公平关切下供应链协同创新中的知识共享行为博弈

公平关切下供应链协同创新中的知识共享行为博弈
谭玲玲;李倩;喻冬冬
【摘要】供应链协同创新中的知识共享行为能实现知识资源在不同企业的优化配置,能提升成员企业协同创新效率,节约知识获取和再利用成本.本文考虑供应链成员企业公平偏好行为,构建一个制造商和两个零售商组成的供应链协同创新中的知识共享博弈模型,以零售商均为公平中性时供应链协同创新中的知识共享均衡策略为基准,对比研究零售商的横向公平偏好和纵向公平偏好对供应链知识共享协同创新均衡策略的影响,并对结论进行数值模拟.分析结果表明:知识溢出效应能够提升零售商的知识共享努力水平;零售商的横向公平偏好和纵向公平偏好对零售商的知识共享努力水平、销售努力水平、批发价格以及制造商的知识共享努力水平的影响不尽相同;零售商的横向公平偏好和纵向公平偏好对零售商的协同创新效用和制造商的协同创新利润并不总是起到积极作用.
【期刊名称】《工业技术经济》
【年(卷),期】2018(037)010
【总页数】11页(P109-119)
【关键词】供应链管理;知识共享;协同创新;横向公平偏好;纵向公平偏好;协同创新利润
【作者】谭玲玲;李倩;喻冬冬
【作者单位】长安大学经济与管理学院, 西安 710064;湖南工学院经济与管理学院, 衡阳 421002;长安大学经济与管理学院, 西安 710064;南阳理工学院电子商务学院, 南阳 473000
【正文语种】中文
【中图分类】F207;F224
引言
随着知识经济时代的到来，知识成为维持供应链核心竞争力的重要源泉[1]。

但由
于市场竞争日益激烈和知识本身的快速更新，封闭式的知识管理很难给供应链成员企业创新发展提供足够的智力支持，迫切需要供应链中不同知识领域的企业共享知识资源，相互协同，实现开放式的协同创新[2]。

通过供应链知识共享实现知识资
源在不同企业的优化配置，能提升成员企业协同创新效率，节约知识获取和再利用成本[3]。

创新需要良好的合作机制，供应链成员企业多方参与、完善知识资源的
共享机制，建立协同创新平台，能增强供应链成员企业间的信任感，激发创新热情，驱动“大众创业、万众创新”[4]。

供应链的敏捷性、适应性、整体性也会在知识
共享过程中得到增强，众多企业以创新驱动经济发展，进而促使整个社会的经济发展转型升级[5]。

供应链协同创新中的知识共享引起了国内外学者的广泛关注，当前研究焦点主要集中在：(1)供应链知识共享与企业协同创新的关系。

李杉杉等研究了面向协同创新
的知识产权服务联盟稳定性与知识共享的关系[6]；Fugate等认为知识共享是企业获得竞争优势的重要因素，而且知识共享对企业战略和协同创新具有积极影响[7]；Hult等基于201家公司的调查数据，得出知识共享既影响企业绩效，又影响协同创新效果的结论[8]；(2)供应链知识共享影响因素。

张旭梅认为企业组织学习能力、技术知识壁垒属性、知识共享平台、知识共享激励机制和企业间相容性水平影响供应链知识共享效果[9]；Shun等基于800家公司的调研数据，分析得出信任和权
力对技术转移和技术交易具有促进作用[10]；Patil等基于模糊多准则决策模型、
模糊决策评价和追踪实验室构建了供应链知识共享绩效预测模型，并据此模型探讨了成功进行供应链知识共享的影响因素[11]；(3)供应链知识共享机制与协同创新
模式。

Niemi等提出运用IT技术、创新工具、语义网来实现供应链知识共享[12]；朱庆等提出了战略联盟层、知识选择层、共享知识库和应用层4个层次的共享过
程与协同创新模型[13]；吴成峰等指出敏捷供应链进行知识共享需要供应链中各层次的知识，并提出了一个基于Intranet和Intranet技术的协同创新平台[14]；(4)供应链知识共享激励与协同创新收益。

Liu等基于委托代理理论，构建了电子商务服务供应链的知识共享激励模型；马轶德等将监控信号和激励机制共同纳入到供应链协同创新契约设计中，探讨了监督机制对知识共享契约设计和降低供应链道德风险的作用[15]；胡湘云等建立修正Shapley值模型，认为供应链协同创新能够有
效整合各成员企业的创新资源，提高创新效率，使供应链利益最大化[16]。

以上研究均是基于供应链成员企业完全理性的基础假设上来展开研究，即成员企业都是以自身利益最大化为决策原则，并未考虑成员企业公平偏好的情况[17]。

但理性经济人的假设并不符合实际，实验经济学和行为经济学早已证实，在现实生活中，决策者往往是有限理性，其不仅关注自身的收益，也关注收益分配公平问题，即公平关切[18]。

CUI等将公平关切行为引入报童模型，在确定需求下研究了公平关切对供应链协同创新的作用[19]。

HO等研究了分销商同时具有横向和纵向公平偏好时的供应链知识共享契约设计[20]。

Katok等探讨了公平关切行为对供应链协同创新契约设计的影响[21]。

Qin等在生产成本信息不对称情形下，研究了公平偏好对供应链决策优化的影响[22]。

杜少甫等基于随机需求供应链，考察了零售商公平关切对供应链协调的作用[17]。

浦徐进等假设实体店具有横向和纵向公平关切心理，在此基础上分析了不同公平关切心理对双渠道供应链最优策略的影响[23]。

陈章跃研究了制造商同时具有横向和纵向公平偏好对闭环供应链的协同创新策略的影响[24]。

王宁宁等把公平关切引入到两级供应链中，研究了模糊需求下的供应链收益
共享契约设计[25]。

洪美娜等聚焦于鲜活农产品供应链，分别分析了零售商在分散决策和批发价格契约下的最优订货决策[26]。

李波等研究了市场需求信息不完全的双渠道供应链中，零售商公平关切心理对供应链协同创新决策的影响[27]。

当前关于公平关切的文献，多考虑供应链上下游间的收益分配公平问题，即纵向公平偏好，而没有考虑供应链横向企业间的收入分配公平问题，即横向公平偏好对知识共享的影响。

本文运用博弈模型构建由1个制造商和2个零售商组成的两级供
应链，探讨零售商横向和纵向公平偏好对供应链知识共享决策的影响。

此外，已有文献多以市场需求受价格影响为理论背景进行研究，并假定供应链成员都从事单一任务。

而本文假设在零售价格保持不变的情形下，市场需求主要由零售商的销售努力、知识共享努力和知识共享溢出效应决定[28,29]。

零售商和制造商从事日常生
产经营活动的同时，彼此间也进行知识共享活动。

本文以此为假设背景来考察零售商横向公平关切和纵向公平关切对供应链协同创新中知识共享决策的影响。

1 问题描述与模型假设
考虑由1个制造商和2个同质的非理性零售商组成的两级供应链，制造商生产产
品并直接将产品销售给零售商，零售商再转销给终端消费者。

制造商为供应链核心企业，零售商为成员企业，两者都是独立决策者，均以自身效益最大化为决策原则。

零售商同制造商相互进行知识共享活动，通过知识的交融和创新可以提升产品的需求，具体如图1所示。

图1 供应链协同创新中知识共享博弈决策图
研究假设和变量定义如下：
(1)制造商(M)以单位成本cm生产产品，并以批发价格销售给零售商i(i=1,2)，零
售商再以零售价格p转销给终端消费者，零售价格p保持不变。

(2)用一维决策变量xi(xi≥0)和yi(yi≥0)分别表示零售商销售努力水平(用于产品销
售的时间、资金等)和知识共享努力水平(用于知识共享的时间、知识共享量及资金
等)；一维决策变量z(z≥0)表示制造商的知识共享努力水平。

假设在零售价格p保持不变的情形下，市场需求主要由零售商的销售努力和零售商、制造商的知识共享努力以及其他零售商的知识共享努力(知识共享溢出效应)共同决定[28,29]。

进一步假设市场需求函数是关于努力水平的线性函数，则零售商i的市场需求函数可以表示为：qi=xi+kiyi+kjyj+γiz，其中qi为市场需求；ki为零售商i知识共享努力水平对市场需求的影响系数，且0≤ki≤1，0≤kj≤1，为了后续计算方便，假定影响系数相同，即ki=kj=k；同理假定γi=γj=γ。

(3)零售商进行销售和知识共享活动需要付出一定的成本，借鉴施建刚等[30]的研究，假设零售商i成本函数为：这表明随着努力水平的提升成本也提高，努力水平越高提升所需的成本也越大，符合实际情况。

同理，假设制造商的知识共享成本为(4)零售商i的销售量共同决定制造商的产量，即
2 模型构建与求解
鉴于供应链成员企业间存在稳定的合作关系，成员企业对彼此的策略空间、收益函数、信息结构以及进行知识共享的收益都有很好的了解，故在忽略一些其它次要因素的情形下，可以将供应链成员企业之间的知识共享行为视为一个完全信息条件下进行的Stackelberg主从博弈[31]。

2.1 零售商为公平中性
当零售商为公平中性时，零售商仅关注自身的收益，其以自身效益最大化为决策原则。

Stac-kelberg博弈过程为：制造商设定批发价格w和知识共享努力水平z；零售商在观测到制造商决策的基础上决定自己的销售努力xi和知识共享努力水平yi。

此时，零售商的决策问题为：
(1)
因为所以函数∏i(xi,yi)是xi和yi的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向归纳法，可得零售商最优销售努力水平和知识共享努力水平为：
(2)
(3)
制造商的决策问题为：
(4)
将式(2)和式(3)代入式(4)，可知=-4(1+2k2)<0，=-1<0，所以∏m(w,z)是w和z 的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向归纳法，求解可得零售商为公平中性情形下，制造商的最优批发价和知识共享努力水平及最优产量为：
(5)
(6)
(7)
于是，制造商的最优利润为：
(8)
零售商的最优销售努力水平和知识共享努力水平及最优利润为：
(9)
(10)
(11)
2.2 零售商具有横向公平关切
当零售商具有横向公平关切时，零售商既关注自身的收益，又关注供应链上其他零售商的收益。

即零售商会以其他零售商的收益为参考，当己方收益高于对方时效用增加；反之，效用降低。

在横向公平关切情形下，零售商不再以自身利益最大化而是开始以自身效用最大化来作为决策依据。

Stackelberg博弈过程为：制造商在考虑零售横向公平偏好心理情形下，结合自己观测到的信息设定批发价格w和知识共享努力水平z；零售商在观测到制造商决策的基础上决定自己的销售努力xi和知识共享努力水平yi。

参照已有研究，引入参数λ(λ>0)作为零售商的横向公平关切系数，零售商的效用函数为：
u(∏i)=∏i-λ(∏j-∏i)=(1+λ)∏i-λ∏j
(12)
此时，零售商的决策问题为：
(13)
因为所以函数u(∏i)是xi和yi的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向归纳法可得，零售商最优销售努力水平和知识共享努力水平为：
(14)
(15)
制造商的决策问题为：
(16)
将式(14)和式(15)代入式(16)，可知所以函数∏m(w,z)是w和z的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向归纳法，求解可得零售商为横向公平关切情形下，制造商的最优批发价和知识共享努力水平及最优产量为：
(17)
(18)
(19)
于是，制造商的最优利润为：
(20)
零售商的最优销售努力水平和知识共享努力水平及最优效用为：
(21)
(22)
(23)
2.3 零售商具有纵向公平关切
当零售商具有纵向公平关切时，零售商既关注自身的收益，又关注收益分配公平问
题。

即零售商会以制造商的收益为参考，当己方利润高于对方时效用增加；反之，效用降低。

知识共享Stac-kelberg博弈过程为：制造商在考虑零售纵向公平偏好心理情形下，结合自己观测到的信息设定批发价格w和知识共享努力水平z；零
售商在观测到制造商决策的基础上决定自己的销售努力xi和知识共享努力水平yi。

此时，零售商的效用函数为：
u(∏i)=∏i-λ(∏m-∏i)=(1+λ)∏i-λ∏m
(24)
此时，零售商的决策问题为：
(25)
因为所以函数u(∏i)是xi和yi的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向归纳法，可得零售商最优销售努力水平和知识共享努力水平为：
(26)
(27)
制造商的决策问题为：
(28)
将式(25)和式(26)代入式(28)，可知：
=-1<0，所以函数∏m(w,z)是w和z的严格凹函数，存在唯一最优解。

根据逆向
归纳法，求解可得零售商为纵向公平关切情形下，制造商的最优批发价和知识共享努力水平及最优产量为：
(29)
(30)
(31)
于是，制造商的最优利润为：
(32)
零售商的最优销售努力水平和知识共享努力水平及最优利润为：
(33)
(34)
(35)
3 模型分析与结论
结论1：随着知识溢出效应的增大，零售商知识共享努力水平提高。

证明：若ki≠kj，根据前文方法同理可以求得对求关于kj的一阶导数可得：
知识溢出有利于实现供应链成员企业间的资源互补；有利于降低供应链成员企业创新成本和风险；有利于形成良好的供应链知识环境，所以在其他变量保持不变的情形下，知识溢出效应的存在可以提升另一零售商的知识共享努力水平，这说明零售商的知识共享努力水平既与自身的努力有关，又和其他零售商的知识共享有关。

这种关联关系的存在，往往会造成供应链成员企业机会主义行为的盛行，因为知识共
享需要一定的成本，成员企业既希望降低自身的知识共享努力水平，又期望其他企业进行知识共享，供应链知识共享存在道德风险。

此外，这也会挫伤企业知识共享的积极性，知识溢出会降低企业协同创新效果，加剧市场竞争激烈程度，而且由于知识溢出的特性，知识共享企业无法从溢出接受企业得到补偿。

所以在没有激励的情形下，供应链成员企业主动共享知识达到创新协同的意愿会降低。

结论2：当零售商具有横向公平偏好时，零售商的知识共享努力水平与公平关切系数成负相关；当零售商具有纵向公平偏好时，若零售商的知识共享努力水平与公平关切系数成正相关，若零售商的知识共享努力水平与公平关切系数成负相关，若零售商的知识共享努力水平与公平关切系数无关。

证明：对求关于λ的一阶导数，可得，
同理，
对求关于λ的一阶导数可得，当当当
这表明当零售商具有横向公平偏好时，随着公平关切系数的增大，零售商反而会选择低的知识共享努力水平，因为零售商销售量既受到自身知识共享努力水平的影响，还与其他零售的知识共享努力水平有关，而知识共享是存在成本的，所以零售商会选择较低的知识共享努力水平来降低自己的努力成本，也减少自身努力对其他零售商利润的影响，以此来缩小两者间的利润差距。

现实中，零售商横向公平偏好的存在会加剧供应链知识共享机会主义行为的发生。

当零售商具有纵向公平偏好时，公平关切系数越大，零售商越关注制造商的利润，而零售商与制造商的利润受到相互知识共享的影响，所以零售商知识共享努力水平与公平关切系数的关系同制造商知识共享影响系数有关。

结论3：当零售商具有横向公平偏好时，零售商的销售努力水平与公平关切系数成
负相关；当零售商具有纵向公平偏好时，零售商的销售努力水平与公平关切系数成正相关。

对和求关于λ的一阶导数，可得
当零售商具有横向公平偏好时，随着公平关切系数的增大，零售商反而会选择低的销售努力水平，因为零售商销售量受到另一零售商销售努力的影响，零售商会选择较低的努力水平来降低自己的努力成本，同时寄希望于其他零售商选择高的销售努力水平。

当零售商具有纵向公平偏好时，零售商关注自身利润与制造商的利润差距，零售商会选择高的销售努力水平，零售商通过销售努力来增加自己的收益，以此来弥补自己的纵向不公平感。

结论4：当零售商具有横向公平偏好时，制造商的批发价格与公平关切系数成正相关；而当零售商具有纵向公平偏好时，制造商的批发价格与公平关切系数成负相关。

证明：分别对w**和w***求关于λ的一阶导数，
这说明零售商具有横向公平关切时，随着公平关切系数的增大，零售商会选择降低自己努力水平，制造商的产量也相应的减少，制造商会通过提高批发价格来保证自己的利润。

当零售商具有纵向公平偏好时，随着公平关切系数的增大，零售商会越关注制造商的利润，制造商利润对零售商的效用影响越大，所以此时制造商通过降低批发价格来弥补零售商的不公平感带来的负效应。

结论5：当零售商具有横向公平偏好时，制造商的知识共享努力水平与公平关切系数成正相关；而当零售商具有纵向公平偏好时，制造商的知识共享努力水平与公平关切系数成负相关。

证明：所以对z**求关于λ的一阶导数等价于对求关于λ的一阶导数，显然可以求得
对z***求关于λ的一阶导数，可以求得
当零售商具有横向公平偏好时，零售商的努力水平下降，企业销售量减少，制造商
为了提升自己的利润，着力于提高自身的知识共享努力水平，以此来促使产量的提升。

当零售商具有纵向公平偏好时，零售商关注自身利润与制造商的利润差距，零售商会选择高的销售努力水平，零售商通过销售努力来增加自己的收益，以此来弥补自己的纵向不公平感。

结论6：当零售商具有横向公平偏好时，制造商利润并不一定与零售商公平关切系数正相关，零售商公平关切系数对制造商利润的影响还取决于零售商、制造商知识共享影响系数等交互关系的影响；当零售商具有纵向公平偏好时，零售商公平关切系数与制造商利润正相关。

证明：
所以，当时，若随着λ单调递增，若随着λ单调递减；当时，若随着λ单调递增，若随着λ单调递减。

结论7：当零售商具有横向或纵向公平偏好时，零售商效用并不一定与零售商公平关切系数正相关，零售商公平关切系数对零售商效用的影响还取决于零售商、制造商知识共享影响系数等交互关系的影响。

由于通过博弈模型推导出来的u(∏i)**、u(∏i)***较为复杂，无法直观地对模型结
论进行研究，下一节将通过数值仿真来描绘不同情形下的u(∏i)**、u(∏i)***与公
平关切系数的关系。

4 算例分析
为了更加直观地观测本文的主要结论，假设参数p=10，cm=4，ki=0.5，γ2=0.5，并进行数值仿真，然后与结论进行对比，对模型进行检验与分析。

4.1 知识溢出与零售商知识共享努力水平的关系
取ki=0.5，代入得到知识溢出与零售商知识共享努力水平的关系如图2所示。

由图2可知，零售商知识共享努力水平随着知识溢出效应的增大而增大，验证了结论1。

这表明，在有限的资源和自利经济人的假设下，知识溢出效应的存在有利于企业开展创新活动和获得竞争优势，但也会造成企业“搭便车”等机会主义的发生，这也是导致现实中供应链知识共享无法成功开展的重要因素。

图2 知识溢出与零售商知识共享努力水平的关系
4.2 零售知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系
将相关参数取值代入式(10)、(22)及(34)，得到零售商知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系如图3所示。

图3 零售知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系
图3显示，当零售商具有横向公平偏好时，知识共享努力水平低于公平中性时的努力水平，零售商知识共享努力水平与公平关切系数负相关。

当零售商具有纵向公平偏好时，零售商知识共享努力水平与公平关切系数的关系具有多样性，其由公平关切系数和制造商知识共享影响系数共同决定。

若γ2=0.3时，零售商知识共享努力水平随着公平关切系数的增大而减小，若γ2=0.7时，零售商知识共享努力水平随着公平关切系数的增大而增大，但零售商知识共享努力水平并不一定随着γ的增大而增大，过大的γ反而会让零售商选择低的知识共享努力水平。

因为随着γ的增大制造商的利润上升而成本保持不变，零售商在纵向公平心理的作用下会降低自己的知识共享努力水平，市场销售量下降，从而影响制造商的利润，以此来缩小两者间的利润差距。

所以制造商在同零售商合作时，若γ较小可以加强沟通让零售商了解自己的真实情况，若γ较大则应对该信息进行适当的隐瞒。

4.3 零售销售努力水平与零售商公平关切系数的关系
将相关参数取值代入式(9)、(21)及(33)，得到零售商销售努力水平与零售商公平关切系数的关系如图4所示。

图4 零售销售努力水平与零售商公平关切系数的关系
图4表明，当零售商具有横向公平偏好时，销售努力水平低于公平中性时的销售
努力水平，而且与公平关切系数负相关；而当零售商具有纵向公平偏好时，销售努力水平高于公平中性时的销售努力水平，且与公平关切系数正相关。

这些验证了结论3。

4.4 批发价格与零售商公平关切系数的关系
将相关参数取值代入式(5)、(17)及(29)，得到批发价格与零售商公平关切系数的关系如图5所示。

图5 批发价格与零售商公平关切系数的关系
图5表明，批发价格随着横向公平关切系数的增大而增大，且高于公平中性时的
批发价格，但随着纵向公平关切系数的增大而减小，且低于公平中性时的批发价格。

这与结论4是相符的。

4.5 制造商知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系
将相关参数取值代入式(6)、(18)及(30)，得到制造商知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系如图6所示。

图6显示，在上述参数的取值下，制造商知识共享努力水平随着横向公平关切系
数的增大而增大，且高于公平中性时的批发价格，但随着纵向公平关切系数的增大而减小，且低于公平中性时的批发价格。

这与结论5是相符的。

4.6 制造商利润与零售商公平关切系数的关系
对参数γ和k取不同的值，代入式(20)和(32)，得到制造商利润与零售商公平关切系数的关系如图7所示。

图6 制造商知识共享努力水平与零售商公平关切系数的关系
图7 制造商利润与零售商公平关切系数的关系
从图7可知，当零售商具有横向公平偏好时，制造商利润与公平关切系数的关系
具有多样性，他们间的关系还受制造商和零售商知识共享系数的影响；当零售商具。