网店和实体店并存型双渠道供应链的联盟模式选择

浦徐进　诸葛瑞杰　曹文彬

摘要：在考虑网店和实体店并存的情况下，构建了不同联盟模式下制造商、网店和实体店间的博弈模型，对比分析了不同联盟模式中批发价格、网店零售价格、实体店零售价格、市场需求量、网店利润、实体店利润、制造商利润和供应链整体利润的变化趋势；同时证明了基于Shapley值法可以设计出合理的利润分配机制，保证制造商、网店和实体店利润在整体联盟模式中实现Pareto改进。研究结果表明，在缺乏公平的合作机制时，制造商、网店和实体店各自偏好于不同的联盟模式，供应链整体利润不能实现最大化；基于Shapley值法设计的利润分配机制是保障自愿合作，实现供应链整体利润最大化的有效途径。

关键词：供应链联盟；博弈；利益分配；Shapley值法

中图分类号：F274 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2014）12-0099-07

Supply Chain Alliance Model Selection in the

Coexistence of Online and Physical Stores

PU Xujin，ZHUGE Ruijie，CAO Wenbin

（School of Business，Jiangnan University，Wuxi 214122）

Abstract：This paper considers a dualchannel supply chain which consists of a manufacturer，an online store and a physical store.The different alliance game models are used to analyze the change trends of wholesale prices，retail prices and market demands as well as the profits of three parties.The results show that，in the absence of fair cooperation mechanism，three parties prefer to the different alliance modes and the profit of the whole supply chain cannot be optimal.In addition，the analysis also reveals that，the Shapley value method can be used to design the reasonable profit distribution mechanism to ensure Parreto improvements of three parties and achieve the optimal profit of the whole supply chain.The example study also presents how the Shapley value method is applied and shows the effectiveness of the supply chain.

Key words：supply chain alliances；game theory；profit allocatiion；shapley value method

引言

供应链联盟是指供应链上下游的企业出于对整个市场的预期目标和自身总体经营目标的意愿，通过某种契约结成的优势互补、风险共担、要素双向或多向流动、组织松散结合的一种新型合作模式。供应链联盟能够优化整个供应链的资源配置，提高各企业成员和供应链整体的竞争力，其作为一种全新的联合企业组织模式，引起了企业界和学术界的广泛关注，而如何建立有效的供应链联盟协调机制更是众多学者研究的热点。Mahesh等研究了供应链联盟的利润分配与联盟稳定性之间的关系[1]。Jean等分析了供应链联盟契约治理机制，对比了不同契约形式对供应链联盟合作绩效的影响[2]。Amelia Carr等利用档案数据、现场观察和焦点小组等分析工具，在资源观理论和社会交换理论的框架下，分析了服务型供应链战略联盟的作用[3]。

据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第32次中国互联网络发展状况统计报告显示，截至2013年6月，我国网民规模达到5.91亿，互联网普及率为44.1%[4]。与此同时，43%的中国企业拥有独立网站或在电子商务平台建立网店。随着互联网络的迅速发展和网络用户的急剧膨胀，具有营运成本低、用户范围广、无时空限制以及能同用户直接交流的网店已经成为零售业渠道重要力量。同时，由于传统实体店在品牌质量和可观性等方面有着网店不可比拟的优势，网店在现实中并不能完全取代实体店。

网店和实体店并存对于供应链零售渠道的革命性重构也激发了理论界的研究热情，国内外许多学者针对这一现实问题进行了一系列卓有成效的研究。Cattani等通过对双渠道供应链中实体店与网店的零售价格竞争的博弈分析后发现，制造商开设网店后将降低批发价格，使得实体店并不总是受到威胁，从而能够减轻双重边际效应，提高供应链绩效[5]。Huang等研究了零售商双渠道模型的几种常见定价策略，分析了局部最优策略和总体最优策略的差值情况。研究发现，混合零售企业与单一渠道企业竞争时，倾向于制定更高的价格[6]。Yan和Pei认为制造商开拓网上销售可以促使实体店提高服务水平，并指出当服务水平在一定范围内，可以有效协调双源渠道[7]。Ruiliang Yan认为制造商和零售商应当同时采用加强品牌影响力以及制定合理利润分配方案的方法，只有这样才能缓解渠道间的矛盾冲突[8]。赵晓明等研究了零售商具有风险厌恶性对供应商网络直销渠道选择的影响[9]。秦娟娟等分析了在双寡头零售市场上强势零售商会对供应商渠道选择策略的影响[10]。禹爱民等针对制造商同时拥有实体店和网店的双渠道供应链系统，分别在随机需求和联合促销情况下，研究了制造商和零售商之间的价格竞争和协调问题[11]。

在网店和实体店并存这一现实背景下，不同供应链成员将偏好于何种联盟模式？是否存在实现供应链整体利润最大化的协调机制？这一协调机制能否保证供应链整体联盟的稳定性？本文将围绕上述问题，通过构建不同联盟模式的博弈模型展开深入研究。

1 模型构建和分析

模型构建是基于单一制造商（M）和两个零售商（R1为网店、R2为实体店）组成的两层供应链，其中制造商、网店和实体店都是风险中性的理性决策主体。制造商同时向网店和实体店提供产品，为分析简便，本文假设产品的生产成本为0，w为产品的批发价格。网店和实体店同时向消费者出售产品，p1为网店的零售价格，p2为实体店的零售价格。一般来说，与实体店相比，网店销售成本较低艾瑞公司数据显示，网店与实体店相比，能够节省60%的运输成本和30%的运输时间，降低55%的营销成本和47%的渠道成本[12]。，因此假设网店销售成本为0，实体店销售成本为c（c>0）[13～15]。将网店和实体店的销售量函数表示为：Q1=H-P1+αP2；Q2=K-P2+αP1，其中H、K为大于零的常数，分别为网店销售和实体店销售的市场规模，因此，网店销售的市场份额为HH+K，实体店销售的市场份额为KH+K；α（0<α<1）为网店和实体店的销售替代率。

基于上述假设，本文分别构建供应链整体联盟、个体分散决策、“网店+实体店”横向联盟、“制造商+网店”纵向联盟、“制造商+实体店”纵向联盟5种模式，对比分析不同联盟模式下制造商、网店和实体店间的博弈结果。

11 模式1：供应链整体联盟（M∪R1∪R2）

制造商和网店、实体店组建整体联盟进行联合决策，供应链整体的利润函数为：

由此可以得到命题1：

命题1：在供应链整体联盟模式下，网店和实体店的零售价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，而网店的零售价格与实体店销售成本无关，实体店的零售价格与其销售成本正相关；网店与实体店间的销售量差额与网店销售的市场规模正相关，与实体店销售的市场规模和成本负相关。

1.2 模式2：个体分散决策（M，R1，R2）

当制造商、网店、实体店三者为分散独立的决策者时，联盟是不存在的，但是为了对比的需要，本文姑且将这种情况也算为联盟模式的一种。制造商先确定批发价格w′，零售商根据w′结合自身利益最大化要求确定产品的最优零售价格p′i和订货量Q′i（i=1，2）。也就是说，网店和实体店在零售市场上进行Betrand博弈，而制造商和网店、实体店之间进行Stackelberg博弈。利用逆推归纳法求解下面的博弈模型：

由此可以得到命题2：

命题2：在个体分散决策模式下，制造商的批发价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，与实体店的销售成本负相关；网店和实体店的零售价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，而实体店的零售价格与其销售成本正相关，当销售替代率较小（0<α<23）时，网店的零售价格与实体店销售成本负相关，当销售替代率较大（23<α<1）时，网店的零售价格与实体店销售成本正相关；网店与实体店的销售量差额与网店销售的市场规模和实体店销售成本正相关，与实体店销售的市场规模负相关。

将w′、p′1、p′2、Q′1、Q′2代入π′R1、π′R2、π′M和π′表达式中，进而可以得到此时网店的最优利润π′R1、实体店的最优利润π′R2、供应商的最优利润π′M和供应链整体的最优利润π′。由于最优利润的数学表达式相对比较复杂，而下文将主要通过数值仿真来对比不同情形下的效用，因此在这里表达式将不进行充分展开。

1.3 模式3：“网店+实体店”横向联盟[M，（R1∪R2）]

网店和实体店组成横向联盟，制造商确定批发价格w″，零售商联盟根据w″确定产品联盟利益最大化的最优零售价格p″i和订货量Q″i。制造商和零售商联盟之间进行Stackelberg博弈。利用逆推归纳法求解下面的博弈模型：

maxπ″M=w″Q″Ms.t.maxπ″R1∪R2=（p″1-w″）Q″1+（p″2-w″-c）Q″2

计算可以得到此时最优的批发价格w″、网店的最优零售价格p″1、实体店的最优零售价格p″2、网店的最优销售量Q″1和实体店的最优销售量Q″2分别为：

w″=H+K4（1-a）-c4

p″1=5H+αH+K+5αK8（1-a）（1+α）-c8

p″2=H+5αH+5K+αK8（1-α）（1+α）+3c8

Q″1=3H-K+c+3αc8

Q″2=3K-H-3c-αc8

分析w″、p″1、p″2和ΔQ″的表达式可以得到：

w″H=w″K>0，w″c<0；p″1H=p″2K>0

p″1K=p″2H>0，p″1c<0，p″2c>0

ΔQ″H>0，ΔQ″K<0，ΔQ″c>0

由此可以得到命题3：

命题3：在“网店+实体店”横向联盟模式下，制造商的批发价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，与实体店的销售成本负相关；网店和实体店的零售价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，而网店的零售价格与实体店销售成本负相关，实体店的零售价格与实体店销售成本正相关；网店与实体店的销售量差额与网店销售的市场规模和实体店销售成本正相关，与实体店销售的市场规模负相关。

将w″、p″1、p″2、Q″1、Q″2代入π″R1、π″R2、π″R1∪R2、π″M和π″表达式中，进而可以得到此时网店的最优利润π″R1、实体店的最优利润π″R2、“网店+实体店”联盟的最优利润π″R1∪R2、制造商的最优利润π″M和供应链整体的最优利润π″。与上文类似，最优利润的表达式并不充分展开。

1.4 模式4：“制造商+网店”纵向联盟（M∪R1，R2）

在制造商和网店结成联盟的情况下，制造商确定实体店的批发价格w、网店零售价格p1和订货量Q1，实体店根据w确定自己产品的零售价格p2和订货量Q2，制造商—网店联盟和实体店之间进行Betrand博弈。利用逆推归纳法求解下面的博弈模型：

maxπM∪R1=πM+πR1=p1Q1+wQ2s.t.maxπR2=（p2-w-c）Q2

计算可以得到此时最优的批发价格w、网店的最优零售价格p1和最优订货量Q1、实体店的最优零售价格p2和最优订货量Q2分别为：

w=K+αH2（1-α）（1+α）-c2，p1=H+αK2（1-α）（1+α）

p2=K+αH2（1-α）（1+α）+K+c4

Q1=2H+αK+αc4， Q2=K-c4

分析w、p1、p2和ΔQ的表达式可以得到：

wH=p1K=p2H>0

wK=p1H>0，p1K=p2H>0，wc<0

p1c=0，p2c>0；ΔQH>0

ΔQK<0， ΔQc>0

由此可以得到命题4：

命题4：在“制造商+网店”纵向联盟模式下，制造商的批发价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，与实体店的销售成本负相关；网店和实体店的零售价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，而网店的零售价格与实体店销售成本无关，实体店的零售价格与实体店销售成本正相关；网店与实体店的销售量差额与网店销售的市场规模和实体店销售成本正相关，与实体店销售的市场规模负相关。

将w、p1、p2、Q1、Q2代入πR1、πR2、πM、πM∪R1和π表达式中，进而可以得到网店的最优利润πR1、实体店的最优利润πR2、制造商的最优利润πM、“制造商+网店”联盟的最优利润πM∪R1和供应链整体的最优利润π。与上文类似，最优利润的表达式并不充分展开。

1.5 模式5：“制造商+实体店”纵向联盟（M∪R2，R1）

在制造商和实体店结成联盟的情况下，制造商确定网店的批发价格w～、实体店零售价格p～2和订货量Q～2，网店根据批发价格w～确定自己产品的零售价格p～1和订货量Q～1，制造商—实体店联盟和网店之间进行Betrand博弈。利用逆推归纳法求解下面的博弈模型：

maxπ～M∪R2=π～M+π～R2=（p～2-c）Q～2+w～Q～1s.t.maxπ～R1=（p～1-w～）Q～1

计算可以得到此时最优批发价格w～、网店最优零售价格p～1和最优订货量Q～1、实体店最优零售价格p～2和最优订货量Q～2分别为：

w～=H+αK2（1-α）（1+α）

p～1=H+αK2（1-α）（1+α）+H+αc4

p～2=K+αH2（1-α）（1+α）+c2

Q～1=H+αc4，Q～2=2K+αH+α2c-2c4

分析w～、p～1、p～2和ΔQ～的表达式可以得到：w～H=p～2K>0，

w～K=p～1K=p～2H>0，p～1H>0，w～c=0，p～1c=14>0，p～2c=12>0；ΔQ～H>0，ΔQ～K<0，ΔQ～c>0。由此可以得到命题5：

命题5：在“制造商+实体店”纵向联盟模式下，制造商的批发价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，与实体店的销售成本无关；网店和实体店的零售价格与网店销售和实体店销售的市场规模正相关，而网店和实体店的零售价与实体店销售成本正相关；网店与实体店的销量差额与网店销售的市场规模、实体店销售成本正相关，与实体店销售的市场规模负相关。

将w～、p～1、p～2、Q～1、Q～2代入π～R1、π～R2、π～M、π～M∪R2和π～表达式中，进而可以得到网店的最优利润π～R1、实体店的最优利润π～R2、制造商的最优利润π～M、“制造商+实体店”联盟的最优利润π～M∪R2和供应链整体的最优利润π～。与上文类似，最优利润的表达式并不充分展开。

1.6 数值仿真和结果分析

通过数值仿真来对比分析不同联盟模式下批发价格、网店零售价格、实体店零售价格、市场需求量、网店利润、实体店利润、制造商利润、供应链整体利润随产品替代率α变化的趋势，假设参数H、K和c外生给定，H=300、K=300、c=20。令α从005以等间距005增大到0.40，计算结果如图1至图8所示。

综合分析图1至图8，可以得到如下结论：（1）不同联盟模式下的制造商批发价格均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“制造商+实体店”纵向联盟模式下的制造商批发价格最高。（2）不同联盟模式下的网店价格均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“网店+实体店”横向联盟模式下的网店价格最高。（3）不同联盟模式下的实体店价格均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“网店+实体店”横向联盟模式下的实体店价格最高。（4）不同联盟模式下，总体订货量随着产品替代率的增大而提高，其中，在“供应链整体联盟”模式下的总体订货量最大。（5）不同联盟模式下的网店利润均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“网店+实体店”横向联盟模式下的网店利润最高。（6）在“制造商+实体店”纵向联盟模式下，实体店利润随着产品替代率的增大而下降；在“制造商+网店”纵向联盟模式下，实体店利润的大小与产品替代率无关；在“网店+实体店”横向联盟模式下的实体店利润最高。（7）不同联盟模式下的制造商利润均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“制造商+实体店”纵向联盟模式下的制造商利润最高。（8） 不同联盟模式下的供应链整体利润均随着产品替代率的增大而提高，其中，在“供应链整体联盟”模式下的供应链整体利润最高。

分析上述结论可以发现，在不同的联盟模式下，制造商批发价格、网店价格和实体店价格会发生变化。尤其重要的是，如果仅仅考虑个体利润最大化，理性的供应链成员（制造商、网店、实体店）将偏好于不同的联盟模式，其中，制造商偏好于“制造商+实体店”纵向联盟模式，网店和实体偏好于“网店+实体店”横向联盟模式；但从整体联盟利润来考虑，供应链整体联盟则是最佳的选择。因此，供应链成员追求自身利润最大化的行为与“供应链整体联盟”模式的运作目标相冲突，从而无法实现供应链整体效益最优。

供应链整体联盟的构建有赖于参与者在采取行动之前进行有效的协商，并就彼此有利的行为过程或策略组合达成有约束力的承诺，在博弈结束时再重新分配所得利润的总和。合作博弈理论认为，对联盟成员而言，应存在着具有帕累托改进性质的分配规则，合作所创造的利益至少不低于不合作时所创造的利益。在下文中，将通过Shapley值法来设计利润分配方案，寻找网店和实体店并存下供应链实现稳定整体联盟的可能路径。

2 基于Shapley值法的合作机制设计

Shapley值法是Shapley L S 在1953年提出解决n个人合作对策问题的一种合作博弈形式，其核心思想是基于参与各方的边际贡献来设计一种公平的利益分配方案以维持联盟运作的稳定性。其定义如下：

I，V称为n人合作对策，对于I的任一子集s，都有相应对策特征函数v，它是指不管I中其余局中人如何行动，子集s中各成员相互合作所能达到的最大收入。Φiv表示在合作I下第i个成员从合作最大效益vI中所得的分配，显然合作成功必须满足如下

条件：∑ni=1Φi（v）=vI且Φi（v）≥vi，i=1，2，...，n。合作I下各个伙伴所得利益分配Shapley 值为Φiv=∑i∈Siwsvs-vs＼i，i=1，2，...，n，在这里，ws=n-s！s-1！n！。

其中，Si是集合I中包含成员i的所有子集，s是子集s中的元素个数。

基于Shapley值法的理论模型，结合本文的实际假设，可以计算得到制造商M各参数的具体表达式（如表1所示）。

根据上述分析发现：在基于Shapley值法设计的供应链整体联盟利润分配方案下，供应链整体能够实现利润最大化，同时供应链成员（制造商、网店、实体店）的合作收益比单独或任意两个合作联盟时的收益都能得到Pareto改进。事实上，由于制造商和网店、实体店组成供应链整体联盟扩大了交易规模，供应链联盟成员可以享受低价产品带来的消费者剩余增加，而基于Shapley值法设计的利润分配方案成为了保证供应链整体联盟稳定运作的合作机制。

3 结论

随着网络经济的兴起和通讯技术的快速发展，为了降低成本、扩大市场，许多企业纷纷开展网店销售，网店和传统实体店并存的现实引发了供应链分销渠道的革命性重构。本文针对网店和实体店并存这一新型供应链形态，对比分析了不同联盟模式下制造商、网店和实体店的行为和收益，并提出了保证供应链整体联盟稳定运作的协调机制。研究发现：（1）供应链整体联盟是实现整体效益最优的经营模式；（2）在缺乏合理公平的协调机制情形下，制造商、网店和实体店各自偏好于不同的联盟模式，供应链整体联盟无法自愿构建；（3）基于Shapley值法设计的利润分配方案，能够成为满足集体理性的约束性协议，从而保证供应链整体联盟的稳定运作。

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