竞争环境下产能与信息共享策略：不确定需求管理的双赢机制研究

《International Journal of Production Economics》：Collaborative Information and Capacity Sharing: Strategies for Managing Uncertain Demand with Competitors

本文系统分析了竞争性制造商在需求不确定环境下采用产能共享（capacity sharing）与信息共享（information sharing）策略的协同效应。通过对比事前（ex-ante）与事后（ex-post）转移定价机制，揭示了产能水平、市场竞争强度与需求不确定性对制造商决策（如转移价格、转移数量）的动态影响，并论证了产能共享在提升消费者剩余（consumer surplus）和社会福利（social welfare）方面的显著优势。研究发现：事前定价在多数场景下更优，而高强度竞争与高不确定性情境下事后定价更具适应性。

　　

Section snippets

Literature review

文献综述部分指出本研究涉及两个主要领域：竞争者间的合作竞争（coopetition）与产能共享。

The model

我们考虑两个制造商A和B，生产可替代产品并在市场中竞争。为简化分析，假设其边际成本标准化为零。两家制造商均面临产能限制$K$。参照先前研究（Chen et al., 2019; Ha & Tong, 2008），线性需求函数给定为：

$p\_i\; =\; a\_i\; -\; q\_i\; -\; \backslash gamma\; q\_j$

其中$a\_i$表示制造商$i$的需求曲线截距，以相等的先验概率实现。因此，$a\_H$和$a\_L$分别对应高需求和低需求状态。

Ex-ante capacity sharing

在事前产能共享方案下，制造商在需求实现前基于预期利润商定转移价格。需求实现后，双方确定转移数量和保留数量。第3.3节推导了均衡转移数量$q\_T$和保留数量$q\_R$。随后我们考察最大化预期利润的转移价格，并分析事前产能共享策略对后续数量竞争的影响。

Ex-post capacity sharing

在事后产能共享方案下，需求实现后，制造商B首先确定转移价格以最大化自身利润。参照第4节方法，我们推导第二阶段均衡转移价格，并检验事后产能共享如何影响后续数量竞争。将$q\_T$和$q\_R$代入公式(3)，制造商B的利润函数为：

$\backslash pi\_B\; =\; p\_B\; q\_R\; +\; w\; q\_T$

我们使用上标$P$表示事后产能共享下的决策。因此，转移价格、转移数量等关键变量将基于实时需求状态动态优化。

Selection of an optimal strategy

本节比较不同产能共享类型的均衡结果，确定最优策略，检验产能水平如何影响最优策略下的预期利润，并评估产能共享的效率。

Consumer surplus and social welfare analysis

本节考察产能共享与信息共享策略对消费者剩余和社会福利的影响。策略$S$下的消费者剩余和社会福利定义如下：

$CS^S\; =\; \backslash frac\{1\}\{2\}(q\_A^S\; +\; q\_B^S)^2$，

$SW^S\; =\; \backslash pi\_A^S\; +\; \backslash pi\_B^S\; +\; CS^S$

其中$S\; \backslash in\; \{N,\; I,\; A,\; P\}$。在产能共享与信息共享的可行区域内，我们得到以下命题：

命题4

在消费者剩余和社会福利方面，

• •
  (1) 事前产能共享（$A$）表现优于事后产能共享（$P$）；
• •
  (2) 产能共享（$A$或$P$）均优于纯信息共享（$I$）；
• •
  (3) 相对于无共享基准（$N$），事前与事后产能共享均能提升整体福利水平。

Extensions

主模型中假设产能对称的制造商在需求不确定下进行产能共享。为获取更多启示，本节扩展模型以探讨(1)产能扩张策略及(2)制造商间产能不对称的情境。

Conclusions and managerial implications

为提升产能约束与需求不确定下的生产效率与供应链韧性，我们研究了竞争制造商间的信息共享与产能共享。基于转移价格确定时机，比较了事前与事后两种产能共享合约。