考虑关税和汇率的全球供应链中最佳服务投资模型

《Expert Systems with Applications》：Optimal service investment models in global supply chain considering tariffs and exchange rates

　　黄艳婷|杨子恩|刘毅|杨曦
深圳大学管理学院，中国深圳518060

**摘要**
在美中关税不断升级的背景下，贸易壁垒的增加提高了跨境成本，并加剧了汇率波动，从而使得全球供应链中的服务投资决策变得更加复杂。本研究探讨了关税和汇率如何共同影响一个包含国内制造商和外国零售商的供应链中的服务投资策略。我们考虑了四种服务投资结构：不进行投资、零售商主导的投资、制造商主导的投资以及联合投资。我们推导出均衡定价和服务投资决策，并分析了制造商的最优选择模式。研究结果表明，服务投资能够提升制造商的盈利能力，而最优策略是由汇率和关税共同决定的。随着汇率的上升，由于相对成本优势的变化，最优模式会发生变化。在高汇率环境下，关税会进一步将投资策略从制造商主导转变为零售商主导，最终转向合作投资。此外，较高的服务敏感性使得单独投资比合作投资更有效，因为这可以减少协调摩擦。

**引言**
全球供应链是指一个行业的运营分布在多个国家和地区中的网络（Gaur等人，2026年）。关键活动如生产投入的采购、产品制造、分销和销售以及信息交流都在全球范围内进行协调。这种安排使企业能够进入海外市场，优化资源配置，并降低采购和生产成本。随着经济全球化的推进和跨国公司的扩张，许多行业已逐渐从国内供应链转向全球化供应链。例如，苹果公司运营着一个高度整合的全球供应链，不同国家承担不同的角色：美国专注于技术研发，日本和韩国提供关键组件（如摄像头和显示屏），而大规模组装则在中国完成。同样，联合利华通过多个国际研发中心协调研究、生产和市场运营，支持其全球产品创新和市场竞争力。这些例子说明了供应链活动如何在各国之间分布，突显了全球供应链日益增长的复杂性和协调要求。

随着市场竞争的加剧和消费者期望的不断提高，企业越来越多地寻求通过提升服务水平来吸引潜在客户和扩大市场份额（Pilawa等人，2022年；Li等人，2022年；Pang和Zhang，2024年）。为了支持国际业务发展，跨国公司逐渐增加了对服务能力的投资。例如，TCL在罗马尼亚建立了客服中心，为国际客户提供售后服务；联想推出了国际保修服务（IWS），以实现多国的跨境保修服务。因此，服务投资被广泛认为是提升全球企业竞争力的重要策略。

尽管服务投资在全球供应链中的重要性日益增加，但大多数现有研究仍然局限于国内供应链背景下的企业服务决策（Wang等人，2021年；Xu等人，2023年），而对全球供应链中的服务提供关注较少。实际上，提高服务水平可以帮助跨国公司吸引更多客户，拓展海外市场，并增强其在国际市场上的竞争力。例如，海尔在海外市场建立了广泛的售后服务网络，并提供符合当地消费者需求的本地化产品和服务；亚马逊依赖全球物流和仓储网络来支持高效配送和全面的售后服务；华为则与沃达丰等国际合作伙伴合作，推动5G技术在欧洲的部署。这些例子表明，全球供应链中的成员可以独立提供服务，也可以通过合作提供服务。

然而，除了上述的服务决策外，全球供应链中的企业还受到各种宏观经济因素的影响，尤其是关税和汇率，这进一步增加了供应链管理的复杂性。因此，大多数关于全球供应链管理的研究都考虑了这些因素（Xu等人，2023年；Guchhait和Sarkar，2024年）。汇率的波动性和不确定性会直接影响供应链绩效，例如通过影响采购量和时机决策（Meixell和Gargeya，2005年；Hu和Motwani，2014年）。同时，关税的上升会增加运营成本，对企业和消费者产生负面影响，并扰乱全球供应链的稳定性（Rogers等人，2024年）。在这种情况下，跨国公司的服务投资决策变得更加具有挑战性。因此，在不同的关税和汇率环境下确定适当的服务投资策略是一个关键的管理问题。尽管这一问题具有实际意义，但现有文献中对其研究仍然不足。

因此，有必要进一步研究不同供应链成员在关税和汇率影响下的服务投资决策，以提升全球供应链的绩效。受跨国企业实践的启发，我们考虑了一个由国内制造商和外国零售商组成的全球供应链。在这种环境下，服务可以由制造商提供，也可以由零售商提供，或者由双方共同提供。本研究旨在确定不同供应链成员的最优服务投资策略，并分析关税和汇率如何影响制造商、零售商的决策以及整个供应链的绩效。具体来说，本研究旨在解决以下研究问题：（1）在不同服务投资模式下，最优的服务投资水平是多少？（2）关税和汇率如何影响价格和服务投资水平？（3）制造商应如何选择最优的服务投资策略？

**本研究的主要贡献**
首先，我们证明了即使在关税和汇率波动的情况下，服务投资也比不进行投资更有益。其机制在于服务能够提升消费者需求并抵消投资成本。这扩展了之前的研究（Tsay和Agrawal，2000年；Xiao和Yang，2008年），这些研究强调了服务在提升需求方面的作用，并表明这一结果在存在贸易摩擦的全球环境中仍然成立。其次，我们阐明了关税和汇率如何共同决定制造商的最优服务投资模式。随着汇率的上升，最优模式从零售商主导的投资转向合作投资，再转向制造商主导的投资，这一变化是由相对成本优势的变化驱动的。相比之下，较高的关税会增加成本负担，使策略偏向于零售商主导和合作投资。与分别研究关税（Barrot等人，2024年）或汇率（Tao等人，2025年）的研究不同，我们揭示了它们的联合效应。此外，我们证明在Stackelberg和Nash谈判成本分摊机制下，定性结果仍然稳健。第三，我们发现较高的消费者服务敏感性增强了服务对需求的影响，使得单独投资更有效，同时由于协调摩擦降低了合作投资的效率。这与以往强调协调效益的文献（Cachon和Lariviere，2005年）形成了对比，突显了需求侧因素在服务投资决策中的重要性。

**本文结构**
第2节回顾了与本研究相关的文献。第3节提出了研究问题。第4节推导了均衡决策和利润。第5节分析了关税和汇率对供应链成员决策和利润的影响。第6节提供了数值分析和比较结果。第7节通过进一步的数值分析扩展了模型并讨论了结果。最后，第8节总结了本文。

**参考文献**
本研究主要关注三个研究领域：全球供应链中的服务决策、关税和汇率的运营影响以及供应链中的合作投资机制。

**问题描述和模型假设**
我们研究了一个由国内制造商（he）、外国零售商（she）以及外国市场的消费者组成的全球供应链。制造商生产商品并出口给外国零售商，后者再将其销售给本国市场的消费者。市场结构如图1所示。国内制造商根据外国零售商的预期设定每单位的批发价格w，外国零售商则以零售价格p重新出售产品。

**均衡决策**
我们首先开发了一个基本模型（模型N）和两个单独的投资模型（模型R和M），其中国内制造商作为Stackelberg领导者，外国零售商作为追随者。然后我们开发了一个Nash谈判模型（模型MR），在这个模型中，制造商和零售商共同决定他们的决策。

**均衡决策的比较分析**
本节对模型R、M和MR下的均衡决策进行了比较分析，研究了关税和汇率如何影响定价、服务投资和制造商的利润，并得出了制造商的最优服务投资模型。

**模型扩展**
为了提高分析的现实性和通用性，本节从两个方向对模型进行了扩展。首先，我们引入了一种成本分摊机制，根据参数λ通过Stackelberg博弈来分配服务投资成本。其次，我们将生产成本纳入模型中。

**结论**
本研究考虑了全球供应链中的国内制造商和外国零售商。通过纳入关税和汇率，我们基于不同的服务投资结构开发了四个决策模型：不进行服务投资、外国零售商进行服务投资、国内制造商进行服务投资以及在谈判框架下的联合服务投资。对于每个模型，我们推导出均衡解并进行了比较。

**作者贡献声明**
黄艳婷：概念化、资金获取、监督。
杨子恩：方法论、软件开发、初稿撰写。
刘毅：方法论、初稿撰写。
杨曦：资金获取、监督、审稿与编辑。

**利益冲突声明**
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。