風險、技術投入和競爭對企業套期保值策略影響研究

Research on the Impact of Risk， Technology Input and Competition on Enterprise Hedging Strategy

DUAN Kexiang，" XU Guangye

（School of Management， Nanjing University of Posts amp; Telecommunications， Nanjing 210003， China）

摘" 要：在競爭供應鏈中，研究了原材料價格風險、技術投入和競爭對制造商套期保值策略的影響。分別分析了制造商不套期保值策略和制造商套期保值策略兩種情形，并結合制造商的技術投入，構建了各策略下的競爭決策模型。在此基礎上，利用動態博弈理論對兩種策略下的決策模型進行求解和分析，揭示了市場風險和技術投入對制造商套期保值策略的影響。研究結果表明，當市場風險較低時，不論技術投入成本的高低，制造商選擇套期保值更有利；當市場風險適中時，隨著技術投入成本的增加，套期保值策略更有利；當風險較高時，制造商選擇不套期保值更有利。此外可以發現制造商在套期保值時的產品定價更高，而且技術投入能夠給企業帶來更高的利潤。

關鍵詞：競爭供應鏈；套期保值；價格風險；技術投入

中圖分類號：F253.7文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.19.034

Abstract： In a competitive supply chain， this paper examines the impact of raw material price risk and technology input on manufacturers' hedging strategies. We analyze the manufacturer's non-hedging strategy and the manufacturer's hedging strategy， and combine the manufacturer's technical investment to construct the competitive decision model under each strategy. On this basis， we use dynamic game theory to solve and analyze the decision-making model under the two strategies， revealing the impact of market risk and technical investment on the manufacturer's hedging strategy. The results show that when the market risk is low， regardless of the cost of technology input， it is more advantageous for manufacturers to choose hedging; when market risk is moderate， hedging strategy is more advantageous as the cost of technology inputs increases; when the risk is high， it is more advantageous for manufacturers to choose not to hedge. In addition， it can be found that manufacturers are hedging products at higher prices， and technology investment can bring higher profits to enterprises.

Key words： competitive supply chain; hedging; price risk; technical input

0" 引" 言

隨著經濟全球化的不斷深入，供應鏈上游原材料價格受到的影響因素不斷增加。特別是近年來，新冠疫情全球爆發，導致供應鏈上游原材料價格不斷變化。例如，近年全球原油價格經歷了前所未有的極端波動，出現了大幅漲跌[1-2]。不僅如此，氣候、政策和經濟等因素都不斷影響著上游原材料價格，這使得供應鏈上游原材料價格具有更多的不確定性。原材料價格的不確定性同時也會抑制企業的創新，給企業造成一系列的問題[3]。因此，為了應對原材料的價格風險，套期保值也逐漸成為疫情下企業規避原材料價格風險的一種手段。據統計，2021年中國境內發布套期保值公告的A股上市公司數量超過1 000家，遠超2020年全年的489家。

在實踐中，套期保值行為對供應鏈上游企業并非都是有利的，例如，2020年金龍魚在期貨市場上對大豆和棕櫚油等套期保值時慘遭虧損，從而導致預期利潤下滑，因此供應鏈上游企業在面對市場風險如何選擇套期保值是本文的研究問題之一。企業的技術投入也會和生產成本息息相關，由于套期保值能夠進一步鎖定生產成本，因此企業在選擇技術投入時，也會考慮套期保值的選擇問題。由于國內外關于市場風險和技術投入對企業套期保值策略選擇的問題研究尚有不足。因此為了彌補這一研究空白，充分考慮了在競爭供應鏈的背景下，研究市場風險和技術投入對企業套期保值策略選擇的影響。這也是疫情下實業界和學術界急需解決的問題，因此該研究具有重要的現實意義。

關于供應鏈中產品價格風險的研究，國內外學者已經進行了廣泛的研究，國內方面，安毅和方蕊提出我國農產品價格風險日益成為企業應該謹慎應對的全局性問題，在此基礎上分析國內外農產品價格風險和現有的農產品風險管理缺陷[4]。陳盛偉和王勁雨建議期現融合發展，從而進一步提高企業的抗風險能力[5]。國外的學者也對價格風險有著廣泛的研究，Zhang等研究了全球大宗商品價格風險[6]。Manthos等研究了新冠疫情對市場風險價格的影響[7]。但是上述研究卻少有涉及到在競爭供應鏈中，企業面對的價格風險，及提出相應措施。關于競爭供應鏈中，商品的價格風險研究較少，主要有：Ehsan Bolandifar等研究了競爭供應鏈中商品價格風險，并設計一個指數價格合同用于規避商品價格風險[8]。然而與之不同的是，本文考慮競爭供應鏈中，企業通過在期貨市場中利用期貨合約規避商品價格風險，此外在選擇套期保值策略時，企業會考慮技術投入的影響。

目前眾多的學者關于企業技術投入創新對企業的影響進行了廣泛研究，毛毅翀和吳福象的研究表明企業技術投入與研發補貼成正相關[9]；孔令文等研究了市場競爭環境下的企業技術創新投入[10]；張陳俊等分析了供應商和制造商技術投入行為的穩定策略，并表明技術投入能夠顯著提高企業競爭力[11]；然而與上述研究不同的是，本文考慮企業技術投入對企業套期保值決策的影響。

關于企業套期保值策略的研究，趙新偉解決了復雜條件下油氣合約套期保值的問題[12]；周奇和韓景構建了反映組合中資產之間相關關系的套期保值模型[13]；Bai首次研究了幾種石油期貨合約的交叉套期保值[14]；然而上述研究并未從競爭供應鏈的角度出發，研究企業套期保值策略問題。Wang等研究了四種供應鏈結構中的最優金融對沖策略和可持續發展，研究結果表明在競爭供應鏈中，隨著商品價格的波動，兩個制造商的利潤都會增加[15]。與之不同的是，本文研究企業在期貨市場上利用期貨合約進行套期保值的策略選擇問題。

綜合上述文獻分析，本文考慮競爭供應鏈下，技術投入和市場風險對企業套期保值策略選擇的影響。研究了競爭供應鏈中，面對不同的技術投入和市場風險，制造商如何選擇最優的套期保值策略問題。

1" 問題描述與模型假設

1.1" 問題描述

考慮由一個供應商，兩個制造商M（風險中性者）、M（風險追求者）和消費者組成的競爭供應鏈系統。在該供應鏈中，制造商會通過投入技術成本，促進產品創新，獲取更多的潛在消費者。同時制造商的生產經營會受到原材料價格波動的影響。制造商決定是否在期貨市場上進行套期保值，以應對原材料價格波動的影響。為了方便處理，假設制造商要么完全套期保值要么不套期保值。若制造商不套期保值，其生產原材料單位成本為S，S為隨機變量，其均值ES=，方差VarS=σ。若制造商套期保值，則其買入的期貨合約的單價為F，該價格在制造商決定套期保值時是已知的，賣出期貨合約的單價為F。具體流程如圖1所示。

制造商決定是否套期保值后會決定其技術投入成本，為了便于處理，可以假設M的技術投入成本為0，M相對M投入的技術成本為TT≥0，T=0則表示M的技術投入成本與M的技術投入成本相同。潛在消費者對技術投入成本的敏感度為λ。此時可以得到競爭供應鏈中M和M市場需求函數分別為：

q=q-p+bp+λT （1）

q=a-p+bp" （2）

其中：a為市場需求潛力；pi=1，2表示M制定的產品價格；b0≤blt;1表示市場競爭程度，當b=0時，M和M生產兩種完全不同的產品，此時M的產品在其市場上處于壟斷地位；λT表示技術投入給制造商帶來的額外需求。考慮M為風險中性，而M為風險喜好者，因此在該競爭供應鏈系統中總共有兩種套期保值策略：（i）M不參與套期保值（N策略）；（ii）M參與套期保值（H策略）。

1.2" 模型假設

為了避免無意義的討論，本文有如下假設：

假設1" 市場需求潛力a足夠大，這意味制造商會有在期貨市場上套期保值的可能。

假設2" f=s，這意味著到期日的期現價格相等。

假設3" 為了避免套期保值變成投機交易行為，假設制造商在期貨市場上只進行一次買賣操作。

2" 套期保值情形

在該部分，將分別構建該競爭供應鏈系統中M不套期保值和M套期保值的策略模型，并利用博弈理論求解得到各情形下的最優決策。

2.1" N策略

當M選擇不套期保值時，制造商M和M處于Nash均衡狀態，兩者不僅會面對原材料價格的風險，而且將同時決策最優價格。在該策略下制造商的期望利潤函數分別為：

π=Ep-Sq-T" （3）

π=Ep-Sq（4）

由以上可得命題1。

命題1" N策略下，制造商M和M的最優期望決策分別為：

p= （5）

p= （6）

通過命題1，可以發現M的產品價格會隨著技術投入成本的增加而上升，M的產品價格也會隨著M的技術投入增加而上升。而且兩者的產品價格均與原材料價格呈正相關。

通過命題1，進一步可以得到情形N下制造商的最優期望訂購量和最優期望利潤分別為：

q="" （7）

q="" （8）

π=+-T（9）

π=+（10）

式（9）和式（10）中，表示制造商不套期保值的風險利潤，且M的風險利潤與M的風險利潤相同。

2.2" H策略

當M選擇套期保值時，M會在期貨市場上買賣期貨合約套期保值對沖原材料價格風險，M會面對原材料價格風險。此時M為Stackelberg博弈的領導者，先決定產品最優期望價格P，隨后M決定最優期望價格P。在該策略下制造商的期望利潤函數分別為：

π=Ep-F-S+Fq-T"" （11）

π=Ep-Sq"" （12）

由以上可得命題2。

命題2" H策略下，制造商M和M的最優期望決策分別為：

p=" （13）

p= （14）

通過命題2，可以發現M的產品價格會隨著技術投入成本的增加而上升，M的產品價格也會隨著M的技術投入增加而上升。兩者的產品價格不僅與原材料的期貨價格呈正相關，而且與原材料的現貨價格呈正相關。

通過命題2，進一步可以得到情形H下制造商的最優期望訂購量和最優期望利潤分別為：

q=" （15）

q=（16）

π=-T"" （17）

π=σ+（18）

式（18）中，σ表示制造商不套期保值時M的風險利潤。

3" 比較分析

這里將根據上一部分的相關結果對情形N和情形H下M和M的最優結果分別進行比較，而且對兩種情形下的最優決策進行比較，可以得到如下推論。

推論1" pgt;p；qgt;q；πgt;π。

由推論1可知，在制造商均不參與套期保值的情形下，相比于投入技術成本較少的M而言，M的產品定價會更高，而且其市場需求和利潤也更大。這從實際生產的角度而言，企業的技術創新對企業的發展也是有利的。

推論2" pgt;p；當Tlt;A時，qgt;q，當Tgt;A時，qlt;q；當σlt;A時，πlt;π，當σgt;A時，πgt;π。

其中：

A=

A=

K=-4b+6b-8λT+22-b3b+2b-8b-8F+2b-10b-12b+16b+16

K=4λ4-3bT+-4λ4-b2-b+4bλ8-5b-162-bT

由推論2可知，在M參與套期保值的情形下，企業的技術投入成本越高，其產品價格也會更高。當技術投入成本超過閾值時，M產品的市場需求量反而會低于技術投入相對較少的M。因此企業在參與套期保值時應該考慮市場情形，合理控制技術投入的成本。同時可以發現，隨著風險的上升，風險利潤也會增加，套期保值策略下的M即使有著技術投入的優勢，其利潤也會低于并不參與套期保值和相對技術投入較少的M。

推論3" gt;0，gt;0，gt;0，gt;0。

由推論3可知，無論M是否套期保值，M的利潤會隨著技術投入的增加而增加，這也與推論1中展現的企業利潤會隨著技術投入的增加而增加的結論相符合。此外，可以發現M的利潤也會隨著M技術投入的增加而增加。這表明在競爭供應鏈中，企業的技術投入不僅對自身能夠造成積極的影響，而且能夠給競爭成員也帶來一定的利好。

推論4" plt;p，qgt;q；plt;p，qlt;q。

由推論4可知，對M而言，H策略下的產品定價會高于N策略下的產品定價，但是H策略下的需求量會低于N策略下的需求量。對M而言，H策略下的產品定價會高于N策略下的產品定價，而且H策略下的市場需求量也會高于N策略下的市場需求量。

推論5" 當σlt;B時，πgt;π，當σgt;B時，πlt;π。

其中：

B=

K=2b-2b-2b+2F+b+4b+6b-8+2Tbλb+2

K=4-bb-2F+2b-24-bb+2TλF

K=9b-20b-4b+32b-16b+2+4Tλb+2b+6b-12b-8b+16

由推論5可知，在競爭供應鏈中，對M而言，若市場風險較小，則H占優，若市場風險較大，則N策略占優。與一般認知相反的是，面對極端風險情形時，套期保值策略帶來的經濟效益會更低。推論5的管理啟示是，在相對穩定的市場環境中，套期保值對制造商而言是一個更好的選擇。而面對極端不確定的市場，套期保值雖然能夠鎖定生產成本，但制造商也會因此錯失獲取更高利潤的機會。

推論6" σgt;且πgt;π。

由推論6可知，對M而言，H策略下的風險利潤高于N策略下的風險利潤，這表明M套期保值時，M會面臨更大的市場風險。此外，在該競爭供應鏈中，H策略對M始終是最優的。這表明M的套期保值行為能夠給M帶來積極的影響。結合推論5可知在穩定的市場上，套期保值不僅能夠提高自身的利潤，還能影響到競爭者利潤的提升，這也展現了套期保值對整個行業的發展具有一定的利好性。

4" 數值算例

為了進一步分析競爭供應鏈系統中，競爭、技術投入成本和市場風險對制造商套期保值策略的影響。在該部分先假設市場規模a=1、M在期貨市場上買入建倉價格F=0.05，現貨價格S=0.06，M的相對技術投入成本T=0.5，消費者對技術投入的敏感度λ=0.6，競爭強度b=0.6，利用數值算例對相關結果進行分析。由此，結合命題1和命題2中最優定價決策，可以得到圖2和圖3。

通過圖2中的（a）可以發現隨著市場競爭強度的增加，不管M是否套期保值，制造商的定價均會隨之上升。而且制造商產品定價上升幅度會隨著競爭強度增加而增加，這表明競爭會加劇價格的上升。當制造商的技術投入成本較高又參與套期保值時，其產品定價較高。反之，制造商技術投入成本較低又不參與套期保值時，其產品定價較低。這表明技術投入較低的企業會以低價搶占市場。通過圖2中的（b）可以發現，不論期貨價格如何變動，H策略下M的產品定價會遠高于其他任何情形下的產品定價。在該策略下，制造商的產品定價均會隨著期貨價格的上升而上升。此外，對制造商而言，不論期價上升還是下跌，H策略下的產品定價均會高于N策略下的定價。圖2整體表明，不論競爭強度還是期價的變化，H策略下M定價一直是最高的，N策略下M的定價一直是最低的。

通過圖3可以發現，不論M是否套期保值，隨著技術投入的增加，制造商均會提高其產品定價。顯然M的定價也會受到M技術投入的影響，而且會隨著M的技術投入增加而上升。與圖2一致的是，H策略下的制造商定價依舊是最高的。這表明M套期保值的行為會使其產品定價更高。

為了進一步分析，技術投入和市場風險對M利潤的影響。通過對第二部分中得到的H和N策略下的最優利潤進行比較，可得圖4。

通過圖4可以發現，當市場風險較低時，無論M的技術投入多少，M在H策略下能夠獲得更大的利潤；當市場風險適中時，隨著技術投入的增加，M選擇H策略更有利；當市場風險較高時，此時M選擇N策略更有利。制造商帶來的管理啟示是，在一個穩定的市場上套期保值對制造商更有利，而且隨著制造商技術投入的增加，套期保值也能夠給制造商帶來更多的利潤，但是面對極端風險，制造商應該考慮不參與套期保值，因為此時的風險控制對制造商更有利。

5" 結" 論

針對競爭供應鏈中，市場風險和技術投入對制造商套期保值策略選擇的影響問題。本文將供應鏈金融和供應鏈管理相結合，構建了兩種套期保值策略下的制造商期望利潤函數模型。分析了兩種策略下的博弈情形，并利用逆向歸納法求解了兩種套期保值策略下制造商的最優決策和最優期望利潤。最后對求解結果進行分析和比較，得到了如下結論：

首先，不論制造商是否套期保值，制造商的利潤會隨著技術投入的增加而增加。而且在不套期保值的情形下，技術投入更高的企業，其產品定價、市場需求和利潤均會更高。具體而言，制造商的利潤與技術投入成正比。這表明技術投入能夠給企業帶來更多的市場份額和利潤，這也是企業不斷推崇創新的根本原因。因此，在兩種策略下，企業均需要考慮技術投入的成本以獲取更高的利潤。

其次，制造商的技術投入成本越高，其產品定價也會越高。制造商在參與套期保值時的產品定價是最高的，這表明制造商鎖定了生產成本后，會更加傾向于投入更多的技術成本，從而提高產品的定價。不僅如此，M技術投入的增加也會導致M2產品定價的上升。

最后，市場風險和技術投入對制造商套期保值的策略選擇存在著重要的影響關系，若市場風險較小，則不論技術投入的多少，套期保值策略始終是最優的，若市場風險適中，則隨著制造商技術投入成本的增加，套期保值策略對制造商而言則是最優的，否則不套期保值策略是最優的，若市場風險較大，則不論技術投入多少，制造商不套期保值是最優的。這表明在一個相對穩定的市場上，技術投入成本越高，套期保值策略更加有利，而在具有極端風險的市場上，不套期保值策略對企業而言更加有利。這也給疫情下的全球企業能夠帶來一定的啟示作用，避免企業盲目套期保值而造成更大的損失。

考慮競爭供應鏈中供應商和制造商套期保值策略，是接下來的進一步研究內容。

參考文獻：

[1]" ZHU P， LU T， CHEN S. How do crude oil futures hedge crude oil spot risk after the COVID-19 outbreak？ A wavelet denoising-GARCHSK-SJC Copula hedge ratio estimation method[J]. Physica A： Statistical Mechanics and Its Applications， 2022，607：128217.

[2]" YU X， LI Y， SHEN X， et al. State-dependent hedge strategy for crude oil spot and futures markets[J]. Borsa Istanbul Review， 2022（6）：1221-1237.

[3]" HE C Y， WEN Y C， CHANG Y L， et al. Measurement and analysis of the COVID-19 epidemic impact on China's economy [J]. The Journal of Quantitative amp; Technical Economics， 2020，37（5）：3-22.

[4] 安毅，方蕊. 我國農產品市場風險變化與新型防控體系建設[J]. 經濟縱橫，2018（10）：59-66.

[5] 陳盛偉，王勁雨. 企業利用玉米期現價格聯動規避風險的效應分析[J]. 中國農業資源與區劃，2021，42（3）：215-223.

[6]" ZHANG Z， SHAHZAD S J H， BOURI E. Tail risk transmission from commodity prices to sovereign risk of emerging economies[J]. Resources Policy， 2022，78：102869.

[7]" DELIS M D， SAVVA C S， THEODOSSIOU P. The impact of the coronavirus crisis on the market price of risk[J]. Journal of Financial Stability， 2021，53：100840.

[8]" BOLANDIFAR E， CHEN Z. Hedging through index-based price contracts in commodity-based supply chains[J]. Omega， 2020，90：101976.

[9] 毛毅翀，吳福象. 創新補貼、研發投入與技術突破：機制與路徑[J]. 經濟與管理研究，2022，43（4）：26-45.

[10] 孔令文，徐長生，易鳴. 市場競爭程度、需求規模與企業技術創新——基于中國工業企業微觀數據的研究[J]. 管理評論，2022，34（1）：118-129.

[11] 張陳俊，俞夏蕾，涂俊瑋，等. 供應鏈企業技術創新投入的演化博弈[J]. 統計與決策，2020，36（21）：163-167.

[12] 趙新偉，馬超群，樂勝杰. 油氣長期合約套期保值策略：基于離散方法的理論模型與實證研究[J]. 系統工程理論與實踐，2022，42（10）：2677-2696.

[13] 周奇，韓景倜. 基于Copula邊際轉換方法的組合套期保值模型[J]. 統計與決策，2020，36（13）：138-142.

[14]" BAI X， KAVUSSANOS M G. Hedging IMO 2020 compliant fuel price exposure using futures contracts[J]. Energy Economics， 2022，110：106029.

[15]" WANG M， GUO X， WANG S. Financial hedging in two-stage sustainable commodity supply chains[J]. European Journal of Operational Research， 2022，303（2）：803-818.