供应链成员企业投资RFID技术的激励机制:共享收入与谈判批发价的比较
2022-09-19喻鸣谦骆建文杨惠霄
喻鸣谦,骆建文,杨惠霄
(1.上海交通大学 安泰经济与管理学院,上海 200030;2.浙江工业大学 管理学院,浙江 杭州 310023)
一、 引 言
通过射频识别(RFID)技术可实现非接触的双向数据通信。因此,贴有RFID标签的物品可实时远程跟踪。从而,零售企业有望从投资RFID技术中获得巨大的价值[1]。Hardgrave等(2013)[2]的实地调查发现,基于RFID的可视化技术能显著降低库存记录的不准确(约26%)。Shin和Eksioglu(2014)[3]的实证研究表明,RFID技术可显著提高库存管理效率。研究报告[4]预计到2025年,自动射频识别和数据捕获市场将增长到803亿美元。
然而,RFID技术在零售供应链中的实际应用远远落后于专家的预测[5]。根据RFID解决方案供应商(SML集团)的估算[6],RFID技术在零售行业的普及率约为5%。Changy(2011)[7]的实证分析表明,投资RFID技术会使一些企业受益,但另一些企业受损。Gaukler等(2007)[8]指出,供应链伙伴投资RFID技术的动机并不完全一致:产品层面的RFID技术看起来更加符合零售商的利益,但制造商却处于为产品贴上RFID标签的最近位置,因为RFID标签通常是产品包装的一部分。因此,应当引入适当的激励机制,以使上下游合作伙伴投资RFID的动机保持一致。
为此,许多学者研究了供应链企业投资RFID技术的动机协调问题。一些学者发现,当固定投资成本被忽略(Camdereli和Swaminathan,2010;Zhang和Yang,2019)[9-10]或被考虑(Yang和Chen,2020)[11]时,制造商和零售商投资RFID技术的动机完全一致。然而,这一结论与RFID技术投资的商业实践不符,因为上游和下游企业之间在投资RFID中经常存在利益冲突[8]。供应链成员投资RFID技术动机的理论预测和商业实践存在的分歧,促使我们重新审视这个问题。审阅相关研究,可以发现为得出供应链企业投资RFID技术的动机完全一致的结论,已有研究假定采用RFID前后的批发价格能以同样的方式自由设定,这可能是导致上述分歧的关键原因。
批发价格契约在供应链实践和理论文献中十分常见[12]。出于各种原因,供应链成员可能会达成一个固定的批发价格契约,例如供应链合作伙伴间签订的长期合同[13],价格联盟导致行业标准价格的形成[14]。此外,长期的市场竞争也会导致固定的批发价格,从而使制造商成为价格接受者[15]。因此,传统零售供应链采用RFID之前的批发价格可能是一个固定值,而不是一个变量。
同时,供应链企业也可以采用一些激励协调机制,以更好地协调成员投资RFID技术的动机。在众多协调企业的投资动机的激励机制中,收入共享契约最为常见[16],且已被广泛应用在各个行业[17]。虽然收入共享契约在协调供应链方面的作用广为人知[18],但其在协调供应链企业投资RFID技术动机的价值并未明确。
另外,上下游企业也可以重新协商采用RFID后的批发价格。在大多文献中,贴有RFID标签的产品的批发价格由一个充当Stackelberg领导者的企业决定(Camdereli和Swaminathan,2010)[9]。然而,尽管领导者—追随者的研究框架经常被模型研究采用,但它与许多实证证据不符。Nagarajan和Bassoky(2008)[19]的实证证据表明,双边谈判在供应链垂直关系中普遍存在。Liu等(2022)[20]的实证研究也表明,供应商对零售商需求变化的响应性受到供应商与零售商之间相对权力的影响。然而,双边谈判博弈模型较少地被用在RFID技术投资方面的研究。虽然Yang和Chen (2020)[11]运用双边谈判博弈模型研究了供应链企业投资RFID技术的决策问题,但他们把采用RFID前后的批发价格当成能以同样的方式重新制定的变量。这与在诸多情况下,采用RFID技术之前的批发价格为一个外生给定的固定值的事实不符,正如前文所讨论的一样。
基于上述背景,本文探讨应当如何利用激励机制协同制造商和零售商对产品级别的RFID技术的投资动机。本文将研究当单独或联合使用时,收入共享(RS)和批发价格重新谈判(WR)在协调供应链企业投资RFID技术动机中的作用。本文重点研究以下问题:当投资RFID前的批发价格为外生的固定值时,上述激励机制对企业投资RFID技术的动机有何影响?两家企业对这些激励机制的偏好是否存在均衡?
本文的创新性主要体现在:(1)假定投资RFID技术之前的批发价为外生的固定值,并以此作为投资决策的基准;(2)系统比较了制造商与零售商对各种激励机制的偏好问题;(3)探讨了两家企业的均衡激励机制选择问题;(4)探讨了供应链系统对各种激励机制的偏好问题。
二、 文献综述
本文与RFID投资决策、收入共享契约、双边议价博弈这三方面的研究相关。
(一) RFID投资激励决策方面
当前已有大量文献分析了在零售供应链中投资RFID技术的成本效益。通常,零售供应链中投资产品级RFID技术的目标,是减少因库存萎缩(如过期或盗窃)和库存错放而造成的库存记录不准确。Ishfaq和Raja(2020)[21]的实证研究表明,技术驱动的库存检查是零售商应对库存记录不准确问题的最佳方法。Gaukler等(2007)[8]的研究表明,分摊标签成本在制造商主导的Stackelberg博弈中并不影响渠道利润的分配,但在零售商主导的Stackelberg博弈下会影响渠道利润的分配。随后,学者们对不同情景下的成本分担问题进行了大量研究,如Fu等(2019)[22],Tao等(2019)[23],Zhang和Yang(2019)[10],Yang和Chen(2020)[11]。另外,许多学者分析了竞争下的RFID投资问题,包括竞争的零售商(Zhang等,2018;Zhang和Wang,2020)[24-25]、竞争的供应商(Tao等,2022)[26]和双渠道竞争(Zhang等,2022)[27]。最后,Choi等(2018)[28]探索了RFID在压缩提前期中的价值,Zhang等(2018)[29]研究了RFID在缓解产品错放和需求预测误差方面的价值,杨惠霄和骆建文(2020)[30]分析了供应链成员定价权与收入共享机制对成员投资RFID技术的动机的影响。关于RFID技术在零售供应链应用的文献综述,请参见Fu等(2019)[22]和Yang等(2019)[31]。本文与上述论文有两方面的不同。第一,上述文献假定投资RFID技术前后的批发价都由制造商制定,较少考虑批发价可通过双边谈判制定的情况(Yang和Chen,2020;杨惠霄和骆建文,2020)[11,30];而本文将投资RFID技术前的批发价视为外生给定的固定值,而将投资RFID技术后的批发价看作由上下游通过双边谈判商定的变量。第二,已有研究较少考虑收入共享在调整供应链企业投资RFID技术动机方面的作用(杨惠霄和骆建文,2020)[30]。本文与Yang和Chen(2020)[11]相关。他们探讨了博弈模式和投资成本分摊对两家企业投资RFID技术动机的影响。然而,如之前研究一样,Yang和Chen(2020)[11]假定投资RFID技术前后的批发价格可以以相同的方式自由制定,但本文将投资RFID技术前的批发价视为外生给定的固定值。此外,他们没有考虑收入共享的影响,而本文深入探讨了收入共享的作用。此外,本文与杨惠霄和骆建文(2020)[30]密切相关。杨惠霄和骆建文(2020)[30]分别分析并比较了供应链成员没有定价权和有定价权下的RFID投资决策,而本文以供应链成员没有定价权的情况作为成员投资RFID决策的比较基准,分别探索了收入共享、重新制定批发价及二者兼用下成员的投资RFID技术的动机,并比较了供应链成员及系统对不同激励协调机制的偏好。
本文将投资RFID技术前的批发价格视为外生给定的固定值,并把这种情况作为投资RFID技术决策的比较基准。这可为已达成固定批发价的传统零售供应链企业投资RFID技术决策及其激励协调机制的选择提供有益的参考。
(二) 收入共享契约方面
当前已有大量文献分析了如何利用收入共享契约协调供应链,如Cachon和Lariviere(2005)[18],Yang等(2018)[32]等。同时,一些研究者将收入共享契约与其他契约进行了比较,如Yang和Chen(2018)[16],李建斌等(2021)[33]等。此外,许多研究人员探索了收入共享契约在更好地协同企业的自利行为中的作用,如Chen等(2022)[34]。最后,许多论文探讨了收入共享契约对供应链伙伴投资努力水平的影响,如Yang等(2017)[35],姜璇等(2020)[36],胡婉婷等(2021)[37]等。有关零售供应链中收入共享契约的综述性研究,请参见Bart等(2021)[38]。本研究与Yang等(2018)[32]相关,他们也在议价博弈框架下研究了如何使用收入共享来协调企业的策略性行动。然而,Yang等(2018)[32]探索了供应商直销下的影响,本文研究了它在RFID投资决策中的作用。此外,他们考虑了企业在一个非线性价格契约下进行谈判,本文探讨了两个企业就单一价格契约进行谈判的情况。
(三) 双边议价博弈方面
最后,本文与运用议价博弈(Bargaining game)刻画供应链成员互动关系的研究相关。Hwang等(2018)[39]发现当供应商的努力不可验证时,批发价格契约的绩效随供应商议价能力的增加而增加。Davis和Hyndman(2019)[40]研究了库存所有权风险和谈判条款对渠道效率的影响,胡本勇和张家维(2020)[41]研究了移动App供应链系统因合作而增加的利润的再分配问题,王兴棠和李杰(2020)[42]从中间品贸易视角,运用谈判博弈模型研究了国际研发合作行为,杨惠霄和欧锦文(2020)[43]在低碳供应链中分析了收入共享契约与生产商谈判权力对链上成员决策与收益的影响,Wang等(2021)[44]的实证研究表明,随着契约复杂性的增加,谈判效率先升高后降低。本文与Adhikari和Bisi (2020)[45]相关,他们也探讨了双边谈判博弈和收益分享契约对供应链成员决策的影响。然而,Adhikari和Bisi(2020)[45]研究了它们对绿色服装供应链中零售商和制造商之间合作的影响,本文考虑了它们在协调供应链企业投资RFID技术动机方面的影响。此外,他们考虑了谈判成本分担比例和利润分享比例的问题,本文研究了供应链企业谈判批发价格的情况。
三、 模型描述
本文以一个供应链系统为研究对象,其中一个上游制造商(她)生产并将单个产品销售给一个下游零售商(他)。出于各种原因,零售商可能会面临库存错放的问题[46]。放错的产品在销售季节结束前,如果没能被及时放回正确的货架,将会错过最近的销售期,从而给零售商造成严重的损失。
为了减少错放错误,零售商可以请求制造商投资RFID技术。然而,投资RFID会带来较大的投资成本,包括RFID标签的费用,以及相应的IT基础设施和静态阅读器的成本。前者是可变且持续性的成本,后者是固定且一次性的成本。Kambil和Brooks(2002)[47]指出,可变标签成本(标记为g)是影响零售供应链中普及产品级RFID的最重要因素。因此,参考Gaukler等(2007)[8]和Zhang等(2020)[25],本文不考虑投资的固定成本。事实上,固定成本也会影响企业对RFID的投资决策,正如Camdereli和Swaminathan(2010)[9],Yang和Chen(2020)[11]所讨论的一样。经略微修改,本文的模型也可反映包括固定成本的情况。由于RFID标签通常是商品包装的一部分,因而制造商负责把标签贴在商品包装上的经济效益更好。因此,本文假定制造商拥有投资RFID的决定权。如果制造商发现投资RFID技术有利可图,她会在每个库存量单位(SKU)上贴一个RFID标签。
为简化研究,本文假定在没有采用RFID的情况下,零售商订购的产品仅有一部分可被顾客选购,记为θ(初始可得率,θ<1)。很多案例研究表明,RFID标签的读取率接近100%,如Ellis等(2018)[48]和Swedbergc(2018)[49]。因此,为方便处理,参考Camdereli和Swaminathan(2010)[9],Yang和Chen(2020)[11],本文假定采用RFID技术后产品的可得率是100%(即θ=1)。事实上,正如Zhang和Yang(2019)[10]所讨论的那样,在某些情况下RFID标签的读取率可能低于100%。经略微修改,我们的模型也可反映可读率低于100%的情况。
在没有采用RFID时,本文假定两家企业通过简单的批发价格契约交易产品[39]。现实中,制造商间的价格战可能会导致价格协会或联盟的建立,从而形成统一的行业价格[14]。同时,制造商可能在不同的国家间制定一个统一的批发价[50],且批发价可能在长期的协议中固定不变[51]。因此,本文假定在投资RFID技术之前,零售商向制造商支付的单位批发价为外生给定的固定值wo(初始批发价)。固定批发价格的假定在模型研究中很常见(Chen等,2022;Federgruen和Hu,2021)[34,52]。这一独特的假定是本文与已有的相关研究的根本性差别。
RFID投资对供应链中的各个伙伴产生的效益不尽相同[47],因此需要通过激励协调机制协同供应链成员的投资动机。例如,他们可以分享销售收入,重新谈判批发价格,或者两者都使用。我们将这三种激励协同机制分别称为“收入共享机制”(RS)、“批发价格重新谈判机制”(WR)和“二者并用机制”(B)。特别地,在WR或B机制下,批发价格由两家企业重新谈判决定。本文通过一个三阶段的博弈构建两家企业的互动行为,如图1所示。
图1 决策时序图
在第一阶段,制造商决定是否投资产品级的RFID技术。如果投资,她需要在每件商品上贴上RFID标签,此时θ=1,本文将这种情况称为“投资RFID”。相反,她也可以不投资RFID技术,此时θ<1,我们把这种情况称为“不投资RFID”。在第二阶段,两家企业签订激励机制(w,φ),其中w是制造商向零售商收取的单位批发价格,φ是制造商享有的销售收入比例。当φ=0且w=wo时,两家企业既不共享收入,也不重新谈判批发价,本文把这种机制称为“二者皆弃机制”(N)。一旦双方未能就契约机制达成一致,他们得到的保留利润为零。在第三阶段,零售商向制造商提交订货量为q的订单,接着可获得的产品被消费者全额选购,两家企业的收益最终实现。