葉 同，關(guān)志民，陶 瑾，曲 優(yōu)

(東北大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧 沈陽 110169)

考慮消費者低碳偏好和參考低碳水平效應(yīng)的供應(yīng)鏈聯(lián)合減排動態(tài)優(yōu)化與協(xié)調(diào)

葉 同，關(guān)志民，陶 瑾，曲 優(yōu)

(東北大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧 沈陽 110169)

以一個制造商和一個供應(yīng)商所構(gòu)成的兩級供應(yīng)鏈為研究對象，運用微分博弈理論與方法研究了考慮消費者低碳偏好和參考低碳水平效應(yīng)的供應(yīng)鏈聯(lián)合減排動態(tài)優(yōu)化與協(xié)調(diào)問題。先后考察并比較了分散決策和集中決策下制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排策略、利潤現(xiàn)值和供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤現(xiàn)值。結(jié)果表明，與斯坦伯格主從博弈相比，合作博弈的均衡結(jié)果具有Pareto優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，提出了雙邊補助契約，并指出在一定條件下，該契約可以實現(xiàn)制造商和供應(yīng)商的Pareto改善。最后通過數(shù)值仿真，進(jìn)一步驗證本文的主要結(jié)論，并對重要參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。研究發(fā)現(xiàn)：在雙邊補助契約可以協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的情況下，隨著消費者低碳偏好程度的增加，制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平以及利潤現(xiàn)值會同時增加；初始參考低碳水平的差異會影響分散決策和雙邊補助契約下制造商和供應(yīng)商的利潤現(xiàn)值隨著參考低碳水平參數(shù)的變化趨勢；盡管初始參考低碳水平的差異會影響參考低碳水平隨時間的變化趨勢，但針對同一渠道結(jié)構(gòu)，參考低碳水平最終會趨于同一穩(wěn)定值。

供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)；聯(lián)合減排；微分博弈；參考低碳水平效應(yīng)；低碳偏好

1 引言

近年來，全球氣候問題日趨嚴(yán)重，溫室氣體排放被認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因。在巨大的氣候變化壓力下，以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)逐漸成為全球關(guān)注的熱點。低碳經(jīng)濟(jì)模式對供應(yīng)鏈管理提出了新的挑戰(zhàn)，有關(guān)低碳供應(yīng)鏈管理理論和實踐的探索已經(jīng)成為一個緊迫的時代課題。

企業(yè)要想獲得更大的利潤有必要分析消費者的行為特征，并將其考慮到供應(yīng)鏈運作決策中，以便采取合適旳策略贏取客戶。在對消費者購買行為研究中，學(xué)者發(fā)現(xiàn)參考效應(yīng)會對企業(yè)決策產(chǎn)生重要影響。Fibich和Lowengart[1]將參考價格定義為以前購買經(jīng)驗中所觀察的產(chǎn)品價格的加權(quán)平均值，距離當(dāng)前越遠(yuǎn)的過去時刻所對應(yīng)的價格的權(quán)重越小，并在無限和有限的時間長度中分別分析了不對稱的參考價格效應(yīng)對企業(yè)價格策略的影響。Anderson等人[2]以兩個競爭的、擁有不對稱渠道權(quán)利的零售商為研究對象，基于需求同時受市場價格、競爭者定價以及參考價格影響的假設(shè)，構(gòu)建了零售商的價格決策模型。Gavious和Lowengart[3]根據(jù)參考價格的含義，將參考質(zhì)量定義為消費者根據(jù)以往購買經(jīng)驗中所觀察的產(chǎn)品質(zhì)量，在心理上形成的參考值，在此基礎(chǔ)上研究了參考質(zhì)量效應(yīng)對供應(yīng)鏈定價的影響。Zhang Juan等[4]將消費者心理因素考慮進(jìn)了垂直供應(yīng)鏈中企業(yè)合作廣告決策，研究了參考價格效應(yīng)對制造商和零售商廣告決策和補貼決策的影響，并提出了運用雙邊補助策略來協(xié)調(diào)斯坦伯格博弈下的分散供應(yīng)鏈的措施。Zhang Juan等[5]基于Fibich和Lowengart[1]中對參考價格的定義，以一個由生產(chǎn)商和零售商組成的雙邊壟斷環(huán)境下的供應(yīng)鏈渠道為研究對象，分析了參考價格效應(yīng)對渠道成員定價策略的影響。Martín-Herrán和Taboubi[6]針對由單個制造商和單個零售商組成的供應(yīng)鏈，考慮消費者的參考價格效應(yīng)，研究供應(yīng)鏈的定價決策與協(xié)調(diào)性。Liu Guowei等[7]基于收益共享契約，考慮消費者具有參考質(zhì)量效應(yīng)，研究了制造商的質(zhì)量與批發(fā)價格決策以及零售商的零售價格決策。畢文杰等人[8]分析了消費者雙通道心理賬戶及參照依賴行為對企業(yè)長期利潤的影響。另一方面，由于政府和社會對低碳消費的積極引導(dǎo)，消費者的環(huán)境保護(hù)意識也在不斷地增強，且這種意識己經(jīng)以一種消費偏好在消費過程中體現(xiàn)?，F(xiàn)階段有關(guān)消費者低碳偏好的行為運作研究主要集中在消費者低碳行為的意義和政策措施方面[9-10]。部分研究也涉及低碳消費行為的微觀層面，從建模的角度開展關(guān)于消費者低碳偏好行為的研究。Seyfang[11]分析了消費者低碳偏好行為對市場需求與價格的影響，并構(gòu)建了科學(xué)的低碳影響型需求函數(shù)。張漢江等人[12]研究了在低碳化背景下考慮政府征收碳稅和市場低碳偏好的縱向供應(yīng)鏈最優(yōu)減排問題。其中，少數(shù)文獻(xiàn)研究了考慮消費者低碳偏好的供應(yīng)鏈優(yōu)化與協(xié)調(diào)問題。王芹鵬和趙道致[13]在消費者對低碳產(chǎn)品存在偏好的假設(shè)下，探討了在由單個供應(yīng)商與單個零售商構(gòu)成的兩級供應(yīng)鏈中零售商最佳訂貨量和供應(yīng)商減排量的決策問題，并利用收益共享契約協(xié)調(diào)了該供應(yīng)鏈。Du Shaofu等人[14]將消費者的行為引入到供應(yīng)鏈管理之中，構(gòu)造了碳排放依賴型需求函數(shù)，分析了消費者的低碳偏好對排放與供應(yīng)鏈績效的影響，并設(shè)計了收益共享契約和數(shù)量折扣契約以協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈。樓高翔等[15]在消費者低碳偏好信息不對稱情景下，對制造商投資減排技術(shù)的供應(yīng)鏈激勵機制設(shè)計問題展開研究。Wang Qinpeng等人[16]假設(shè)消費者具有環(huán)境意識，并關(guān)注產(chǎn)品的碳足跡，在此基礎(chǔ)上研究了零售商主導(dǎo)下的供應(yīng)鏈減排策略與協(xié)調(diào)機制。Zhou Yanju等人[17]在零售商具有公平關(guān)切和消費者具有低碳偏好的情況下探討了廣告和減排成本分擔(dān)契約下低碳供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)性。

從上述的文獻(xiàn)回顧中可以看出，在對消費者購買行為的研究中，參考效應(yīng)會對企業(yè)決策產(chǎn)生重要影響；此外，消費者低碳偏好行為已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，針對考慮消費者低碳偏好的供應(yīng)鏈優(yōu)化與協(xié)調(diào)，已經(jīng)取得了一些研究成果。但是，在這些研究中，未有文獻(xiàn)考慮消費者的參考低碳水平效應(yīng)，然而對于具有低碳屬性的產(chǎn)品來說，消費者當(dāng)前的購買行為會受到以前購買過程中所了解的低碳水平即參考低碳水平的影響。此外，大部分文獻(xiàn)構(gòu)建的都是靜態(tài)的低碳供應(yīng)鏈優(yōu)化模型，靜態(tài)情況下得到的最優(yōu)解僅是企業(yè)短時間內(nèi)的最優(yōu)策略，而動態(tài)模型能夠更好的反應(yīng)減排的長期效果。針對現(xiàn)有文獻(xiàn)的局限性，本文擬假設(shè)消費者具有低碳偏好和參考低碳水平效應(yīng)，其中參考低碳水平的形成具有動態(tài)特征。分別在分散決策和集中決策下構(gòu)建供應(yīng)鏈縱向合作減排微分博弈模型，研究供應(yīng)鏈系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化與協(xié)調(diào)問題。

2 基本假設(shè)和模型的構(gòu)建與求解

根據(jù)Fibich等[1]和Gavious等[3]，將消費者的參考低碳水平rτ(t)定義為產(chǎn)品過去低碳水平的加權(quán)平均值，即：

其中，eα(s-t)為s時刻產(chǎn)品低碳水平的權(quán)重，說明距離決策時間越近的產(chǎn)品低碳水平權(quán)重越大，即越近期的低碳水平對消費者參考低碳水平形成的影響越大。α>0為“記憶參數(shù)”，其值越大，eα(s-t)越小，即消費者對s時刻產(chǎn)品低碳水平的記憶越短暫。

對上式求導(dǎo)，并運用萊布尼茲法則，可得：

其中，r0為初始參考低碳水平

當(dāng)消費者購買產(chǎn)品時會將產(chǎn)品的實際低碳水平與參考低碳水平進(jìn)行比較，如果此時實際低碳水平高于參考低碳水平，消費者會感受到獲益，反之會感受到損失。根據(jù)Kopalle和Winer[20]，假設(shè)τm(t)+τs(t)-rτ(t)對需求影響是線性的。此外，Liu Zugang等人[21]認(rèn)為產(chǎn)品的低碳屬性能夠刺激市場需求，并假設(shè)需求為減排努力水平的線性函數(shù)。綜合考慮價格、減排努力水平和參考低碳水平效應(yīng)對需求的影響，將需求函數(shù)表示為：

d(t)=β-γp+δ(τm(t)+τs(t))+η(τm(t)+τs(t)-rτ(t))，

其中，β、γ、δ和η≥0。β-γp為經(jīng)典需求函數(shù)，p為產(chǎn)品銷售價格；參考低碳水平效應(yīng)參數(shù)η表示消費者對參考低碳水平和實際低碳水平之間差距的敏感度；低碳偏好參數(shù)δ表示消費者對產(chǎn)品低碳水平的偏好程度。

綜合上述的描述和假設(shè)，制造商和供應(yīng)商以及供應(yīng)鏈的目標(biāo)函數(shù)分別為：

2.1分散決策

制造商和供應(yīng)商的決策過程為斯坦伯格主從博弈：首先，制造商向供應(yīng)商承諾減排成本的分擔(dān)率。然后，基于給定的減排分擔(dān)率制造商和供應(yīng)商同時決定最優(yōu)減排努力水平。

按照上述的博弈順序，先依據(jù)給定的減排分擔(dān)率計算制造商和供應(yīng)商最優(yōu)減排努力水平的反應(yīng)函數(shù)，再計算制造商的最優(yōu)減排分擔(dān)率。

命題1 分散決策下，基于給定的制造商減排努力分擔(dān)率，制造商和供應(yīng)商最優(yōu)減排努力水平的反應(yīng)函數(shù)分別為：

證明：運用哈密爾頓方程求解最優(yōu)控制問題，分別構(gòu)建制造商和供應(yīng)商的現(xiàn)值哈密爾頓函數(shù)：

制造商最優(yōu)控制問題的必要條件為：

(1)

(2)

化簡式(1)得到：

ρm(δ+η)-hτm+αλm=0，則：

(3)

(4)

將式(4)代入式(3)可得：

同理，可求得：

命題2 分散決策下，消費者的參考低碳水平反應(yīng)函數(shù)為：

證明：求解微分方程

命題3 分散決策下，制造商的最優(yōu)減排分擔(dān)率為：

證明：將命題1和命題2的結(jié)論代入制造商的利潤現(xiàn)值Jm，可得：

化簡上式可得：

故Jm為單峰函數(shù)。

命題4 分散決策下，制造商、供應(yīng)商和供應(yīng)鏈的最優(yōu)利潤現(xiàn)值分別為：

Jm*d=

Js*d=

J*d=

2.2集中決策

制造商和供應(yīng)商的決策過程為合作博弈：制造商和供應(yīng)商以最大化供應(yīng)鏈整體利潤現(xiàn)值為目標(biāo)，共同制定減排策略。

命題5 集中決策下，制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平為：

證明：運用哈密爾頓方程求解最優(yōu)控制問題，首先構(gòu)建供應(yīng)鏈系統(tǒng)的現(xiàn)值哈密爾頓函數(shù)：

(5)

(6)

(7)

化簡式(5)和式(6)，得到：

(8)

化簡式(7)，得到：

(9)

將式(9)代入式(8)可得：

同理，c′=0。制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平為：

命題6 集中決策下，消費者的參考低碳水平為：

證明過程類似于命題2的證明過程。

命題7 集中決策下，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)總利潤現(xiàn)值為：

3 相關(guān)推論

推論1 無論是分散決策還是集中決策下，制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平與低碳偏好參數(shù)正相關(guān)，與參考低碳水平效應(yīng)參數(shù)正相關(guān)。

證明：分散決策下，

集中決策下，

推論1表明消費者對低碳產(chǎn)品偏好程度越大，或是對產(chǎn)品的參考低碳水平越敏感時，企業(yè)會加大對產(chǎn)品的減排投入。

推論2 無論是分散決策還是集中決策下，消費者的參考低碳水平與低碳偏好參數(shù)正相關(guān)，與參考低碳水平參數(shù)正相關(guān)。

證明：根據(jù)命題2，可知分散決策下的參考低碳水平為

根據(jù)命題6，可知集中決策下參考低碳水平為

推論2表明如果消費者對參考低碳水平敏感程度高，或是對產(chǎn)品低碳偏好程度越高，消費者內(nèi)心形成的參考低碳水平也越高。

推論3 集中決策下，制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平與供應(yīng)鏈的單位產(chǎn)品邊際利潤正相關(guān)；分散決策下，制造商的最優(yōu)減排努力水平與制造商的單位產(chǎn)品邊際利潤正相關(guān)，供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平與供應(yīng)商的單位產(chǎn)品邊際利潤正相關(guān)。

推論3表明企業(yè)的單位產(chǎn)品邊際利潤越大，企業(yè)減排的積極性也越高。

推論4 集中決策下制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平以及供應(yīng)鏈的最優(yōu)利潤現(xiàn)值分別高于分散決策下的對應(yīng)值。

證明：由于

則集中決策下制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平分別高于分散決策下的對應(yīng)值；又

推論4表明相比分散決策，集中決策下企業(yè)對減排的投入更大，利潤更高，有利于企業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，博弈的合作均衡具有Pareto優(yōu)勢。但現(xiàn)實中，供應(yīng)鏈各節(jié)點企業(yè)為了最大化各自利潤，往往不愿意合作，為了促使制造商和供應(yīng)商達(dá)成合作，本文提出雙邊補助契約。

4 雙邊補助契約

為了協(xié)調(diào)斯坦伯格博弈結(jié)構(gòu)下的分散供應(yīng)鏈，提出雙邊補助契約：制造商不僅分擔(dān)供應(yīng)商的減排成本，供應(yīng)商也分擔(dān)制造商的減排成本。記制造商的減排分擔(dān)率為φm，供應(yīng)商的減排分擔(dān)率為φs。此時，制造商和供應(yīng)商的目標(biāo)函數(shù)為：

命題8 雙邊補助契約下，基于給定的制造商減排分擔(dān)率為φm和供應(yīng)商減排分擔(dān)率為φs，制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平反應(yīng)函數(shù)分別為：

證明過程類似于命題1的證明過程。

證明：通過對比雙邊補助契約下和集中決策下制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排努力水平，可以發(fā)現(xiàn)使得雙邊補助契約下分散供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤現(xiàn)值等于集中決策下供應(yīng)鏈的利潤現(xiàn)值的條件為

τm*b=τm*c，τs*b=τs*c，得證

命題10 雙邊補助契約下，制造商和供應(yīng)商的利潤現(xiàn)值分別為：

證明：為了協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，需滿足以下條件

5 算例分析

以下通過數(shù)值仿真，進(jìn)一步驗證本文的主要結(jié)論，并分析重要參數(shù)的敏感性。依據(jù)文獻(xiàn)[7]中的相關(guān)參數(shù)，假設(shè)α=2，β=24，γ=1，δ=0.5，ρ=0.1，h=1.5，p=20，r0=7，ρm=7，ρs=8。

圖1 參數(shù)k對雙邊補助契約與分散決策下利潤現(xiàn)值差值的影響

圖2 參數(shù)δ對分散決策和雙邊補助契約下制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值的影響

圖3和圖4顯示了不同初始參考低碳水平下分散決策和雙邊補助契約下制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值隨參考低碳水平參數(shù)η的變化情況。當(dāng)r0=5時，無論是分散決策還是雙邊補助契約下，制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值隨著參數(shù)η的增大而增大，這是由于初始參考低碳水平較低，則消費者內(nèi)心形成的參考低碳水平也較低，產(chǎn)品的實際低碳水平很容易滿足消費者，隨著參數(shù)η的增大，市場需求也逐漸增大，進(jìn)而提升了企業(yè)的利潤現(xiàn)值；當(dāng)r0=15時，無論是分散決策還是雙邊補助契約下，制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值隨著參數(shù)η的增大而減小，這是由于較高的初始參考低碳水平使得消費者內(nèi)心形成的參考低碳水平也較高，產(chǎn)品的實際低碳水平不能滿足消費者。隨著參數(shù)η的增大，市場需求逐漸減小，導(dǎo)致企業(yè)利潤現(xiàn)值呈下降趨勢。

由圖5可以看出，集中決策下的參考低碳水平的穩(wěn)定值大于分散決策下的對應(yīng)值。此外，還可以看出，分散決策下，無論r0=5或r0=15，參考低碳水平均隨著時間逐漸下降，并最終趨于同一穩(wěn)定值。集中決策下，當(dāng)r0=5時，參考低碳水平隨著時間逐漸上升，當(dāng)r0=15時，參考低碳水平隨著時間逐漸下降，兩者最終趨于同一穩(wěn)定值。這說明，盡管初始參考低碳水平的差異會影響參考低碳水平隨時間的變化趨勢，但針對同一渠道結(jié)構(gòu)，參考低碳水平最終會趨于同一穩(wěn)定值，表明供應(yīng)鏈成員之間長期穩(wěn)定的合作博弈關(guān)系有利于確保供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖3 不同初始參考低碳水平下參數(shù)η對分散決策和雙邊補助契約下制造商利潤現(xiàn)值的影響

圖5 不同初始參考低碳水平下分散決策和集中決策參考低碳水平隨時間的變化情況

6 結(jié)語

本文以制造商和供應(yīng)商組成的兩級供應(yīng)鏈為研究對象，運用微分博弈理論與方法研究了考慮消費者低碳偏好和參考低碳水平效應(yīng)的供應(yīng)鏈合作減排動態(tài)優(yōu)化與協(xié)調(diào)問題。首先討論了分散決策下制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)減排策略、制造商對供應(yīng)鏈減排成本的最優(yōu)減排分擔(dān)策略、制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤現(xiàn)值。隨后討論了集中決策下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)減排策略和利潤現(xiàn)值。接著對分散和集中決策下博弈均衡結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)博弈的合作均衡具有Pareto優(yōu)勢，并在此基礎(chǔ)上，提出了雙邊補助契約。最后通過數(shù)值仿真，進(jìn)一步驗證本文的主要結(jié)論，并對重要參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。本文研究的主要結(jié)論包括：(1)分散決策下，只有當(dāng)制造商邊際利潤比超過1/3時，制造商才會選擇承擔(dān)供應(yīng)商的減排費用；(2)只有當(dāng)制造商的邊際利潤比值在一定范圍內(nèi)時，雙邊補助契約才能實現(xiàn)制造商和供應(yīng)商的Pareto改善，制造商可以通過向供應(yīng)商提供一定的利潤補貼來解決這個問題；(3)在雙邊補助契約可以協(xié)調(diào)分散供應(yīng)鏈的情況下，隨著消費者低碳偏好程度的增加，制造商和供應(yīng)商的利潤現(xiàn)值以及減排努力水平會同時增加；(4)初始參考低碳水平的差異會影響分散決策和雙邊補助契約下制造商和供應(yīng)商利潤現(xiàn)值隨著參考低碳水平參數(shù)的變化趨勢；(5)盡管初始參考低碳水平的差異會影響參考低碳水平隨時間的變化趨勢，但針對同一渠道結(jié)構(gòu)，參考低碳水平最終會趨于同一穩(wěn)定值。同時，本文的研究對低碳環(huán)境下供應(yīng)鏈成員決策和政府制定政策具有積極的指導(dǎo)意義。對于供應(yīng)鏈成員來說，保持長期穩(wěn)定的合作關(guān)系能夠提升各自的利潤現(xiàn)值并確保供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性；此外，當(dāng)消費者環(huán)保意識越強時，即消費者的低碳偏好程度以及對參考低碳水平與實際低碳水平之間差距的敏感度越強，此時供應(yīng)鏈成員可以通過加大對產(chǎn)品的減排投入來提高產(chǎn)品的市場需求，進(jìn)而獲得更大的利潤現(xiàn)值。對于政府來說，應(yīng)當(dāng)加強低碳經(jīng)濟(jì)的宣傳力度，倡導(dǎo)低碳文化，從而提高公眾的環(huán)保意識，促進(jìn)低碳消費；其次，為了降低減排成本，可以鼓勵低碳技術(shù)的研發(fā)，加大與國際社會的合作與交流，積極引進(jìn)先進(jìn)的低碳技術(shù)；另一方面，制定科學(xué)的低碳產(chǎn)品認(rèn)證制度，加大對低碳認(rèn)證產(chǎn)品的監(jiān)督力度，加快低碳營銷法制化進(jìn)程步伐，進(jìn)而增強消費者對低碳品牌的消費信念。

本文還存在一些局限和不足之處，有待未來研究的進(jìn)一步深入和拓展。首先，本文考慮的消費者無異質(zhì)性，對低碳產(chǎn)品均具有低碳偏好的行為特征，而實際生活中，部分消費者對低碳產(chǎn)品并不敏感，未來可以研究消費者異質(zhì)性對供應(yīng)鏈減排策略的影響。其次，本文的研究是基于雙邊壟斷的供應(yīng)鏈，未來可以考慮更加復(fù)雜的渠道結(jié)構(gòu)。考慮決策主體之間的競爭行為對供應(yīng)鏈減排策略以及供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的影響，是未來值得進(jìn)一步研究的方向。此外，除了消費者的行為偏好之外，未來的研究還可以關(guān)注決策者的行為因素。

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DynamicOptimizationandCoordinationAboutJointEmissionReductioninaSupplyChainConsideringConsumerPreferencetoLowCarbonandReferenceLow-carbonLevelEffect

YETong，GuanZhi-min，TAOJin，QUYou

(School of Business Administration, Northeast University, Shenyang 110169, China)

As a result of global warming, low-carbon economic development is widely accepted, thereby the low-carbon supply chain management has come up as an important research paradigm in operations management. Due to the environmental pressures and the guidance of the government, the low-carbon consciousness of consumers is increasing and low-carbon consumption is becoming more and more popular in the whole society. Through literature review, it is found that the consumer preference to low carbon and reference effect have strong impacts on the supply chain management. Therefore, it is important to study low-carbon supply chain management considering these two types of consumers’ behavior. In this paper, for one manufacture-one supplier supply chain, a dynamic optimization and coordination about joint emission reduction is discussed. The reference low-carbon level for a product is assumed to be a weighted average of the historical low-carbon level. In addition, the low-carbon level is assumed to have a positive effect on the market demand, and the reference low-carbon level is assumed to have a negative effect on the market demand. Based on the differential game theory and method, the manufacturer and the supplier’s optimal emission reduction strategy, revenue and the total revenue of the supply chain in decentralized and centralized decision making mode are investigated and compared. The results show that cooperative game equilibrium has more Pareto advantage. According to the comparison, a two-way subsidy contract is proposed. With this contract, both the manufacturer and the supplier achieve the Pareto improvement in a certain condition. Finally, based on the parameter values chosen from the previous literature (e.g. Liu et al., 2015[7]), a numerical example verifies the main conclusions of this paper and the sensitivity analysis of key parameters is also presented. The research shows that the manufacturer and supplier’s revenue increases as the increase of the level of consumers’ preference to low carbon under the condition that the two-way subsidy contract can coordinate the supply chain. The initial reference low-carbon level can affect the tendency of the manufacturer and supplier’s revenue with the reference low-carbon level parameter in decentralized and decision making and two-way subsidy contract mode. Although the initial reference low-carbon level can affect the tendency of the reference low-carbon level with time, the reference low-carbon level tends to the same stable value for the same channel structure. In this study, the scope and content of the low-carbon supply chain management problem under the consideration of the consumers’ behavior are enriched, and the guidance for the related study on the behavioral operation problem is provided.

1003-207(2017)10-0052-10

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2017.10.006

F224

A

2016-03-29；

2016-08-11

國家自然科學(xué)基金資助項目(70972100，71372186)

關(guān)志民(1957-)，男(錫伯族)，遼寧開原人，東北大學(xué)工商管理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，系主任，研究方向：物流與供應(yīng)鏈管理，E-mail:guanzm168@126.com.

Keywords： supply chain coordination; joint emission reduction; differential game; reference low-carbon level effect; preference to low carbon