需求均匀分布下供应链知识协同最优采购量契约

[摘 要] 知识协同涵盖供应链知识流动、共享与交易等的全过程，是知识管理的高级形态。本文对需求均匀分布和分散型决策结构下的供应链知识协同契约进行了探讨。模型通过对最优采购量和协同关系系数等参数的设计，平衡了供应商和制造商之间的利益-风险配置，实现自发调节协同行为、促使知识协同实现的目的。

[关键词] 供应链;知识协同;契约;协同机制

[中图分类号] F270 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）07-33-5

Optimal Purchase Quantity Contract of Supply Chain Knowledge Synergism for Uniform Distribution Demand

Yang Lijun

（Department of Management， Henan University of Science and Technology Luoyang， Henan Province， China，471023）

Abstract：Knowledge synergism which covers the knowledge flow， sharing and transaction process of supply chainis the advanced form of knowledge management. Knowledge synergism contract model for uniform distribution demand and decentralized decision-making structure of supply chain is discussed in this paper. The optimal procurement quantity and relationship coefficient are designed to balance between the supplier and the manufacturer for benefit-risk allocation in this model.These parametersinteract to achieve the purpose of knowledge synergism and promote spontaneous adjustment of partners’ behaviors.

Key Words： supply chain knowledgesynergism contract synergism mechanism

1 引言

供应链不仅是物流链、资金链和信息链，更是知识链。供应链在实现快速响应的同时，其结构优势还在于知识来源的多样性与开放性、内容的相关性、结构的内在匹配性和互补性。从供应链的高度来看，供应链内的知识资源具有系统性和集成性特征。

协同这一概念具有深厚的内涵，根据协同学（synergetic）创立者是德国著名物理学家哈肯的观点，协同即所谓协调合作，协同学旨在发现结构赖以形成的普遍规律[1]。协同是多参与主体、多种异质资源、多目标冲突的复杂相互作用过程。协同既是供应链的本质属性，也是供应链管理追求的理想状态。知识协同首先应属于供应链协同的范畴，既是供应链协同的高级形态也是知识管理的高级形态[2]。供应链知识协同涵盖供应链知识流动、知识共享、知识转移、知识获取、知识交易、知识吸收、知识合作、知识传输等多个知识运动形态和研究领域，是跨组织知识运动的更为准确的体现和概括。从知识协同的高度，上述供应链知识运动形态只是知识协同在不同阶段、不同时期的表现形式，其最终目标是实现知识协同。基于以上认识，本文将上述研究领域内的所有研究成果归入供应链知识协同的范畴。

2 供应链知识协同机制的研究综述

许多学者将供应链成员之间的知识流动、共享、交易、转移等视为知识提供方与知识需求方之间的一种博弈，更多地采用博弈模型来研究知识协同。冯长利等（2012）运甩演化博弈理论对供应链成员企业的知识共享行为的演变途径进行了探讨，研究特别强调了知识协同是一个动态博弈的过程[3]。张旭梅等（2012）就制造商与销售商之间就高知识含量产品进行客户知识协同获取的合作模式选择问题建立了博弈模型[4]。李新等（2012）则认为供应链联盟中个体企业从长期博弈的结果来看是有限理性的，是一个子博弈精炼纳什均衡，且共同的知识投入是联盟企业各方参与率的增函数[5]。罗π模2014）从市场交易的角度分析了供应链中各成员企业间的利益关系，将各节点企业的主动性、知识转移成本及转移损失等因素作为变量引人Stackelberg博弈模型，对供应链网络中核心及节点企业对知识转移的态度、决策动机及决策选择进行实证分析[6]。万颖（2013）同样利用了Stackelberg博弈模型对供应链知识共享行为进行了定量研究，并提出了集成运作模式下的专利式知识共享模型和共担风险方式下的知识共享模型[7]。牛晓格（2013）在供应链协同创新环境下建立了供应链企业间的知识挖掘和知识转移博弈机制[8]。叶诗凡（2012）构建了供应链知识共享动态进化博弈模型，研究了供应链中知识共享的过程细节以及不同情况下的演化趋势[9]。吴维军（2014）则研究了关系投入（结构性、经济性、中国式人际感情三种投入维度）破解供应链知识转移困境的作用机理，建立了供应链知识转移的博弈分析模型[10]。张旭梅和黄陈宣（2013）针对由单一制造商和单一第三方回收商组成的两级逆向供应链，建立了逆向供应链企业间知识共享的博弈模型，并首次提出了逆向供应链知识共享的两个合作条件：一是制造商在成本节约收益中的分享比例必须大于某个阈值;二是制造商所获得的整体收益比例必须大于制造商的知识共享成本分担比例[11]。胡彦闻（2011）则将研究置于具体的产业领域，构建了我国目前汽车行业供应链协作知识创新投入决策的博弈模型[12]。

与博弈模型相对应的另一个主要的研究方向是契约机制，大量的学者基于建立协同契约的角度探讨了知识协同实现的内在机理和动力。Blumenberg（2009）研究了特定的知识转移过程，以及这一过程对于外包绩效的影响，提出的转移机制是培训、战略层面的契约和标准[13]。Samaddar（2006）分析了有效协作和知识创造发生的条件，认为保持一种在领导者和追随者的边际收益上的最优比例关系对形成和保持协作非常重要[14]。陈伟（2011）结合关系交易理论和交易成本理论，构建了关系机制与正式契约对供应链企业间知识交易影响的概念模型，研究表明知识中介和市场契约对显性知识交易的正向影响显著，共同目标和信任对显性知识交易和隐性知识交易均有正向显著影响，市场契约在关系机制与知识交易之间起调节作用[15-16]。陈敏（2013）根据委托理论分别讨论了仅含有正向知识共享的开环系统和正向知识共享与逆向知识反哺并存的闭环系统下的最优激励契约，研究认为知识反哺能够增加知识共享双方的收益并提高知识供应企业的知识共享努力水平。在综合考虑企业知识共享的内部动机和外部动力的基础上，提出了包括信任和关系激励及利益激励两种机制[17]。黄桂红（2013）认为供应链知识共享是由正向知识共享和逆向知识反哺两个过程组成，根据委托理论为含有知识反哺环节的供应链知识共享设计出了最优激励契约[18]。陈伟等（2014）在供应链中的供应商的学习能力为其私人信息的情况下，制造商通过设计将知识交易量与原材料产品折扣价格相结合的合约菜单来甄别供应商的学习能力类型，并在此基础上建立信息不对称情形下的知识交易模型[19]。

由于知识协同中显著的风险因素，张旭梅等（2011）将知识协同中的道德风险、监督监控引入契约模型，研究了供应链环境下面临双边道德风险时制造商与零售商协同获取客户知识的契约设计问题，研究认为客户知识协同获取的最优收益分享比例与制造商和零售商的努力及其成本系数无关，但与他们的努力弹性系数及其成本函数的指数相关[20]。马轶德（2012）在此基础上考虑了激励机制和监督机制，在核心企业和成员企业之间构建了知识共享基本激励模型和考虑监控信号的激励模型，研究认为考虑监控信号条件下的成员企业知识共享努力水平优于不考虑监控信号下的知识共享努力水平[21]。此外，激励机制与监控机制都能促使成员企业努力共享知识，引入监控信号后可以帮助核心企业更加公平合理地设计报酬契约[22]。

除此之外，联合决策模型和收益分享计划也是供应链知识协同机制的研究方向。Raisinghani（2005）探讨了供应链、企业敏捷性和知识管理之间的相互联系，提出了一个针对敏捷供应链的最优知识管理架构决策模型[23]。Koh和Tan（2006）研究了知识转移过程并提出了使用行动计划选择（TAPS）模型作为决策制定工具促使供应链知识转移[24]。齐源（2011）基于供应链知识共享及分配评价理论构建了供应链知识共享收益分配体系[25]。施建刚（2011）构建了基于知识流的项目导向型供应链跨组织合作激励模型，研究表明实施项目导向型供应链跨组织知识流组合协调激励策略不仅可实现项目价值增值的最优化，而且可实现合作双方净收益的帕累托改善[26]。

总结国内外对供应链知识协同实现机制的研究成果，可以看出：

其一，绝大多数研究基于知识属性展开，利益机制、风险机制、关系机制与监控机制等是国内外研究的核心内容和主要方向。

其二，绝大多数研究成果没有将供应链决策结构（集中型决策结构和分散型决策结构）、外部需求属性（确定性需求和随机性需求）两个重要的参数作为知识协同的变量予以探讨，这是目前研究普遍存在的短板，而Qile（2013）等的研究则表明供应链中权力及权力限制对知识流动产生重要的影响[27]。

其三，不论是博弈机制，还是契约机制，多数模型围绕知识的需求与供给展开，但企业参与供应链知识协同的诉求多样化，并且由于知识资源作为无形资源本身价值难以评估、产权难以界定，协同双方往往需要找到知识资源以外的“价值替代品”来体现协同利益分配的合理性和有效性，这些价值替代品是资产专用性投资、采购量、采购期、采购间隔、质量保证与技术保证、采购价格与价格折扣、供货-采购优先权、各种互利优惠活动等，否则将使知识协同的实现机制缺乏可操作性。

3 模型理论框架

针对以上对于供应链知识协同实现机制研究存在问题的分析，本文将供应链决策结构和外部需求特性作为研究的基本框架，探讨在分散型决策结构和随机性外部需求环境下的供应链知识协同机制问题。

供应链决策结构可以分为分散型决策结构与集中型决策结构，外部需求属性可以分为确定性需求和随机性需求两类，多数情况下企业面临的外部环境充满变化和不确定性，这些不确定性带来了协同的风险。在随机性需求中，产品生命周期较短，可根据以往需求量推断大致需求区间的产品，符合均匀分布的假设[28]。为研究的方便，本模型假设外部需求符合均匀分布。

此外，知识协同的核心参数不再仅仅限于知识本身，模型围绕契约采购量、采购价格等参数进行设计。

模型由一个供应商S和一个制造商M构成，双方互为产品的需求-供给关系和知识的需求-供给关系，共同为开发某种全系的市场可能需求的产品展开协作研发。在研发的过程之中，双方互相进行知识资源的流动、共享和协作，上述行为可以视为双方针对特定用途的专用智力资本投资，这种投资是双向的。除此之外，双方共同承担该新产品研发成功后市场需求不确定性的风险。因此，为保证协同能够实现，合作双方订立关于风险与收益的契约就至关重要，本模型对合作双方的最优契约进行探讨。

3.1 模型假设条件

为简化起见，也为了使模型能够建立，首先有以下假设：

假设1：完全信息，即作为制造商的M公司与作为供应商的S公司双方都彼此清楚了解对方产品的成本构成、研发投入等费用，以及双方产品销售所获得的收入、利润等信息，双方之间不存在信息不对称;

假设2：S公司是M公司唯一的配件供应商，除S公司外，M公司不向任何第三方采购配件，M公司的采购成本的发生只与S公司有关。同样，S公司所生产的产品将全部销售给M公司。

除上述假设之外，为研究方便，还有下面的设定：

其一，供应链知识协同成员都追求自身经济利益最大化，每个成员都有决策权，即分散型决策结构。

其二，仅考虑单一产品的定价，特别是知识协同模型中供应链成员通过知识协同实现技术创新所生产的新产品，市场上同类产品相对较少，所以在模型中不考虑替代产品的价格。

其三，供应商和制造商互为唯一采购―供应对象，不存在其他的采购供应行为。

其四，不考虑库存和其他固定成本。

其五，双方的任意一个研发投入组合（Ri，Ii）都能得到一个特定的研发成果，该研发成果能够转化成为技术和产品。

3.2 均匀分布特性

设随机变量为制造商面临的外部市场需求且符合均匀分布，随机变量的概率密度函数为f（x），分布函数为F（x）。则有：[fx=] [b-a][1][0][a

其中F（a）=0 F（b）=1

当协同双方面临随机性外部需求时，契约模型特别是奖励与惩罚等契约适合于此类情况。

3.3 模型主要参数

Q―契约采购量，指为保证知识协同的实现，供应商要求制造商应保证一定的采购规模以分摊协同研发等费用，降低协同风险;

Pm―制造商产品的市场销售价格;

Ps―供应商提供给制造商的转移价格;

Cm―制造商单位产品生产成本（不包括对供应商的采购成本部分）;

Cs―供应商单位产品生产成本;

Rm―制造商的研发费用;

Rs―供应商的研发费用;

Im―为实现知识协同，制造商对供应商的智力资本投资量，包括知识流动、知识共享等;

Is―为实现知识协同，供应商对制造商的智力资本投资量，包括知识流动、知识共享等;

Fm―制造商为实现协同发生的智力资本投资成本;

Fs―供应商为实现协同发生的智力资本投资成本;

Lm―知识协同风险系数，指制造商对供应商进行知识流动与共享的风险;

Ls―知识协同风险系数，指供应商对制造商进行知识流动与共享的风险;

对参数做进一步设定：

（1）知识协同对研发费用的降低，令：

Fm=LmIm;Fs=LSIs

Rm=Rm0-KmQIs;Rs=Rs0-KsQIm

式中，Rm0―指在没有双方知识协同的情况下，制造商研发一新产品所需要的研发费用，正常情况下Rm0为一确定值;Rs0―指在没有双方知识协同的情况下，供应商研发一新产品所需要的研发费用，正常情况下Rs0也为一确定值。

KmQIs―指通过双方的知识协同实现了研发周期缩短、研发成功率提高等效应，从而实现了制造商研发费用的节省量，其中Km为知识吸收与转化系数。模型中设定研发费用的节省量与双方的协同积极性和投入有关，即当市场规模越大、供应商对制造商的智力资本投资越大，制造商的研发积极性越高，从而对研发费用的降低成效越大，反之亦然;

同理，令Rs=Rs0-KsQIs，其中参数的描述与制造商相同。

（2）知识协同风险与成本，令：

Fm=LmIm，即智力资本投资成本与风险和投资量正相关;

同理，令Fs=LsIs

4 协同分析

4.1 制造商分析

制造商M的目标利润函数为：

∏m=PmQ-CmQ-PsQ-Rm0+KmQIs-LmIm

制造商面临的外部需求服从均匀分布，即需求的范围为[u，v]。

进一步探讨，当市场需求小于契约采购量时，双方利益都受损，但在本模型中供应商处于被动和相对劣势，其本身是为了配合制造商的产品研发活动，因而其损失更大。为使协同能够进行，当出现以上情况时，应对供应商的利润损失予以补偿。

反之，当市场需求大于契约采购量时，双方都获益，但对供应商而言其产品销量、价格及成本是按照契约采购量进行最优决策，因而在此种情况下，供应商相对获利。为使协同能够进行，当出现以上情况时，供应商应和制造商分享额外收益。

基于以上设定，设随机市场需求量或销售量为x，当Q>x时，即市场需求量小于双方约定的契约采购量，修正制造商的目标利润：

∏m=Pmx-Cmx-Psx-Rm0+KmQIs-LmIm-w（Q-x）Ps

式中，w―协同关系系数，0≤w≤1，其实际含义是双方愿意在多大程度上进行风险共担和利润共享，即当制造商的比例为w时，供应商的比例为（1-w）。

当Q

∏m=Pmx-Cmx-Psx-Rm0+KmQIs-LmIm+s（x-Q）Ps

式中，s―协同关系系数，0≤s≤1，其实际意义是双方愿意在多大程度上进行风险共担和利润共享，即当制造商的比例为s时，供应商的比例为（1-s）。且s≠w。

则有，当随即需求量为x时，制造商的期望利润：

E（∏m）=[Q][u] x（Pm-Cm-Ps+wPs）f（x）dx+[Q][u] x（KmQIs-Rm0-LmIm-

wPsQ）f（x）dx+[V][Q] x（Pm-Cm-Ps+sPs）f（x）dx+[V][Q] x（KmQIs-Rm0-LmIm-

sPsQ）f（x）dx

因为fx=1/（v-u），求解?E（∏m）/?Q，令其等于零，得：

Q=[Ps（sv-wu）-KmIs（v-u）][Ps（s-w）]

又因为∏m的二阶导数为：∏m=Ps（s-w）

当s

式中sx，契约采购量大于随机市场需求量时制造商分担的损失比例。简言之，制造商应承担得更多而索取得更少，这也符合以制造商为主导的供应链知识协同实际情况。否则，知识协同难于实现。

4.2 供应商分析

当随即需求量为x时，供应商的期望利润：

E（∏m）=[Q][u] x[Ps-Cs-Q]f（x）dx+[V][Q] x[Ps-Cs-（1-s）Ps]f（x）dx+[V][Q] [KsQIm-Rs0（1-w）Ps]f（x）dx+[Q][u] [KsQIm-Rs0-LsIs+（1-w）Ps-LsIs+（1-s）PsQ]f（x）dx

求解?E（∏s）/?Q，令其等于零，得：

Q=[Ps（sv-wu）-KsIm（v-u）-Ps（v-u）] [Ps（s-w）]

同样，在s

显然，供应商的最优契约采购量和制造商的契约最优采购量并不相同，这与现实情况相符。一般情况下，制造商为减少风险会尽量降低契约采购量，而供应商则期望制造商增大契约采购量以减少自身的风险水平。下面比较Q*s和Q*m，令：

Ks=Km=K，即双方都有相同的知识吸收转化能力和相同水平的协同意愿。比较Q*m和Q*s：

Qm*-Qs*= [K（V-U）（Im-Is）+Ps（v-u）][Ps（s-w）]

分析上式，因为sIs时，Q*m

在现实供应链系统中，供应链的核心企业往往承担更多的知识协同责任，为实现协同核心企业向协作企业输出更多的知识资源，也就是更大的智力投资，所以Im>Is符合供应链知识协同的一般特征。

在此，Q*m

5 结论及启示

根据上述分析，市场随机需求量应满足：u

当u

当Q*m

当x>Q*s时，销量的上升反而带来双方利润的下降，但在实际企业营销中，为扩大市场占有率、封锁竞争对手，企业也可能采取此类决策。

知识协同契约能够起到维护协同双方利益的作用，特别是供应商的应得利益，保障供应商参与合作的积极性。契约采购量和协同关系系数的合理设计能够在不确定的市场环境下调节协同双方的利益和风险配置，使得协同得以实现。

参考文献：

[1] 赫尔曼.哈肯（德），凌复华译.协同学―大自然构成的奥秘[M].上海：上海译文出版社，2001.

[2] Anklam， P. Knowledge Management： The Collaboration Thread[J].American Society f-or Information Science and Technology，2002（6）：501-511.

[3] 冯长利，周剑，兰鹰.供应链成员间知识共享行为演化博弈模型[J].情报杂志，2012（3）：138-144.

[4] 张旭梅，沈娜丽，徐广业.供应链环境下的客户知识协同获取决策模型[J].计算机集成制造系统，2012（10）：2273-2279.

[5] 李新，王敏晰.供应链联盟知识共享的博弈分析[J].中国流通经济，2012（10）：46-50.

[6] 罗π.供应链企业间知识转移的Stackelberg博弈分析[J].安阳师范学院学报，2014（1）：58-61.

[7] 万颖，李红波，刘亚相.供应链知识流管理的博弈分析[J].商业时代，2013（9）：52-52.

[8] 牛晓格.供应链协同创新环境下企业间的知识共享机制研究[D].天津：天津大学，2013（12）：38-39.

[9] 叶诗凡，杨岚，张建华.供应链知识共享动态进化博弈研究[J].情报杂志，2012（9）：126-130.

[10] 吴维军，赵国军.关系投入与供应链联盟类型的契合性选择[J].沈阳师范大学学报（社会科学版），2014（4）：76-79.

[11] 张旭梅，黄陈宣.逆向供应链企业间知识共享的决策机制研究[J].管理学报，2013（2）：233-237.

[12] 胡彦闻.汽车行业供应链成员协作知识创新投入决策博弈分析[J].上海汽车，2011（12）：33-46.

[13] Blumenberg， S.， Wagner， H.，& Beimborn， D. Knowledge transfer process-es in IT o-utsourcing relationships and their impact on shared knowledge and outsourcing perfo-rmance[J]. International Journal of Information Management， 2009（29）：342-352.

[14] Samaddar，S.， & Kadiyala， S. S. An analysis of inter-organizational resource sharing decisions in collaborative knowledge creation[J].European Journal of Operational Research， 2006（170）：192-210.

[15] 陈伟.供应链企业间知识交易的创新效应与契约机制研究[D].重庆大学，2011.

[16] 陈伟，彭程，徐磊.关系机制、市场契约与知识交易[J].财经论丛，2014（11）：66-72.

[17] 陈敏.供应链知识共享激励机制研究[D].赣南师范学院学报，2013.

[18] 黄桂红，陈敏等.基于知识反哺的供应链知识共享最优激励契约研究[J].赣南师范学院学报，2013（3）：120-124.

[19] 陈伟，宋寒.学习能力影响下供应链企业间知识交易的最优合约配置[J].技术经济，2014（1）：125-133.

[20] 张旭梅，沈娜丽，邓流生.供应链环境下考虑双边道德风险的客户知识协同获取契约设计[J].预测，2011（4）：20-24.

[21] 马轶德.考虑道德风险的供应链企业间知识共享激励机制研究[D].重庆大学，2012.

[22] 马轶德，张旭梅，陈伟.考虑监控信号的供应链知识共享激励机制研究[J].管理学报，2012（12）：1838-1855.

[23] Raisinghani， M. S.， & Meade， L. L. Strategic decisions in supply chain intelligence using knowledge management：an analytic-network-process framework[J]. Supply Chain Management： An International Journal， 2005（10）：51-170.

[24] Koh， S. C. L.， & Tan，K. H. Translating knowledge of supply chain uncertainty into business strategy and actions. Journal of Manufacturing Technology Management，2006（17）： 472-485.

[25] 齐源，赵晓康，李玉敏.基于Shapley值及Gahp的供应链知识共享收益分配研究[J].科技进步与对策，2011（5）：132-136.

[26] 施建刚，吴光东，唐代中.基于知识流的项目导向型供应链跨组织合作激励机制[J].科技进步与对策，2011（5）：132-136.

[27] Qile He，Abby Ghobadian，David Gallear. Knowledge acquisition in supply chain partnerships： The role of power[J]. Int. J. Production Economic-s，2013（141）： 605-618.

[28] 李凯，张迎冬，严建援.需求均匀分布条件下的供应链渠道协调―基于奖励与惩罚的双重契约[J].中国管理科学，2012（6）：131-137.