迈向电动汽车领域风险与产出共享的开放创新：多属性采购拍卖设计

《TRANSPORTATION RESEARCH PART E-LOGISTICS AND TRANSPORTATION REVIEW》：Towards open innovation with shared risk and output in EV: Multi-attribute procurement auction design

　　

• 从采购视角促进电动汽车领域的开放创新。 • 在拍卖中引入风险分担机制以应对产出风险。 • 投标策略与此前的研究存在显著差异。 • 买方对创新产出的偏好在不同机制下有所不同。 引言 开放创新是指企业主动跨越组织边界，整合外部知识、技术与资源，并与供应商、研究机构等外部实体开展合作创新，从而提升创新效率、实现创新价值最大化的创新模式（Chesbrough, 2003）。在电动汽车领域，开放创新主要表现为买方与供应商之间的合作创新关系，例如电池和电驱动系统供应商（Cabigiosu, 2022）。在买方支持下，供应商负责研发并生产定制化产品或服务，以实现技术突破并满足买方的个性化需求。例如，宁德时代将基于宝马集团2026年"新世代"架构，为其纯电动车型开发、制造并供应新型圆柱电池。随着电动汽车持续更新迭代，买方的技术需求日益增长，技术难度不断提升，单个企业的创新能力日益有限。与此同时，通过外部协作进行开放创新已被证明能有效突破技术瓶颈（Bayona-Sáez et al., 2001; Wang et al., 2015）。因此，开放创新是推动电动汽车领域持续发展的重要手段。 电动汽车领域的开放创新交易是定制化采购的典型形式。买方明确定义创新需求并签订合同后，供应商才启动研发和生产流程。这种方式可能导致实际创新产出与承诺创新产出之间存在较大差距，即创新存在产出风险（Dabic et al., 2023; Nguyen et al., 2023; Zheng et al., 2023）。产出风险主要来自主观和客观因素：主观方面，供应商有动力承诺更高的创新产出以获得合同，但一旦获得合同后，可能出现努力不足的道德风险。例如，2022年9月，梅赛德斯-奔驰与Rivian达成战略合作伙伴关系，计划在同一经营的工厂生产电动卡车，但2023年12月双方宣布暂停该合作计划，其中存在努力不足的道德风险；客观方面，电动汽车技术的高度复杂性和创新过程的不确定性导致创新产出无法完全控制。例如，通用汽车于2020年发布了第三代纯电动平台Ultium，但由于无线电池管理系统（wBMS）技术高度复杂、原材料价格波动以及供应链安全的不确定性，通用汽车在2023年完全改变了其电池技术路线选择。 与此同时，与购买一般产品或服务时供应商收入仅来源于买方付款不同，在电动汽车领域的开放创新中，供应商不仅获得买方付款，创新产出还能给供应商带来额外收益，如技术溢出、市场机遇和政府补贴（Roper et al., 2013）。实际创新产出越高，供应商在买方付款之外获得的增值越大。因此，电动汽车领域开放创新项目的采购具有两个一般产品或服务采购中所不具备的重要特征：创新产出风险和创新产出共享。 此外，多属性采购拍卖因其增强供应商竞争、提高采购效率等众多优势，在电动汽车领域开放创新中常被采用为交易方式（Hou and Zhang, 2021）。特别是，电动汽车制造商与汽车部件供应商经常开展多属性采购拍卖（也称为招标），以采购针对特定技术难题的研发项目。因此，当电动汽车领域买方采购具有产出风险和产出共享的开放创新项目时，如何设计多属性采购拍卖机制，以有效激励供应商投入创新努力并降低创新产出风险，从而提高采购有效性，是电动汽车领域开放创新中亟需解决的重要问题。 回顾电动汽车领域创新、开放创新采购和多属性采购拍卖的相关文献。关于电动汽车领域创新的现有文献主要聚焦于两个方面：创新政策的效果与优化，以及开放创新障碍与路径的识别与阐释。关于开放创新采购的现有文献主要关注概念定义、运行机制和效率优化。关于多属性采购拍卖的现有文献主要考虑价格、质量、供应风险和交货时间等属性。然而，这些研究均未涉及采购中存在创新产出风险和产出共享时，如何提高开放创新项目创新产出这一重要问题。因此，我们聚焦于电动汽车领域买方采购具有创新产出风险和创新产出共享的开放创新项目，在考虑价格和创新产出的多属性采购拍卖中引入风险分担机制，研究买方如何设计考虑创新产出风险和创新产出共享的电动汽车领域开放创新项目多属性采购拍卖，从而促进电动汽车领域的开放创新。研究结果表明，带有风险分担机制的多属性采购拍卖是有效的。 我们的研究提供了若干重要的管理启示。首先，供应商在提交投标价格之前必须联合优化承诺创新产出和创新努力。具体而言，这些优化应考虑考虑产出风险的实现水平的期望效用，以及对他们而言的创新产出价值。这些发现与考虑承诺或不确定质量的采购拍卖研究存在显著差异（Asker and Cantillon, 2008; Che, 1993; Huang et al., 2019）。其次，当买方采用第一或第二评分多属性采购拍卖时，供应商的投标价格受风险分担机制的奖励和惩罚效应影响。奖励会降低投标价格，惩罚会提高投标价格。与其他文献（Chen et al., 2010; Huang et al., 2019）的显著不同之处在于，投标价格受创新产出价值影响，但供应商并不独占其收益；相反，创新产出价值会降低投标价格。当买方采用第一评分拍卖时，创新产出价值将提高供应商的期望效用。第三，无论买方采用效率机制还是最优机制，买方都可以通过设计风险分担机制，将供应商努力不足的道德风险以及影响实际创新产出的随机因素导致的创新产出风险全部转移给供应商。通过奖励和惩罚创新产出实现水平，买方可以激励供应商的创新努力。同时，风险分担机制增加了期望社会福利和买方的期望效用。第四，当买方采用效率机制时，买方应如实披露对承诺创新产出的偏好。然而，当买方采用最优机制时，买方对承诺创新产出的偏好披露应向下扭曲。第五，对于面向消费需求技术的开放创新采购，政府应主要支持供应商；对于面向社会效益技术的开放创新采购，政府应同时支持买方和供应商。 本文剩余部分安排如下：第2节回顾相关文献并阐述本研究与此前研究的差异；第3节描述研究问题；第4节提出模型设定；第5节考察供应商的投标策略；第6节探讨买方的效率拍卖与最优拍卖机制设计；第7节展示理论分析结果促进开放创新的机制；第8节通过数值例子验证并直观展示主要结论；最后，第9节总结本研究的核心发现并提出未来研究方向。 文献综述 从研究问题和研究方法来看，本研究与三个文献流派密切相关：电动汽车领域创新、开放创新采购和多属性采购拍卖。本节将回顾先前研究以突出本研究与此前研究的差异，论证本研究的必要性和创新性。 开放创新的概念 开放创新概念由哈佛商学院教授Henry Chesbrough于2003年正式提出。如图1所示，开放创新是指企业主动跨越组织边界，整合外部知识、技术与资源，并与供应商、研究机构等外部实体开展合作创新，从而提升创新效率、实现创新价值最大化的创新模式。 模型描述 模型根据以下问题描述构建。表7总结了主要参数及定义，表中未列出的参数将在正文中说明。 模型分析 为方便标注，下文中供应商i的效率参数βi的下标i在必要时将省略。我们首先分析承诺创新产出和努力水平，不考虑买方采用第一评分还是第二评分拍卖。其次，分别分析第一评分或第二评分拍卖下的投标价格和期望效用。 机制设计 我们考虑两类机制设计，即效率机制和最优机制。效率机制是最大化期望社会福利的评分规则及相应转移支付配置，而最优机制是最大化买方期望效用的评分规则及相应转移支付配置。 理论分析结果促进开放创新的机制 如表8所示，本研究的理论分析结果包括两个方面：第一，呈现买方机制设计的关键要点，包括：1）命题1和2表明，买方可以通过设计带有风险分担的采购拍卖机制，将所有创新产出风险转移给供应商，并通过奖励或惩罚创新产出实现水平来激励供应商的创新努力；2）命题1指出，如果买方…… 函数设定与参数设置 (1) 函数设定 根据模型假设，不失一般性，我们设定q(r,q0,e,ε)=lr+mq0+ne?ε, Δq(r,q0,e,ε)=lr+(m?1)q0+ne?ε, V(q0)=q03/3, Π(Δq)=3/2(lr+(m?1)q0+ne?ε), Λ(q)=lr+mq0+ne?ε, C(β,q0)=βq0, c(e)=ke2，其中l, m, n, k均为大于0的常数。我们模拟效率机制下风险分担机制对创新产出和努力水平的影响，即μ=1, s(q0(β))=V(q0)，则{q0*(β),e*(β)}=arg max{s(q0(β))+Λ(q(r,q0(β),e(β)))?C(q0(β) 结论 在采购电动汽车领域开放创新项目时，创新产出风险往往较高，且创新产出将为供应商带来可观价值。作为最常见的交易方式，我们研究了考虑风险分担和产出共享的电动汽车领域开放创新项目多属性采购拍卖，从采购拍卖机制设计视角促进电动汽车领域的开放创新。主要研究 资助 本研究受国家自然科学基金（72401117）、甘肃省科技计划项目（24JRRA516）和甘肃省哲学社会科学规划项目（2024YB011）资助。 CRediT作者贡献声明 Dong Cai：写作-审阅与编辑，写作-原稿撰写，方法学，经费获取，形式分析，概念化。Lian Bai：软件，形式分析，概念化。Chunxiang Guo：监督，资源，项目管理，概念化。Kee-hung Lai：监督，资源，项目管理，概念化。 利益冲突声明 作者声明他们不存在可能影响本文工作的已知竞争性经济利益或个人关系。Dong Cai | Lian Bai | Chunxiang Guo | Kee-hung Lai