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成本不确定时产业技术创新联盟中的策略承诺分析 / - 1 - 中国科技论文在线 成本不确定时产业技术创新联盟中的策略承诺分析# 李倩1，葛泽慧2，王素娟3* 基金项目：国家自然科学基金(71271138，71101082)、教育部博士点基金(20113120120012)和上海理工大学研究生创新基金（JWCXSL1302） 作者简介：李倩（1989 年），女，在读硕士，研究方向：合作与竞争，供应链等 通信联系人：葛泽慧（1978），男，副教授，主要研究方向：合作与竞争等. E-mail: gezehui （1. 上海理工大学管理学院，上海 200093； 5 2. 北京科技大学东陵经济管理学院 北京 100083； 3. 山西大学经济与管理学院，030006，太原） 摘要：技术创新日益受到重视，而跨产业合作已成为企业突破自身资源困境的有效途径之一。但是，机会主义行为的存在将抑制企业的合作动机，威胁联盟的稳定性。为了避免可10 能的投机行为，成员企业往往做出事前承诺。然而如何承诺才能有效避免伙伴投机，进而提高合作绩效？本文将据此考察成本和联合创新水平不确定时的策略承诺，并分析承诺对合作创新行动的影响。本文提出状态依赖承诺的概念，通过研究发现策略承诺能够降低不确定性所带来不利影响，刺激创新投入，并提高合作绩效，特别是对上游的激励作用更强。本文从理论上指出策略承诺在合作创新中的积极作用，特别是对供应商参与新产品研15 发的重要激励。 关键词：供应链管理，技术创新，创新联盟，承诺，机会主义 中图分类号：F224;F270.5;F273 Analysis of Strategy Commitment in Industry Innovation 20 Alliances under Cost Uncertainty Li Qian1, Ge Zehui2, Wang Sujuan3 (1. Business School, University of Shanghai for Science & Technology; 2. Dongling School of Economics and Management, University of Science&Technology Beijing, Beijing,100083; 25 3. School of Economics & Management,Shanxi University,Taiyuan,030006) Abstract: Technology innovation has been paid more attention, and cooperations between enterprises from different industries have become one of the most efficient ways to break the predicaments of resource dilemmas for enterprises. However, opportunism behavior will decrease cooperative motivation and alliance stability. Therefore enterprises usually make 30 precommitment to avoid opportunism. What kind of commitment should be made to effectively avoid opportunism behavior of business partners and improve cooperation performance? This paper focus on the strategy commitment with uncertain cost and uncertain joint innovation level, and analyze its impact to cooperation innovation behavior. This paper also puts forward the concept of state dependent commitment, and find out that strategy commitment can decrease 35 effect from uncertainty, increase innovation input and improve cooperation performance, especially for the upstream firms. This paper theoretically proposes strategy commitments positive role in cooperation innovation, especially in stimulating supplier in participating in the new product development and research. Key words: supply chain management; technology innovation; innovation alliance; commitment; 40 opportunism / - 2 - 中国科技论文在线 0 引言 技术创新联盟因其具有资源互补、成本分摊、风险分担并创造协同效应等优势1，逐渐被越来越多的企业所采用。技术创新联盟可根据成员关系分为两类：一类是同一产业内竞争45 对手间的横向合作，可参照葛泽慧和胡奇英等2-4的研究；一类是跨产业业务伙伴间的纵向合作5-6。正如 Geroski7所指出，后者因其能够避免激烈竞争与市场共谋，而更为常见。例如，多种措施已使丰田汽车与上游建立了深入的合作关系8。丰田会向供应商披露长期计划，从而使得上游更易协同改进产品设计、提升产品和系统质量。为追求短期利益而引致的上下游关系紧张很少在丰田这里发生。丰田的“供应商开发计划”既保证了关键供应商具有稳固、50 高效的业务，又使丰田受益匪浅。研究报告曾指出，丰田及其供应商在促进创新方面是做得最好的8，例如丰田设计新车的时间是 1 年（甚至更短），比美国汽车制造商高出 1-2 年。 与之相比，克莱斯勒的合作道路并不那么一帆风顺。在 1990 年，克莱斯勒发起了旨在降低供应成本的 SCORE 项目，与供应商结成纵向联盟关系，使克莱斯勒一度成为美国最具盈利性的汽车制造公司。但其与供应商的合作关系并没有因此继续加深，还一度被评为与供55 应商关系恶劣的汽车制造商之一。2008 年，克莱斯勒就曾投诉其供应商江森自控的蓄电池产品价格过高。2009 年，进气管供应商蒙塔塑料（Montaplast）起诉克莱斯勒。蒙塔塑料称，克莱斯勒实际下单量大大低于事前约定，给自己带来很大的损失，请求赔偿。 实际上，联合技术创新是一个长期的关系管理与技术创新过程。虽然合作的出发点是共同受益，但始料未及的变化有可能改变企业初衷，使之采取利己行动而置伙伴利益于不顾。60 在合作过程中，既有生产成本不确定性，也有技术方面的不确定性。面对成本和技术的双重不确定性，企业所能做的就是尽量将它们的不利影响降到最小。因此，制定一个保证合作稳定有效的事前承诺是十分必要的。承诺可表现为书面合同、非正式协议等不同形式。 近年来，国内外有关技术创新、合作及不确定性的研究逐渐涌现。首先，在纵向合作方面，Harabi9曾分析了产业技术创新联盟对企业创新的影响，继而受到关注。Handfield 等1065 也指出供应商参与合作研发在降低成本方面有非常重要的作用，又如，陈宇科等11发现上游参与创新不仅可以提高联盟成员的利润，对下游非成员企业也是有益的。其次，关于创新中不确定性的研究也有新进展。例如，Dixit12分析了不确定性对企业投资的影响，指出企业投资的不确定性越大则企业的投资意愿越小。而 Helm 和 Kloyer13则有针对性地分析了上下游研发合作中的交易风险。孙彩虹、于辉等14分析了机会主义的存在和演进。最后，有70 关创新中承诺的研究。Brander 和 Spencer15较早开始关注承诺，他们利用确定的函数关系分析了横向联合研发的投入承诺问题。Banerjee 和 Lin16研究了不变价格承诺对研发活动的影响。孙国岩等17认为若供应商保持价格灵活性和承诺批发价格，制造商在创新上会有更多的投入和更高的销售预期。而冯华等18则对企业间的合作进行研究，指出供应商实行转移定价承诺策略可促使制造商进行更多的投资创新活动。 75 截至目前对创新中策略承诺的研究仍显零星，而定量分析的研究更是寥若晨星，Gilbert 和 Cvsa (2003) ) 19 以及 Kim 和 Netessine(2013) 20即是其中两篇。基于此，本文通过对成本不确定性、技术不确定性以及策略承诺定量建模，来考察不确定性对企业行为的影响，指出状态依赖承诺在促进投资和提升绩效方面的积极作用。 / - 3 - 中国科技论文在线 1 合作创新的三阶段博弈模型 80 本文考察一个供应商和一个制造商之间的研发合作。供应商向制造商供应新的零部件，制造商将零部件加工成终端产品销往市场。不失一般性，假设一个零部件对应一个新产品。 将企业的联合创新与创新后的产销活动分为三个阶段：合作承诺阶段，创新阶段，生产销售阶段。各阶段的行动次序如下图 1 所示，其中虚箭头表示与不确定性相关的信息被观测到。 85 首先，在承诺时期，制造商和供应商共同制定合作协议，确定接下来各自的创新投入，并对零部件的批发价和制造商的生产规模（可通过新产品定价来控制）做出相应承诺。这也是启动合作研发的基础。其次是创新阶段，是企业做出承诺后的创新投入时期。投入要素既可以是有形资产，也包括无形资产。最后是产销阶段。本文分两种情况来讨论，借以分析企业的守约或投机行为：（1）若没有事前承诺，则供应商可依据事后所观测信息确定批发价；90 而制造商也可依事后信息确定生产决策。（2）若具备可信承诺，则供应商和制造商按原有的承诺协议安排生产销售。在确定产销策略后，双方开始生产供应并将新产品销往市场。 承诺创 新 阶 段 产 销 阶 段投资完成 零部件价格 新产品销售S0 S1 S2 S3成本不确定性 技术不确定性 图 1、企业合作创新的行动次序图 合作研发具有较高的不确定性，而不确定性所带来的风险是决策和管理过程中不可回避95 的问题。本文将讨论成本及联合技术创新能力的不确定性对合作研发的影响。由于技术研发过程中，常常会涉及到原材料的替换、改进等情况，直接影响了零部件的生产成本，因此本文只考虑零部件的生产成本是随机的。假设零部件和新产品的单位成本分别为?,c，其中? 是给定区间上的随机函数，且期望、方差分别为 21 1= ,E D? ? ? ? 。 本文采用柯布-道格拉斯生产函数来描述跨产业的互补资源所产生的协同效应。创新产100 出受上游创新水平 x、下游创新水平 y以及用于表征技术不确定性的联合创新能力? 这三方面因素的影响。假设创新成功后的产出水平为 =I xy? ，用来衡量新产品的潜在需求大小，其中?是给定区间上的随机变量，且 22 2= ,E D? ? ? ? 。假设合作过程中制造商与供应商的创新投入分别为 = ( )u uR R x ， ( )d dR R y? 。令 ( )= , ( )u dR x x R y y? ? ，其中 0, 0? ? ? 为 x y和 的资本产出的弹性系数。为使得合作研发中存在最优的投资组合，需保证合作利润是关于 x y和 的105 凹 函 数 ，因 此 需 满足 条 件 1/ 1/? ? ? ? 。 为 便 于 分析 ， 假 设 = 4 = 4? ?， ， 即4 4( )= , ( )u dR x x R y y? 。另外，假设新产品的需求函数为 d xy p? ? ? （1） 其中? 为非负参数，表征需求随定价的变化比率。 110 / - 4 - 中国科技论文在线 1.1 无承诺时的企业行动 所谓无承诺就是在合作前期，双方只是对合作事宜达成共识，并未明确规定未来各自的订货量和批发价格。在此运用逆向归纳的思想，从第三阶段开始分析。 第三阶段，即新产品销售阶段。给定决策 , , ,x y w p ，以及被观测到的 ,? ? ，其中w 为创新后新零部件的批发价格， p 为新产品的价格。制造商和供应商的利润分别为 115 4( , , , | , ) ( ) ,d x y w p p w c d y? ? ? ? ? ? ? 4( , , | , ) ( ) .u x y w w d x? ? ? ? ? ? 在此阶段制造商通过调整新产品定价来控制生产规模进而最大化利润。制造商的最优定价为 *( , , | , )=2 2xy w cp x y w? ? . 120 根据（1）式可得 * *( , | , ) ( , , | , )d x y xy p x y w? ? ? ? ? ? ? . 第二阶段，由于制造商负责新产品的销售，因此对新产品的未来需求具有更多更精确的评估。简单起见，假设? 为制造商的私有信息，但是其分布为公共知识。此时供应商的期望效益为 421( , , | )= ( , , | , )= ( )( ) .2u ux y w E x y w w u xy w c x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 125 其中 E? ? 表示 ? 对于 ? 求数学期望。令 , =C c xy C? ? ? ? ? ? ? ， 1( )=C E C c? ? ? ，2=E ( )= xy C? ? ? ? ? ? , 2=E (E ( )= xy C? ? ? ? ? ? . 由( , , | )0ux y ww? ?可知 * ( , | )2w x y ? ? ? . 因此，新产品的价格和需求分别为 * *( , , | , )2 4p x y w C ? ? ? ? ? , * ( , | , )2 4d x y ? ? ? ? . 所以，第二阶段供应商和制造商的期望利润分别为 130 2* * 4 4( , | ) ( ) ,8u x y E w d x x? ? ? ? ? ? 22 2 2* * 42( , , | ) ( , , | , ) .4 16d dx yx y w E x y w y? ? ? ? ? ? ? ? 第一阶段，合作双方投资创新阶段，由于此阶段双方都无法准确预知零部件成本?和联合创新能力? 。因此，供应商和制造商的利润可用期望水平来表示： 2241( , ) ( , | )8 16u ux y E x y x? ? ? ? ? ? , 135 2 2 2 2242 1( , ) ( , | )4 16 16d dx yx y E x y y? ? ? ? ? ? ? ? . / - 5 - 中国科技论文在线 此时合作双方构成同时行动博弈，记作max ( , ),max ( , ).uxdyx yx y? 易知，均衡存在的一阶必要条件为2 232 22 2 2 232 2 24 0,4 44 0.2 8xy Cyxyx yx Cxy? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 定理 1 当 4 2 2 22 2 24 512 0? ? ? ? ? ? 时，无承诺合作双方均衡状态下的创新投资存在且唯一，即有唯一的投资均衡 * *( , )x y 。 140 定理 1 的证明请参见附录，其余定理亦同。定理 1 表明：当联合创新过程中的? 的均值或方差较大时，此次合作可以达到均衡状态的可能性也就越大。如果联合创新水平的均值和方差都比较小，如 22 20, 0? ? ? ，此次合作就很难达到一个均衡状态。如果在准备合作前期，双方观测到 22 20, 0? ? ? ，也就表示企业观测到跨产业的联合无法带来技术上的突破，那么此次合作可能就不会再进行，也就没有了合作创新的意义。 145 均衡状态下供应商和制造商的利润分别为 2* * * 12 * * 2 2* * * 2 1( , ) ( ) ,16 8( )( , ) ( ) .32 8 16udx y Cx yx y C? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 1.2 承诺下的企业行动 由于创新周期普遍较长、不确定性高，签订不变价格承诺具有较高成本，同时又具有很150 大的风险，并降低了供应链管理的灵活性。因此本文提出状态依赖承诺的概念，即产销阶段的承诺水平依赖于创新阶段的状态。 在双方合作开始时，双方承诺各自的创新投入，同时供应商向制造商承诺零部件的批发价格，而制造商则向供应商承诺订单量。由于市场环境的瞬息万变，零部件的成本和新产品的需求在前期并不能准确预测，无条件的不变承诺不能减轻不确定性对合作的影响和避免投155 机行为，因此本文考虑用状态依赖承诺机制实施。也就是双方首先承诺创新投入，零部件批发价承诺依赖于双方的创新投入，而制造商的生产规模承诺依赖于上游的批发价以及双方的创新投入。 由于合作双方在承诺阶段无法观测到此后的信息。实际上，双方会有类似讨价还价的谈判过程。由于受到决策时状态的影响，承诺时订单量 d 主要依赖于 , ,x y w，即 160 ( , , ) argmax ( , , , | , )ddd x y w E E x y w p? ? ? ? ? , 而 ( , ) arg max ( , , , | , )uww x y E E x y w p? ? ? ? ? . 因此，供应商承诺批发价格 1( , ) 2w x y ? ? ? ，制造商承诺订货量 ( , )= 4d x y ? ，而创新 / - 6 - 中国科技论文在线 投入的均衡状态由下述定理保证。 165 定理 2 当 2216 2 32 2? ? ? ? 时，状态依赖承诺下的技术创新合作会有投资均衡* *( , , , )x y w d? ? ? ，且满足 * * 22 2( -16 2 )x y C? ? ? ? ? ? 记 * 22=16 2 ( 16 2 )C? ? ? ? ，则* * * * * * * *( , ) ( ) 16 ( , ) ( ) 32u dx y C x y C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?， . 比较定理 1 和定理 2，可以看出有承诺时达到均衡状态的条件消除了创新水平的波动的影响，也就是说承诺降低了技术创新不确定性的影响。进一步，有下述性质。 170 定理 3 状态依赖承诺能促进供应商增加创新投入，即 * *x x? ? 。 定理 4 状态依赖承诺对供应商创新投入的激励作用大于对制造商的，即 * * * *x x y y? ? 。 对处于上游的供应商，在合作中属于先行决策者，且承诺的的批发价格和订单量明显降低了它在产销阶段的风险，是创新合作中的直接受益者。首先，新技术最终要用到新产品上，与制造商的合作使得供应商更清楚零部件的需求特性，能够及时有效的与制造商沟通交流；175 其次，制造商所承诺的零部件的订单量也可消除供应商产销方面的压力。因此，合理的状态依赖承诺会刺激供应商的创新投入。而对于下游制造商，一方面由于在行动次序上后于供应商，因此事后投机反而更易使之获利。而承诺则降低了不确定性的影响，一定程度上消除了制造商的投机动机。另一方面，尽管承诺在一定程度上促进其新产品的生产销售，但是新产品在销售方面的风险并未因为承诺而有所降低，所以合作研发对制造商创新投入的激励程度180 比对供应商低。制造商的创新投入更多地受制于下游市场需求和新技术变化，尽管上游的承诺从一定程度上降低了伙伴投机的风险。因此，无法断言承诺一定会激励制造商创新投入尽管数值实验表明大部分如此。本文从理论上证实了供应商参与在联合创新的重要作用，特别是承诺对于供应商创新投入的显著激励作用。 根据表达式(2)，上下游利润表达式中的第一部分均与随机变量的方差无关。因此，本185 文将无承诺时的利润区分为两部分：一部分是与方差无关的非投机利润，称作平均利润，一部分是因投机行为而带来的机会利润，受随机变量波动的影响。而在有承诺状态下，由于可避免合作双方的投机行为，因此不存在机会利润。如果不考虑机会利润，则有承诺时合作双方的利润都比无承诺时的平均利润大（详见下述定理证明）。但是如果因技术或成本的不确定性所带来的机会利润较大，则有可能出现无承诺时企业的整体利润大于有承诺时的，此时190 履行承诺对于制造商和供应商并不一定是最优决策。可归结为下述定理。 定理 5 状态依赖承诺可增加联盟成员的非投机行为所带来的利润。 2 数值分析 为能清晰地理解上述模型及其相关结论，在此给出了相应的数值实验结果及其分析过程。取参数 ? ? ? ?0.05,0.8c? ?, 。考虑到实际限制，故要求决策满足条件：(1) 0,d p C? ?且 ；195 (2) , 0u d? ? ? 。条件(1)是为保证新产品飞市场需求非负，且新产品的边际利润大于 0。由于是新产品市场，因此假设市场上并未出现可替代产品。所以不考虑从市场上购买此类产品的情况，亦即不考虑 0d ? 的情况。条件(2)是为了保证企业的利润为正。主要讨论成本变化对合作双方的创新投入和利润的影响。 / - 7 - 中国科技论文在线 200 图 2、上游创新投入和 1? 、 1? 的关系 图 3、下游创新投入和 1? 、 1? 的关系 注：在三维图形中，黑色曲面表示无承诺时的情况，蓝色曲面表示有状态依赖承诺时的情况，下同。 图 2和图 3分别给出了上下游创新投入与?的均值和波动性的变化情况。 （1）无论有无状态依赖承诺，上、下游的创新投入都随着生产成本的增大而增大。要想在竞争激烈的市场上争得一席之地，低成本战略是一个关键策略。尤其是当产品的生产成205 本过高时，企业降低成本的意愿更强烈。如果把这种意愿量化为创新投入，可以看出随着生产成本的增大，创新投入也呈现增大的趋势。 （2）当均值和标准差一定时，有承诺时的创新投入比无承诺时要高。此图也可以说明状态依赖承诺促进合作双方增大创新投入。且随着成本均值 1? 的增大，有承诺时的创新投入与无承诺时的投入的差值越来越大。 210 （3）有状态依赖承诺时，供应商在合作研发中所占的投资比例比无承诺合作时大。这也符合定理 4所示的4 4* * *x xy y? ? ? ? ? ? ? ? ? ?的条件，对上游创新投入的刺激效果更大。 图 4、xy 和 2? 及 2? 的关系 图 5、xy 和 2? 的关系 / - 8 - 中国科技论文在线 215 图 6、xy 和2? 的关系 图 7、xy 和成本 1? 的关系 假设供应商的生产成本是一定的，此时协同创新效果的变化情况跟联合创新能力的均值和方差是有关的，如图 4、图 5和图 6所示。 首先考察不确定性的影响。(1)对于任给2? ，有承诺时的产出水平比无承诺时的高。这是由于有状态依赖承诺时，联合技术创新的不确定性所带来的风险被降低了，因此220 2 2xy xy? ? ? ；(2)当方差 2 =0? 时，近似于联合创新的技术不确定性被消除了。此时 xy在两种情景下是相等的。此外，当2? 逐渐增大时，无承诺时的风险也越大，从而产出水平降低。因此随着标准差的增大，有状态依赖承诺和无承诺时的产出水平间的差别也越来越大。 接下来考察 xy与 2? 的关系。如图 5 所示，当联合创新能力一定时，有承诺时比无承诺时的 xy大，此时有状态依赖承诺时的产出水平也比无承诺时大。而且，如果一个联盟的联225 合创新能力较强，则相应的创新投入均衡也会较少，二者成反比关系。 图 7展示了有状态依赖承诺和无承诺时联合创新效果随供应商成本均值的变化情况。从图中可以看出，当联合创新能力一定时，无论有无承诺， xy都随 1? 的增加而更大。同时，由于有承诺时上下游的创新投入都比无承诺时大，所以有承诺时的 xy比无承诺时的大，这也意味着有状态依赖承诺时的产出水平也比无承诺时大。 230 图 8 和图 9 分别展示了有无状态依赖承诺时的上下游利润随 1? 及 1? 的变化情况。从图中看出有承诺和无承诺时的利润变化有三种情况。以供应商为例，若有承诺与无承诺利润的无差异曲线为 1 1=u u? ? ? ? ，其中 ,u d? ? 为某一常数且 , 0u d? ? ? ，其取值依赖于试验中的参数值。虽然此时有承诺和无承诺时的利润是相同的，但是企业从诚信以及风险等方面考虑，仍旧会选择遵守承诺。当 1 1u u? ? ? ? ? 时，有承诺时的利润比无承诺时高。显然供应商将会235 遵守承诺。而当成本波动足够大即满足 1 1u u? ? ? ? ? 时，无承诺所带来的机会利润将足够大，致使无承诺时的利润超过有承诺时的。因而供应商更愿意选择无承诺情景。 / - 9 - 中国科技论文在线 图 8、供应商利润和1? 及 1? 的关系 图 9、制造商利润和 1? 及 1? 的关系 如图 9 为制造商在有无承诺时的利润变化。类似地，制造商是否会选择承诺依赖于其利240 润比较。而图 10 分别展示了两种情景下上下游利润的无差异曲线。以供应商为例，在直线1 1=u u? ? ? ? 的右下方区域，企业会选择承诺合作；若处于左上方，则由于利益驱使，企业可能会选择违背承诺。综合分析上下游利润的无差异曲线，可以很清楚的看出在合作过程中制造商和供应商是否会选择投机；如果有投机行为，会是哪一方投机。 245 图 10、 上、下游利润的无差异曲线 从图 10 中可以看出，当处在C区域时，不仅供应商有投机动机，制造商也有投机的动机，甚至制造商更倾向于无承诺的合作。这也与实际合作中的决策顺序有关，在合作过程中，制造商属于后续决策者，当它察觉到供应商选择投机时，为保证自身利益，制造商不可能仍继续遵守承诺约定，它也会本着自身利益最大化的原则，调整策略。但是这种双方都不遵守承250 诺的情况双方都是受益的，供应链的整体利益也会增大。而当制造商没有投机的动机时，供应商通常也会选择遵守承诺，如图中所示的区域 B 。但是如果合作落在区域 8A ，此时供应商选择承诺合作利润较大，但是制造商有动机选择投机，但是此时合作是不稳定的。如果制造商不遵守承诺，供应商的利润将会受损。 3 结论 255 本文以产业技术创新联盟为研究背景，以制造商和供应商联合创新为例，系统地分析了 / - 10 - 中国科技论文在线 在成本和技术不确定的条件下，企业联合创新时的合作承诺与竞争策略。本文着重分析了成本的不确定性对于产业联合技术创新联盟的影响，并提出状态依赖承诺的概念。研究发现状态依赖承诺机制有利于促进合作双方的创新投入，增大合作创新的产出水平以及合作双方的利益。 260 虽然在实际合作过程中，在一定程度上承诺可保证合作的长期性和稳定性，但仍存在投机的可能。为避免因一方的投机行为而使伙伴利益受损，从而保证承诺的可信性，还应在承诺中考虑如何制定有效的惩罚机制。如何设定惩罚条件和惩罚强度，以及给定机制下如何比较不同惩罚机制的优劣等，这些问题还有待进一步探讨。 参考文献 (References) 265 1 Veugelers R. 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