倪　明 , 梁　丹, 郭軍華, 楊善林

(1.南京財經(jīng)大學(xué) 營銷與物流管理學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.華東交通大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院,江西 南昌 330013; 3.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院,安徽 合肥 230009)

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政府獎勵不同主體下的廢棄電子產(chǎn)品回收機制設(shè)計

倪明1,2,3, 梁丹2, 郭軍華2, 楊善林3

(1.南京財經(jīng)大學(xué) 營銷與物流管理學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.華東交通大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院,江西 南昌 330013; 3.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院,安徽 合肥 230009)

摘要：用博弈論分別求解并比較了政府獎勵制造商、制造商與消費者、制造商與零售商3種分散式?jīng)Q策模型。研究得出：政府的獎勵機制對制造商的利潤有直接影響；在僅獎勵制造商模式下，廢棄電子產(chǎn)品回收量顯著提高；在獎勵制造商與消費者、制造商與零售商兩種模式下，廢棄電子產(chǎn)品回收量的提高不顯著。最后，根據(jù)研究結(jié)果提出政府應(yīng)規(guī)范回收費用標準和確定零售商負責回收責任。

關(guān)鍵詞：廢棄電子產(chǎn)品； 回收； 獎勵機制； Stackelberg博弈

隨著工作和生活對電子產(chǎn)品需求與依賴越來越大，電子產(chǎn)品更新和替換速度的加快導(dǎo)致淘汰的廢棄電子產(chǎn)品越來越多。為此，我國在“十二五”期間為了進一步提高廢棄物資源化水平，推行廢棄電器電子、廢舊零部件等可再生資源回收再利用的財政補貼政策，以激勵制造商、消費者等不同主體積極參與綠色制造行動。但是如何激勵、激勵哪個主體效果會更好等問題，備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，主要體現(xiàn)在如下方面。 1)以法律、法規(guī)等限制性措施規(guī)范制造商回收行為。如，Kumar等[1]和Hicks等[2]均認為法律法規(guī)對制造商實施廢舊電子產(chǎn)品回收處理有重要影響。此結(jié)論同樣得到國內(nèi)學(xué)者認可，如，賈小玫等[3]用博弈論方法研究了政府管制對企業(yè)選擇逆向物流業(yè)務(wù)與否的影響，研究發(fā)現(xiàn)政府管制不但規(guī)范了企業(yè)逆向物流行為，而且可以實現(xiàn)社會效益最大化。為了證明上述結(jié)論，Aksen等[4]構(gòu)建了兩個基于二層規(guī)劃的政府補貼制造商模型，證明了在相同回收率和收益率目標下，支持性政策比立法性政策需要政府提供更多的補貼。2)以獎勵、懲罰等激勵性措施引導(dǎo)多個主體參與回收行為。如，Mitra等[5]通過比較只補貼再制造商、只補貼制造商及補貼制造商和再制造商3種模型，表明補貼制造商和再制造商效果顯著。實際上，制造商和再制造商常為一個主體，因此，Atasu等[6]考慮了在經(jīng)濟和環(huán)境的雙重影響下，建立了政府、制造商及消費者的博弈模型，表明了政府給予制造商補貼可以引導(dǎo)他們共同參與回收再制造WEEE。但補貼是獎勵的一種表現(xiàn)形式，主體參與回收的行為不能只靠單方面的獎勵，如，周永圣等[7]得出3種退役產(chǎn)品的回收模式下，政府獎懲結(jié)合的監(jiān)控有助于生產(chǎn)商和零售商利潤的提高，進而能促進退役產(chǎn)品回收率和產(chǎn)品需求量的提高。王文賓等[8-10]初步探討了政府獎懲機制對生產(chǎn)商回收再制造決策的影響，討論了獎懲機制的最優(yōu)參數(shù)，并對獎勵、懲罰機制做了比較。而聶佳佳等[11]則研究了零售商回收模式，研究結(jié)果表明獎懲機制有利于降低零售商零售價格，提高制造商利潤。為了證明獎勵機制和懲罰機制哪個機制更有效，熊中楷等[12]運用數(shù)學(xué)模型證明當政府實施回收再制造獎勵政策時，3種回收模式的零售價和回收率均增加，各方的利潤及供應(yīng)鏈的整體利潤也都增加。有學(xué)者認為，對逆向供應(yīng)鏈中不同的主體進行獎懲也會產(chǎn)生不同的效果，如，田真平等[13]對比研究在每一種市場結(jié)構(gòu)下政府對零售商和制造商分別建立獎懲機制時回收率、零售價和各方利潤的差異。

綜上，一方面，當前文獻通過研究補貼或者懲罰閉環(huán)供應(yīng)鏈中單一主體方式規(guī)范回收行為。在實踐中，制造商在整個閉環(huán)供應(yīng)鏈中起到主導(dǎo)和協(xié)調(diào)作用，但對于是否僅獎勵制造商，有不同觀點；另一方面，當前文獻較多考慮不同模式下成本節(jié)約和獎勵分配，較少考慮在同一回收模式下將一定的獎勵金額在不同主體之間分配對回收再制造產(chǎn)生的影響。鑒于此，本文研究由一個制造商和一個零售商組成的雙層廢棄電子產(chǎn)品再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈，考察制造商負責回收，獎勵制造商、零售商和消費者等不同主體模式下，廢棄電子產(chǎn)品回收量變化情況。

1相關(guān)假設(shè)及變量定義

1.1相關(guān)假設(shè)

為了簡化模型，便于分析，對模型做如下假設(shè)。

2)制造商既可以使用新原材料生產(chǎn)電子產(chǎn)品，也可以使用回收的廢棄電子產(chǎn)品的可再利用零部件生產(chǎn)電子產(chǎn)品，兩種方式生產(chǎn)的新電子產(chǎn)品在市場銷售時價格不存在差異。

3)本文廢棄電子產(chǎn)品是指來自消費領(lǐng)域中各種達到或接近其生命周期終點的電子產(chǎn)品，而不考慮顧客的退貨電子產(chǎn)品[15]。

4)假設(shè)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈信息是完全對稱的，回收量足夠多且回收回來的廢棄電子產(chǎn)品全部都可以進行再制造，且無須考慮制造商和零售商的庫存成本和缺貨成本[15]。

5)制造商為再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈主導(dǎo)者，零售商為追隨者。這一假設(shè)與傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈相一致。

1.2變量定義

本文將用到如下符號和變量。

Wm為制造商的批發(fā)價格，假設(shè)回收的產(chǎn)品都可用于再制造，且新產(chǎn)品無任何差異。

Cm為制造商采用原材料生產(chǎn)新產(chǎn)品的單位成本。

Cr為制造商采用回收廢棄電子產(chǎn)品進行生產(chǎn)的單位成本。

p為零售商的銷售價格，是零售商的決策變量。

t為政府給予回收到的每件廢棄電子產(chǎn)品的獎勵金額。

r1為為政府提供的獎勵在制造商和消費者之間分配的比例。

r2為為政府提供的獎勵在制造商和零售商之間分配的比例。

b3pl為制造商支付給消費者的回收價格。

G(b3pl)為廢棄電子產(chǎn)品的回收量，假設(shè)回收量只與回收價格有關(guān)，G(b3pl)=k+hb3pl，且k，h>0，其中k代表消費者的環(huán)保意識，h為消費者對于回收價格的供給敏感程度[16]。

C(b3pl)為制造商回收廢棄電子產(chǎn)品花費的其他成本，主要包括回收廢棄電子產(chǎn)品產(chǎn)生的收集、倉儲、運輸?shù)瘸杀?。C(b3pl)=IG2(b3pl)其中I>0 ，I 是回收成本系數(shù)[16]。這個公式表明過分追求高回收量是不經(jīng)濟也是不可能的。

D(p)=α-βp為產(chǎn)品需求函數(shù)，α和β為正的參數(shù)，α為市場潛在需求，β為價格敏感系數(shù)。

2政府獎勵制造商機制模型設(shè)計

為了便于操作，政府一般采取直接獎勵制造商回收行為，即對制造商回收廢棄電子產(chǎn)品數(shù)量進行獎勵。該模式見圖1。

圖1　政府獎勵制造商回收廢棄電子產(chǎn)品示意圖

圖1中，制造商通過零售商銷售電子產(chǎn)品，政府根據(jù)制造商回收數(shù)量直接進行補貼。

此時，零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為：

(1)

(2)

(3)

(4)

因此，零售商和制造商的最優(yōu)利潤分別為：

(5)

其中，H1=k+Δh+ht。

在該模式下，政府根據(jù)制造商回收處理廢棄電子產(chǎn)品數(shù)量進行獎勵，但零售商和消費者也是回收再制造供應(yīng)鏈中的一個主體。因此，本文提出考慮政府對零售商和消費者參與回收的行為的獎勵模式，以引導(dǎo)其他主體積極參與。

3政府獎勵制造商和消費者機制模型設(shè)計

考慮到消費者即是廢棄電子產(chǎn)品的供應(yīng)者，又是再制產(chǎn)品的購買者，因此消費者的參與程度對閉環(huán)供應(yīng)鏈的有效運作有重要影響。為引導(dǎo)消費者積極配合制造商進行回收再制造，政府可考慮對消費者交回廢棄電子產(chǎn)品行為進行獎勵。該模式見圖2。

圖2　政府獎勵制造商和消費者回收廢棄電子產(chǎn)品流程圖

圖2中，零售商負責銷售電子產(chǎn)品，制造商直接面向消費者進行回收行為。該機制下，政府不僅對制造商依據(jù)回收數(shù)量進行獎勵，還以提高補貼給消費者的回收費用形式對消費者積極參與回收的行為進行獎勵。

零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為：

(6)

(7)

(8)

(9)

則零售商和制造商的最優(yōu)利潤分別為：

(10)

其中，H1=k+Δh+ht。

4政府獎勵制造商和零售商機制模型設(shè)計

為引導(dǎo)零售商積極配合制造商回收再制造行為，政府考慮對零售商參與行為進行獎勵。該模式見圖3。

圖3　政府獎勵制造商和零售商回收廢棄電子產(chǎn)品流程圖

圖3中，該模式下零售商負責銷售電子產(chǎn)品，制造商直接面向消費者進行回收行為。該機制下，政府依據(jù)制造商回收的廢棄電子產(chǎn)品數(shù)量和零售商出售的再制造產(chǎn)品數(shù)量進行獎勵。

零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為：

(11)

(12)

(13)

(14)

零售商和制造商的最優(yōu)利潤分別為：

(15)

其中，H2=k+Δh+htr2。

5模型比較分析

5.1政府獎勵制造商和消費者機制與政府僅獎勵制造商機制比較

結(jié)論1政府僅獎勵制造商機制比同時獎勵制造商和消費者機制效果顯著。此種情況下，制造商的利潤不受影響。因為制造商會降低支付給消費者的回收費用，減少的金額恰好等于其分享給消費者的政府獎勵金額。此時，制造商利用對支付給消費者的回收費用的控制，致使政府的獎勵機制沒能起到激勵作用。

5.2政府獎勵制造商和零售商機制與政府僅獎勵制造商機制比較

結(jié)論2政府僅獎勵制造商機制比獎勵制造商和零售商機制的效果顯著。因為零售商并沒有直接參與廢棄電子產(chǎn)品回收，當批發(fā)價格無變動時，其不會主動降低零售價格以讓利于消費者。但制造商會選擇適當降低支付給消費者的回收費用以保證自身利潤。因此，消費者的回收積極性會因回收費用的減少而降低，進而影響廢棄電子產(chǎn)品回收數(shù)量。

6數(shù)值算例

以文獻[15]的有關(guān)參數(shù)作為參考，本文的參數(shù)設(shè)定如下：Cm=35，Cr=15，k=125，h=25，α=100，β=0.8，I=0.05，t=50，r1= r2=0.8。將數(shù)值代入式中，通過Lingo 11.0計算，見表1。

由表1可知，在3種獎勵模式下，政府僅獎勵制造商要比同時獎勵制造商和消費者、制造商和零售商更有效。要提高消費者和零售商的參與積極性，僅靠獎勵行為是不夠的，還應(yīng)考慮諸如分配率等其他因素的影響。因此，接下來分析分配率與回收量、分配率與不同回收主體利潤的關(guān)系。

1)分配率與回收量關(guān)系分析。因回收量與回收價格有關(guān)，而回收價格又會受到分配率的影響，因此分別考慮3種模式下，分配率對回收量的影響，見表2。

表13種獎勵模式下不同結(jié)果的比較

Tab.1The Table of Three Distributed Decision-making Models

表2　分配率對回收量的影響

由表2可知，回收量均隨分配率增加而增長，但是，政府僅獎勵制造商(JR)模式下的回收量最大，回收效果最顯著。

2)分配率與不同回收主體利潤關(guān)系分析。因分配率影響?yīng)剟罱痤~的分配，所以不同分配率影響零售商利潤。因此，以下將分別考慮分配率對零售商的利潤影響，見表3。

由表3可知，JR-R 較JR和JR-C下的零售商利潤更高。

同樣，因分配率影響?yīng)剟罱痤~的分配，所以不同分配率影響制造商利潤。因此，分別考慮3種模式下分配率對制造商的利潤影響，見表4。

表4　分配率對制造商利潤的影響

由表4可知，3種機制下，JR和JR-C較JR-R下的制造商利潤更高。

從上述分析可知如下結(jié)論。

1) 規(guī)范制造商對消費者回收費用支付標準具有必要性。顯然，制造商可以通過控制支付給消費者的回收費用來降低分配率對其利潤產(chǎn)生的影響。因此，必須規(guī)范制造商對消費者回收費用支付標準才能更有效地發(fā)揮政府獎勵制度對各主體的激勵作用。

2) 零售商有必要承擔一定的回收責任。在回收再制造逆向供應(yīng)鏈中，零售商因無需對回收效果負責，只需考慮銷售利潤最大化和更多地銷售再制造產(chǎn)品以獲取額外獎勵即可。但零售商在產(chǎn)品的生命周期中也獲得了一定的收益，因此理應(yīng)承擔一定的回收責任。另外，零售商參與回收可有效利用零售商貼近消費者的有利回收地位。

7結(jié)論與討論

在制造商負責回收模式下，制造商是回收再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈的主導(dǎo)者，政府獎勵不同主體，效果不一樣。上述結(jié)論對于政府制定廢棄電子產(chǎn)品回收再利用激勵政策有一定參考價值；對制造商平衡零售商和消費者回收補貼有一定幫助。根據(jù)分配率與回收量、分配率與不同回收主體利潤的關(guān)系分析可知： 1)政府應(yīng)規(guī)范不同廢棄電子產(chǎn)品回收費用的標準，讓消費者在交回廢棄電子產(chǎn)品時有價可依； 2)要求零售商必須對所賣出產(chǎn)品承擔回收責任。本文沒有從社會福利最大化的角度探討回收機制的設(shè)計，后續(xù)將進一步研究。

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A Study of the Recycling Mechanism of Waste Electronic Products Based on the Government Rewarding Towards Different Participants

NI Ming1,2，3, LIANG Dan2, GUO Junhua2, YANG Shanlin3

(1.School of Marketing and Logistics Management , Nanjing University of Finance & Economics, Nanjing 210023, China；2. College of Economics and Management, East China Jiao Tong University, Nanchang 330013, China;3.School of Management, Hefei University of Technology, Hefei 230009， China)

Abstract：Three distributed decision-making Stackelberg models are established, including model of government rewarding the manufacturer, model of government rewarding the manufacturer and the consumer and model of government rewarding the manufacturer and the retailer, and finally an example is given testing the models. Results have shown that the premium mechanisms make an impact on the optimal profit of the manufacturer. It is more effective for the manufacturer to improve the collecting quantity of WEP in the mechanisms of rewarding the manufacturer than in the other models. Finally, the roposal is put forward that the government should regulate the recycling fee standards and determine the retailer’s recycle responsibility.

Key words：waste electronic products (WEP); recycling; incentive mechanism; Stackelberg game

收稿日期：2015- 01- 07

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(71262011,71261005);中國博士后科學(xué)基金資助項目 (2014M551804)；江西省青年科學(xué)家培養(yǎng)計劃資助項目(20122BCB23009);江西省自然科學(xué)基金資助項目(20122BAB201041);江西省高等學(xué)?？萍悸涞赜媱澷Y助項目(KJLD13040 );江西省贛鄱英才555工程資助項目(贛組[2013]58號);江西省社科規(guī)劃資助項目(13GL02);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金項目(2013HGBH0286);江西省教育廳科技資助項目(GJJ13328)

作者簡介：倪明(1974-)，男，安徽省人，教授,博士，主要研究方向為物流系統(tǒng)及其信息化工程.

doi:10.3969/j.issn.1007- 7375.2016.02.001

中圖分類號：N945

文獻標志碼：A

文章編號：1007-7375(2016)02- 0001- 06