宋杰珍，黃有方，谷金蔚

(1.上海海事大學(xué)科學(xué)研究院，上海 201306;2.山東大學(xué)機(jī)電與信息工程學(xué)院，山東 威海 264209)

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信息對稱與非對稱環(huán)境下基于補(bǔ)償合約的物流能力協(xié)調(diào)研究

宋杰珍1，黃有方1，谷金蔚2

(1.上海海事大學(xué)科學(xué)研究院，上海 201306;2.山東大學(xué)機(jī)電與信息工程學(xué)院，山東 威海 264209)

在物流服務(wù)商外部收益信息對稱與非對稱的環(huán)境下，面向物流能力預(yù)定問題研究了零售商與物流服務(wù)商之間的契約協(xié)調(diào)機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包含物流服務(wù)價(jià)格與閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用的補(bǔ)償合約在兩種信息環(huán)境下都能夠協(xié)調(diào)雙方企業(yè)的行為，使得零售商預(yù)定的物流能力數(shù)量達(dá)到集中決策下的系統(tǒng)最優(yōu)值。物流服務(wù)商外部收益系數(shù)越大，零售商制定的閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用應(yīng)當(dāng)越高；在信息非對稱的環(huán)境下，如果物流服務(wù)商追求的是固定保留利潤，物流服務(wù)商有隱瞞外部收益的動(dòng)機(jī)，如果追求的是可變保留利潤，物流服務(wù)商有夸大外部收益的動(dòng)機(jī)；為了甄別物流服務(wù)商真實(shí)的外部收益信息，與信息對稱環(huán)境下相比，零售商應(yīng)當(dāng)提高物流服務(wù)價(jià)格，降低閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用。最后，基于算例分析了信息非對稱程度和外部收益大小對補(bǔ)償合約及雙方企業(yè)期望利潤的影響，并在信息非對稱的環(huán)境下驗(yàn)證了補(bǔ)償合約的有效性。

外部收益; 非對稱信息; 補(bǔ)償合約; 物流能力

1 引言

近年來，物流活動(dòng)在企業(yè)發(fā)展或競爭中扮演著越來越重要的角色。然而，由于專注于核心業(yè)務(wù)的需要，或物流投資成本過高，或顧客需求不確定性強(qiáng)等因素的存在使得自建物流并不是一個(gè)理性的選擇，很多企業(yè)轉(zhuǎn)而尋找合適的第三方物流服務(wù)商與之進(jìn)行能力合作。物流能力合作的基本決策是企業(yè)根據(jù)自身需求向物流服務(wù)商訂購一定數(shù)量的物流能力或物流服務(wù)商根據(jù)與企業(yè)合作的可能收益決定物流能力的投資或分配。由于物流供需雙方都是獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，在合作過程中都以自身的利益最大化進(jìn)行分散化決策，因而決策的結(jié)果通常都不是系統(tǒng)最優(yōu)的。為了使合作系統(tǒng)的整體利益達(dá)到最大，需要尋找一種合適的協(xié)調(diào)策略。

早期關(guān)于能力協(xié)調(diào)的文獻(xiàn)主要集中在產(chǎn)品供應(yīng)鏈的框架下。如?zer等[1]在需求信息不對稱的情況下，分別設(shè)計(jì)產(chǎn)能預(yù)定契約和提前購買契約來甄別需求信息和使生產(chǎn)商傳遞需求信息。Jin Mingzhuo等[2]針對高科技行業(yè)設(shè)計(jì)了一個(gè)可扣除預(yù)定費(fèi)用的產(chǎn)能預(yù)定協(xié)調(diào)機(jī)制。楊丹琴等[3]針對按單裝配供應(yīng)鏈，設(shè)計(jì)了一個(gè)菜單式產(chǎn)能預(yù)定合同以甄別制造商非關(guān)鍵組件成本信息并協(xié)調(diào)制造商的產(chǎn)能預(yù)定決策。Pezeshki等[4]分別在需求信息全部更新與部分更新的環(huán)境下設(shè)計(jì)部分預(yù)定費(fèi)用可扣除協(xié)調(diào)合同(PARD)、成本共擔(dān)與收益共享合同(RCRS)進(jìn)行產(chǎn)能的預(yù)定協(xié)調(diào)。Araneda-Fuentes Pezeshki[5]針對B2B環(huán)境下供需雙方都面臨隨機(jī)市場需求的情形設(shè)計(jì)了一個(gè)產(chǎn)能協(xié)調(diào)合同。其他關(guān)于產(chǎn)能協(xié)調(diào)的文獻(xiàn)還有Serel[6]，Mathur等[7]，Park等[8]。

近年來針對物流能力協(xié)調(diào)的研究逐漸增多， Guptaz[9]在航空貨運(yùn)市場環(huán)境下，研究了承運(yùn)人的能力分配決策與代理人銷售努力之間的協(xié)調(diào)問題。崔愛平等[10]面向物流服務(wù)集成商與分包商的能力訂購與投資決策，提出基于期權(quán)契約的協(xié)調(diào)機(jī)制并對協(xié)調(diào)機(jī)制效果及供應(yīng)鏈期望額外利潤的分配進(jìn)行了分析。王曉立等[11]在物流能力供應(yīng)和需求均不確定環(huán)境下，提出了基于收益共享的能力采購費(fèi)用補(bǔ)償機(jī)制來協(xié)調(diào)物流服務(wù)集成商和供應(yīng)商的能力采購和投資問題。丁斌等[12]在電子商務(wù)環(huán)境下，分析了在線零售商與物流提供商之間關(guān)于配送能力成本補(bǔ)償與配送能力投資的博弈行為并進(jìn)行求解分析。袁旭梅等[13]提出期權(quán)回購契約對一個(gè)物流服務(wù)集成商和一個(gè)物流服務(wù)分包商所組成的二級(jí)物流服務(wù)供應(yīng)鏈進(jìn)行能力協(xié)調(diào)。劉艦等[14]針對公—鐵聯(lián)運(yùn)企業(yè)的縱向運(yùn)能合作與協(xié)調(diào)提出懲罰機(jī)制并對該機(jī)制的適用范圍進(jìn)行了探討。

然而上述關(guān)于物流能力協(xié)調(diào)的研究都是在信息對稱的環(huán)境下進(jìn)行的。現(xiàn)實(shí)實(shí)踐中，系統(tǒng)中某一個(gè)成員通常擁有某個(gè)方面的私有信息，占有私有信息的一方可能會(huì)利用信息優(yōu)勢損害另一方或整個(gè)合作系統(tǒng)的利益。因此，有必要研究信息非對稱環(huán)境下的物流能力決策與協(xié)調(diào)問題。?zer和Wei Wei[1]楊丹琴等[3]研究了信息非對稱下的產(chǎn)能協(xié)調(diào)策略，但是由于研究背景的不同，其結(jié)論并不能直接應(yīng)用于物流服務(wù)之中。

雖然有一些關(guān)于物流服務(wù)外包激勵(lì)的研究考慮到了物流服務(wù)過程中的信息不對稱現(xiàn)象，但是這些研究大都針對的是物流服務(wù)商的努力信息或成本信息，例如王勇等[15]和徒君等[16]。本文則針對物流服務(wù)商的外部收益信息進(jìn)行研究。所謂物流服務(wù)商的外部收益是指物流服務(wù)商把物流能力進(jìn)行外部分配(分配給系統(tǒng)外部其他企業(yè))所取得的收益。其涵義與報(bào)童模型中的殘余價(jià)值有一定的相似性，但是報(bào)童模型通常都假設(shè)產(chǎn)品的殘余價(jià)值不大于產(chǎn)品成本，例如Alfares 等[17]，Jin Mingzhuo和Wu[2]中對剩余產(chǎn)能的處理也有類似的假設(shè)。而在本文中物流服務(wù)商的外部收益是不小于物流服務(wù)商的運(yùn)送成本的。正因?yàn)槿绱?，物流服?wù)商把物流能力分配給其他企業(yè)是有利可圖的。追求期望利潤最大化的物流服務(wù)商考慮到外部收益的大小可能會(huì)選擇不把物流能力分配給零售商或?qū)ν獠渴找孢M(jìn)行虛假匯報(bào)。

針對上述問題，本文在物流服務(wù)商外部收益信息對稱與不對稱的環(huán)境下提出零售商與物流服務(wù)商之間的能力協(xié)調(diào)策略—補(bǔ)償合約，并對其進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)。在該策略下，零售商被允許提前預(yù)定物流能力且不需要付出預(yù)定費(fèi)用，但是如果需求實(shí)現(xiàn)后，零售商預(yù)定的物流能力過多，造成物流服務(wù)商喪失可能的外部收益時(shí)，零售商需要向物流服務(wù)商付出一定的補(bǔ)償費(fèi)用。在信息對稱的環(huán)境下，補(bǔ)償合約要能夠使物流能力預(yù)定數(shù)量達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)。在信息非對稱的環(huán)境下，補(bǔ)償合約不僅要使物流能力預(yù)定數(shù)量達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)，還要能夠保證物流服務(wù)商“說真話”。該合約機(jī)制能否達(dá)到這兩個(gè)目的？兩種信息環(huán)境下的合約有什么區(qū)別？物流服務(wù)商外部收益大小對于合約的設(shè)計(jì)有什么影響？這些都是本文即將研究的內(nèi)容。

2 問題描述與協(xié)調(diào)基準(zhǔn)

假設(shè)1 運(yùn)送1單位的訂單需要1單位的物流能力；

假設(shè)2 物流服務(wù)商S和零售商R都是風(fēng)險(xiǎn)中性的；

假設(shè)3p+l≥g≥cv。這是物流服務(wù)商S與零售商R或其他企業(yè)合作的前提條件；

假設(shè)4 由于市場處于物流需求旺季，或物流服務(wù)商S具有某種獨(dú)特的服務(wù)品質(zhì)，如果零售商R預(yù)定的物流能力不足，它無法或不愿意從其他地方補(bǔ)充物流能力。

假設(shè)5 零售商R處于主導(dǎo)地位，如果物流服務(wù)商S決定合作，他分配給零售商物流能力的數(shù)量必須等于零售商預(yù)訂的數(shù)量。

Eπji在文中代表期望利潤。Eπji及其他參變量的上標(biāo)i=η,κ分別代表對稱信息下的分散決策模式及非對稱信息下的分散決策模式，i缺省時(shí)代表集中決策模式。Eπji的下標(biāo)j=R,S分別代表零售商和物流服務(wù)商，j缺省時(shí)代表系統(tǒng)整體。

首先考慮零售商R和服務(wù)商S作為一個(gè)整體進(jìn)行集中決策時(shí)的系統(tǒng)最優(yōu)決策。系統(tǒng)整體的期望利潤為：

Eπ=(p-cv)s(q)+(g-cv)(Q-q)-cfQ-lτ(q)

(1)

根據(jù)Newsboy模型，可以求得集中決策下系統(tǒng)最優(yōu)的物流能力預(yù)定數(shù)量和最大期望總利潤分別是：

(2)

(3)

3 對稱信息下的補(bǔ)償合約

現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中，零售商和物流服務(wù)商通常是兩個(gè)獨(dú)立的企業(yè)實(shí)體，分別以自身的利益最大化進(jìn)行分散決策。為了協(xié)調(diào)物流能力預(yù)定數(shù)量，假設(shè)供需雙方采用包含服務(wù)價(jià)格和閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用的補(bǔ)償合約進(jìn)行合作。該補(bǔ)償合約的具體執(zhí)行方式是：當(dāng)零售商預(yù)定的物流能力被使用，物流服務(wù)發(fā)生時(shí)，零售商為每單位使用的能力支付w的物流服務(wù)價(jià)格，而當(dāng)預(yù)定的物流能力未被使用，造成能力閑置浪費(fèi)時(shí)，零售商為每單位閑置的能力支付m的補(bǔ)償費(fèi)用。

(4)

(5)

引入?yún)?shù)λ(0≤λ≤1)，令wη=(1-λη)g+λη(p+l)，mη=(1-λη)(g-cv)，則(4)式和(5)式可重寫為：

(6)

(7)

從(6)式和(7)式可以看出，λ實(shí)際上決定了系統(tǒng)內(nèi)部期望總收益在零售商與物流服務(wù)商之間的分配。λ越大，作為主導(dǎo)方的零售商向物流服務(wù)商分配的內(nèi)部收益越多。據(jù)此，我們稱λ為物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)，相應(yīng)地，λη是對稱信息下的內(nèi)部收益系數(shù)。

下面研究λη的具體取值。由于要使物流服務(wù)商參與合作，必須滿足物流服務(wù)商的參與約束，即物流服務(wù)商的期望利潤不小于物流服務(wù)商的保留利潤。根據(jù)qη*=q*及(7)式，得到

(8)

V是物流服務(wù)商的保留利潤。本文考慮兩種情形，第1種，V取固定值，令V=v1，此時(shí)物流服務(wù)商在其期望利潤不小于固定值v1時(shí)參與合作，他不在乎期望利潤是源于內(nèi)部分配還是外部收益；第2種，V取可變值，令V=v0+(g-c)Q，此時(shí)(8)式可變形為ληI*≥v0，表明只有在分配的內(nèi)部收益不小于基礎(chǔ)值v0時(shí)，物流服務(wù)商才會(huì)與零售商進(jìn)行合作。

定理1對稱信息下，零售商應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)補(bǔ)償合約：

mη*=(1-λη*)(g-cv)

(9)

wη*=(1-λη*)g+λη*(p+l)

(10)

(11)

把(9)-(11)式分別代入(6)-(7)式，可得到對稱信息下零售商和物流服務(wù)商的期望利潤為：

(12)

(13)

4 非對稱信息下的補(bǔ)償合約

當(dāng)物流服務(wù)商的外部收益系數(shù)g為非對稱信息時(shí)，為了獲得更多的利潤，一種類型的服務(wù)商有可能偽裝成另外一種類型的服務(wù)商，從而導(dǎo)致零售商的能力預(yù)定決策也有可能偏離對稱信息下的最優(yōu)數(shù)量qη*=q*。因此，零售商需要合理設(shè)計(jì)契約{wκ,mκ}以阻止這種“偽裝”和“偏離”行為。信息非對稱環(huán)境下，假設(shè)零售商和物流服務(wù)商的博弈決策順序如下：

第1階段，零售商提供一個(gè)菜單式契約{wκ,mκ}；

第2階段，物流服務(wù)商決定是否合作；

第3階段，如果物流服務(wù)商決定合作，從菜單中選擇一個(gè)契約，否則合作終止；

第4階段，零售商預(yù)定物流能力；

第5階段，訂單數(shù)量x確定；物流服務(wù)商提供物流服務(wù)，零售商進(jìn)行轉(zhuǎn)移支付。

從而，物流服務(wù)商的期望利潤為：

(14)

零售商的期望利潤為：

(15)

根據(jù)(15)式，第4階段中零售商預(yù)定的物流能力數(shù)量是：

(16)

定理2信息非對稱環(huán)境下，補(bǔ)償合約能夠協(xié)調(diào)雙方企業(yè)的行為，使得物流服務(wù)商匯報(bào)真實(shí)的外部收益信息，并保證零售商預(yù)定最優(yōu)的物流能力數(shù)量。

證明：要保證物流服務(wù)商匯報(bào)真實(shí)的外部收益信息，必須使物流服務(wù)商匯報(bào)真實(shí)信息時(shí)的期望利潤不小于匯報(bào)虛假信息時(shí)的期望利潤。根據(jù)(14)式可以得到：

(17)

(18)

(19)

(18)和(19)兩式相加得到：

(20)

把(16)式代入(14)式，可以得到第3階段物流服務(wù)商面臨的問題是：

(21)

定理3非對稱信息下，要使物流服務(wù)商匯報(bào)真實(shí)的外部收益信息，補(bǔ)償合約必須滿足λκ'(g)≤0，且λκ'I*-λκq*+q*=0。其中q*和I*分別是集中決策下最優(yōu)物流能力預(yù)定數(shù)量和系統(tǒng)內(nèi)部最大期望總收益。

證明：要使服務(wù)商“說真話”，零售商必須使匯報(bào)真實(shí)值是物流服務(wù)商的最優(yōu)選擇，即真實(shí)值g是(21)式的最優(yōu)解。根據(jù)最優(yōu)解的存在條件，下述(22)式和(23)式兩個(gè)條件必須滿足：

(22)

(23)

將(22)式對g求導(dǎo)，得到：

λκ″I*-2λκ′q*-λκq*′+q*′=0

(24)

(25)

要使物流服務(wù)商接受合作，只需要使物流服務(wù)商“說真話”時(shí)的期望利潤不小于其保留利潤即可。即物流服務(wù)商參與合作的約束條件是：

(26)

λκI*+(g-c)Q=

最后考慮第1階段零售商的契約設(shè)計(jì)。根據(jù)(15)式，此時(shí)零售商面臨的問題是：

(27)

定理5非對稱信息下，零售商應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)補(bǔ)償合約：

mκ*=(1-λκ*)(g-cv)

(28)

wκ*=(1-λκ*)g+λκ*(p+l)

(29)

λκ*=

(30)

最后，把(28)-(30)式分別代入(25)式和(27)式即可得到信息非對稱環(huán)境下物流服務(wù)商和零售商的期望利潤：EπSκ*與EπRκ*。信息非對稱環(huán)境與信息對稱環(huán)境下物流服務(wù)商獲得的期望利潤之差EπSκ*-EπSη*是物流服務(wù)商在信息非對稱環(huán)境下獲得的信息租金G。

當(dāng)V=v1時(shí)，

當(dāng)V=v0+(g-c)Q時(shí)，

5 補(bǔ)償合約的性質(zhì)分析

性質(zhì)1 在外部收益信息對稱的情形下，如果物流服務(wù)商的保留利潤為固定值，則物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)與其外部收益系數(shù)成反比，如果物流服務(wù)商的保留利潤為可變值，則其內(nèi)部收益系數(shù)與其外部收益系數(shù)成正比；在信息非對稱的環(huán)境下，無論物流服務(wù)商的保留利潤為何種形式，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)始終與其外部收益系數(shù)成反比。

性質(zhì)1成立是因?yàn)楫?dāng)V=v1時(shí)，λη*′(g)≤0，當(dāng)V=v0+(g-c)Q時(shí)，λη*′(g)≥0;λκ*′(g)≤0。

從性質(zhì)1可看出，信息對稱時(shí)，不同的保留利潤形式下，物流服務(wù)商外部收益水平對其內(nèi)部收益系數(shù)具有截然不同的影響。當(dāng)物流服務(wù)商追求固定的保留利潤時(shí)，外部收益系數(shù)越大，其內(nèi)部收益系數(shù)越小。這是由于物流服務(wù)商固定的利潤目標(biāo)使得零售商可以在其外部收益較高的情況下減少對其的內(nèi)部收益分配。物流服務(wù)商外部收益的存在減少了雙方的合作成本。但是當(dāng)物流服務(wù)商保留利潤為可變值時(shí)，外部收益系數(shù)越大意味著物流服務(wù)商外部的機(jī)會(huì)收益越大，為了達(dá)成合作，零售商需要分配給物流服務(wù)商更多的內(nèi)部收益，因此此時(shí)物流服務(wù)商外部收益的存在增加了雙方的合作成本?，F(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中，當(dāng)某條路線存在較高的返程收益時(shí)，運(yùn)輸服務(wù)商通常收取較低的正向運(yùn)費(fèi)可視為是運(yùn)輸服務(wù)商追求固定保留利潤的結(jié)果。另一種情形，當(dāng)某條線路運(yùn)力緊張時(shí)，運(yùn)輸服務(wù)商收取較高的運(yùn)費(fèi)通?？梢哉J(rèn)為是運(yùn)輸服務(wù)商追求可變保留利潤的結(jié)果。運(yùn)力越緊張，運(yùn)輸服務(wù)商的外部收益系數(shù)越大，因此運(yùn)輸服務(wù)商收費(fèi)就越高。

在信息不對稱的環(huán)境下，物流服務(wù)商內(nèi)部收益系數(shù)始終與其外部收益系數(shù)成反比是保證物流服務(wù)商匯報(bào)真實(shí)外部收益的條件之一，見定理3。

性質(zhì)2 與信息對稱環(huán)境下相比，物流服務(wù)商在信息非對稱時(shí)的內(nèi)部收益系數(shù)應(yīng)當(dāng)更大，相應(yīng)地，物流服務(wù)價(jià)格更高，閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用更低；無論信息對稱與非對稱，物流服務(wù)商的外部收益系數(shù)越大，其閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用應(yīng)當(dāng)越高。

性質(zhì)2成立是因?yàn)棣甩?(g)≥λη*(g)，wκ*(g)≥wη*(g)，mκ*(g)≤mη*(g)；mη*′(g)≥0，mκ*′(g)≥0。

性質(zhì)2表明當(dāng)信息不對稱時(shí)，為了獲得物流服務(wù)商的私有信息，促使物流服務(wù)商參與合作并選擇正確的合作契約，零售商需要分配給物流服務(wù)商更多。物流服務(wù)商外部收益系數(shù)越大，物流能力閑置的機(jī)會(huì)損失也越大，為了使物流服務(wù)商參與合作，相應(yīng)的補(bǔ)償費(fèi)用也應(yīng)當(dāng)越大。

特別地，當(dāng)g=cv，即物流服務(wù)商外部收益系數(shù)等于其單位訂單運(yùn)送成本時(shí)，物流服務(wù)商與外部企業(yè)合作無利可圖，外部凈收入為零。此時(shí)，閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用mη*(g)=mκ*(g)=0，表明零售商無需對物流服務(wù)商的閑置能力進(jìn)行補(bǔ)償。

性質(zhì)3 非對稱信息下，當(dāng)物流服務(wù)商保留利潤為固定值時(shí)，零售商為外部收益系數(shù)最低的物流服務(wù)商設(shè)計(jì)的補(bǔ)償合約與對稱信息下相同，外部收益最低的物流服務(wù)商僅獲得保留利潤，其他物流服務(wù)商同時(shí)獲得保留利潤和與外部收益系數(shù)成正比的信息租金；當(dāng)物流服務(wù)商保留利潤為可變值時(shí)，零售商為外部收益最高的物流服務(wù)商設(shè)計(jì)的補(bǔ)償合約與對稱信息下相同，外部收益最高的物流服務(wù)商僅獲得保留利潤，其他物流服務(wù)商同時(shí)獲得保留利潤和與外部收益系數(shù)成反比的信息租金。

性質(zhì)3表明，非對稱信息下，當(dāng)保留利潤為固定值時(shí)，物流服務(wù)商具有隱瞞外部收益的動(dòng)機(jī)，外部收益系數(shù)最低的物流服務(wù)商沒有隱瞞的機(jī)會(huì)，因此零售商對其可不給予信息租金。當(dāng)保留利潤為可變值時(shí)，物流服務(wù)商具有夸大外部收益的動(dòng)機(jī)，外部收益系數(shù)最高的物流服務(wù)商沒有夸大的機(jī)會(huì)，所以對其可不給予信息租金。除這兩種情形以外，為了獲得真實(shí)的外部收益信息，零售商必須給予物流服務(wù)商一定數(shù)量的信息租金。

6 數(shù)值分析

本節(jié)的目的是分析信息非對稱程度及外部收益大小對補(bǔ)償合約及雙方企業(yè)期望利潤的影響，并驗(yàn)證補(bǔ)償合約的有效性。假設(shè)p=12，l=8，Q=1000，cv=2，cf=2，v1=2000，v0=1000。x∈[600,1000]且服從均勻分布。

6.1 信息非對稱程度對補(bǔ)償合約及雙方企業(yè)期望利潤的影響

為了研究信息非對稱程度的影響，假設(shè)物流服務(wù)商真實(shí)的外部收益系數(shù)g=4，下表1和表2比較了零售商在不同信息結(jié)構(gòu)下的最優(yōu)補(bǔ)償合約及雙方期望利潤。其中g(shù)∈[3,5]，g∈[2,6]時(shí)g都服從均勻分布，兩種情況下的均值與真實(shí)外部收益系數(shù)沒有區(qū)別，但是方差逐漸增大，代表信息的非對稱程度逐漸加強(qiáng)。

表1 保留利潤V=v1時(shí)信息非對稱程度的影響

表2 保留利潤V=v0+(g-c)Q時(shí)信息非對稱程度的影響

從表1，表2可以看出:

(1) 信息對稱與非對稱環(huán)境下，物流能力預(yù)定數(shù)量qi*及系統(tǒng)整體期望總利潤Eπi*都與集中決策下的最優(yōu)值相等(期望總利潤數(shù)值表現(xiàn)上的微小差別是由于計(jì)算誤差引起的，對該結(jié)論沒有影響)；

(2) 隨著信息非對稱程度的加強(qiáng)，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)λi*逐漸增加，物流服務(wù)價(jià)格wi*逐漸增加，閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用mi*逐漸減少。同時(shí)，零售商的期望利潤EπRi*逐漸減少，物流服務(wù)商的期望利潤EπSi*逐漸增加。

6.2外部收益大小對補(bǔ)償合約及雙方企業(yè)期望利潤的影響

表3 保留利潤V=v1時(shí)針不同外部收益的影響

(續(xù)上)

表4 保留利潤V=v0+(g-c)Q時(shí)不同外部收益的影響

(續(xù)上)

從表3可以看出:

(1) 信息對稱環(huán)境下，隨著外部收益系數(shù)g的增加，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)λη*逐漸減少。物流服務(wù)商的期望利潤EπSη*始終等于固定的保留利潤2000，不隨外部收益系數(shù)的變化而變化；

(2) 信息非對稱環(huán)境下，當(dāng)外部收益系數(shù)為最小值2時(shí)，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)λκ*與信息對稱環(huán)境下λη*相等，此時(shí)物流服務(wù)商獲得的期望利潤EπSκ*等于保留利潤2000，獲得的信息租金EπSκ*-EπSη*為0。隨著外部收益系數(shù)g的增大，物流服務(wù)商獲得的信息租金EπSκ*-EπSη*逐漸增加，例如外部收益為4的服務(wù)商獲得的信息租金是44，外部收益為5的服務(wù)商獲得的信息租金是100；

從表4可以看出：

(3) 信息對稱環(huán)境下，外部收益系數(shù)g越大，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)λη*也越大。物流服務(wù)商的期望利潤EπSη*隨著外部收益系數(shù)g的增加而增加，但是始終等于可變的保留利潤1000+1000*(g-4)；

從表3和表4同時(shí)可以看出：

(5) 信息非對稱環(huán)境下，外部收益系數(shù)g越大，物流服務(wù)商的內(nèi)部收益系數(shù)λκ*越??；

(6) 外部收益系數(shù)g越大，信息對稱與非對稱環(huán)境下的閑置能力補(bǔ)償費(fèi)用mη*及mκ*都越大。當(dāng)外部收益系數(shù)等于運(yùn)送成本cv=2時(shí)，補(bǔ)償費(fèi)用mη*及mκ*都等于0。

6.3信息非對稱環(huán)境下補(bǔ)償合約的有效性驗(yàn)證

表5 保留利潤V=v1時(shí)補(bǔ)償合約的有效性驗(yàn)證

表6 保留利潤V=v0+(g-c)Q時(shí)補(bǔ)償合約的有效性驗(yàn)證

7 結(jié)語

在MTO生產(chǎn)領(lǐng)域以及一些服務(wù)行業(yè)，由于不能利用庫存作為緩沖，因此能力決策是一個(gè)基本且至關(guān)重要的問題。本文以物流服務(wù)為研究背景，在零售商僅有一次物流能力預(yù)定機(jī)會(huì)的情形下，研究了零售商與物流服務(wù)商之間基于閑置能力補(bǔ)償?shù)奈锪髂芰︻A(yù)定協(xié)調(diào)策略。

研究結(jié)果表明：當(dāng)物流服務(wù)商不存在外部收入(外部收益系數(shù)等于單位產(chǎn)品運(yùn)送成本)時(shí)，零售商可以不對物流服務(wù)商的閑置能力進(jìn)行補(bǔ)償，但是當(dāng)物流服務(wù)商存在外部收入時(shí)，為了使物流服務(wù)商參與合作，零售商必須對物流服務(wù)商的閑置能力進(jìn)行補(bǔ)償，且物流服務(wù)商外部收益系數(shù)越大，補(bǔ)償費(fèi)用應(yīng)當(dāng)越高；在信息對稱的環(huán)境下，零售商可以利用其主導(dǎo)地位使物流服務(wù)商僅獲得保留利潤。但是在信息不對稱環(huán)境下，物流服務(wù)商的信息優(yōu)勢會(huì)極大的削弱零售商的主導(dǎo)地位優(yōu)勢，除了分配給物流服務(wù)商保留利潤之外，零售商還必須付出一定的信息租金；此外，物流服務(wù)商對保留利潤的不同追求也會(huì)影響物流服務(wù)商的合作決策，例如在信息對稱環(huán)境下，如果物流服務(wù)商追求的是固定保留利潤，物流服務(wù)商外部收益系數(shù)越大，其參與條件越低，零售商可減少對物流服務(wù)商的收益分配。相反，如果物流服務(wù)商追求的是可變保留利潤，則外部收益系數(shù)越大，其參與條件會(huì)變得越高，零售商需要增加對物流服務(wù)商的收益分配。

總之，物流服務(wù)商外部收益大小、雙方信息共享程度及物流服務(wù)商保留利潤的形式都是零售商需要關(guān)注的內(nèi)容。本文相關(guān)定理和性質(zhì)明確了不同信息環(huán)境、物流服務(wù)商不同外部收益大小及不同保留利潤形式下，為了獲得期望利潤最大值，零售商如何基于補(bǔ)償合約設(shè)計(jì)最優(yōu)的物流能力協(xié)調(diào)策略，對現(xiàn)實(shí)中物流需求方的能力訂購決策有一定的參考意義。由于篇幅限制，文中沒有考慮到物流服務(wù)商外部收益的不確定性，也沒有考慮零售商或物流服務(wù)商的風(fēng)險(xiǎn)特征，未來研究可從這些方面加以拓展。

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Logistics Capacity Coordination with Symmetric and Asymmetric Information Based on Compensation Contract

SONGJie-zhen1,HUANGYou-fang1,GUJin-wei2

(1.Scientific Research Academy, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China; 2.School of mechanical electrical &information engineering, Shandong University, Weihai 264209, China)

With the rise of inter-firm cooperation, capacity outsourcing appears not only in the manufacturing industry, but also in the service industry. In this paper, logistics service system in which a retailer (she) outsources the activity of order delivery to a logistics service provider (LSP, he) is considered. The retailer faces random demands and is allowed to make capacity reservation before order arriving. The LSP has fixed amount of logistics capacity and aside from the retailer, has another external cooperation opportunity. The LSP would get external revenue if he allocates logistics capacity to the external cooperator. We assume that the retailer doesn’t always have the perfect information about the LSP’s external revenue. In such case, how to design a coordination mechanism to assure the system-wide optimization by encouraging the LSP to tell the truth and the retailer to make the right decision on capacity reservation is highly needed.

From the perspective of the retailer, a mechanism of compensation contracts, in which besides the service fee, the retailer gives the LSP a compensation fee for each left-over capacity due to over-reservation,is proposed. By using game theory and the apparatus of mechanism design, the retailer’s optimal compensation contracts under the LSP’s external revenue information being symmetric and asymmetric are solved. Then, these contracts are analyzed and they are compared between the two different information conditions.

It is found that thecompensation contract mechanism works out perfectly. Both the logistics reservation quantity and the expected profit of the whole system in each of the information conditions reach the same values as in the centralized decision-making condition. In optimal contracts, the compensation fee should be increased with LSP’s external revenue index; Under the information asymmetric condition, the LSP has the motivation to understate the external revenue if he pursues for unchangeable retained profit while he has the motivation to overstate the external revenue if he pursues for changeable retained profit; In order to induce the LSP to disclose his real external revenue information, the retailer should increase the service price and at the same decrease the compensation fee compared to the information symmetric condition. In the end, numerical examples are used to verify the compensation contracts as well as to analyze how external revenue and its degree of asymmetry affecting the contracts and the two parties’ expected profits.

Our work extends the research of logistics capacity coordination to consider asymmetric information. The results show that optimal logistics outsourcing contracts should incorporate the LSP’s external revenue and the form of his retained profit into different information conditions.

external revenue; asymmetric information; compensation contract; logistics capacity

1003-207(2017)06-0071-11

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2017.06.008

2015-09-29；

：2016-11-09

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61304209)；教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(20123121110004)；上海海事大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目

谷金蔚(1982-)，女(漢族)，山東威海人，上海海事大學(xué)科學(xué)研究院，博士，講師，研究方向：供應(yīng)鏈管理、智能計(jì)算,E-mail：gujinwei1982@163.com.

F273.1

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