牛保庄:区块链技术驱动的竞合供应链研究

[罗戈导读]Physical Internet国际会议 (IPIC) 自2014年在加拿大拉瓦尔大学第一次举办,至今已举办6届。本届IPIC峰会,聚集了全球顶尖供应链管理科学家+全球顶级供应链管理企业家深度对话,以全新视角重新解构物流体系,共同解读未来行业发展趋势以及技术发展方向。

主题演讲:区块链技术驱动的竞合供应链研究

主讲人:牛保庄

牛保庄:华南理工大学教授,博士生导师,2017年度教育部“青年长江学者”,2018年国家优青。广东省政协委员。聚焦中国合同制造供应链竞合管理研究,目前发表顶级期刊论文10篇,包括MSOM 2篇,POM 5篇,TRB 3篇,另有38篇文章发表在EJOR,Omega等知名期刊。获教育部第八届中国高校科学研究优秀成果奖(人文社会科学)二等奖、中国管理学青年奖,广东省哲学社会科学优秀成果二等奖(排名第1)三等奖(通讯作者)各一次,中国决策科学“青年科技奖”等多个奖项。

以下为演讲实录

非常感谢罗老师的邀请和介绍。尊敬的各位老师、各位同学以及企业家朋友们,我是来自华南理工大学的牛保庄。这个题目稍微有一点点改动,但内容上没有变化。今天因为是以智能物流、物联网和先进信息技术为主题的世界级大会,所以专门把最近跟博士生做的几个探索性文章凝练了一个主题跟各位分享探讨一番,还望多加指正。。从题目而言,我用了“区块链使能” 的说法。这是什么意思呢?就是说其他的技术或情景也可以促成后面的供应链结构调整和竞合动因分析,但是在区块链的支持下有很多有意思有创新的场景能够让供应链的结构调整更加有效,能够让竞合动因分析成为更深刻的研究,所以我取了这样一个题目。

我本人做的研究正如罗老师刚才介绍的,是提升中国制造供应链价值方面的研究,从供应链竞合管控优化的角度切入。国家政策、经济学家、管理学家的意见和建议已经有许多共识,我归纳总结了一下,主要是有两个方面思路,一个是发展自主品牌。第二个是如果你不方便发展自主品牌,则可以提供专业服务,代为采购物美价廉的零部件,帮忙做质量检测,帮忙做设计,赚制造加工之外的钱。但这两种思路主要是开源。有了各种各样的新的信息技术如物联网、大数据、区块链,我们可以在新兴技术支持之下,对传统的制造供应链进行智能化改造,一方面节省成本,另一方面也使得我们供应链上的四个流:物料流、资金流、合同流、信息流进行更好的协调和衔接,从而实现协同效应,实现节流。

在这三个主要的研究思路支持下,我们发出过7个UTD的文章,以及三个TRB的文章,也培养了一些优秀的学生,比如今年博士毕业破格受聘暨南大学管理学院副教授的陈磊,以及拿到了法国知名高校教职的刘窅祺,这是华南地区应该算是首次。

说一说我自己个人对于区块链的粗浅认知, 19年前,2001年在山东大学念计算机科学与技术的时候,那会我们的老师就跟我们科普过什么叫做分布式数据库。大家也都知道区块链的加密技术基础是哈希函数,当年山东大学也有一个网红是王小云老师,攻破了好几个知名哈希函数密码方案。其实区块链就是在这些基础上发展出来的技术系统。经过世界知名学者和权威机构的总结,区块链大家比较公认的特征包括:1.不可篡改;2.不可逆转;3.安全;4.能够实现信息的共享和透明。因为信息是由区块链上的各个成员分别提供和互相支持访问,所以它没有一个上帝在这里面,实现了所谓的去中心化。具体映射到商业环境中,一个技术如果没有一个成功的商业模式应用就没有生命力,19年前就知道区块链的原理,但是19年前的区块链没有这么火爆。它真正得到商业应用就是因为它这样几个特征得到了真正的落地使用:

第一,可溯源。第二,可归责。第三,可分享。可溯源和可归责区块系统在食品行业、政府公文、质量管控、物流服务等实现全程无缝的记录和不可篡改。一旦发生了问题,我们可以在区块链上找到当初不可篡改的记录,实现高效的追责和归责。既然大家要实现一个无缝的溯源和衔接,那么必然要把整个过程中所有的关键信息和数据都共享到分布式数据库里面,实现区块链内部的信息和数据共享。但是这时候新的问题产生了,如果供应链的上下游企业不配合,你让我把数据和资料共享区块链上,但是我不想共享,那么这个区块链即使建成了也会变成一个空链,断链,甚至死链。所以我们做研究的时候,跟博士生讨论了很久,用了大概一年的时间把区块链相关的资料和案例进行了很详细的分析,我们最后确定,我们切入的科学问题是研究供应链上下游企业要不要“上链”,能不能形成一个动因上的联合,特别是有颇多场合存在竞争的情景下。如果能够找到他们动因联合的区间,那么区块链就有很大的可能性会成功。就此博士生们做了三个探索性的工作:

第一个工作是跟牟梓豪同学合作的。我们关心的是跨境电商平台高端奢侈品的分销商以及跨境知名大品牌,高端化妆品,高端奶粉,高端珠宝品牌商,要不要上链的动因分析问题。对于中国消费者而言,对阿里和京东上特别是海外购买的比较贵的高端品,还看不见摸不到,退换货比较麻烦,确实有很强的不信任感还有质量偏见,即使这些网络分销商得到了知名品牌的授权。马云先生也对此非常苦恼,甚至在华尔街日报上发表了文章,说我们阿里是负责任的公司,做了很多相关努力。他们做了一个非常重要的努力就是让天猫国际平台提供区块链系统。显然消费者在没有阿里的区块链系统之前,他是更信任品牌门店产品质量的,如果是一个大牌,他直接就在深圳开了一个当地专卖店,消费者更信任这个。之后阿里构建了区块链系统,号召这些知名品牌加入到这个区块链里,事实上给在天猫国际上高端产品分销商进行了质量背书和质量认证。加上了区块链,他们在天猫国际上卖的大牌产品就有了护身符,消费者对他们也有了更强信任。

这下面就是一个典型例子,这是一个相对比较高端的奶粉品牌,叫爱他美,可以进行基于区块链系统的全程无缝追溯,利用了可溯源性质。我们也做了调研,理想是美好的,现实是骨感的,只有3.3%的国际高端的品牌在运营中真正的用了区块链技术。原因是什么呢?一个就是有成本因素。特别是钻石行业需要采购昂贵的机器在钻石上打上二维码,这是硬的原因。还有一些软的原因,就是刚才有提到的这些大牌在中国也都有直销的零售店,它在天猫国际上有官方授权的,但是转卖的线上分销店。消费者面前,自己直营的零售店和线上转卖的零售店是形成竞争的,如果这些国际大牌通过阿里的区块链平台对线上分销的高端品进行了区块链质量备书,那么冲击的就是它自己线下直营的零售分销业务,因为消费者对这个产品都有了高端的认知,就会形成线上转卖的产品和线下他们自己零售部销售的产品之间的激烈竞争。

另外一个原因是,大家知道跨境交易跟国内交易不一样,跨境交易,不同的国家和地区的企业所得税税率是不同的,即使是同一个公司,它在美国的分部要交美国的企业所得税,在中国的销售分公司要交中国的企业所得税。中国和美国的企业所得税非常不同,因为中国政府官方明面上企业所得税税率是25%,但事实上给这些跨国大牌企业很多税收优惠,有些甚至到10%都有可能,取决于当地需求。这时候就出现了合理合法的跨境税制筹划。企业关心的是税后收益最大,这才是他们真正追求的目标。我们以X1定义为A国企业所得税,X2定义为B国的企业所得税,然后1-X1乘以它生产分部的收入,加上1-X2乘以中国销售分部的收入,才是这些跨国知名品牌真正的利润目标。如果中国的企业所得税比较低的话,它其实是想让中国的销售分部多赚钱,留存了比较多的毛收入在中国,打的税又比较低,那么税后收益就会比较高。

税务局规定了一个公平交易原则。要求跨国公司销售给自己销售子公司和第三方,价格差异应该在一定的范围内,在我们构建模型的时候经常就直接让这两个价格一样了,在现实操作过它会有一个比较小的范围,大致差不多才可以。这样使得税务局收税的时候不会因为企业合理的税制筹划而损失太多的税收。那我们的问题是,跨国公司应该加入阿里的区块链系统来为线上授权分销商做质量备书吗?特别是线上分销商和跨国企业的中国销售公司存在竞争的情况下。

第二,企业所得税差异与公平交易原则如何影响它加入区块链的动机?我们构建了比较简单的博弈模型,上面这个函数是跨国公司没有加入区块链情况下的逆需求函数,可以看到这个线上分销商的需求潜力有个系数,前面的系数是0至1之间的数字,是小于1的,所以比跨国公司线下零售部的市场需求潜力小。而且还要加上个随机项,代表消费者对线上产品认知信任的不确定性。

这里面有三个参与方,一个是线上分销商,一个是跨国公司自己的销售分部,一个是跨国公司的制造分部。我们可以看到跨国公司总部收益分为两块,一块是它转卖给线上分销商的收益,一块是它自己销售分部的收益。上链以后,多了一个成本,我们把它假设成为一个外生常数,用F来表示。我们发现对于线上分销商而言,跨国公司上链的好处很明显,这个好处包括两部分,一部分是因为上链了以后,它的产品得到了更好的消费者认可,所以整体的市场需求潜力增加。第二,尽管上链以后,跨国公司大概率会增加批发价格,但是冲击了跨国公司在中国的销售分部的收入,从而使得线上分销商卖产品的时候面对跨国公司中国分部有了更大竞争优势。

所以,我们经过一番博弈分析以后,在模型设定下,发现线上分销商的好处压倒了坏处,所以它始终乐于加入区块链。然而对于跨国公司而言,它要平衡三个方面的盈利:1.它卖给线上分销商的批发转售收入。2.它在中国的销售分部的收入。3.它通过美国和中国之间企业所得税的税制不平衡带来的税制筹划收入。基本上而言,我们发现中国对高端大牌的总市场需求潜力比较小的情况下,采用区块链会增加市场需求潜力,也会刺激提高在中国的批发价格,使得跨国公司零售分部的收入下降,税制筹划的好处也下降,因为批发的收入在中国市场需求潜力比较小,所以增加的没有那么明显,跨国公司在这种情况下不愿意加入区块链。

当中国的市场总需求潜力比较大的情况下,跨国公司加入区块链带来了一定程度上的市场需求潜力的增加,但事实上它总体的市场增幅是有限的,因为本来基数就已经很大了,所以这时候我们发现它加入区块链的动机是比较弱的。只有当中国对高端产品的市场潜力处在一个中间态的时候,区块链增加的市场潜力使得它批发转售的收入有一个明显的提升,弥补它自己销售分部收入的减少和税制筹划带来的减少,加入区块链系统会是一个比较好的选择。

第二个工作是跟博士生沈子凡和谢烽烽做的一个跟农业有关的话题。我们注意到有这样一个新闻,就是美国的知名零售商沃尔玛在2018年的时候卖的莴苣受到了大肠杆菌的感染。大家知道沃尔玛是一个负责任的企业,它为了保住自己的品牌声誉,看到莴苣受到大肠杆菌污染以后,就召回了它卖的那批次所有的莴苣。显然这里有一些被误杀的,因为有一些莴苣并没有被感染,但是因为它负责任,所以把所有莴苣都收回来了。同时,尽管它做了这个事,消费者对它的品牌还是有一定程度上的不信任,影响了品牌价值。

为了解决这个问题,他们痛定思痛,就上了一个农产品的区块链追溯系统。这里面的供应商是卖莴苣的这些农民们,他们需要把差别的产地、产品的转移交接、每一个转移交接时候的质量检测成果全部都记录到区块链里面,这样就不可篡改了,也可以实现快速的追溯。自然,它也可以实现快速的归责。刚才所提的那个新闻里面,沃尔玛发现了莴苣受到污染以后想去查,发现莴苣都长一个样子,你就不知道这个莴苣是哪个供应商提供的,所以最后它召回的成本全部是由沃尔玛负担了。但是如果上了区块链以后,因为可以追溯,可以归责,所以只要查出来污染,我就可以找得到精准的定位哪一个供应商提供的莴苣,我就可以把这个召回的成本放到它身上。

显然对于沃尔玛而言,它上了区块链以后会有好处,召回不一定要把所有的产品都召回,只需要精准锁定被污染的那些量进行召回就可以了,而那些健康无害的莴苣仍然可以进行销售,这是第一个好处。

第二个好处,因为它上了区块链,消费者对它的信任程度和社会影响力都会有提升。

第三个是对供应商而言,沃尔玛上了区块链以后,它被迫要承担被污染产品的成本,这显然是一个坏处。但是好处是因为沃尔玛品牌形象提升,它也知道这个成本转移到了上游,会愿意以一个更高的价格进行采购,因此得到了沃尔玛的品牌形象提升的一个溢出效应。

我们的研究问题就是沃尔玛的采购决策,什么情况下沃尔玛会选择采用区块链;沃尔玛和供应商会在上链问题上形成一致吗?上链对这个环境可持续性和消费者效用产生的影响是什么。

我快速的讲一下我这个模型,我们构建了一个非常简单的模型,它是有两个竞争性的供应商。一个是沃尔玛,这两个供应商的质量是不一样的,供应商A的质量相对比较差,也就是说它被大肠杆菌污染的机率比较大。而供应商B质量比较好,它被大肠杆菌污染的机率比较小。对于沃尔玛而言,它最终能够成功销售出去的批量是X乘以QA加上Y乘以QB,X是一个随机量,就是没有被污染的那个比率,如果是被污染,那就是1-X乘以QA,那是被污染的比率。Y是没有被污染的那个比率,1-Y乘以QB,这就是B产品被污染的批量。显然用了区块链以后,沃尔玛会有品牌声誉上的上升,我们用1+M乘以A,这个A是市场需求潜力,用这个M来代表因为采用区块链而获得的品牌信誉提升。如果没有用区块链,它要承担所有的召回的成本,所以它付给上游供应商的价格是W乘以QA加QB。如果它用了区块链以后,因为它被污染的成本转嫁给了上游,所以它只需要付W乘以X乘以QA加上Y成以QB就可以了。对应的供应商们他们收到的钱就是W乘以X乘以QA和W乘以Y乘以QB。数学结果比较复杂,但是也不是特别难,各位感兴趣可以看文章。我在这里只是简单的讲一下,第一,大家知道在农产品供应链里面不是上游来决定批发价格的,是下游来决定收购价格的。我们发现上了链以后,沃尔玛均衡的收购价格会相对比较高。另一方面,零售商无须承担污染的成本,也有较大的空间制定较高的采购价格。区块链带来的市场需求,品牌声誉变大,也使得它有底气来制定一个比较高的收购价格,从而卖出一个比较高的销售价格,这样也实现了供给侧改革,因为总体的质量提升了,消费者的品牌认知提升了,沃尔玛虽然收购价格提升了,它最终的销售价格也会提升,所以均衡而言,会愿意采用一个比较高的采购价格。

而供应商A的质量比较差,它就需要权衡沃尔玛对它相对比较高的采购价格和它要负担的污染成本之间的权衡。而对于供应商B而言,我们发现使用区块链以后对它是一个绝对的好事,因为它均衡的采购批量在整体的莴苣总批量里面占的比例更大了。这个是我们这个文章很重要的一个发现,就是你用了区块链以后,它实现了一个所谓的优胜劣汰的质量甄别效果。也就是说,它让供应质量更好,更稳定的这样一些供应商在上链以后会得到更大比例的均衡采购批量。这样使得优胜劣汰更加明显,这是区块链采用在经济学上的非常重要的效果。

对于这三者,我们要找他们的动因联合区间。供应商是有市场扩大的好处,无须承担污染成本的好处,更高的采购成本的一个坏处。均衡而言,前两者加起来要大于后者这个坏处,所以它愿意上链。对于供应商B而言,它总是从区块链中受益,因为它订单增加和升高的采购价格的好处大于了它承担的污染成本,而且因为这个甄别效应使得它的订单增加要比A增加的更明显,更大,所以它非常乐意加入区块链。对于供应商A而言,它不一定能够从区块链中受益,因为它的订单会有流失,虽然它的采购价格会提升,这个好处是有限的。反而它自己要承担污染成本则变得比较大,所以我们找出来的一个清晰的条件,在服从这个条件的情况下,供应商A才会愿意加入这个区块链。

而关于环境可持续性,我们找了一个指标,这个指标就是我们受污染的那些农产品最终是要被销毁处理的,我们用这样一个被污染的农产品的量作为环境浪费的这样一个指标来刻划。发现上链以后,这个环境可持续性总是变差的,因为均衡的采购批量和生产批量都增加了,那么被浪费的量也会变大。

时间关系,第三个工作我就不多分享了,第三个工作是跟博士生董健和刘窅祺合作的一个关于保健品和药物情景下用区块链的博弈分析,依旧聚焦在供应链上下游动因联合研究。这里面主要是讲了在区块链上的需求信息共享的动因问题。因为下游上链,他得把销售数据分享。上游看到销售数据,并不能精准获得销售信息,而是更新它的需求信息推断。我们用了信息更新推断模型来刻画上游在上链后的批发价格决策,得到的结果很漂亮,董健作为还没入学的博士生表现出了很好的权衡意识,值得赞扬。我看到30分钟刚刚好,我就停在这里,抱歉,刚才中间我也不知道为什么好像有一点网络上的延迟,各位多担待。我就停在这里,接下来的时间交给主持人。谢谢!

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Wellington 2020-11-21 23:08:11
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希望文章可以在文字中以图片的形式穿插解释性的内容,比如文中提及的公式、模型等。
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