孫 浩，葉 俊，胡勁松，達慶利，王 凱

(1.青島大學商學院，山東 青島 266071；2. 東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 211189；3.淮海工學院商學院，江蘇 連云港 222005)

不同決策模式下制造商與再制造商的博弈策略研究

孫 浩1，葉 俊1，胡勁松1，達慶利2，王 凱3

(1.青島大學商學院，山東 青島 266071；2. 東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 211189；3.淮海工學院商學院，江蘇 連云港 222005)

在考慮產品回收再制造的閉環(huán)供應鏈中，原始制造商如何應對外部再制造商的競爭威脅是其面臨的重要決策問題。針對由制造商和再制造商組成的兩周期閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)，在兩種競爭模式(具有專利授權機制的競爭模式以及無專利授權機制的競爭模式)以及合作模式下探討了制造商和再制造商的最優(yōu)博弈策略。運用逆向歸納法推導和比較三種決策模式下的產品價格，給出再制造商從事回收再制造的臨界條件，結合數(shù)值算例分析消費者偏好對均衡解及渠道成員利潤的影響。研究表明：(1)從環(huán)境績效的角度分析，無專利授權競爭模式下的回收率最高，其次是合作模式，最低是具有專利授權的競爭模式,三種模式下的舊產品回收率均隨消費者偏好的增加而增加；(2)從渠道效率的角度分析，合作模式下的閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)總利潤最高，其次是具有專利授權的競爭模式，最低的是無專利授權競爭模式。無專利授權競爭模式下的渠道總利潤隨消費者偏好的增加而減少，其他兩種模式下的渠道總利潤隨消費者偏好的增加而增加；(3)從原始制造商的角度分析，當其可利用再制造專利授權機制保障自身利益時，并無動機與再制造商進行合作；相反，當制造商不具備專利授權保障時，其愿意與再制造商合作，但再制造商利潤又將比合作前受損，因此需提供合理的契約機制確保合作模式的有效實施。本文研究結論可為現(xiàn)實中制造商合理選擇與再制造商的競爭與合作策略提供理論支持。

再制造；閉環(huán)供應鏈；競爭；合作；專利授權；定價策略

1 引言

近年來，再制造閉環(huán)供應鏈的社會效益、經濟價值和環(huán)保效益已得到政府、企業(yè)界和消費者的高度認可，與此同時，學者們也對其進行了廣泛的研究，具體涉及到閉環(huán)供應鏈的網絡設計、生產計劃、庫存控制以及定價策略等方面[1]。其中，產品定價策略作為影響企業(yè)收益的關鍵環(huán)節(jié)，更是其中的焦點問題，現(xiàn)有文獻從不同的市場結構、時間周期以及單一或差異定價模式等視角展開分析，提供了諸多有益的定價方法和管理結論。

目前，在新制造產品與再制造產品的定價模式方面，盡管存在諸如日本柯達公司將再造照相機以新品價格出售的案例[2]，但由于絕大多數(shù)消費者對再造品質量和性能的估計低于新品，致使企業(yè)往往將其以新品的折扣價進行銷售。所以，相比于單一定價策略，理論界對產品差異定價策略的研究更具實踐指導意義。諸多學者基于消費者效用理論，分別在單周期、多周期以及無窮期背景下，對同時從事新品生產和舊品再造的壟斷制造商的差異定價策略進行了全面的探討，不僅給出了以消費者偏好系數(shù)為參量的產品定價值，而且驗證了再制造將使企業(yè)獲取額外的盈利[3-9]。

以上研究對原始制造商從事再制造持有充分的肯定態(tài)度，但現(xiàn)實中的情況卻并非如此，大量實證文獻表明：鑒于在管理、技術及人員等方面的不足，很少有原始制造商愿意實施再制造；相反，市場上存在諸多獨立的第三方再制造商，他們并不從事新產品的研發(fā)和生產，但卻熱衷于回收再制造[10]。如Hauser對美國再制造市場的調研結果顯示：在超過2000個再制造企業(yè)中，原始制造商所占比例僅為6%[11]。在我國，截止到2015年底國家發(fā)改委已批準長城汽車股份有限公司等28家企業(yè)作為再制造試點單位，其中絕大多數(shù)有權回收再造舊產品并銷售再制造產品[12]。另可預計在十八大提出的生態(tài)文明建設戰(zhàn)略要求下，未來還將有更多的再制造企業(yè)獲得授權。因而在這種情形下，再制造商的再制造品將與原始制造商的新產品形成競爭關系，進而蠶食新產品的市場份額與利潤，那么原始制造商應采取何種措施來應對再制造商的威脅從而保障自身利益？這是原始制造商面臨的重要決策問題。針對此問題，學者們亦展開了深入研究。Ferguson[13]提出了制造商抵御再制造商進入市場的舊產品強制收購策略，在該策略下，制造商優(yōu)先回收舊產品但并不實施再制造。Webster[14]與Mitra[15]分別探討了回收法規(guī)或政府補貼等宏觀因素對制造商與再制造商競爭和差異定價的影響，研究發(fā)現(xiàn)盡管存在蠶食效應，但當滿足某些條件時制造商并不排斥再制造商進入市場，甚至二者能夠達到雙贏。Wu Xiaole[16]從兩原始制造商競爭環(huán)境下再制造商的市場進入問題研究中得到了類似的結論，其發(fā)現(xiàn)不具備再制造能力的原始制造商反而可從再制造商的市場進入行為中獲益，且多再制造商進入市場可能優(yōu)于單一再制造商進入市場。Wu[17]和曹曉剛[18]提出制造商可在產品設計過程中確定合理的可拆卸性水平來應對再制造商的威脅。黃宗盛[19]認為制造商可采取技術創(chuàng)新策略提高行業(yè)準入門檻來限制再制造商的競爭。陳章躍[20]分析了當市場中存在策略型消費者時制造商如何通過產品質量決策抵御再制造商的競爭。熊中楷[21]建議制造商應設置專利保護費用來規(guī)避產權泄露的風險和削弱再制造商的競爭威脅，并進一步驗證在收益共享—費用共擔契約下，專利許可機制有助于實現(xiàn)再制造盈利在渠道成員間的合理分配。在其基礎上，易余胤[22]分析了固定專利許可費和單位專利許可費兩種專利模式對成員利潤和消費者效益的影響。Hong Xianpei[23]研究了與易余胤[22]類似的問題，其中綜合考慮了制造商與再制造商的舊產品回收競爭等因素。曹曉剛[24]探討了混合需求下考慮專利保護因素的閉環(huán)供應鏈定價與協(xié)調。Zou Zongbao[12]比較了再制造業(yè)務外包和專利授權兩種模式下制造商與再制造商的最優(yōu)決策。在外包模式下，制造商委托再制造商回收和再制造舊產品，但再制造商并不具備再制造產品的銷售權；而在專利授權模式下，再制造商向制造商交納專利許可費后可回收再制造舊產品進而銷售再制造產品。研究結論表明：當消費者對再制造產品的認可程度較低時，再制造商偏好于授權模式，相反其更愿意選擇外包模式。許民利[25]認為原始制造商應結合自身的品牌優(yōu)勢及成本差異等因素來選擇自行再制造或授權給再制造商進行再制造。

以上文獻對本文研究具有重要的借鑒意義，然而其均是從制造商與再制造商競爭的角度，探討制造商如何應對再制造商的威脅，卻很少從合作的角度分析雙方能否實現(xiàn)共贏。設想若再制造商在回收再制造舊產品后不選擇銷售，而是將其轉賣給制造商，由制造商同時負責兩種產品的銷售，此時再制造商的收益是否比競爭情形更優(yōu)？制造商是否樂意接受這樣的合作？環(huán)境績效與閉環(huán)供應鏈整體收益又將如何變化？目前僅有王凱[26]在再制造商主導閉環(huán)供應鏈的市場結構下比較了合作與競爭兩種模式的優(yōu)劣，發(fā)現(xiàn)合作模式對制造商更有利，而競爭模式對再制造商更有利。但在當前實際中，更常見的是原始制造商作為市場主導者而再制造商處于從屬地位，那么此時制造商是否愿意放棄渠道主導權來獲取再制造產品的銷售權？專利權在其中扮演著怎樣的角色？這是本文所關注的焦點問題。此外，在模型求解方面，盡管文獻[4, 26]等建立了兩期博弈模型，但其均假定決策者為短視者，求解時采用從第一期到第二期順序優(yōu)化的方式。而現(xiàn)實中的決策者往往具有前瞻性，其以兩周期的總收益為目標，在第一期決策的同時就考慮該決策對第二期的影響。因此，當決策者為遠視者時，其如何制定最優(yōu)決策？這是亟待解決的另一關鍵問題。

針對以往研究的不足，本文在考慮決策者具有前瞻性的基礎上，探討制造商與再制造商在兩種競爭模式(制造商具備或不具備專利授權保障)以及合作決策模式下的兩周期最優(yōu)博弈策略，然后通過理論推導和數(shù)值算例將三者進行比較，進而得到相應的管理學啟示。

2 模型描述與假設

2.1 模型描述

圖1給出了制造商與再制造競爭模式與合作模式下的兩周期閉環(huán)供應鏈產品流量圖。其中，第一周期制造商生產和銷售新產品；第二周期，在競爭模式下，若制造商具備專利授權保障，則再制造商向制造商繳納專利許可費后回收、再制造和銷售再制造產品(中國以及西歐案例[24])，相反若制造商不具備專利授權保障，則再制造商無需交納專利許可費即可從事以上活動(在美國，再制造商無需經原始制造商的授權即可從事回收再制造[26])，制造商仍只生產和銷售新產品，兩種產品在市場上形成競爭；在合作模式下，再制造商回收再制造舊產品后并非自行銷售，而是通過一定的價格將其轉賣給制造商，由制造商在市場上同時銷售這兩種產品。

圖1 制造商與再制造商競爭與合作模式下的兩周期閉環(huán)供應鏈產品流量圖

2.2 參量定義

A：市場容量，兩期相同，即不考慮市場擴張或縮容等因素。

cn：新產品生產成本，兩期相同；

cr：第二期再制造商的單位再制造成本；

f：具有專利授權的競爭模式下再制造商向制造商繳納的單位專利許可費用；

w：合作模式下制造商向再制造商回購再造品所支付的單位轉移價格；

θ：消費者對再制造產品的偏好系數(shù)，0<θ<1；

τj：j決策模式下第二期再制造商對第一期舊產品的回收率，0≤τj≤1；

Ij：j決策模式下第二期再制造商在舊產品回收過程中所產生的固定投資成本，假設Ij=B(τj)2，其中B為回收規(guī)模系數(shù)[4,7,22,26]；

c：第二期再制造商的單位回收成本；

2.3 相關假設

假設1：制造商與再制造商均是追求利潤最大化的理性決策者，風險中性且信息完備。

3 三種決策模式下的博弈模型建立與求解

3.1 具有專利授權的競爭模式

在具有專利授權的競爭模式下，制造商與再制造商的博弈順序為：第一階段：制造商決定第一期的新產品價格；第二階段：制造商設置單位專利許可費和第二期的新產品價格；第三階段：再制造商確定第二期的舊產品回收率與再制造產品價格。采用逆向歸納法求解該三階段博弈的子博弈精煉納什均衡。

(1)

(2)

相應的Lagrange函數(shù)為:

(3)

進而得到其KKT條件為:

(4)

由式(4)易知當λS=0時，第二個等式無法成立，故僅需考慮λS>0的情況，聯(lián)立可得:

(5)

(6)

(7)

(8)

命題1表明在具有專利授權的競爭模式下，制造商第二期的新產品價格與第一期定價無關，而再制造產品價格與第一期定價相關。專利許可費與消費者偏好正相關，即消費者對再制造產品的認可程度越高，制造商收取的專利許可費就越高。因而專利許可機制能夠很好地保障制造商利益。

命題2：在具有專利授權的競爭模式下，若要保證τS*>0，需滿足條件θcn>cr+c。

命題2表明在具有專利授權的競爭模式下，當且僅當消費者偏好θ>(cr+c)/cn時，再制造商才從事回收再制造。否則當θcn≤cr+c時，再制造商從事回收再制造無利可圖，其最優(yōu)回收率為0，此時問題退化為制造商的兩周期生產定價問題。鑒于本文主要分析原始制造商應對再制造商的競爭威脅，故不考慮θcn≤cr+c的情況。以下均假設命題2成立。

(9)

(10)

(11)

(12)

3.2 無專利授權的競爭模式

在無專利授權的競爭模式下，除第二階段制造商僅決定第二期的新產品價格外，其余決策變量及博弈順序與專利授權模式相同。

(13)

(14)

(15)

3.3 合作模式

在合作模式下，制造商與再制造商的博弈順序為：第一階段：制造商決定第一期的新產品價格；第二階段：再制造商確定第二期的舊產品回收率與再制造產品的轉移價格；第三階段：制造商決定第二期的新產品價格和再制造產品價格。同樣可采用逆向歸納法求解該三階段博弈的子博弈精煉納什均衡。

(16)

命題5表明在合作模式下，制造商第二周期新產品的價格與再制造商設置的轉移價格以及第一期的決策均無關，而再制造產品的價格與轉移價格正相關。

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

通過分析命題1至命題6，可以得到三種模式下最優(yōu)定價的相關性質。

命題6表明：相比于另外兩種決策模式，無專利授權競爭模式下的第一期新產品價格最高，第二期新產品價格最低，二者分別高于和低于單期環(huán)境下無回收再制造時的新產品最優(yōu)定價(A+cn)/2；而另外兩種模式下的第一期新品價格均低于(A+cn)/2，第二期新品價格均等于(A+cn)/2。其主要原因在于：在具有專利授權機制的競爭模式下，制造商同時擁有渠道主導權和專利權，雙重權力使得制造商能夠有效抵御再制造商的競爭；在合作模式下盡管制造商失去了主導權，但由于具有銷售權，亦可避免再制造產品的蠶食效應。因此在以上兩種模式下，制造商并不介意在第一期設置相對較低的新產品價格，從而在第二期為再制造商提供相對較多可回收再制造的舊產品，相反再制造品數(shù)量的增加可為其利潤提升提供契機；此外，制造商也無需降低第二期的新產品價格來應對再制造品的競爭，而是保持在無回收再制造情形下的新產品最優(yōu)定價水平即可。然而在無專利授權的競爭模式下，制造商僅具有渠道主導權，再制造商的威脅將迫使其在第一期提高新產品價格來限制舊產品的數(shù)量，并在第二期降低新品價格以減弱再制造品的蠶食效應。進一步分析，與合作模式相比，制造商更愿意在具有專利授權競爭模式下繼續(xù)降低第一期的售價來為第二期提供更多可回收的舊產品，這表明在抵御再制造商的競爭方面，渠道主導權和專利權的雙重作用要大于單一的銷售權。

鑒于模型的復雜性，再制造產品價格、回收率以及雙方利潤的比較將結合數(shù)值算例進行分析。

4 數(shù)值算例

本節(jié)首先針對同組參數(shù)比較三種決策模式下的均衡解，假設某電子產品的相關參數(shù)為：A=50，cn=20，cr=5，c=1，B=200，θ=0.7，所得結果如表1所示。

從表1可以看出，無專利授權競爭模式下的第一期新產品價格最高，第二期新產品價格最低，舊產品回收率、再制造產品數(shù)量以及再制造商利潤均最高，制造商利潤和系統(tǒng)總利潤均最低。該結果表明當制造商僅擁有渠道主導權時，其無法有效抵御來自再制造商的競爭威脅，此時再制造商從事回收再制造的積極性非常高，制造商被迫提高第一期新產品價格以盡可能少地為再制造商提供回收再制造的機會，并通過降低第二期新產品價格、減少邊際利潤的代價緩解再制造品的蠶食效應。但這仍于事無補，最終的結果是再制造品的引入嚴重蠶食了新產品的市場份額并壓縮了制造商的利潤空間，閉環(huán)供應鏈的渠道總收益亦最低。但從環(huán)境績效與消費者利益的角度分析，該種模式產出了最高的舊產品回收率和回收量，且第二期消費者能夠以相對較低的價格購買較多的新產品和再制造產品。

表1 三種決策模式下的均衡解與成員利潤

在另外兩種模式下，制造商均可有效抵御再制造商的威脅，但二者亦有所差別。具體而言，與具有專利授權的競爭模式相比，合作模式下的舊產品回收率、再制造產品數(shù)量以及再制造商利潤更高，原因在于合作模式下第二期再制造商成為Stackelberg主從博弈的領導者，盡管需將再制造產品交由制造商銷售，但其可通過制定合理的轉移價格來保證自身收益，因而具有較高的回收再制造積極性；相反，對于制造商而言，盡管在合作模式下取得了產品銷售權，但卻是以同時失去渠道主導權和專利權為代價的，與其這樣，還不如在掌握主導權的基礎上進一步利用專利授權機制應對再制造商的競爭。從閉環(huán)供應鏈總體收益的角度分析，合作模式下的渠道總利潤高于具有專利授權的競爭模式；從消費者的角度分析，合作模式下的再制造產品價格低于具有專利授權的競爭模式，即消費者能以較低的價格購買較多的再制造品，此外合作模式下兩種產品的總供應量亦更大，因而該兩種決策模式相比合作模式更優(yōu)。

然后分析消費者偏好系數(shù)θ對最優(yōu)決策及成員利潤的影響(僅考慮命題2的限定條件θcn>cr+c即再制造商從事回收再制造的情形)，結果如圖2至圖3所示。

如圖2所示，無專利授權競爭模式下的第一期新產品價格隨消費者偏好系數(shù)的增加而增加，原因在于消費者對再制造品偏好程度的提高意味著再制造品價值和再制造商競爭力的提升，此時將更加迫使制造商提高第一期新品價格來減少可供再制造商回收再造的舊產品數(shù)量。而在另兩種決策模式下，第一期的新產品價格均隨消費者偏好系數(shù)的增加而降低，這是因為在該兩種模式下制造商均具有足夠的權力來保障自身收益，可供回收舊產品數(shù)量的增加和再制造品價值的提升反而有利于制造商。進一步將二者進行比較，具有專利授權競爭模式下的第一期新產品價格低于合作模式，且價差隨消費者偏好系數(shù)的增加而拉大，這也驗證了命題7的正確性；三種決策模式下的回收率、再制造品價格以及合作模式下的回購轉移價格均隨消費者偏好系數(shù)的增加而提高，即消費者對于再制造產品認可程度的提高激發(fā)了再制造商從事回收再制造的積極性并增強了其議價能力。

圖2 三種決策模式下消費者偏好對均衡解的影響

圖3 三種決策模式下消費者偏好對渠道成員及閉環(huán)供應鏈總利潤的影響

如圖3所示，無專利授權競爭模式下的制造商利潤與渠道總利潤最少，且均隨消費者偏好程度的增加而降低；再制造商利潤最高，且隨消費者偏好系數(shù)的增加而增加。該結論與前面的分析相一致。即從原始制造商的角度分析，當無法享有專利授權機制保障時，其愿意選擇與再制造商合作。換言之，相比于渠道主導權，再制造產品的銷售權對制造商利潤提升的作用更加明顯。而從再制造商的角度分析，在合作模式下其利潤將比合作前受損，但考慮到渠道總利潤增加了，因此可提供合理的契約機制來促進合作模式的有效實施。

將合作模式與具有專利授權的競爭模式相比較可知：合作模式下的制造商利潤低于具有專利授權的競爭模式，且該利潤差隨消費者偏好系數(shù)的增加而持續(xù)拉大，甚至當偏好系數(shù)高于0.8時，合作模式下的制造商利潤不升反降；與之相反，合作模式下的再制造商利潤與渠道總收益均高于具有專利授權的競爭模式，且隨著消費者偏好系數(shù)的增加該優(yōu)勢將更加明顯。這充分表明當制造商享有再制造專利授權機制保障時，其并無動機與再制造商進行合作。即相比于單一的銷售權，渠道主導權和專利權的雙重作用對制造商利潤提升的作用更加明顯。但另一方面，再制造商具有合作的意愿，渠道總利潤的增加亦為雙方合作提供了契機。

6 結語

本文針對由原始制造商和再制造商組成的兩周期閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)，在兩種競爭模式與合作模式下探討了制造商與再制造商的最優(yōu)決策。運用逆向歸納法推導和比較三種決策模式下的產品價格，給出再制造商從事回收再制造的臨界條件，結合數(shù)值算例分析消費者偏好系數(shù)對均衡解以及渠道成員利潤的影響。研究結果表明： 1)從環(huán)境績效的角度分析，無專利授權競爭模式下的回收率最高，其次是合作模式，最低的是具有專利授權機制的競爭模式，三種模式下的舊產品回收率均隨消費者偏好的增加而增加；2)從渠道效益的角度分析，合作模式下的閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)總利潤最高，其次是具有專利授權的競爭模式，最低的是無專利授權的競爭模式。無專利授權競爭模式下的渠道總利潤隨消費者偏好的增加而減少，其他兩種模式下的渠道總利潤隨消費者偏好的增加而增加；3)從原始制造商的角度分析，當其可利用再制造專利授權機制保障自身利益時，并無動機與再制造商進行合作；相反，當制造商不具備專利授權保障時，其愿意與再制造商合作，但再制造商利潤又將比合作前受損，因此需要提供合理的契約機制來確保合作模式的有效實施。

進一步的研究方向是將模型擴展至隨機需求環(huán)境以及有限多期或無窮期的情形。

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ResearchontheGameStrategiesfortheOEMandtheRemanufacturerUnderDifferentDecisionStructures

SUN Hao1, YE Jun1, HU Jin-song1, DA Qing-li2, WANG Kai3

(1.School of Business, Qingdao University, Qingdao 266071, China;2.School of Economics and Management, Southeast University, Nanjing 211189, China;3.Business School, HuaiHai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China)

In s closed-loop supply chain (CLSC) with collection and remanufacturing of old products, how to deal with the competitive threat from the external remanufacturer is an important issue for the original equipment manufacturer (OEM). For a two-period CLSC system comprised of an OEM and an independent remanufacturer, the optimal game strategies of both parties are discussed under three different decision structures: two types of competitive mode (competition with remanufacturing patent licensing and competition without remanufacturing patent licensing) and cooperative mode. In all three modes, the OEM produces and sells the new products in the first period. For the competitive mode with patent licensing, the remanufacturer collects and remanufactures the EOL products after the OEM’s patent authorization in the second period, and then sells them in the market competing with the OEM. Otherwise, under the competitive mode without patent licensing, the remanufacturer can engage in these activities without the OEM’s authorization. For the cooperative mode, the remanufacturer transfers the remanufactured products to the OEM, and then the OEM sells the two kinds of products simultaneously. Backward deduction method is used to derive and compare the optimal prices under the above three modes. The condition under which the remanufacturer engages in collection and remanufacturing is given. The impact of consumer preference for the remanufactured products on the equilibrium solutions and the profits of channel members are analyzed combined with numerical examples. The results show that: (1) From the perspective of environmental performance, the collection rate under the competitive mode without patent licensing is the highest, and then is the cooperative mode, the lowest is the competitive mode with patent licensing. The collection rates under all three modes increase in the consumer preference. (2) From the perspective of channel efficiency, the cooperative mode yields the highest system profit, and then is the competitive mode with patent licensing, the worst is the competitive mode without patent licensing. The total system profit under the competitive mode without patent licensing decreases in the consumer preference, whereas increases in the consumer preference in two other modes. (3) From the perspective of the OEM, he has no motive to cooperate with the remanufacturer if he can take advantage of the patent licensing mechanism to guarantee his own interest. On the contrary, he prefers to cooperate with the remanufacturer without patent licensing, but which meanwhile leads to the profit loss of the remanufacturer. So the reasonable contact should be provided to ensure the operations the cooperative mode. The conclusion of this paper can provide theoretical supports for the OEM to select reasonable competitive strategies or cooperative strategies with the remanufacturer in reality.

remanufacturing; closed loop supply chain; competition; cooperation; patent licensing; pricing strategies

1003-207(2017)01-0160-10

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2017.01.017

2015-06-02；

2016-06-25

國家自然科學基金資助項目(71202142，71371102，71273149)；國家社科基金重大項目(13&ZD147)；中國博士后科學基金面上項目(2016M592150)；青島市博士后應用研究項目(2015175)

胡勁松(1966-)，男(漢族)，湖北京山人，青島大學商學院院長，教授，博士生導師，研究方向：行為運作管理，E-mail：hujinsong@qdu.edu.cn.

F274

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