Research on Supply Chain Pricing Considering Channel Competition and Investment in Digital Technologies
Many manufacturers not only sell their products through traditional retail channels, but also establish direct sales channels to consumers. In this context, based on Stackelberg game theory, a multi-channel supply chain decision model led by manufacturers has been established, and digital technology investment has been incorporated into the model. The study examines the impact of channel competition and digital technology investment on product pricing and profits under decentralized and centralized decision-making scenarios. The results show that: (1) The wholesale price offered by the manufacturer to offline retailers is always negatively correlated with the degree of channel competition. When the cost coefficient of digital technology investment is low, the wholesale price offered to online retailers is negatively correlated with the degree of channel competition; when the cost coefficient of digital technology investment is high, the wholesale price to online retailers is positively correlated with the degree of channel competition. (2) When the cost coefficient of digital technology investment is either low or high, both offline and online retail prices are negatively correlated with the degree of channel competition. When the cost coefficient is moderate, both retail prices are positively correlated with channel competition. The direct sales price is always negatively correlated with the degree of channel competition. (3) The manufacturer’s wholesale price, retail price, and direct sales price are always negatively correlated with the cost coefficient of digital technology investment. They are always positively correlated with the coefficient representing the impact of digital technology on product demand. (4) Under decentralized decision-making, the profits of online retailers are always lower than those of offline retailers, and the profits of offline retailers are always lower than those of the manufacturer. Under centralized decision-making, the overall profit of the supply chain is higher than that under decentralized decision-making.
Channel Competition
电子商务的迅猛崛起为制造商开辟了广阔的增长空间与机遇,并深刻影响了消费者的购物习惯,使得网络购物逐渐成为消费者的新宠。依据第52版《中国互联网络发展状况统计报告》显示,至2023年6月,中国网络购物用户群体已扩大至10.79亿,相比2022年12月增长了1109万新用户,互联网普及率攀升至76.4%
然而,制造商渠道的纵向延伸将显著挤占零售商的市场空间,从而加剧渠道之间的竞争。为了应对渠道挤压效应,许多实体零售商搭便车使用制造商的数字化技术来吸引消费者。以运动服饰行业为例,部分领先企业部署智能试衣系统及云端陈列设备,有效提升顾客驻店时长;美妆领域则涌现出虚拟试妆设备及智能导购平台等数字创新手段,通过构建沉浸式消费场景正向影响顾客购买意愿。这种技术赋能不仅改变了传统零售终端的服务模式,更通过需求创造机制重塑了消费行为模式
关于渠道竞争的研究,Swaminatha等
关于数字化技术投入,当前的研究聚焦于对消费者的影响。Roy等
虽然已有很多学者分别对渠道竞争和数字化技术的投入进行了研究,但是少有学者将渠道竞争和数字化技术的投入结合起来,基于此,本文聚焦于供应链运作中的渠道竞争与数字化技术投入问题,采用Stackelberg博弈理论构建决策模型,分析渠道竞争和数字化技术投入的供应链定价研究问题。
考虑一个由制造商、线下零售商及线上零售商构成的多渠道供应链系统,零售商从制造商处批发产品,并通过各自的线下门店与在线平台销售,制造商开辟直销渠道销售产品。随着电子商务的发展,制造商可以选择投入数字化技术来生产或销售产品,线下零售商也可以借助制造商的数字化技术来销售产品。本文将对数字化技术投入下制造商与零售商存在渠道竞争的最优定价决策问题进行研究。制造商投入数字化技术后的供应链结构见
本文的假设如下。
假设1. 制造商只生产一种产品,且为了简化模型,将单位产品生产成本设置为0。
假设2. 市场中产品的潜在数量为1。
假设4. 制造商投入数字化技术后,线下零售渠道、线上零售渠道和直销渠道的产品需求量分别为:
,
和
。该需求函数也得到其他学者的采纳,例如Chen等
假设5. 对于制造商而言,数字化技术投入是一项长期且不易调整的决策,需要在前期阶段就进行布局,这包括生产工艺的革新、门店的数字化转型升级以及店内数字化设施的改进等。相比之下,定价策略往往具有短期效应,且易于根据市场变化进行灵活调整。因此假设制造商在定价决策之前优先进行数字化技术投入是合理的,这一假设在相关文献中也有类似的体现
假设6. 由于数字化技术的投入成本较高,同时借鉴任等
文中主要符号及含义见
符号 |
含义 |
|
渠道竞争程度, |
|
线下零售商所获得产品的批发价格 |
|
线上零售商所获得产品的批发价格 |
|
数字化技术投入成本系数, |
|
数字化技术对产品需求量的影响系数, |
|
数字化技术投入水平 |
|
线下零售价格 |
|
线上零售价格 |
|
直销价格 |
|
线下零售渠道需求量 |
|
线上零售渠道需求量 |
|
直销渠道需求量 |
|
线下零售商利润 |
|
线上零售商利润 |
|
制造商利润 |
|
供应链整体利润 |
上标D |
分散决策 |
上标C |
集中决策 |
上标* |
最优解 |
该博弈为三阶段博弈:首先制造商确定其数字化技术投入水平;随后制造商制定直销价格,同时设定产品的批发价格;最后,线下零售商与线上零售商确定零售价格。
此时线下零售商、线上零售商和制造商的利润分别为:
(1)
(2)
(3)
采用逆推法求解,式(1)和式(2)分别对 和 求一阶偏导,得:
(4)
(5)
将式(4)和式(5)代入式(3)可求得 的Hessian矩阵为:
(6)
其一阶、二阶和三阶顺序主子式分别为:
(7)
(8)
(9)
此时Hessian矩阵为负定矩阵,制造商的利润函数 是关于 、 和 的联合严格凹函数,此时可以得出:
(10)
(11)
(12)
将式(10)~(12)代入式(3),并对v求一阶偏导,可得:
(13)
将式(13)代入式(10)~(12)可以求出直销价格和批发价格的最优解,即:
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
由式(13)~(18)可以求得线下零售商、线上零售商和制造商的最优利润,即:
(19)
(20)
(21)
以供应链利润最大化为目标,制造商首先决定数字化技术投入水平,随后制造商、线下零售商和线上零售商采取合作模式,共同决策线下零售价格 、线上零售价格 和直销价格 。记 为制造商开辟直销渠道情形下供应链的利润,有:
(22)
此时,可以求得 的Hessian矩阵为:
(23)
其一阶、二阶、三阶顺序主子式分别为:
(24)
(25)
(26)
此时Hessian矩阵为负定矩阵,供应链整体利润 是关于 、 和 的联合严格凹函数,此时可以得出:
(27)
(28)
(29)
将式(27)~(29)代入式(22),并对v求一阶偏导,可得:
(30)
将式(30)代入式(27)~(29)可以得到线下零售价格、线上零售价格和直销价格的最优解,即:
(31)
(32)
(33)
将式(30)~(33)代回式(22),可以求出供应链整体利润 的最优利润,即:
(34)
命题1. 在分散决策下,最优批发价格与渠道竞争程度存在以下关系:
(1) ;
(2) 当 时, ;当 时, 。
其中, 。
证明:
(1) 。
(2) ,
当 时, ;
当 时, 。
命题1表明,制造商给线下零售商的批发价格与渠道竞争程度始终呈负相关;当数字化技术投入成本系数较低( )时,制造商给线上零售商的批发价格与渠道竞争程度呈负相关;当数字化技术投入成本系数较高( )时,制造商给线上零售商的批发价格与渠道竞争程度呈正相关。这说明线下零售商依托制造商技术溢出效应实现销售规模扩张,促使制造商采取激励性定价策略;当数字化技术投入成本较低时,制造商的投入能带来显著的市场需求增长,线上零售商间接从中受益,为保持竞争力和增长利润,制造商会适度降低线上零售商的采购成本以提升渠道销量;当数字化技术投入成本较高时,通过提高线上渠道的价格实现成本分担,同时维持传统线下渠道的优惠供货价格,以此保障传统分销体系的竞争优势。
命题2. 在分散决策下,最优零售价格和最优直销价格与渠道竞争程度存在以下关系:
(2) 当 时, ,当 或 时, ;
(3) 。
其中,
证明:
(1) ,
当 时, ;当 或 时, 。
(2) ,
当 时, ;当 或 时, 。
(3) 。
命题3. 在分散决策下,最优批发价格与数字化技术投入成本系数存在以下关系:
; 。
证明:
;
。
命题3表明,制造商的批发价格始终与数字化技术投入成本系数呈负相关。这说明当数字化技术投入成本较低时,制造商可以通过提高批发价格来获得更多的利润;而当数字化技术投入成本较高时,制造商可以通过降低批发价格,推动更高的销量,以此来增加总市场需求,来分摊高昂的技术成本,同时保持线下和线上零售商的竞争力。
命题4. 在分散决策下,最优批发价格与数字化技术对产品需求量的影响系数存在以下关系: ; 。
;
。
命题4表明,制造商的批发价格始终与数字化技术对产品需求量的影响系数呈正相关。这说明制造商的数字化技术显著提升了线下零售商的利益,驱动其销售规模的增长,此时制造商会对线下零售渠道实施差别化定价策略,通过提高批发价格优化实现收益最优化;线上零售商同样也受益于数字化技术的投入,间接增加了产品的需求量,制造商会提高给线上零售商的批发价格,确保线上零售商在市场竞争中具有相对优势,同时制造商也能从中获得更高的利润。
命题5. 在分散决策下,最优零售价格和最优直销价格与数字化技术投入成本系数存在以下关系:
; ; 。
证明:
;
;
。
命题5表明,零售价格和直销价格都与数字化技术投入成本系数呈负相关。这说明随着数字化技术投入成本系数的增加,制造商会降低直销价格,抢占市场份额,与此同时,为了维持市场竞争力,批发价格的降低也会迫使线下和线上零售商也降低零售价格。
命题6. 在分散决策下,最优零售价格和最优直销价格与数字化技术对产品需求量的影响系数存在以下关系: ; ; 。
证明:
; ; 。
命题6表明,零售价格和直销价格都与数字化技术对产品需求量的影响系数呈正相关。这说明当数字化技术能增强产品的附加值及消费者体验时,会激发消费者对产品的更大需求,此时消费者对价格的敏感度会下降,从而倾向于接受更高的价格,制造商和零售商也更倾向于调高直销价格和零售价格以最大化各自的利润。
借鉴任等
在分散决策下,批发价格与渠道竞争程度的关系见
在分散和集中决策下,销售价格与渠道竞争程度的关系见
在分散和集中决策下,利润与渠道竞争程度的关系见
由
本文的主要结论有:(1) 线下零售商的批发价格与渠道竞争程度存在负相关性;在数字化技术投入成本系数较低时,制造商给线上零售商的批发价格与渠道竞争程度也呈负相关。然而,当数字化技术投入成本系数较高时,制造商给线上零售商的批发价格与渠道竞争程度则呈现正相关关系。这表明随着数字化技术投入成本的变化,线上零售商的定价策略会受到不同的竞争环境的影响。(2) 当数字化技术投入成本系数较低或较高时,线下和线上零售价格均与渠道竞争程度呈负相关。相反,当数字化技术投入成本系数适中时,线下和线上零售价格与渠道竞争程度呈正相关。此外,直销价格始终与渠道竞争程度呈负相关,表明制造商通过直销模式始终能够避免渠道之间的竞争压力。(3) 无论是制造商的批发价格、零售价格还是直销价格,它们都与数字化技术投入成本系数均呈负相关;而与数字化技术对产品需求量的影响系数呈正相关。