策下的期望利润大小，可得如下命题。

命题3：基于给定的条件下，ΠSs>ΠNs。

命题3表明需求信息分享使得供应商的利润增加。对供应商而言，希望能够获得来自零售商的需求信息，而其可接受的信息价格取决于这个利润差额。

命题4：零售商与供应商进行信息分享对零售商的期望利润的影响如下：

（1）当γ≥γ1或γ≤γ2时，ΠSr>ΠNr，信息分享使得零售商的利润增加。

（2）当γ2<γ<γ1时，ΠSr<ΠNr，信息分享使得零售商的利润减少。

其中

γ1=-（4α-3+β）+（4α-3+β）2T2+12（7Tαβ+3Tα2+3Tα-3Tβ+4Tβ2-（β-1）Iβ-2Iαβ-Iα2）6T（13）

γ2=-（4α-3+β）T-（4α-3+β）2T2+12（7Tαβ+3Tα2+3Tα-3Tβ+4Tβ2-（β-1）Iβ-2Iαβ-Iα2）6T（14）

且

T=4k2b2（μ2+σ2η）2I=μ[8kb（μ2+σ2η）-μ]

由命题4可知，参数γ的取值直接影响零售商垂直信息共享决策。当γ≥γ1或γ≤γ2时，零售商与供应商分享信息为均衡决策。当γ2<γ<γ1时，若不存在让利机制，零售商不与供应商分享信息为均衡决策。

对供应链而言，信息分享是否使得供应链总体的利润增加呢？比较信息分享前后供应链的利润，可得如下结论。

命题5：零售商与供应商进行信息分享对供应链的期望利润的影响如下：

（1）当g（γ）≥0时，信息分享使得供应链的利润增加。

（2）当g（γ）<0时，信息分享使得供应链的利润减少。

其中

g（γ）={[βα+（β+γ）2+γα]（γ+α）+（β+γ+α）2γ}k+μβ

{4k2b2（μ2+σ2η）2[（α+3γ+β）（γ+α）-3（γ+α-β）-

4（β+α）2]+

μ[8kb（μ2+σ2η）-μ][（β+α）2-β]}/{2b（μ2+σ2η）[4kb（μ2+σ2η）-μ]}（15）

命题5表明当参数γ满足一定的条件（比如g（γ）≥0）时，垂直信息分享可以同时提高供应商和零售商的利润。

4 结语

本文考虑单供应商和单零售商组成的二级供应链，系统地对零售商的垂直信息分享激励问题进行了讨论。结果表明，供应商的信息分享价值恒大于零。供应商有充足的动力与零售商合作，以获取零售商的需求信息。而对零售商而言，其信息分享价值依赖于关于公共信息预测精度的参数取值。相关结论可以指导供应链上下游成员在复杂的运营环境下制定有效的运营策略。

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[13]METZ CE.Private and public information in self-fulfilling currency crises[J].Journal of Economics，2002，76（1）：65-85.

收稿日期：2022-02-13

作者简介：

张嵘，女，1970年生，本科，会计师，主要研究方向：经济管理理论与实务。