薛 梅

（淮北师范大学 经济与管理学院，安徽 淮北 235000）

随着GPS、RFID等技术的发展，消费者在采购商品时可以随时查询产品的物流信息，但单一的物流信息已无法满足当前消费者对产品真实性和安全性的诉求。相关研究表明产品的可追溯信息对消费者购买决策产生的影响越来越大[1][2]。近年来兴起的区块链技术为解决产品的信息安全问题提供了一个很好的方向。区块链是一种去中心化、去中介化的分布式记账技术，能保证数据的真实性和可追溯性[3]。虽然区块链保证了信息的真实性，但由于该技术目前尚处于初期研究阶段，企业是否有必要将区块链引入供应链中以及引入后会对企业运营管理产生何种影响均是需要深入探究的问题。针对这一问题，本文在消费者具有可追溯信息偏好的情况下，探讨基于区块链技术的两级供应链成本分担合作机制设计问题。

Xu等研究制造商线上线下双渠道销售绿色产品的契约设计问题，发现提高网络影响力系数有益于制造商和线上平台，但会损害线下零售商的利益，只有降低系数才可以协调供应链[4]。Ghosh等研究了消费者绿色敏感度对需求和供应链产生的影响，提出成本分担契约可以提高供应链绿色水平[5]。覃燕红等研究零售商具有公平偏好下的生鲜农产品供应链协调问题，提出批发价和转移支付的组合契约实现供应链协调[6]。李豪等研究了消费者具有跨期转换比价行为情况下企业最优定价策略，当跨期转换比价行为弱时，动态定价更好[7]。以上研究均对供应链管理有一定的贡献，只是未引入区块链这一新兴技术来探讨供应链管理问题。

Liu等讨论了农产品供应链引入区块链和大数据技术的条件，提出利用成本共担和收益共享契约来协调供应链，发现当区块链和大数据投入成本在某个区间内时，产生的效果最好[8]。Fan等研究由单个供应商、制造商和零售商组成的三级供应链系统中，在消费者具有信息溯源偏好的情况下，指出系统引入区块链技术的条件和最优定价策略，提出收益共享契约可以实现帕累托改进[9]。这些文献探讨区块链技术对供应链带来的影响作用，略有不足的是它们将引入区块链的成本看成一个外生变量，未将其看作内生变量来探讨区块链技术成本投入与可追溯信息水平的关系。

Choi以奢侈品行业为例，通过比较区块链销售平台和传统销售平台下的消费者剩余、供应链盈余和社会福利三个方面，总结出在特定条件下区块链销售模式可以给三方带来更高的利润[10]。Wu等以生鲜农产品行业为例，讨论了供应商、零售商和物流商分别引入区块链的最优定价策略，发现由供应商引入获得的利润是最大的[11]。Liu等研究基于风险厌恶和区块链技术的两级供应链协调问题，运用CVaR方法分析零售商风险厌恶时的最优订货量，利用收益共享契约协调供应链[12]。刘亮等考虑生鲜供应链中零售商具有风险规避行为的区块链技术投资问题，设计收入共享契约、回购补偿契约协调供应链[13]。以上研究讨论了供应链引入区块链技术的条件，在一定程度上促进了区块链技术的发展，只是未考虑引入区块链时供应链合作机制设计问题。本文基于以上研究，考虑消费者具有信息溯源偏好的情况下供应链引入区块链技术的条件，探讨基于区块链技术的供应链合作机制设计问题，对促进区块链技术的发展具有一定意义。

一、问题描述

为研究区块链技术对供应链合作机制和定价策略产生的影响，本研究构建了由一个制造商和一个零售商组成的供应链系统，其中制造商是Stackelberg领导者，零售商是跟随者。制造商通过零售商向消费者市场提供产品，运作流程如图1所示。本文模型涉及的参数符号说明见表1。零售商出于提高自身利润的考虑，决定是否需要引入区块链技术。为了确保制造商和零售商的利润是正值，令p>w>c>0。制造商为了加强与零售商的合作，提出成本分担合作机制，即不分担、支付固定费用和成本共担三种模式。文章讨论五种模型，用j表示，j∈{ND,NC,B,BF,BS}。ND表示无区块链下分散决策模型，NC表示无区块链下集中决策模型，B表示区块链下制造商不分担成本模型，BF表示区块链下制造商支付固定费用模型，BS表示区块链下成本共担模型。固定费用和成本共担比例均由制造商提出。

图1 供应链运作流程图

表1 模型推导涉及的参数符号说明

供应链引入区块链技术可以提高产品信息透明度和可追溯性，满足消费者对信息真实的需求，但信息的广度和深度是有区别的，所以信息可追溯水平是不一样的。信息的种类越多，范围越广，内容越详细就意味着信息可追溯性水平越高。事实上，更多的可溯源信息可以让具有信息溯源偏好的消费者更加信任产品和企业，但也需要投入更多的成本。基于当前RFID、IoT等信息技术在产品识别、跟踪和检测方面的应用，本文假设区块链码的边际生产成本为0[9]。这意味着有区块链和无区块链下的边际生产成本是一样的。根据文献[8][9][11]，为了使模型存在唯一的均衡解，假设3α2-8μ<0，0

区块链下的决策序列如图2。在销售季来临前，制造商提出成本共担合作机制，随后零售商决定区块链可追溯信息水平i，然后制造商决定批发价w，最后零售商决定零售价格p。

图2 基于区块链的供应链决策序列

二、供应链成本分担合作机制分析

（一）无区块链下集中决策（模型NC）和分散决策（模型ND）

分散决策下（模型ND）各参与方的利润表示如下：

上式（2）和（3）分别表示无区块链分散决策模型下零售商和制造商的利润函数。

根据（1）—（3）等式，利用逆向归纳法，可以得到最优结果，见表2。上标*表示最优结果。

表2 无区块链下集中决策和分散决策模型的最优结果

集中决策下（模型NC）供应链利润表示如下：

同样，利用逆向归纳法得到无区块链时集中决策的最优结果，见表2。

（二）区块链下制造商不分担成本模型(模型

B)

零售商在考虑引入区块链时，最重要的就是决定区块链可追溯信息水平。本文假设在区块链下消费者对产品的接受度θ等于1[11]，区块链带来的市场需求的增加量设为αi[5][9]。因此区块链下消费者效用函数U=v-p+αi。同样地，只有当v-p+αi≥0时，消费者才会购买产品。所以，区块链下市场需求函数表示为：

结合上述内容，区块链下制造商和零售商的利润函数表示如下：

上式（6）和（7）分别表示引入区块链且制造商不分担区块链成本时的零售商和制造商的利润函数。

利用逆向归纳法可以得到模型B下的最优结果，见表3。

（三）制造商支付固定费用（模型BF）

制造商为了加强合作，提出向零售商支付固定费用F。零售商和制造商的利润函数表示如下：

表3 区块链下制造商不分担和支付固定费用模型的最优结果

（四）成本共担模型（模型BS）

零售商引入区块链时需要投入巨额的成本，制造商为了加强与零售商的合作关系，提高供应链的稳定性，提出成本共担策略。本小节探讨成本共担能否让零售商积极参与合作，让供应链获得更高的利润。制造商提出的成本共担比例为Φ，0<Φ≤1，则零售商的分担比例为1-Φ。

模型BS下供应链各参与方的利润表示如下：

求解得到模型BS的最优结果，见表4。

表4 区块链下成本共担的最优结果

三、结果分析

命题1表明当供应链没有引入区块链技术时，分散决策下的制造商利润大于零售商利润，集中决策下的供应链利润大于分散决策下的供应链利润，这是因为分散决策会带来双重边际效应[15]。

命题2是从零售商角度分析的。表明区块链下不管采用何种成本分担机制，零售商获得的利润均大于无区块链下获得的利润，所以引入区块链对零售商而言是一个积极策略。在引入区块链技术的前提下，零售商承担全部成本（即制造商不分担成本）时所获得的利润是最小的。而当制造商支付的固定费用小于特定值时，成本共担的合作方式能够让零售商获得的利润大于向制造商收取固定费用的合作方式。总体上，引入区块链会让零售商获得比无区块链时更多的利润，不同的合作机制会影响零售商利润的大小。

命题3是从制造商角度分析的。表明制造商在成本共担合作机制下获得的利润是最大的，其次是不分担区块链成本，而当制造商支付的固定费用小于特定值时，制造商获得的利润要高于无区块链分散决策获得的利润，因此引入区块链对制造商也是一个积极策略。区块链下制造商优选成本共担合作机制，其次是不分担区块链成本，最后是支付固定费用，并且还需要进一步关注固定费用的大小。

命题4表明区块链下不管采用何种成本分担合作机制，供应链的利润均大于无区块链分散决策下供应链的利润，其中成本共担合作机制下供应链利润最大。而当消费者对产品的认知接受程度低于某特定值时，引入区块链的供应链利润要普遍高于无区块链下集中决策的利润。这说明对于消费者认知接受度偏低的行业产品，引入区块链提高产品的可追溯信息水平，可以提高供应链利润。总体上，引入区块链技术可以增加供应链利润，不同的合作机制会带来不同的供应链利润，其中成本共担合作机制下供应链的利润要普遍高于其他两种合作机制。

命 题5：pBS*>pk*>pND*；wBS*>wk*>wND*；iBS*>ik*；d BS*>dk*>d ND*

命题5说明最优零售价格、批发价在成本共担合作机制下是最大的，其次是不分担或支付固定费用合作机制，最后是无区块链分散决策模型。这说明投资区块链会增加零售商和制造商的成本，他们会通过提高价格的方式来弥补成本，增加利润。另外区块链还会增加市场需求，其中成本共担下的市场需求最大，这是因为成本共担合作机制能带来更高的可追溯信息水平，满足消费者信息溯源偏好，从而增加需求。

这里的l指模型B、BF、BS。

上述命题6（1）和（2）说明引入区块链技术，最优的价格、信息水平、需求、利润、成本共担比例都会随着消费者信息溯源偏好系数的增加而增加，随着区块链成本系数的增加而减少。这是因为消费者信息溯源偏好水平的增加会带来更多的市场需求，因此企业会投入更多的资金来提高可追溯信息水平，从而满足消费者可追溯信息偏好。实践中，企业为了满足这部分细分市场，会提供多种产品信息，比如京东国际通过区块链向消费者提供丰富的产品信息。

（3）和（4）表明在特定的条件下，消费者信息溯源偏好对价格和需求产生的影响会大于区块链成本系数产生的影响。这意味着虽然很多企业目前因为成本而持观望态度，但只要消费者对信息溯源偏好需求呈增加趋势，引入区块链便是大势所趋。企业在引入区块链时要做好详细的战略计划。Deloitte公司2020年发布的信息中指出全球55%的企业把区块链作为主要的战略计划之一。

四、结论与启示

本文研究了由单个制造商和单个零售商组成的供应链系统中区块链技术发挥的作用，探讨了无区块链下供应链成员的最优策略以及零售商引入区块链后三种成本分担合作机制下的供应链成员最优策略。通过对比不同模型下的最优结果，得出以下结论：

1.通过讨论无区块链下供应链成员的最优策略，发现无区块链时集中决策的供应链利润大于分散决策的供应链利润。

2.通过对比研究零售商的利润，发现引入区块链后零售商的利润均高于无区块链下的利润。制造商不分担成本时，零售商的利润是最低的；当制造商支付的固定费用小于特定值时，成本共担的合作方式能够让零售商获得最大的利润，因此零售商会考虑以成本共担的合作方式引入区块链。

3.通过对比研究制造商的利润，发现在成本共担合作机制下制造商获得的利润是最大的，其次是不分担成本。当制造商支付的固定费用小于特定值时，制造商获得的利润要高于无区块链分散决策获得的利润，因此制造商也会考虑以成本共担的合作方式引入区块链。

4.通过对比研究供应链的利润，发现供应链利润在成本共担模型下最大。当消费者对产品的认知接受程度低于某条件值时，引入区块链的供应链利润要高于无区块链下集中决策的利润。因此对于有信息溯源偏好的消费者不太了解的产品，从供应链利润的角度出发应考虑以成本共担的合作方式引入区块链，提高产品可追溯信息水平，实现利润最大化。

总体上，本研究可以得到如下管理启示：第一，零售商在考虑引入区块链技术之前，应先考虑行业内消费者对可追溯信息的偏好情况以及企业能接受的区块链技术成本大小。在消费者对产品可追溯信息偏好程度较高，且制造商愿意承担区块链部分成本费用时，零售商可以积极引入区块链。第二，在零售商决定引入区块链技术的前提下，制造商提出的成本分担合作机制就变得尤为重要。综合来看，成本共担可以优化整个供应链，让所有参与方受益，获得更多的利润。

需要指出的是，本研究着重描述区块链对消费者信息溯源偏好产生的影响，没有考虑竞争因素，后续研究可以构建一个制造商和多个零售商，多个制造商和一个零售商或多个制造商和多个零售商的情形。此外，本研究着重从供应链是否需要引入区块链以及合作方式两个方面探讨问题，没有进一步研究供应链协调管理。这些都是非常值得研究的问题，还需要在今后的工作中展开。