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摘要：在经济全球化与科技飞速发展的背景下，技术进步已成为影响供应链竞争的关键因素。本文研究了竞争环境下考虑技术进步的供应链重构策略，构建了技术进步前与进步后两种供应链竞争模型。技术进步前，模型考虑一个高技术零件供应商为两个具有竞争关系的制造商提供专有零部件； 随后其中一个制造商投入成本进行技术升级，升级后的制造商能够自己生产上述高技术零部件（即 实现了供应链的重构）。研究发现，与技术进步前相比，技术进步后两个制造商都会降低其产品定 价，高技术供应商也会降低其零件的批发单价，且竞争性产品之间的替代性越强，降价的幅度越大， 但技术进步可以削弱产品之间的替代性对均衡定价的影响。除此之外，与技术进步前相比，技术进 步导致供应链重构后，高技术供应商与未进行技术升级的制造商的利润都会降低，而实施技术升级 的制造商的利润以及社会整体福利只有在技术升级成本控制在合理范围内时才会有所提高，而整条 供应链的利润只有在产品之间替代性较弱且技术升级成本较小的情况下才会有所提高。此外，技术 进步会增加整个市场的消费者剩余，且市场规模越大或零部件的单位成本越低或产品之间的替代性 越强，消费者剩余增加得越多。最后，本文将模型扩展到了考虑技术升级失败风险、高技术供应商 品牌效应等情境，发现了类似的结论，验证了模型的鲁棒性。
关键词：竞争；供应链重构；技术进步
Doi: 10.12011/SETP2021-2788
0 引言
当前，国际竞争日趋激烈，世界正在经历百年未有之大变局，在这一背景下，技 术进步已经成为很多企业谋求生存与发展的重要手段。为了促进当地企业的技术进步 与转型升级，很多国家都推出了相应的制造业振兴计划，比如德国掀起了建造智能工 厂和生产数字化的风潮，提出“工业 5.0”的概念；日本通过不断改善其企业组织文化， 提出“精益制造”的发展理念；我国也于 2015 年 5 月印发全面推进实施制造强国的战略文件——《中国制造 2025》。这些计划的颁布与实施为一些具有代表性的企业提供了政策和资金上的支持，使得很多企业都通过自主创新实现了技术的进步与升级，比如 华为作为中国国产手机的龙头品牌，在 2019 年之前一直采购的是谷歌的安卓系统，但在同年 5 月之后华为开始自主研发并发布了鸿蒙操作系统，实现了向上游供应商的入侵，即供应链的重构；然而其竞争对手如小米、三星等却依然使用谷歌的安卓系统[1]。又比如在 2017 年之前苹果一直使用的是 Imagination Technologies 的芯片技术和知识产权，这些技术构成了苹果多款产品 GPU 的基础，但在 2017 年 3 月之后苹果公司开始投入资金研发自己的 GPU，停止在其新产品中使用原供应商的 GPU，并停止支付专利费[2]。2022 年 3 月，国产手机厂商 oppo 正式发布了首款自研的影像专用 NPU 芯片——马里亚纳 MariSilicon X，用于提升 oppo 手机拍摄的画质与夜景视频的分辨率，实现了向上游的入侵[3]。因此，受大量运作实例的启发，本文致力于探究技术创新下的供应链重构决策问题。
既往文献中，有三方面文献与本文的研究最为相关。首先是关于技术创新方面的 研究。Patterson 等[4]开发了一个影响供应链关键技术的模型，该模型提供了对供应链技术创新内部过程更清晰的解释。Tan 等[5]通过对技术创新能力影响因素和技术创新能力评价文献资料的研究，发现影响企业技术创新能力的因素有很多；这些因素直接或间 接地影响着企业的技术创新能力，从而制约和限制了企业技术创新活动的商业化进程， 影响着企业的核心竞争力。Zhao 等[6]研究了企业技术创新与品牌设立之间的关系，发现本土企业必须实施依靠创新的品牌战略才能提高核心竞争力和国际竞争力。Zhao 等[7] 基于某 A 股上市公司 2014-2016 年面板数据,运用非线性回归模型研究政府补助与企业科研投入之间的关系；研究表明，政府补贴可以促进研发投入；且二者的关系对民营 企业绩效具有正向调节作用。Yang 等[8]考察了工资扭曲对绿色技术进步的直接影响和中介作用，发现从 2002 年到 2012 年，中国工业部门的绿色技术创新水平持续上升，但中国制造业子行业的绿色技术创新进展相对缓慢。
其次，供应链入侵方面的文献也与本研究息息相关。Arya 等[9]率先研究了供应商的入侵问题，发现供应商（向下游）的入侵行为对下游零售商而言并非总是坏事，因为在一定条件下，入侵会导致供应商定一个较低的批发单价，从而削弱双重边际效应而实现帕累托改进。Xiong 等[10]研究了零售商拥有耐用品销售权和租赁权时上游供应商的入侵策略，发现供应商的入侵会对零售商和整条供应链带来好处。Yan 等[11]研究了制造商通过零售商销售新品的前提下，需决策通过直销（即入侵）或第三方销售再制造品的问题；结果显示，相对于第三方销售而言，制造商选择直销策略反而会降低自身及下游零售商的利润。在假设产品质量可以内生决策且顾客对质量存在异质偏好的情形下，Ha 等[12]发现当产品的质量成本较高时，供应商的入侵反而对下游零售商有利， 而在其他情况下供应商的入侵对零售商不利，而且当产品质量较高时，供应商入侵的可能性更大。在考虑供应商入侵后抢占制造商的市场份额并激发制造商公平意识的情形下，Zhou[13]研究了制造商的公平意识对供应商入侵决策的影响；结果显示，当制造商具有较强的销售优势或较强的公平意识时，入侵可能会损害供应商的利润，同时， 制造商因供应商的入侵而受益的可能性也会增强。李海等[14]研究了供应商入侵策略与制造商自有品牌引入策略之间的博弈关系，发现入侵的成本与制造商自有品牌产品的质量水平共同影响了供应商的入侵策略和双方的利润。考虑供应商具有入侵和降低成本的投资决策，Yoon 等[15]发现上述投资决策会影响供应商的批发价从而对制造商产生溢出效应，此外当入侵的产品与制造商的产品之间存在差异且市场竞争不太激烈时， 投资溢出效应能够实现供应链内部的帕累托改进。Yang 等[16]研究了具有产能约束的供应商入侵对制造商产品销量的影响，发现当供应商不入侵时，下游制造商投放到市场上的产品数量可能少于其采购数量，特别是当市场是随机需求时，保留部分数量不出售是制造商的唯一均衡，此时制造商的额外订货决策会驱使供应商放弃入侵。
最后一个方面的文献关注的是供应链重构的问题。Mahdi 等[17]研究了新产品开发环境下供应链的配置重构问题，发现新产品开发（NPD）将对供应链生产，销售以及运输计划等配置产生重大影响。Roh 等[18]以制造业公司为例，研究了企业如何构建具有全球复杂性的响应供应链，发现响应式供应链的策略不受制造地点变化的影响，但会随公司规模、行业特征、客户和供应商基础等条件而发生重构。Qi 等[19]提供了一个供应链策略框架来对案例进行研究，使用从中国 604 家制造企业收集的数据对精益、敏捷等策略进行实证检验，发现供应链战略必须随不同的产品特征而发生重构。James 等[20]研究了产品的生命周期对供应链战略的影响，以一家英国照明公司为例，分析其如何重构其供应链设计以适应产品的生命周期以及匹配客户需求。Hoek 等[21]引入了一个在国际化战略的背景下分析供应链重构模式的框架，并在八个案例研究中使用了该框架。结果表明，推迟制造的实施不仅需要对物流系统进行重新配置，而且还需要对供应链中其他业务进行重新配置，从而产生跨职能的效果。Sabzevari 等[22]在考虑风险管理的基础上，提出了一种新的多目标供应链配置数学模型。该假设模型探讨了供应链管理（SCM）的均衡策略和运作决策。结果表明，不同应对策略的选择以及新产品生产对供应链重构配置有影响。Tian 等[23]提出了一种基于图的制造业供应链网络优化配置成本模型，以支持重构决策，以制造企业总成本最小化为目标，建立了考虑运行成本和重构成本的优化模型，该模型还考虑了外包决策和供应链风险。
纵观既往文献，尽管分别研究技术创新、供应链竞争以及供应链重构的文献都有， 但同时考虑三者的文献未见。特别是针对近年来运作实践中出现的新问题——竞争环 境下存在技术进步的供应链重构，目前尚缺乏理论研究。因此理论上亟待解决的科学 问题是：在竞争环境下，实施技术进步的企业应如何决策自己的产品价格？技术进步 对于竞争型供应链中各方的均衡决策具有怎样的影响？技术进步对于竞争的强度以及 消费者剩余又有怎样的影响？为回答上述科学问题，本文将技术进步与供应链重构相 结合，构建了技术进步前与进步后两种竞争型供应链模型，探究了技术进步前后供应链上下游各方的均衡决策，并分析了技术进步对各方决策、利润和消费者剩余的影响。
1 模型描述
下面分别建立技术进步前的基准模型与技术进步后的供应链重构模型。
1.1 技术进步前的基准模型
为了分析技术进步对供应链决策与利润的影响，本文先构建技术进步前的基准模型。技术进步前的供应链结构如图 1 所示：由高技术供应商提供某种专有零部件（零部件单位生产成本为c ）[30]，制造商M1 与M2 都在高技术供应商处采购专有零部件并转化为两种不同的产品销往市场（不妨设每单位产品需要一单位的专有零部件[24]），且这两种产品具有一定的替代性，它们之间存在价格上的竞争。设制造商M1 与M2 在市场中的需求函数分别为： QB1
= D - aPB1
+ bPB 2
， QB 2
= D - aPB 2
+ bPB1
[26]（下标 B 是基准模型 的标签），其中 PB1 与 PB 2 分别为制造商 M1 与 M2 的产品定价， QB1 与QB 2 分别为这两种产品在市场上的需求量， D 为市场规模， a 代表了产品需求量对产品自身价格的敏感程度， b 反映了另一种产品对本产品的替代程度，且a > b > 0 [25]。技术进步前的事件顺序如图 2 所示，高技术供应商先决策专有零部件的批发价格WB ，制造商 M1 与 M2 再同时决策各自的产品价格 PB1 与 PB 2 。然后高技术供应商完全按照订单进行投产，制造商 M1 与 M2 将送达的零件转化为产品并推向市场。
1.2 技术进步后的供应链重构模型
在基准模型的基础上，接下来考虑制造商 M2 通过技术升级向上游入侵的情形（即供应链发生重构的情形）。设制造商 M2 实施了一笔固定研发投入 F ，然后制造商 M2 便拥有了自己生产专有零部件的技术，即拥有了稳定的自有零部件供应商（该自有供应商本质上是制造商 M2 的一个子公司或一个部门），而无需再从高技术供应商处采购，设自有供应商生产专有零件的单位成本也为c （本文将在 4.1 节把模型扩展到考虑研发失败风险的情形）。制造商 M1 仍然需要从高技术供应商处按照批发单价采购专有零部件。技术进步后的供应链结构如图 3 所示，假设供应链重构后制造商M1 与M2 的需求函数分别为: QA1
= D - aPA1
+ bPA2
， QA2
= D - aPA2
+ bPA1
[25]（下标 A 是技术进步后供应链 重构模型的标签）。其中QA1 与QA2 别为技术进步后制造商 M1 与 M2 的产品需求量， PA1 与 PA2 分别为技术进步后制造商 M1 与 M2 的产品定价（本文将在 4.2 节把模型扩展到考 虑高技术供应商存在品牌效应的情形）。设 D - ac + bc > 0 ，这意味着当两个制造商定极限低价时的市场需求大于 0，该假设是为了避免制造商的利润为零或负数。技术进步后的事件顺序如图 4 所示：先由高技术供应商决策向制造商M1 供应零部件的批发单价WA ， 再由制造商M1 与M2 同时决策各自的产品定价 PA1 与 PA2 ，然后高技术供应商完全按照订单进行投产，制造商 M1 与 M2 将零件转化为产品并推向市场。值得注意的是，由于制造商M2 的零件由自有供应商（即子公司或制造商M2 的一个部门）生产，故自有供应商以成本c 供应零部件。
2 均衡决策
2.1 基准模型的决策分析
基准模型中，采用逆向归纳法，先分析制造商M1 与M2 的定价决策。给定高技术供应商专有零部件的批发价格WB ，两个制造商同时决策各自的产品价格 PB1、PB 2 以最大化自己的利润，即
解上述规划问题，可得基准模型下供应商和两个制造商的均衡决策及相应利润，见引理 1。
引理 1 基准模型下供应链上下游各方的均衡决策与相应利润如下:
通过引理 1 可以看出，由于技术进步前制造商M1 与M2 完全对称，故两者的均衡价格与均衡利润完全相同，说明在技术进步前二者平分市场份额。除此之外，引理 1 还表明制造商M1 与M2 的产品定价关于零部件成本c 和市场潜能 D 单调递增，且二者的均衡利润随着零部件成本 c 单调递减，随市场潜能 D 单调递增。这是因为零部件成本的提高压缩了制造商的单位产品利润，从而使制造商的总利润降低；而市场潜能的增加会带来更多的销量，使制造商的总利润升高。
2.2 供应链重构模型的决策分析
在技术进步后的供应链重构模型中，采用逆向归纳法，同样先分析制造商 M1 与 M2 的定价决策。给定供应商零部件批发价格WA ，制造商 M1 与 M2 同时决策各自的产品定价 PA1 和 PA2 以使自己的利润最大化，即
求解上述三个规划，可以得到技术进步后供应商与制造商的均衡决策及其利润，见引理 2。
引理 2 技术进步后供应链重构模型中各方的均衡决策与相应利润如下：
通过引理 2 可以看出，在技术进步导致的供应链重构模型中，随着零部件成本c 和市场潜能 D 的增加，制造商 M1 与 M2 的产品定价也会增加。这是因为零部件成本的增加会压缩制造商的单位产品利润，故制造商会抬高定价以适应市场变化；而市场潜能的增加会给制造商带来更多的消费者，故制造商会提高定价以获取更大的利润。
3 技术进步对供应链各方决策的影响
根据上述引理 1 和引理 2，可得如下命题与推论。
命题 1 技术进步导致供应链重构后，高技术供应商会降低其专有零部件的批发价格（W * < W * ），两个制造商也会降低其产品定价( P* < P* ； P* < P*)，且进行技术升
命题 1 说明了技术进步前后供应链中高技术供应商以及具有竞争关系的两个制造商的定价决策变化情况。其背后的原因如下：对于制造商 M2 来说，由于技术进步后其获取零件的成本更低，故在技术进步后更倾向于降低产品价格来抢占市场。对于高技术供应商来说，其在技术进步前的基准模型中处于寡头垄断的地位，而技术进步后制造商 M2 对上游进行了入侵（建立了自有的零部件供应商），入侵之后供应链上游便从寡头垄断的状态变为多家企业共同竞争的状态，在这种竞争状态下高技术供应商自然会进行降价。对制造商M1 来说，供应链重构后其降价策略是一种跟随策略，即M1 之所以降价纯粹是因为自身的采购成本有所降低（即高技术供应商降价），故降价的幅度与高技术供应商降价的幅度相同。同时，因为制造商 M2 在技术进步后可以以更低的价格获取零部件，故进行技术进步的制造商会比未进行技术进步的制造商具有更大的降价幅度。
命题 1 的管理启示如下：在竞争环境下，只要有一个企业进行技术创新，竞争的双方都会降低产品价格，即技术创新加剧了竞争；而且实施技术创新的企业的定价策略更富有侵略性，以便以较低的价格抢占更多的市场份额。
推论 1 技术进步导致的产品降价幅度随产品之间的替代性单调递增
（ ¶(P* - P* ) / ¶b > 0 ， ¶(P* - P* ) / ¶b > 0 ）。且技术升级制造商价格对替代性的灵敏度
B1 A1 B 2 A2
比未进行技术升级的制造商强（ ¶(P* - P* ) / ¶b > ¶(P* - P* ) / ¶b ）。技术进步前产品价
B 2 A2 B1 A1
格对替代性的灵敏度大于技术进步后相应的灵敏度（ ¶P*
推论 1 探讨了制造商产品之间的替代性对产品定价决策的影响。其背后的原因如下：产品之间的替代性越强，两个制造商之间的竞争也就越激烈，从而技术进步后产品的降价幅度也就越大。进行技术进步的企业由于可以以更低的价格获取零件，其必然会更大幅度的降价以抢占市场，故其定价随产品替代性的变化会比未进行技术进步的企业更激烈。除此之外，技术进步前两个制造商获取零件的成本相同，二者均势竞争，这时影响二者定价的主要因素就是产品之间的替代性，而技术进步后其中一个企业获取了成本上的优势，故技术进步后替代性对其定价的影响就被削弱了。
图 5 替代性对技术进步前后均衡价格的影响
(注：参数取值为 a = 5 ， c = 1， D = 10 )
本文进一步用数值分析验证了命题 1 及推论 1 中的部分结论（详见图 5）。具体而言，图 5 表明，在具有竞争关系的两个制造商中，任何一个制造商的技术进步都会导致两者的产品价格有所降低（ P* > P* ， P* > P*），且降价的幅度（即实线与虚线之间的面积）随着产品替代性𝑏的增大而增大（ ¶(P* - P* ) / ¶b > 0 ， ¶(P* - P* ) / ¶b > 0 ）。
除此之外，图 5 还表明，实线较为陡峭而虚线较为平缓（ ¶P*
命题 2 背后的原因是：根据命题 1 可知，技术升级后未进行技术创新的制造商 M1 的均衡价格较升级前未发生改变，故其销量也不会改变，而制造商 M2 会以更低的价格获得更多的消费者，故技术升级后其销量比技术升级前的销量要大。同时，两个制造商生产的产品之间的替代性越强，技术升级为制造商 M2 节约的生产成本也就越多，故技术升级后制造商 M2 的定价就更具有侵略性，其销量的提升幅度也就越大。
命题 2 背后的管理启示如下：对于竞争环境下的制造商而言，其产品的可替代性越强，其进行技术升级的必要性也就越大，技术升级从成本端为其节省的资金也就越多。同时，技术升级后制造商还可以以富有侵略性的定价抢占更多的市场份额。
本文进一步用数值分析验证了命题 2 中的部分结论（详见图 6）。具体而言，图 6表明，在具有竞争关系的两个制造商组成的供应链中，不论是否实施技术进步，制造商所生产的产品之间的替代性越强，产品的销量越高。另外，对实施技术升级的制造商而言，技术进步后其产品销量的增长幅度（图中实线与虚线之间的差值）随产品间替代性的增强而增大。
图 6 替代性对技术进步前后制造商 M2 销量的影响
(注：参数取值为 a = 5 ， c = 1， D = 10 )
命题 3 供应链重构后， 未进行技术升级的制造商的均衡利润与重构前相同
命题 3 背后的原因如下：根据命题 1 可知，供应链重构后未进行技术进步的制造商
M1 与高技术供应商的降价幅度相同，即 M1 的降价幅度与其采购成本的下降幅度完全一样，故M1 产品的单位利润不变；且根据命题 2 可知技术进步前后制造商 M1 的产品销量也不变；故制造商 M1 的总利润维持不变。另外，在竞争环境下，制造商的产品替代性越强，市场中同类产品的竞争就越激烈，整个市场之间顾客的流动性就越强，从而为整条供应链带来规模效应，使制造商 M1 从中得益[35]。
值得注意的是，由于制造商 M1 没有实施技术创新，直觉上容易认为其在竞争中会处于劣势，利润会降低。但是命题 3 却出人意料地发现，未进行技术升级的制造商在供应链重构后的利润不变，这意味着由技术进步而强化的入侵主要是针对上游的，而对竞争对手的影响非常小，故利润的损失由供应链上游企业承担。
命题 3 背后的管理启示如下：在竞争环境下，虽然产品替代性的增强加剧了市场中的竞争，但这种竞争的加剧却可以为供应链各方带来额外的利润。故制造商在竞争环境下进行技术升级时可以适当保留产品的替代性，以收获规模效益的红利。
命题 4 当技术创新需要的固定投入较小时（ F < a ），技术创新会使创新主体（即制造商 M2）获利（ p M 2* < p M 2* ），但当技术创新需要的固定投入较大时（ F > a ），技
命题 4 背后的原因如下：在进行技术创新时，技术投入的固定成本是一个重要的考量因素，虽然技术进步后制造商 M2 可以向上游入侵从而降低零部件的单位成本，但如果技术创新的成本过大也是得不偿失的
命题 4 揭示了制造商在竞争环境下的重构策略：制造商应在技术创新所需的固定
成本较低时实施技术升级，而在固定成本较高的情况下维持现状，即不实施技术升级。推论 2 对创新主体（即制造商 M2）而言，技术创新策略占优的区间随产品的替代
性系数b 的增加而扩大（ ¶a / ¶b > 0 ）。
推论 2 表明，产品替代性越强，技术创新越容易使 M2 获利。这是因为替代性越强， 技术进步后的企业越容易从对手处抢到更多市场份额，也就越容易获利。推论 2 还揭 示了如下管理启示：当制造商的产品在市场中可替代性较强时，实施技术升级可以带 来更大的利润。
对命题 4 和推论 2 所得出的结论做数值分析，结果如图 7 所示，可以看出不论技术进步前后，制造商 M2 的利润随着其产品替代性的增强而提高，这是因为产品替代性的增强加剧了整个市场的流动性，为市场带来规模效益，从而提高了供应链各方的利润[35]。另外，随着产品替代性的增强，制造商 M2 在技术升级后的利润与技术升级前的差值越来越大（实线和虚线之间的差值越来越大）。
图 7 替代性对技术进步前后制造商 M2 利润的影响
(注：参数取值为 a = 5 ， c = 1， D = 10 ， F = 8 )
命题 5 下游制造商因技术进步而实施的入侵会导致高技术供应商的利润下降
（ p S* > p S* ）。且其利润的下降幅度随其零部件成本单调递减（ ¶(p S * - p S * ) / ¶c < 0 ），
随整体市场潜能单调递增（ ¶(p S * - p S * ) / ¶D > 0 ）。
命题 5 背后的原因是：技术进步后，制造商 M2 拥有了自有零件供应商而无需从高技术供应商处订购零件，故高技术供应商失去了一部分需求，其整体利润自然会降低。而当零部件成本较高时，供应商提高的零部件定价可以降低其总利润的损失；但若下 游的市场潜能越大，高技术供应商失去的市场份额越多，其利润的损失也就越大。
推论 3 在制造商向上游供应商入侵的情境下，制造商所生产的产品之间的替代性越强，高技术供应商的利润下降的幅度越大（ ¶(p S * - p S * ) / ¶b > 0 ）。
推论 3 背后的原因是：两个制造商产品之间的替代性越强，技术升级后的制造商
M2 对竞争对手所在的供应链（即供应商和制造商 M1 所构成的供应链）的挤压效应越明显，此时为获取市场份额，供应商越需要降低零件的价格，故其损失的利润越大。
命题 6 若产品之间的替代性较强（ b ³ l ），则制造商的重构策略会给整条供应链
带来损失（ p M 1* + p M 2* + p S * > p M 1* + p M 2* + p S* ）；若产品之间的替代性较弱（ b < l ）， 则当技术创新所需的固定投入较高时（ F > q ），制造商的重构策略会使供应链的整体利润降低（ p M 1* + p M 2* + p S * > p M 1* + p M 2* + p S* ）；而当技术创新所需的固定投入较小时）， 制 造 商 的 重 构 策 略 会 使 供 应 链 的 整 体 利 润 提 高
图 8 直观地显示了命题 6 的结论。当产品之间的替代性较强时，技术进步虽然会给制造商 M2 带来更大利润，但此时制造商 M2（拥有自有供应商之后）对原本寡头垄断的高技术供应商产生的挤压效应过大，使得供应商的利润大幅下降，超过制造商 M2 利润的增长量，所以整条供应链的整体利润有所下降。但当产品之间的替代性较弱时，制造商 M2 的技术创新对于制造商 S 的挤压效应较弱，故此时技术进步前后供应链的整体利润的变化还与技术创新企业的固定投入有关，这是因为一家企业技术进步后会导致整条供应链发生重构，使得供应链中每个成员的均衡决策与利润都会发生变化。根据引理 1、2 的解释，未进行技术投入的制造商在供应链重构后均衡利润没有变化，而根据命题 4 的解释，如果技术投入过大，技术进步的企业也有可能蒙受损失。所以如果技术投入过大，供应链中各方利润都会受到损失，导致供应链的整体利润有所下降。消费者剩余[26，27]是指消费者消费一定数量的某种商品愿意支付的最高价格与这些商品的实际市场价格之间的差额，表征了消费者在市场交易中所获得的隐性福利。承袭 Vives 和 Singh（1984）对于 Bertrand 模型中消费者效用函数以及消费者剩余的定义 [29] ， 记 CS 为 消 费 者 剩 余 ， 则 技 术 进 步 前 的 消 费 者 剩
推论 4 技术进步会增加消费者剩余（ CSA > CSB ），而且这种消费者剩余的增加随着专有零部件单位成本的增加而递减（ ¶(CSA - CSB ) / ¶c < 0 ），随着整体市场规模以及产品间替代性的增加而递增（ ¶(CSA - CSB ) / ¶D > 0 ， ¶(CSA - CSB ) / ¶b > 0 ）。
推论 4 背后的原因如下：技术进步后，整条供应链上产品的市场价格都会有所降低，故消费者能够以更低的价格买到产品，所以消费者剩余会提高。而零部件的单位成本越高，技术进步后的产品市场价格也就越高，相应的消费者剩余也就越小；市场规模越大，产品的整体销量也就越大，就会规模性的增大消费者剩余。而产品之间的替代性程度越强，技术进步后的企业就越容易从对手处抢到更多市场份额，竞争就越激烈，整条供应链也就能创造更大的消费者剩余。
推论 4 说明，技术进步会增加消费者的购买福利，但零部件成本的上升会削弱这一效应，而市场规模的增大会扩大这一效应。在竞争环境下，产品市场竞争的激烈程度的增强也会扩大这一福利效应。记技术进步前的整体社会福利 SW = p M 1* + p M 2* + p S * +CS
，技术进步后的整体社
B B B B B
会福利SW = p M 1* + p M 2* + p S * +CS [28]，则可以得出推论 5。
A A A A A
推论 5 当技术创新所需成本较小时（ F < m ），制造商的技术升级会使整体社会福利提高（ SWB < SWA ）；而当技术创新所需的成本较大时（ F ³ m ），制造商的技术升级
会 使 整 体 社 会 福 利 降 低 （ SWB ³ SWA ） ， 其 中 ：
m =(a + b)(10a3 - 7a2b - 6ab2 + 4b3 )(-ac + cb + D)2 a / 8(2a2 - b2 )2 (2a - b)(a - b) 。
推论 5 得出了技术进步前后社会福利的变化情况，其背后的原因与命题 4 类似，此
处不再赘述。推论5 的管理启示是：制造商不计成本地进行技术升级不仅会损失自身利润，还会降低整体社会福利。
进一步地，将命题 4 中的阈值a 与推论 5 中的阈值m 进行比较，可以发现，若产品
之间的替代性较强（ b > l ），则重构后制造商 M2 利润占优的临界值会小于社会福利占优的临界值（a < m ）；若产品之间的替代性较弱（ b < l ），则重构后制造商 M2 利润占优的临界值会大于社会福利占优的临界值（ a > m ）。其中： l 是关于 b 的方程2a3 - 3a2b - 2ab2 + 2b3 = 0 的根。
图 9 技术进步前后供应链整体利润和社会福利的变化
图 9 直观地展示了命题 4 和推论 5 的结论，技术投入过大会使重构后制造商本身的利润和社会福利降低，但二者的次序是不同的，竞争环境下产品之间的替代性也对重构前后企业均衡利润和社会福利的变化有影响，具体而言，当产品之间的替代性较小时（ b < l ），随着投入成本的上涨，先是社会整体福利受损，再是制造商 M2 的自身利润受损；而当产品之间的替代性较大时（ b > l ），随着技术投入成本的上涨，先是制造商 M2 自身利润受损，再是社会整体福利受损。
4 扩展
本节分别将模型扩展到考虑研发失败风险、高技术供应商品牌效应、供应商入侵的情形，具体详见 4.1~4.3 节。
4.1 考虑研发失败风险的重构模型
本小节考虑存在技术研发失败风险的情境，在这种情境下，制造商 M2 进行技术升级时有研发失败的可能性（比如 2017 年 2 月小米手机跟随华为的步伐开始自研松果澎湃 S1 芯片，但最终因为制程落后的问题而失败[31]），假设制造商 M2 进行技术创新的成功概率为q (0 < q < 1) ，研发失败的概率为1-q 。用下标 F 代表考虑研发失败风险的情境，采用与之前类似的求解方法，可求得在这种情境下供应链重构后各方的均衡利润如表 1 所示：
构策略会使供应商的期望利润降低（ p S * > p S * ），未进行技术升级的制造商的期望利润 不变（ p M 1* = p M 1* ）。而对技术升级的制造商而言，当技术升级的投入较小时（ F < a ），技术升级会使其期望利润升高（ p M 2* < p M 2* ）；当技术升级的投入较大时（ F > a ），
不难发现，在考虑研发失败风险的情境下，供应链中各成员利润的变化与命题 3~5的结论相似，这说明了本文所提模型的鲁棒性。4.2 考虑品牌效应的重构
本节将模型拓展到考虑高技术供应商品牌效应的情境，在这种情境下，当制造商实施技术进步从而对供应商形成入侵后，会由于失去原供应商零件的品牌效应而失去
效应较强（ d > k ），则制造商的入侵会使高技术供应商的利润提高（ p S* < p S* ）。其中：
命题 8 背后的原因如下：高技术供应商的品牌效应会对重构前后供应链各成员均衡利润的变化产生影响。具体而言，当高技术供应商的品牌效应较弱时，其利润下降是由于其受到下游制造商的入侵所致；而当高技术供应商的品牌效应较强时，其利润上升是由于其品牌效应导致销量上涨所致。
命题 9 在考虑品牌效应的情境下，对未进行技术升级的制造商而言，重构后其利
命题 9 背后的原因如下：当制造商M2 进行技术升级后，制造商M1 可以独享高技术供应商所带来的品牌效应，其销量有所上涨，从而导致其利润提高。
命题 10 在考虑品牌效应的情境下，当制造商进行技术升级所需的成本较小时
（ F <v ）， 技术升级才会为其带来效益（ p M 2* < p M 2* ）； 而当技术投入较大时
（ F >v ），制造商进行技术升级会使其蒙受损失（ p M 2* > p M 2* ）。其中：
at (-2ca3 - a2bc + 2ab2c + b3c + 2Da2 + 3Dab + Db2 - 4a2d + abd + 2b2d )
v = 4(2a + b)2 (2a - b)(2a2 - b2 )2
t = -12a4c + 4a3cb +13b2a2c - 2ab3c - 3b4c +12a3D + 8ba2 D - 5Dab2 - 3Db3
-8a3d + 6ba2d + 3ab2d - 2b3d
命题 10 与命题 4 的结果类似，其背后的原因也与命题 4 类似，这说明了本文主体模型的鲁棒性。
4.3 考虑供应商入侵的重构
本节考虑供应商入侵的情境，在这种情境下，如图 10 所示（用下标 U 代表供应商入侵的情境），高技术供应商进行了一笔固定投入 F（用于产品开发与购买生产设备）， 开始自主利用零件研发产品并在市场上销售（比如京东方一直在为创维供应电视面板， 但在 2015 年却推出了首款自主品牌终端电视机产品 BOE Alta，实现了向下游的入侵
[33]），这时，假设制造商 M1 的需求函数为QM 1 = 2D / 3 - aPM 1 + bPS / 2 + bPM 2 / 2 ，制造
UA UA UA UA
商 M2 的需求函数为QM 2 = 2D / 3 - aPM 2 + bPM 1 / 2 + bPS
/ 2 ，高技术供应商的需求函
为QS = 2D / 3 - aPS + bPM 1 / 2 + bPM 2 / 2 。制造商M1 和M2 决策各自的产品定价，而高
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技术供应商决策自身的零件定价以及产品定价以使自身的利益最大化。
图 10 考虑供应商入侵的供应链重构模型
为了计算简便，将敏感性系数b 标准化为 1，采用与之前类似的证明方法，可得在这种情境下供应链各企业的均衡利润如表 3 所示：
表 3 供应商入侵情境下各企业的均衡利润
命题 11 背后的原因如下：供应商入侵加剧了竞争并提升了产品的销量，而制造商入侵降低了零部件的采购成本。故当零部件的成本c 较低时，制造商通过技术升级（入侵）所降低的总成本较多、为整条供应链带来的利润较大，故此时制造商入侵时的供应链整体利润会大于供应商入侵时的供应链整体利润；而当零部件成本c 较高时，制造商的入侵降低的总成本有限、为整条供应链带来的利润较小，故此时供应商入侵下的供应链整体利润更高。
5 结束语
本文研究了竞争环境下考虑技术进步的供应链重构与定价策略问题，构建了技术进步前与进步后两种供应链竞争模型。技术进步前，模型考虑一个高技术零件供应商为两个具有竞争关系的制造商提供专有零部件；随后其中一个制造商投入成本进行技术升级，升级后的制造商能够自己生产上述高技术零部件（即实现了供应链的重构）。
研究结果表明，与技术进步前相比，技术进步后两个制造商都会降低其产品定价， 高技术供应商也会降低其零件的批发单价，且进行技术创新的制造商的降价幅度要大 于未进行技术创新的制造商以及上游供应商。这说明技术创新加剧了供应链的竞争， 而且实施技术创新的企业的定价策略会更富有侵略性，以便以较低的价格抢占更多的 市场份额。本文还发现，竞争产品之间的替代性越强，两个制造商降价的幅度越大， 而且技术进步前产品价格对替代性的灵敏度要大于技术进步后相应的灵敏度，即技术 进步削弱了产品之间的替代性对均衡定价的影响。除此之外，与技术进步前相比，未 进行技术进步的制造商利润不会发生变化，但高技术供应商的利润会有所降低，而实 施技术升级的制造商的利润以及整体社会福利只有在技术投入控制在合理范围内时才 会有所提高。由于实施技术创新的企业会以更低的价格抢占市场，故直觉上会认为未 进行技术创新的企业在重构后利润会降低，但上述结论表明事实却并非如此，这说明 技术进步式的入侵更多的是对上游供应商的入侵，而对其竞争对手的影响较小。对于 整个供应链系统的利润而言，虽然直觉上会认为技术创新会对整条供应链系统有利，但研究表明，当具有竞争关系的两个制造商的产品间替代性较强时，技术进步后供应 链的整体利润会有所减少，只有当替代性较弱且技术创新所需的成本较小时，供应链 中一家企业技术进步才会使供应链系统的利润增加。这是因为一家企业的技术进步加 剧了竞争型供应链中的竞争强度，这在某些情况下对整个供应链系统是不利的。此外， 研究结果还表明竞争型供应链体系中一家企业的技术进步会增加市场内的消费者剩余， 且市场规模越大、零部件的单位成本越低，这种消费者剩余的增加越明显。除此之外， 本文还总结了竞争环境下的供应链重构策略：在竞争型供应链中，企业应该在创新成 本可控的情况下实施技术创新，完成供应链重构，而在创新成本过高的情况下维持原 状。最后，本文将模型扩展到考虑研发失败风险、高技术供应商品牌效应的情境，发 现了类似的结论，说明了本文主体模型的鲁棒性。
基于以上研究，本文针对竞争环境下实施技术升级的企业提出了如下对策建议：
（1）在产品竞争环境下，实施技术创新的企业的定价策略应该更富有侵略性，以便以较低的价格抢占更多的市场份额。（2）对于竞争环境下的制造商而言，其产品的可替代性越强，其进行技术升级的必要性也就越大，技术升级从成本端为其节省的资金也就越多。（3）在竞争环境下，虽然产品替代性的增强加剧了市场中的竞争，但这种竞争的加剧却可以为供应链各方带来额外的利润。故制造商在竞争环境下进行技术升级时可以适当保留产品的可替代性，以收获规模效益的红利。（4）企业进行技术升级应该着重考虑其所需成本，不计成本地进行技术升级不仅会损失自身利润，还会降低整体社会福利。
本文有如下几个进一步研究的方向：首先，本文只考虑了两条供应链，而现实中的供应链体系错综复杂，故对于复杂的供应链网络，探讨技术进步对供应链竞争和重构的影响是一个极具现实意义的研究问题。其次，供应链的信任机制是当前的一个热点问题，考虑信任机制的供应链重构也是极具理论意义的研究方向[34]。最后，在实际中，制造商和供应商的信息并不一定会完全对称，因此不对称信息下的供应链重构策略如何选择，也是一个值得继续深入探讨的科学问题。
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Supply-chain Reconstruction Strategy under Competition and Technological Upgrading
YU Lean1,2,3,4,5, LEI Kaiyu1 ZENG Nengmin4,5
(1. School of Economics and management, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China;
2. School of Business, Binzhou Institute of Technology, Binzhou 256600, China; 3.Weiqiao-UCAS Joint Lab, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
4. School of Economics and management, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;
5. Key Laboratory of Big Data and Business Intelligence Technology (Harbin Engineering University), Ministry of Industry and Information Technology, Harbin 150001, China)
Abstract: In the context of economic globalization and rapid development of science and technology, technological progress has become one of the most important way for enterprises to seek survival and development. This paper studies the supply chain reconfiguration strategy under the background of technological progress, and constructs two models. Before
technological advancement, a high-tech supplier provides two manufacturers with components, and then one of the manufacturers invested in technology upgrades, and has its own supplier of components. The study found that after technological advancement, both manufacturers will lower their product prices, and high-tech suppliers will also lower the prices of their components. And the stronger the substitution between competing products, the greater the price reduction. Technological progress can reduce the impact of product substitution on pricing. The profits of high-tech suppliers and manufacturers that have not made technological advancements will reduce, but the profits of technologically advanced suppliers and the overall profit of the entire supply chain will only increase when the technological input is controlled within a reasonable range. In addition, technological progress will increase the consumer surplus, and the larger the market size, the smaller the unit cost of components, the more lavish this increase will be. Finally, we expand the model to situations with technical upgrade failures and supplier brand effects, and obtain similar results, verifying the robustness of the model.
Key words: competition；supply-chain reconstruction；technological progress
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