樓高翔， 張潔瓊， 范體軍， 周煒星

(華東理工大學(xué)商學(xué)院， 上海 200237)

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非對(duì)稱信息下供應(yīng)鏈減排投資策略及激勵(lì)機(jī)制①

樓高翔， 張潔瓊， 范體軍， 周煒星

(華東理工大學(xué)商學(xué)院， 上海 200237)

摘要：來(lái)自政府和市場(chǎng)的低碳?jí)毫ζ仁蛊髽I(yè)及其所在供應(yīng)鏈采取減排行動(dòng).由此，在允許排放權(quán)交易且消費(fèi)者低碳偏好信息不對(duì)稱情景下，對(duì)制造商投資減排技術(shù)的供應(yīng)鏈激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)問(wèn)題展開研究.研究表明，非對(duì)稱信息下，制造商可以通過(guò)供應(yīng)鏈激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信息共享，但該機(jī)制并不一定能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu)；由于缺乏消費(fèi)者低碳偏好的準(zhǔn)確信息，制造商的利潤(rùn)總會(huì)小于其在對(duì)稱信息下的利潤(rùn)，而擁有私有信息的零售商則可能獲得額外收益；制造商的最優(yōu)減排水平與消費(fèi)者低碳偏好正相關(guān)；通過(guò)管制排放權(quán)交易價(jià)格、提供技術(shù)投入補(bǔ)貼等手段，政府可以激勵(lì)企業(yè)投資減排技術(shù)，并達(dá)到降低碳排放總量的目的.

關(guān)鍵詞：減排技術(shù)投資； 排放權(quán)交易； 非對(duì)稱信息； 供應(yīng)鏈

0引言

根據(jù)IPCC第四次評(píng)估報(bào)告，全球氣候變暖90%的可能性是人類工業(yè)化活動(dòng)排放出大量的二氧化碳和甲烷等溫室氣體造成的[1].鑒于全球氣候變暖可能對(duì)人類造成災(zāi)難性的影響，溫室氣體排放問(wèn)題已引起了各國(guó)政府、企業(yè)和社會(huì)的空前關(guān)注.

作為世界最大的二氧化碳排放國(guó)家，我國(guó)政府提出到2015年全國(guó)單位GDP二氧化碳排放比2010年下降17%的減排目標(biāo)，同時(shí)在4個(gè)直轄市、廣東、湖北和深圳7地積極展開碳排放權(quán)交易的試點(diǎn)工作.可以預(yù)見，碳排放權(quán)交易機(jī)制將在我國(guó)未來(lái)的減排實(shí)踐中扮演重要的角色[2].

另一方面，環(huán)境問(wèn)題已日益受到消費(fèi)者的普遍關(guān)注，除了關(guān)注商品本身的碳排放情況，一些具有低碳偏好的消費(fèi)者也愿意通過(guò)購(gòu)買行為督促企業(yè)生產(chǎn)和銷售低碳產(chǎn)品.例如，心理和行為經(jīng)濟(jì)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，企業(yè)通過(guò)給消費(fèi)者提供充足的成本和碳排放信息，降低在成本-效益分析方面的認(rèn)知困難程度，并響應(yīng)環(huán)境保護(hù)的訴求，能夠有效地增加消費(fèi)者的支付意愿[3].也有研究開始把消費(fèi)者的環(huán)境敏感性納入到企業(yè)碳減排運(yùn)作決策考慮[4].

目前對(duì)于排放權(quán)交易機(jī)制的研究大多停留在宏觀層面[5].由于全球碳排放的限制以及排放與交易機(jī)制的建立，碳排放因素勢(shì)必會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作決策產(chǎn)生影響，部分學(xué)者開始從微觀層面展開研究，探討減排政策對(duì)企業(yè)和供應(yīng)鏈運(yùn)作的影響.Benjaafar等率先將碳排放因素納入企業(yè)決策模型中，得出諸多頗有意義的管理啟示，在碳排放運(yùn)作議題上具有開創(chuàng)性意義[6].張靖江針對(duì)單個(gè)排放依賴型廠商，研究其在不同需求情形下的單周期最優(yōu)產(chǎn)量決策，并將該問(wèn)題研究拓展到排放依賴型供應(yīng)鏈中[7].Hua[8]等考慮了排放權(quán)交易機(jī)制的影響，設(shè)計(jì)了可用于存貨碳足跡管理的最優(yōu)訂貨量模型.Du等[9]認(rèn)為排放許可分配是政府的重要減排政策手段，探討了碳配額對(duì)于排放依賴型企業(yè)和排放許可供應(yīng)商的決策影響，同時(shí)利用伯努利納什社會(huì)福利函數(shù)可以得到最優(yōu)配額分配方案.Mohamad等[10]將歐盟碳排放交易體系與供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)管理相結(jié)合，針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放問(wèn)題，建立了一系列基于協(xié)調(diào)機(jī)制的二級(jí)供應(yīng)鏈模型.Konur和Schaefer[11]對(duì)4種不同碳排放政策下庫(kù)存控制和運(yùn)輸策略進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)承運(yùn)人的運(yùn)輸成本和運(yùn)輸產(chǎn)生的排放均會(huì)對(duì)客戶的決策產(chǎn)生影響.

上述研究均基于相關(guān)減排政策，在對(duì)稱信息條件下對(duì)企業(yè)和供應(yīng)鏈的生產(chǎn)運(yùn)作決策進(jìn)行分析.在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，供應(yīng)鏈中成員為了自身利益最大化，隱瞞或虛報(bào)私有信息的情況時(shí)有發(fā)生，而信息不對(duì)稱會(huì)帶來(lái)諸如交易成本增加、績(jī)效監(jiān)測(cè)困難、供應(yīng)鏈效率降低等嚴(yán)重后果.因此，在存在信息不對(duì)稱的情況下，如何設(shè)計(jì)有效的激勵(lì)機(jī)制以消除信息不對(duì)稱問(wèn)題并提高供應(yīng)鏈績(jī)效，已成為越來(lái)越多學(xué)者的研究重點(diǎn).

針對(duì)供應(yīng)鏈中非對(duì)稱信息的研究，有部分學(xué)者選擇以下游企業(yè)擁有的私有信息作為系統(tǒng)的非對(duì)稱信息，如價(jià)格信息、市場(chǎng)需求信息、銷售商能力信息和銷售成本信息等.但斌等[12]對(duì)價(jià)格信息不對(duì)稱下的生鮮供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題展開研究，其研究結(jié)果表明，批發(fā)商共享采購(gòu)價(jià)格信息，不但提高了批發(fā)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商的期望利潤(rùn)，更有助于穩(wěn)定生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供給，平抑生鮮農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng).Babich等[13]研究了需求信息非對(duì)稱下供應(yīng)商激勵(lì)契約設(shè)計(jì)問(wèn)題，結(jié)果顯示該契約能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)商和零售商之間利潤(rùn)的任意分配，且在極限情況下，供應(yīng)商最優(yōu)解接近于系統(tǒng)最優(yōu)解，信息租接近于零.曹柬等[14]對(duì)銷售商能力為不對(duì)稱信息下的供應(yīng)鏈線性分成制契約設(shè)計(jì)展開研究，比較了不對(duì)稱信息為離散類型和連續(xù)類型情況下的線性分成制契約設(shè)計(jì)過(guò)程，并提出了不對(duì)稱信息為連續(xù)類型情況下的次優(yōu)契約是線性分離契約的前提條件.郎艷懷[15]探究了銷售商成本信息非對(duì)稱和價(jià)格彈性需求下，二級(jí)供應(yīng)鏈的激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)問(wèn)題.研究表明，較之對(duì)稱信息博弈情況，非對(duì)稱信息激勵(lì)機(jī)制下銷售商能獲得更大的收益，且此時(shí)的系統(tǒng)總收益也是更大的；供應(yīng)鏈在信息不對(duì)稱情形下無(wú)法憑借激勵(lì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)，只能得到帕累托改善的次優(yōu)結(jié)果.Shen和Willems[16]將零售商成本信息作為私有信息，探究了考慮渠道協(xié)調(diào)和不考慮渠道協(xié)調(diào)兩種情況下，最大化制造商期望利潤(rùn)的回購(gòu)契約設(shè)計(jì)問(wèn)題.

也有部分學(xué)者針對(duì)上游供應(yīng)商、制造商的成本信息非對(duì)稱問(wèn)題進(jìn)行探究.Xu等[17]研究了后備供應(yīng)商成本信息非對(duì)稱情況下的契約設(shè)計(jì)問(wèn)題，結(jié)果表明，傳統(tǒng)的定價(jià)契約將導(dǎo)致后備供應(yīng)商無(wú)限期延后發(fā)貨，而考慮提前期和一次性轉(zhuǎn)移支付的新契約能夠有效解決信息不對(duì)稱問(wèn)題.張煜等[18]針對(duì)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間質(zhì)量成本信息非對(duì)稱問(wèn)題展開研究并發(fā)現(xiàn)，引入第三方質(zhì)量成本審查策略后，新契約對(duì)成本虛報(bào)問(wèn)題有顯著的抑制作用，同時(shí)能夠消除因信息不對(duì)稱引起的信息租；下游企業(yè)通過(guò)提高批發(fā)價(jià)格能夠有效激勵(lì)上游企業(yè)增加對(duì)質(zhì)量成本的投入.Cakanyildirim等[19]探究了供應(yīng)商生產(chǎn)成本信息非對(duì)稱，且保留利潤(rùn)與生產(chǎn)成本相關(guān)的情況下，零售商的契約設(shè)計(jì)問(wèn)題.研究表明，非對(duì)稱信息并不一定影響系統(tǒng)績(jī)效，當(dāng)?shù)统杀竟?yīng)商的成本效率在一定范圍內(nèi)時(shí)，契約能夠有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈.他們還進(jìn)一步分析了各個(gè)可能對(duì)最優(yōu)契約造成影響的因素并得到了相關(guān)結(jié)論.

對(duì)于激勵(lì)機(jī)制能否協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈、消除信息不對(duì)稱以及缺乏信息一方是否需要為得到信息而支付信息租等方面，上述研究者們持有不同的見解.本文將以“制造商——零售商”的二級(jí)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，在碳排放交易的政策條件下，考慮消費(fèi)者低碳偏好作為零售商私有信息的不對(duì)稱信息結(jié)構(gòu)，對(duì)制造商的減排技術(shù)投資策略和激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)問(wèn)題展開研究，并與對(duì)稱信息和集中控制的情況作比較，同時(shí)探究排放權(quán)交易價(jià)格、減排難度以及單位產(chǎn)品碳排放對(duì)于雙方?jīng)Q策、減排技術(shù)推廣、最終減排效果的影響，從而尋找有效的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略以最終實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈碳減排的目的.

1理論分析

1.1問(wèn)題描述、基本假設(shè)與參數(shù)

考慮由單個(gè)制造商和單個(gè)零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，如圖1所示.顧客需求D受產(chǎn)品價(jià)格P和單位產(chǎn)品的碳減排水平?jīng)Q定.制造商的碳排放受配額Cg約束，超出或節(jié)省部分可通過(guò)排放權(quán)交易轉(zhuǎn)化.

結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，做出如下假設(shè)：

1)供應(yīng)鏈成員是風(fēng)險(xiǎn)中性的，即其效用水平等于其期望收益水平；

2)排放權(quán)自由交易，在一定范圍內(nèi)排放權(quán)市場(chǎng)供應(yīng)充足；

圖1　允許排放權(quán)交易的二級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)示意圖

3)市場(chǎng)需求函數(shù)為[20]D=a-p+λα，其中a表示市場(chǎng)潛在需求；p為產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格；α∈(0,1)表示減排百分比；λ表示單位減排百分比變化對(duì)消費(fèi)者需求的影響；

4)減排投入成本I(α)隨減排百分比α上升而加速上升，本文假設(shè)I(α)=-kln(1-α)；

5)在信息不對(duì)稱情形下，市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為零售商的私有信息.制造商無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)消費(fèi)者低碳偏好；

本文所涉及的主要參數(shù)符號(hào)匯總?cè)绫?.

表1　主要參數(shù)符號(hào)匯總表

1.2非對(duì)稱信息下的激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)

假設(shè)零售商擁有私有信息——市場(chǎng)上消費(fèi)者的低碳偏好，分別用λL和λH表示，并將零售商稱為L(zhǎng)型(H型)，同時(shí)假設(shè)λH/λL>1.遠(yuǎn)離市場(chǎng)的制造商無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)消費(fèi)者低碳偏好，僅知道低碳偏好為λL的概率為ρ，為λH的概率為1-ρ，因此制造商希望通過(guò)設(shè)計(jì)有效的激勵(lì)機(jī)制，誘使零售商披露自己的私有信息，實(shí)現(xiàn)自身期望利潤(rùn)最大化.為此，制造商向零售商提供兩種契約{wL,αL,tL}和{wH,αH,tH}供其選擇，其中t為零售商給制造商的一次性轉(zhuǎn)移支付.

于是，零售商面臨的優(yōu)化問(wèn)題為

(1)

式中下標(biāo)A表示非對(duì)稱信息情景.

而制造商面臨的優(yōu)化問(wèn)題為

(2)

s.t.

(3)

(4)

(5)

(6)

其中M為零售商的保留利潤(rùn).約束(3)和(4)表明零售商只有在達(dá)到保留利潤(rùn)的時(shí)候才會(huì)選擇與制造商合作，約束(5)和(6)則保證了零售商會(huì)依據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的契約.

易知式(3)和式(6)一定取等式，如果約束松弛，制造商總會(huì)在不影響約束成立的條件下增加一次性轉(zhuǎn)移支付tL和tH來(lái)增加自己的利潤(rùn).因此，可以得到

tL=(pLL-wL)(a-pLL+λLαL)-M

(7)

tH=tL-(pHL-wL)(a-pHL+λHαL)+

(pHH-wH)(a-pHH+λHαH)

(8)

令零售商利潤(rùn)πR關(guān)于價(jià)格p的一階條件等于0，有

由式(7)和式(8)有

因此，在非對(duì)稱信息情況下，制造商面臨的優(yōu)化問(wèn)題可表示為

最優(yōu)化后可得

wH=wH(αH)=c+re0-re0αH

(9)

wL=wL(αL)=c+re0+

(10)

推論1契約條件下，H型零售商(即消費(fèi)者低碳偏好為高)可以得到除保留利潤(rùn)外的額外收益，而L型零售商(即消費(fèi)者低碳偏好為低)只能得到保留利潤(rùn).

市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為λH時(shí)，零售商接受契約{wH,αH,tH}后得到的收益將大于其保留利潤(rùn)，這一差值可以看作制造商為了得到真實(shí)的市場(chǎng)信息所需要付給零售商的“信息共享費(fèi)”.如果制造商不支付該成本，零售商可能虛報(bào)市場(chǎng)信息進(jìn)而損害制造商的期望利潤(rùn).

推論1同時(shí)也表明約束(3)和約束(6)可以保證約束(4)的實(shí)現(xiàn).此外，在暫不考慮式(5)的情況下求得最優(yōu)解后，可以驗(yàn)證式(5)也必定成立.

推論2減排難度過(guò)大時(shí)，制造商有可能選擇不投資減排技術(shù).非對(duì)稱信息下，市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好越高，制造商對(duì)減排難度的承受能力越強(qiáng)(證明略).

當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品偏好較高時(shí)，增加減排投入對(duì)需求的促進(jìn)作用更顯著，制造商將通過(guò)加大減排投入刺激需求，進(jìn)而增加自身利潤(rùn)，零售商也愿意一次性支付較高的費(fèi)用鼓勵(lì)制造商增加技術(shù)投入；另一方面，為了抑制零售商制定高價(jià)而對(duì)需求產(chǎn)生負(fù)面影響，高偏好下制造商會(huì)以較低的批發(fā)價(jià)格將產(chǎn)品出售給零售商.

1.3供應(yīng)鏈整合模型

在整合模型中，供應(yīng)商和零售商組成一個(gè)利益整體，根據(jù)利潤(rùn)最大化原則確定減排水平和產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格.此時(shí)供應(yīng)鏈整體面臨的優(yōu)化問(wèn)題為

r[e0(1-α)(a-p+λα)-Cg]+

kln(1-α)

(11)

求解上述優(yōu)化問(wèn)題，可以得到在整合模型中，供應(yīng)鏈的最優(yōu)減排水平、最優(yōu)市場(chǎng)價(jià)格和此時(shí)供應(yīng)鏈的利潤(rùn)，分別為

推論4非對(duì)稱信息下，制造商可以通過(guò)激勵(lì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)信息共享，但該機(jī)制并不一定能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu).當(dāng)且僅當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為高時(shí)，制造商的最優(yōu)解恰為系統(tǒng)最優(yōu)解.

1.4對(duì)稱信息下的契約協(xié)調(diào)

作為比較，在本節(jié)中假設(shè)供應(yīng)鏈具有對(duì)稱信息結(jié)構(gòu)，制造商首先向零售商提供單一契約{w,α,t}，然后由零售商決定是否接受契約，并確定相應(yīng)的市場(chǎng)價(jià)格.

在契約協(xié)調(diào)下，零售商及制造商利潤(rùn)的目標(biāo)函數(shù)為

(12)

rCg+kln(1-α)+t

(13)

其中下標(biāo)S表示對(duì)稱信息情景.

求解上述優(yōu)化問(wèn)題，可以得到在對(duì)稱信息下，制造商的最優(yōu)契約參數(shù)和零售商的最優(yōu)市場(chǎng)價(jià)格分別為

即在對(duì)稱信息下，制造商可以通過(guò)契約有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu).制造商以成本價(jià)(包括生產(chǎn)成本和碳成本)將產(chǎn)品出售給零售商，以促進(jìn)整體供應(yīng)鏈的運(yùn)作績(jī)效，而零售商需要支付制造商一定費(fèi)用作為減排技術(shù)投資的補(bǔ)貼.通過(guò)調(diào)整一次性轉(zhuǎn)移支付，制造商可以獲得除零售商保留利潤(rùn)以外的所有利潤(rùn).

另外，由于對(duì)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好信息的缺失，非對(duì)稱信息下制造商的利潤(rùn)總會(huì)小于其在對(duì)稱信息下的利潤(rùn)，而擁有私有信息的零售商則有機(jī)會(huì)獲得更多的利潤(rùn).這是由于非對(duì)稱信息下，若市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為高，雖然此時(shí)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)與對(duì)稱信息時(shí)相同，但零售商可以獲得除保留利潤(rùn)以外的額外收益，相當(dāng)于制造商支付了其一部分費(fèi)用作為信息租，制造商利潤(rùn)減少.若市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為低，雖然此時(shí)零售商只能獲得保留利潤(rùn)，但由于較對(duì)稱信息而言供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)降低了，所以制造商利潤(rùn)還是減少了.

2算例分析

2.1碳排放相關(guān)因素對(duì)企業(yè)最優(yōu)決策影響分析

為了進(jìn)一步研究排放權(quán)交易價(jià)格r、減排難度系數(shù)k和單位產(chǎn)品碳排放e0對(duì)制造商和零售商最優(yōu)決策的影響，本文針對(duì)這3個(gè)參數(shù)作靈敏度分析(如表2～表4所示).

表2　排放權(quán)交易價(jià)格波動(dòng)對(duì)最優(yōu)決策影響

注： 參數(shù)：Cg=20,c=8,e0=8,λH=12,λL=8,a=100,k=250,ρ=0.5.

表3　減排難度系數(shù)對(duì)最優(yōu)決策影響

注： 參數(shù)：Cg=20,c=8,e0=8,λH=12,λL=8,a=100,r=10,ρ=0.5.

表4　單位產(chǎn)品碳排放對(duì)最優(yōu)決策影響

注： 參數(shù)：Cg=20,c=8,r=10,λH=12,λL=8,a=100,k=250,ρ=0.5.結(jié)果顯示：

1)排放權(quán)交易價(jià)格和單位產(chǎn)品碳排放的增加均意味著單位產(chǎn)品減排成本的上升，因此制造商希望通過(guò)提高減排水平節(jié)約碳排放，并以提高批發(fā)價(jià)格的方式將減排技術(shù)投資成本轉(zhuǎn)嫁給零售商.另一方面，批發(fā)價(jià)格的上升必然會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格上升，制造商將適當(dāng)降低一次性轉(zhuǎn)移支付以避免市場(chǎng)價(jià)格過(guò)高；

2)減排難度過(guò)大(如技術(shù)限制、成本限制)會(huì)對(duì)制造商減排投資活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用，甚至可能出現(xiàn)制造商不投資減排技術(shù)的情況.制造商通過(guò)增加批發(fā)價(jià)格和降低一次性轉(zhuǎn)移支付能夠有效控制市場(chǎng)價(jià)格產(chǎn)生太大波動(dòng).

2.2集中控制和激勵(lì)機(jī)制下供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)比較分析

通過(guò)上述理論分析，已經(jīng)得到了激勵(lì)機(jī)制并不一定能有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的推論，為了得到更直觀的結(jié)論，在本小節(jié)中將以各排放相關(guān)因素作為自變量，比較不同市場(chǎng)狀態(tài)下，集中控制和激勵(lì)機(jī)制下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn).

如圖2～圖4所示，當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為高時(shí)，信息非對(duì)稱情況下制造商的激勵(lì)機(jī)制確實(shí)能夠使供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)與集中控制下系統(tǒng)利潤(rùn)一致；而當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為低時(shí)，信息非對(duì)稱情況下供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)總是低于集中控制下系統(tǒng)利潤(rùn)，且這一差值隨著排放權(quán)交易價(jià)格和單位產(chǎn)品碳排放的增大而減小，隨著減排難度的增大而增大.

圖2　排放權(quán)交易價(jià)格波動(dòng)對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)影響

圖3　減排難度系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)影響

圖4　單位產(chǎn)品碳排放對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)影響

此外，根據(jù)推論1，非對(duì)稱信息下，當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為高時(shí)，雖然制造商的激勵(lì)機(jī)制令其最優(yōu)解恰為系統(tǒng)最優(yōu)解，但制造商依然不可避免的需要支付給零售商一部分金額作為信息租.由表5可知，零售商的額外收益與排放權(quán)交易價(jià)格和單位產(chǎn)品碳排放同向變化，與減排難度呈反向變化.

表5　排放相關(guān)因素對(duì)H型零售商額外收益影響

非對(duì)稱信息下，若市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為低，制造商的激勵(lì)機(jī)制無(wú)法有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，那什么情況下此時(shí)的最優(yōu)解最接近集中控制下系統(tǒng)的最優(yōu)解這一問(wèn)題值得探究.

圖5和圖6描繪了λH和λL對(duì)最優(yōu)減排水平αL、αSC及市場(chǎng)價(jià)格pL、pSC的影響，可以看到在左上角位置，αL和pL最接近αSC和pSC，而該位置恰為λH與λL差值最小的時(shí)候.也就是說(shuō)非對(duì)稱信息下，當(dāng)實(shí)際消費(fèi)者低碳偏好為低時(shí)，制造商對(duì)市場(chǎng)預(yù)估的兩種狀態(tài)越接近，則激勵(lì)機(jī)制下供應(yīng)鏈最優(yōu)解將越接近集中控制下系統(tǒng)的最優(yōu)解；反之，則越偏離.

圖5　λH和λL對(duì)最優(yōu)減排水平α影響

圖6　λH和λL對(duì)最優(yōu)市場(chǎng)價(jià)格p影響

2.3碳排放相關(guān)因素對(duì)最優(yōu)結(jié)果影響分析

在2.1小節(jié)中，針對(duì)各碳排放相關(guān)因素對(duì)制造商減排技術(shù)投資決策的影響展開了分析，在本小節(jié)中，將進(jìn)一步探究因減排技術(shù)投資變化而對(duì)最優(yōu)結(jié)果產(chǎn)生的影響.

結(jié)果顯示：

1)排放權(quán)交易價(jià)格的上升將激勵(lì)制造商提高減排水平，增加減排投入，獲得更多的排放權(quán)節(jié)約(表2).由于初始排放量不受影響，整個(gè)系統(tǒng)的最終排放量呈遞減趨勢(shì)，制造商將通過(guò)出售排放權(quán)獲利(圖7).因此，政府對(duì)排放權(quán)交易市場(chǎng)加以管制，適當(dāng)抬高交易價(jià)格，將有助于減排技術(shù)的推廣及減排目標(biāo)的達(dá)成.

圖7　排放權(quán)交易價(jià)格波動(dòng)對(duì)優(yōu)化結(jié)果影響

2)減排難度過(guò)大(如技術(shù)限制、成本限制)會(huì)對(duì)制造商減排投資活動(dòng)產(chǎn)生負(fù)面影響(表2).雖然初始排放量因產(chǎn)量下降而下降，排放權(quán)節(jié)約量的銳減使得最終排放量依然增加，制造商由出售排放權(quán)轉(zhuǎn)變?yōu)橘I入排放權(quán)(圖8).因此當(dāng)減排難度較大時(shí)，政府可以對(duì)制造商提供技術(shù)支持，或者給予適當(dāng)技術(shù)投入補(bǔ)貼，幫助制造商順利展開減排活動(dòng).

圖8　減排難度系數(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果影響

圖9　單位產(chǎn)品碳排放對(duì)優(yōu)化結(jié)果影響

3結(jié)束語(yǔ)

本文考慮由單制造商、單零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，制造商受碳配額約束，且主動(dòng)投資減排技術(shù)，零售商面對(duì)市場(chǎng)上消費(fèi)者具有低碳偏好.在允許排放權(quán)交易的條件下，首先分析了當(dāng)消費(fèi)者低碳偏好為零售商私有信息時(shí)，制造商如何設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制的問(wèn)題，其次將非對(duì)稱信息、對(duì)稱信息和集中控制3種情況下雙方的最優(yōu)決策進(jìn)行比較，最后通過(guò)算例分析，探究了各外生變量對(duì)雙方最優(yōu)決策，供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)和最優(yōu)結(jié)果的影響，得到了相關(guān)政策建議.

得到以下主要結(jié)論：1)非對(duì)稱信息下，制造商可以通過(guò)激勵(lì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)信息共享，但該機(jī)制并不一定能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu).當(dāng)且僅當(dāng)市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好為高時(shí)，制造商的最優(yōu)解恰為系統(tǒng)最優(yōu)解，而當(dāng)消費(fèi)者低碳偏好為低時(shí)，該解與系統(tǒng)最優(yōu)解的偏離程度取決于制造商對(duì)市場(chǎng)狀態(tài)的預(yù)估情況；2)對(duì)稱信息下，制造商可以通過(guò)契約有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)績(jī)效最優(yōu)，且通過(guò)調(diào)整一次性轉(zhuǎn)移支付，制造商可以獲得除零售商保留利潤(rùn)以外的所有利潤(rùn).但非對(duì)稱信息下，由于缺失市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好信息，制造商的利潤(rùn)總會(huì)小于在對(duì)稱信息下的利潤(rùn)，而擁有私有信息的零售商則有機(jī)會(huì)獲得除保留利潤(rùn)外的額外收益；3)減排難度過(guò)大時(shí)，制造商有可能選擇不投資減排技術(shù).非對(duì)稱信息下，市場(chǎng)上消費(fèi)者低碳偏好越高，制造商對(duì)減排難度的承受能力越強(qiáng)，減排技術(shù)投資的力度越大，并獲得更高的一次性轉(zhuǎn)移支付，但相應(yīng)的批發(fā)價(jià)格則較低；4)對(duì)排放權(quán)交易價(jià)格的管制、加強(qiáng)節(jié)能減排宣傳、提供技術(shù)支持或減排技術(shù)投入補(bǔ)貼等手段均能達(dá)到激勵(lì)企業(yè)投資減排技術(shù)和降低碳排放總量的目的.

需要指出的是，本文僅局限于單制造商、單零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，而供應(yīng)鏈實(shí)際運(yùn)作中，可能存在多制造商、多零售商競(jìng)爭(zhēng)的情況.產(chǎn)品之間的替代性、企業(yè)之間的差異性以及需求的隨機(jī)性等因素均可作為進(jìn)一步研究的方向.

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Supply chain’s investment strategy of emission reducing and incentive mechanism design under asymmetric information

LOUGao-xiang，ZHANGJie-qiong，F(xiàn)ANTi-jun，ZHOUWei-xing

School of Business, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Abstract:Greenhouse gas emissions have serious impacts on the natural environment. Considering emission trading and investment of emission reduction technology, models were presented for a two-stage supply chain to analyze the optimal investment decisions and incentive mechanism design under asymmetric consumer preference information. The results indicate that information sharing can be realized by an incentive mechanism, but such a mechanism can’t ensure the optimal performance of the whole system. The manufacture’s profit will be less due to the lack of accurate information about consumer preference, while the retailer with private information may gain an above-reservation profit. There is appositive correlation between the optimal percentage of emission reduction and a consumer’s low-carbon preference. Meanwhile, the government can promote investment in emission-reduction technologies and achieve its emission reduction target by controlling emission trading prices and providing technology investment subsidies.

Key words:investment of emission reducing technology; carbon emission trading; asymmetric information; supply chain

中圖分類號(hào):F272.3; F224

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1007-9807(2016)02-0042-11

作者簡(jiǎn)介:樓高翔(1976—)， 男， 浙江義烏人， 博士， 副教授. Email: gxlou@ecust.edu.cn

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題資助項(xiàng)目(2013BAH11F03)； 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71573087； 71431004； 71473085； 71202052)； 上海市浦江人才計(jì)劃資助項(xiàng)目(15PJC020； 14PJC020)； 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目.

收稿日期：① 2014-11-29；

修訂日期：2015-09-25.