【摘要】文中研究由供应商、第三方物流服务商和零售商组成的生鲜农产品供应链中区块链技术采纳策略，构建了供应链各成员不采纳区块链、一方采纳区块链、两方采纳区块链和三方均采纳区块链场景下的策略模型，分别探讨区块链对各企业和消费者的价值和影响。研究发现，采纳区块链技术并不总是生鲜农产品供应链的最优决策，这与区块链采纳成本系数、价格敏感度、消费者对产品新鲜度和安全性的担忧等有关。零售商采纳区块链技术对需求的提升作用最大，其次是第三方物流，这导致了供应商的“搭便车”现象，而只有当区块链采纳成本较低时，供应商才有动机采纳区块链。该研究可以为生鲜农产品供应链采纳区块链技术提供管理见解。

　　【关键词】生鲜农产品供应链；区块链技术；产品定价；策略选择

　　１引言

　　随着人们生活水平的逐渐提高，消费者对生鲜农产品的需求量逐渐增加。然而，生鲜农产品供应链存在损耗率高、成本高、运输难度大等问题。近期越来越多的农业供应链开始引入区块链技术以保障农产品安全。然而区块链技术采纳成本高，特别是供应链中各节点企业上链的信息比例越高成本就越高，而第三方物流的介入更增加了整个生鲜农产品供应链区块链技术采纳的难度。因此，本文将主要关注在一条由供应商、零售商和第三方物流组成的生鲜供应链中区块链技术的采纳问题，同时探究信息上链比例、消费者对产品安全性和新鲜度水平的担忧对其决策的影响。

　　目前，对生鲜农产品供应链的相关研究主要分为模式研究、定价与协调研究。赵晓飞［１］、刘迪等［２］研究生鲜农产品供应链模式数字化转型过程和演进逻辑框架。基于全流程冷链视角，胡锦蓉等［３］提出以专业性生鲜农产品物流企业为主导的创新型供应链模式。由此可见，信息化、数字化成为了优化供应链运营的重要手段。与普通供应链的定价与协调研究不同的是，生鲜农产品供应链中更多地考虑新鲜度努力、产品腐败率等的影响。例如，但斌，陈军［４］构造了一个指数形式的新鲜度衰减函数，定量研究两级生鲜农产品供应链协调问题；余云龙，冯颖［５］构建了三种冷链服务模式，陈柳鑫等［６］在零售商与供应商共担运费成本下，构建零售商－ＴＰＬ－供应商三级农产品供应链利润模型。在新零售模式下，范辰等［７］针对双渠道生鲜供应链，建立整合前后的定价和协调模型。随着区块链技术在各行各业中的运用越来越多，供应链中区块链的采纳成为了近年来的研究热点。Ｓｈｅｎ等［８］研究了区块链在供应链中披露平台销售的二手产品质量。Ｃａｉ等［９］展示了降价赞助商合同如何处理由平台造成的三重边际化问题并实现供应链协调。针对生鲜农产品供应链，姜永常等［１０］构建了区块链应用前后双渠道供应链动态决策及成本分担模型，郑琪等［１１］考虑前置仓模式下送货到库和自提货物的不同提货方式，分析了产品损耗系数对最优决策的影响。

　　综上所述，已有研究关注了区块链技术在生鲜农产品供应链中的采纳问题，但是他们并未关注加入第三方物流之后的影响；同时区块链技术采纳成本较高，合适的上链信息比例将可能降低区块链技术的采纳成本。因此，本文主要研究一条由供应商、第三方物流服务商和零售商组成的生鲜农产品供应链中考虑上链信息比例的区块链技术采纳策略问题。

　　２问题描述

　　假设市场上存在一个生鲜产品供应商Ｓ、第三方物流服务提供商Ｌ和零售商Ｒ，供应商单位产品生产成本为ｃ，并以ｗ的单位批发价将产品销售给零售商，同时支付ｌ的单位运费将产品交付给第三方物流，第三方物流再将产品交付给零售商，第三方物流的单位产品运输成本为ｃｌ，ｃｌ＜ｌ。最后，零售商以ｐ的单价将产品销售给消费者，ｐ＞ｗ＞ｃ。生鲜农产品供应链流程如图１所示。消费者对产品的估值为ｖ，假设ｖ是一个连续变量，服从０到１范围内的均匀分布，其密度函数为ｆ（ｖ）。消费者对价格的敏感系数为ｂ，ｂ＞０。不失一般性，为方便分析不妨假设消费者潜在市场规模为１［１２］。

　　由于生鲜农产品具有易变质、易腐蚀等特点，消费者对产品新鲜度和安全性十分关注，在进行购买决策时会对产品新鲜度和安全性存在担忧，产生一种负效用，不妨将这种负效用定义为θ，θ∈［０，１］。为了让消费者更加清楚地了解产品的新鲜度和安全性，减少消费者的担忧，供应链上各成员企业都有动机采纳区块链技术，用其透明性和可追溯性来保证产品的安全和信息的可靠性。然而在实际中，由于区块链技术的采纳将会产生巨大的可变成本，因此企业并不总是将所有信息链接到区块链，而是选择部分信息上链［１３－１４］。假设供应链上各节点企业产品新鲜度信息上链比例为θｉ，区块链技术采纳成本表示为λθ２ｉ／２，其中λ为采纳区块链的成本系数，ｉ∈｛Ｓ，Ｌ，Ｒ｝。为了避免结果过于繁琐，方便计算，不妨设ｂλ＞１／２［１３］。根据供应链中的三方采纳或不采纳区块链，考虑四种情形：一是三方均不采纳区块链，即ＮＮＮ策略；二是一方采纳区块链，仅供应链、第三方物流或零售商采纳区块链，分别记为ＢＮＮ、ＮＢＮ、ＮＮＢ策略；三是两方采纳区块链，供应商和第三方物流都采纳区块链记为ＢＢＮ策略，供应商和零售商都采纳区块链记为ＢＮＢ策略，第三方物流和零售商都采纳区块链记为ＮＢＢ策略；四是三方均采纳区块链，记为ＢＢＢ策略。模型构建中，各函数的上标表示区块链采纳策略，下标表示主体，例如πＮＮＮＳ代表ＮＮＮ策略下供应商利润，本文符号定义如表１所示。

　　３模型构建

　　３．１不采纳区块链

　　供应链上供应商、零售商和第三方物流服务商均不采纳区块链技术（ＮＮＮ策略），此时消费者效用受到对生鲜农产品的估值、产品新鲜度和安全性的担忧所带来的负效用以及价格的影响，因此消费者效用表示为：

　　首先供应商决策单位产品批发价格ｗ，而后第三方物流服务商决策单位运费ｌ，最后零售商决策产品销售到市场的价格ｐ。采纳逆向求解法，可得ＮＮＮ策略下生鲜农产品供应链各主体最优决策如命题１所示。

　　由命题１可知，在不采纳区块链技术情形下，供应商的批发价格、第三方物流的运费和产品零售价主要受到产品生产成本、运输成本、消费者对产品新鲜度和安全性的担忧以及价格敏感系数的影响。生产成本和运输成本的增加会提升产品批发价格和零售价格，但是不一定增加第三方物流服务商的运费。消费者对产品新鲜度和安全性的担忧均会降低产品批发价格、运费和零售价格，表明消费者对生鲜农产品的新鲜度和安全性是比较关心和重视的，由此也说明供应链有动机采取区块链技术以减少消费者对生鲜农产品新鲜度和安全性的担忧。

　　由命题１可以得到供应商、第三方物流和零售商的最优利润，如推论１所示。

　　３．２一方采纳区块链
　　由于区块链技术的加入可以缓解消费者对产品新鲜度和安全性的担忧，因此消费者效用除了受到对生鲜农产品的估值、对产品新鲜度和安全性的担忧以及价格的影响外，还会受到产品新鲜度等信息上链比例θｉ的影响，此时消费者效用函数可以表示为：

　　其中，ｊ∈｛ＢＮＮ，ＮＢＮ，ＮＮＢ｝，分别表示供应商采纳区块链、第三方物流采纳区块链和零售商采纳区块链技术情形，Ｉｊｉ＝λθ２ｉ／２表示供应链主体ｉ采纳区块链技术之后产生的成本，如果ｉ没有采纳区块链技术，那么Ｉｊｉ＝０，ｉ＝｛Ｓ，Ｌ，Ｒ｝。此时采纳区块链技术的主体不仅需要决策各自的价格或者费用，同时还需要决策信息上链比例θｉ。决策先后顺序与不采纳区块链技术时相同，通过逆向求解法得到供应链各主体最优决策如命题２所示。

　　命题２生鲜农产品供应链中一方采纳区块链时：

　　由命题２可知，在一方采纳区块链技术的情形下，供应商的批发价格、第三方物流的物流费用、产品零售价格以及各方的信息上链比例除了受到产品生产成本、运输成本、消费者对产品新鲜度和安全性的担忧、价格敏感系数的影响外，还受到区块链采纳成本系数的影响。

　　通过命题２的计算，可以得到如下推论。

　　推论２在ＢＮＮ、ＮＢＮ、ＮＮＢ策略下，供应商、第三方物流和零售商的最优利润为：

　　３．３两方采纳区块链

　　三方中有两方采纳区块链技术，可以进一步缓解消费者对生鲜农产品新鲜度和安全性的担忧，因此消费者效用除了受到对产品的估值、对产品新鲜度和安全性的担忧、价格敏感度以及价格的影响外，还会受到产品新鲜度信息上链比例θｉ的影响。此时消费者效用表示为：

　　其中，ｋ∈｛ＢＢＮ，ＢＮＢ，ＮＢＢ｝，Ｉｋｉ＝λθ２ｉ／２表示供应链主体ｉ采纳区块链技术之后产生的成本，如果ｉ没有采纳区块链技术，那么Ｉｋｉ＝０，ｉ＝｛Ｓ，Ｌ，Ｒ｝。决策先后顺序与不采纳区块链技术时相同，通过逆向求解法得到供应链各主体最优决策如命题３所示。

　　通过命题３结论，可得到如下推论。

　　推论３在ＢＢＮ、ＢＮＢ、ＮＢＢ策略下，供应商、第三方物流和零售商最优利润为：

　　３．４三方均采纳区块链

　　供应链中三方均采纳区块链，除了受到对产品的估值、对产品新鲜度和安全性的担忧、价格敏感度以及价格的影响外，消费者效用还受到θＳ、θＬ、θＲ三者的影响，θＳ、θＬ、θＲ都能缓解消费者对产品感染风险的负效用θ，由此可得消费者效用为：

　　仅当消费者效用非负时，消费者才会购买产品。由消费者效用可得需求函数为：

　　其中，ＩＢＢＢｉ＝λθ２ｉ／２，表示供应链主体ｉ采纳区块链技术之后产生的成本，ｉ＝｛Ｓ，Ｌ，Ｒ｝。此时供应链三方主体均采纳区块链技术，因此各主体需要同时决策各自的价格和信息上链比例。通过计算可得如下命题４结论。

　　通过命题４结论，可得到如下推论。

　　推论４在ＢＢＢ策略下，供应商、第三方物流和零售商最优利润为：

　　４模型分析

　　本节将比较各情形下各企业的最优利润，得出采纳区块链的条件，探究区块链对需求、企业定价等的影响。

　　４．１一方采纳区块链

　　为了缓解消费者对生鲜产品安全性和新鲜度的担忧，供应链中有企业开始考虑采纳区块链，为了判断区块链是否能提高利润，以下对一方采纳区块链的情形下各节点企业的最优利润与均不采纳区块链的情形下各节点企业的最优利润进行比较，得到命题５。

　　命题５生鲜农产品供应链中一方采纳区块链技术与均不采纳区块链技术比较结果：

　　命题５表明，区块链技术的采纳能够提高整个供应链的利润，三方中任何一方采纳区块链都会提高自身的利润，其他企业也能因此“搭便车”，但利润提高幅度随着采纳区块链的企业不同而不同。ＮＮＢ策略下，即零售商采纳区块链时，供应链各方的利润会比其他情况下的利润更大。因此，区块链技术会对供应链各企业的利润产生积极作用；相比于第三方物流和供应商，零售商有更大的动机采纳区块链技术。

　　４．２两方采纳区块链

　　为了判断采纳区块链后是否会提高利润，以及供应商和第三方物流两方中哪一方跟随零售商采纳区块链带来的利润提升更大，分别对ＢＮＢ与ＮＮＢ、ＮＢＢ与ＮＮＢ策略下的利润进行比较，得到命题６和命题７。

　　命题６生鲜农产品供应链中ＢＮＢ策略与ＮＮＢ策略比较结果：

　　在零售商采纳区块链的情况下，供应商采纳区块链技术不一定能提高利润。当１／２＜ｂλ＜９／１６时，供应商采纳区块链技术不仅会使自身利润减少，还会对另外两方的利润产生消极影响；当９／１６＜ｂλ＜５／８时，供应商对区块链的采纳会提高第三方物流和零售商的利润，自身的利润却会降低；只有当ｂλ＞５／８时，供应商才有动机采纳区块链技术，此时三方的利润都会比ＮＮＢ策略下的利润高。

　　命题７生鲜农产品供应链中ＮＢＢ策略与ＮＮＢ策略比较结果：

　　在零售商采纳区块链的情况下，第三方物流采纳区块链技术不一定会提高自身或另外两方的利润。当１／２＜ｂλ＜５／８时，第三方物流采纳区块链技术反而会对各企业的利润产生负面影响；当５／８＜ｂλ＜３／４时，第三方物流采纳区块链技术后，零售商的利润会提高，但供应商和第三方物流的利润会下降；只有当ｂλ＞３／４时，第三方物流才有采纳区块链技术的动机，第三方物流跟随零售商采纳区块链技术后，各企业的利润会比仅零售商采纳区块链技术时的利润高。

　　为了回答供应商还是第三方物流跟随零售商采纳区块链技术利润更高的问题，根据命题６和命题７的结论，可得命题８。

　　命题８生鲜农产品供应链中ＢＮＢ策略与ＮＢＢ策略比较结果：

　　由命题８可知，在零售商采纳区块链技术的情况下，供应商跟随其采纳区块链技术和第三方物流跟随其采纳区块链技术的利润会有所不同。当５／８＜ｂλ＜３／４时，供应商跟随零售商采纳区块链技术的利润更高，当ｂλ＞３／４时，第三方物流应该跟随零售商采纳区块链技术。

　　４．３三方均采纳区块链技术

　　以下将对ＢＮＢ与ＢＢＢ、ＮＢＢ与ＢＢＢ策略下的各节点企业的最优利润进行比较，得出三方均采纳区块链技术的条件。命题９生鲜农产品供应链中ＢＮＢ策略与ＢＢＢ策略比较结果：

　　由命题９可知，当５／８＜ｂλ＜３／４时，在供应商和零售商都采纳区块链技术的情况下，第三方物流采纳区块链技术反而会降低自身的利润，供应商和零售商的利润也会随之降低。

　　命题１０生鲜农产品供应链中ＮＢＢ策略与ＢＢＢ策略比较结果：

　　由命题１０可知，在第三方物流和零售商都采纳区块链技术的情况下，供应商对区块链技术的采纳不一定能提高利润。当３／４＜ｂλ＜１３／１６时，供应商采纳区块链技术后会导致供应链中各方的利润降低；当１３／１６＜ｂλ＜７／８时，供应商对区块链技术的采纳会提高第三方物流与零售商的利润，自身的利润反而会降低，遵循自身利润最大化的原则，此时供应商不应采纳区块链技术；只有当ｂλ＞７／８时，供应商跟随第三方物流和零售商采纳区块链技术会让三者的利润都提高，从而提高整个供应链的利润。

　　综上所述，在ｂλ＞１／２的前提下，无论哪方采纳区块链技术，无论采纳区块链技术的企业有几个，都会对整个供应商的利润产生积极影响；当１／２＜ｂλ＜５／８时，仅零售商采纳区块链技术（ＮＮＢ）为最优策略；当５／８＜ｂλ＜３／４时，供应商和零售商采纳区块链技术（ＢＮＢ）对整个供应链的利润提升最大；当３／４＜ｂλ＜７／８时，在第三方物流和零售商（ＮＢＢ）采纳区块链技术的情形下各方的利润都达到最大值；而当ｂλ＞７／８时，三方均采纳区块链技术（ＢＢＢ）为最优策略，此时各方利润最大，如图２所示。

　　５数值分析

　　基于理论模型，本节进行数值分析，考察区块链采纳成本系数对各情形下供应商、第三方物流以及零售商最优利润的影响。根据对湘西“红阳”猕猴桃产业的调研，主要参数设置如下：λ＝（２．２，２．４）；ｃ＝０．０１；ｃｌ＝０．０１；ｂ＝０．５；θ＝０．５。

　　5.1区块链采纳成本系数对供应商最优利润的影响

　　由图3可知，在供应链中有企业采纳区块链技术的情形下，供应商的最优利润都随着区块链成本系数的增大而降低，而不同策略下利润降低的速度有所不同，BBB策略下利润随成本的增大而降低的速度最快，其次是NBB、BNB等策略，降低速度最慢的是NBN和BNN策略。表明采纳区块链的企业越多，利润随成本增大而降低的速度越快。这是因为采纳区块链的每一方都要承担采纳成本，成本系数越高对利润的影响就越大，反之亦然。同时发现，对供应商来说，πBB∗>πBB∗>πNB∗>πNB∗,当bλ相对较大时，采纳区块链技术的企业越多，供应商的利润越高。两方采纳区块链技术时，供应商更倾向于让另外两方采纳区块链技术，因为自己不需要承担采纳成本，此时供应商的利润最高。在一方采纳区块链技术的情形下，供应商自己采纳区块链技术的利润最低，这是因为供应商独自承担了区块链采纳成本，所以供应商更希望“搭便车”，让其他企业采纳区块链技术，零售商采纳区块链技术对供应商的利润提升最大。值得注意的是，BBN和NBN情形下供应商的最优利润非常接近，存在一个阈值λ0,当λ>λ0时，πBN∗>πBN∗;反之，πBN∗<πBN∗。这意味着在第三方物流采纳区块链技术的基础上，如果区块链技术采纳成本低于该阈值，则供应商采纳区块链技术所带来的利润增长高于区块链采纳成本，供应商最终能提高自身的利润；如果区块链技术采纳成本高于该阈值，供应商没有动机采纳区块链，因为采纳区块链付出的成本大于利润增长。

　　5.2区块链采纳成本系数对第三方物流最优利润的影响

　　由图4可知，对第三方物流来说，BBB策略依然是利润最大的策略。存在一个阈值λ1,当λ>λ1时，πBN∗>πBB∗;当λ<λ1时，πBN∗<πBB∗。这说明，在第三方物流采纳区块链的基础上，当区块链采纳成本系数小于阈值时，供应商采纳区块链技术给第三方物流带来的利润增长更大；当区块链采纳成本系数大于阈值时，第三方物流更希望零售商而非供应商采纳区块链技术。BNB策略下，即使第三方物流没有承担区块链技术的采纳成本，第三方物流的利润仍稍低于前两种策略，这说明第三方物流采纳区块链对需求提升具有重要作用，能增强消费者信任，监管其运输过程，防止欺骗行为的发生。在一方采纳区块链的情形下，πNB∗>πBN∗>πNN∗,NNB策略下第三方物流的利润远大于另外两种情况，说明作为与消费者直接接触的零售商采纳区块链对利润提升作用重大，NBN策略下第三方物流的利润稍大于BNN策略，说明即使第三方物流承担了采纳成本，其带来的利润提升仍大于供应商采纳区块链技术所带来的利润提升。

　　5.3区块链采纳成本系数对零售商最优利润的影响

　　由图5可知，对零售商来说，最优利润总是随着区块链技术采纳企业数量的增多而增加，当三方都采纳区块链技术时，零售商的利润远高于其他情形。在两方采纳区块链的情形下，NBB策略利润最大，其次是BBN策略，最后是BNB策略。这是由于零售商和第三方物流采纳区块链带来的利润增长大于供应商采纳区块链带来的利润增长，所以NBB策略利润最大；BBN策略下，零售商没有承担区块链采纳成本，供应商和第三方物流采纳区块链会增加市场需求，刺激了零售商的利润增长；BNB策略下，一方面零售商承担了区块链采纳成本，另一方面供应商采纳区块链带来的利润增长小于另外两方，所以BNB策略下零售商的利润最小。同理，一方采纳区块链的情形下，零售商采纳区块链的利润最大，其次是第三方物流，最后是供应商。

　　6结论

　　通过本文研究，主要得到如下结论：①采纳区块链技术并不总是能提高企业的利润。企业采纳区块链的决策与价格敏感度和消费者对产品安全性和新鲜度的担忧息息相关，价格敏感度与消费者担忧的乘积越大，供应链上各方企业越有动机采纳区块链技术。②区块链技术采纳决策的过程中存在“搭便车”现象。供应链上企业希望另一方采纳区块链技术，刺激市场需求，从而带动自己的利润增长。③生鲜农产品供应链上主体不同，采纳区块链技术对整个供应链影响不同。零售商或第三方物流采纳区块链技术所带来的利润提升高于供应商采纳区块链获得的利润提升。而第三方物流采纳区块链技术，不仅能减少产品在运输过程中的损耗，还能有效地监管第三方物流，防止欺骗行为的发生。

　　本文针对有第三方物流参与的生鲜农产品供应链的区块链采纳策略进行研究。考虑消费者对产品安全性和新鲜度的担忧、产品信息上链比例等因素，根据各情形下的对比分析得到采纳区块链并不总是能提高企业利润，由于高额的采纳成本，企业不一定将所有产品信息上链。因此，在未来的研究中，为了分担高额的区块链采纳成本，进行集中式供应链分析和基于成本分担等合同的供应链协调是十分必要的。

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