劉枚蓮, 唐 俊
(桂林電子科技大學 商學院,廣西 桂林 541004)
電子產(chǎn)品種類繁多、功能齊全,給人們的生活帶來了極大的便利性與快捷性,但當其損壞或者閑置以后如何處置卻是不能忽視的問題。廢舊電子產(chǎn)品具有高污染性與高價值性,不能使用傳統(tǒng)的掩埋、焚燒方法進行簡單處理,尤其在廣西地區(qū)垃圾填埋還存在不良地質(zhì)問題[1]。閉環(huán)供應(yīng)鏈集物品回收、檢驗分類、處理、再制造和銷售于一體,可以有效解決廢舊電子產(chǎn)品的處理問題[2]。其中,廢舊電子產(chǎn)品回收再制造的銷售方式和付費方式,廢舊電子產(chǎn)品的回收系統(tǒng)設(shè)計,政府的補貼方式等均對廢舊電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈的運作產(chǎn)生影響[3-5]。
針對回收的廢舊品質(zhì)量不確定性研究,文獻[6-9]在假設(shè)回收的廢舊品均為可再制造產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,對閉環(huán)供應(yīng)鏈定價策略展開研究。文獻[10-12]將廢舊品分為可再制造產(chǎn)品和報廢品兩部分,求解閉環(huán)供應(yīng)鏈中廢舊品回收價格、批發(fā)價格和產(chǎn)品的銷售價格。在此基礎(chǔ)上,黃穎穎等將回收的廢舊品分為可再制造品、可再利用品和報廢品三部分,其中專業(yè)維修中心負責廢舊品的分類及可再利用品的維修和銷售工作,但忽視了翻新產(chǎn)品的銷售過程[13]。
上述文獻均未研究新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品間的可替代性。文獻[14-16]針對新產(chǎn)品對翻新再制造產(chǎn)品存在單向替代的情況,研究了閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價策略與利潤情況。孫浩等考慮了再制造產(chǎn)品與新產(chǎn)品間存在雙向替代性的情況,分別在合作與非合作情況下建立了價格決策模型,但是忽視了回收廢舊品質(zhì)量的不確定性,直接假設(shè)零售商回收的廢舊品均是可再制造產(chǎn)品,并采用統(tǒng)一的翻新方式[17]。
本文針對回收的廢舊電子產(chǎn)品質(zhì)量不確定性,首先,將回收的廢舊電子產(chǎn)品劃分為可再制造的廢舊電子產(chǎn)品和不可再制造的報廢電子產(chǎn)品,然后對可再制造的廢舊電子產(chǎn)品進行分類,以電子產(chǎn)品的使用年限為標準,分為質(zhì)量低的可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品和質(zhì)量高的可維修再制造廢舊電子產(chǎn)品。其中,可分解再制造的廢舊電子產(chǎn)品經(jīng)過檢驗分拆、維護和更換零部件可得到翻新的分解再制造電子產(chǎn)品;可維修再制造廢舊電子產(chǎn)品經(jīng)過簡單清洗、修理及包裝得到翻新的維修再制造電子產(chǎn)品。
在考慮回收的廢舊電子產(chǎn)品質(zhì)量不確定性基礎(chǔ)上,進一步針對翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與翻新的分解再制造電子產(chǎn)品、全新的電子產(chǎn)品間存在雙向替代的情況下,研究了由零售商、制造商和消費者構(gòu)成的三級閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價模型。
基于回收的廢舊電子產(chǎn)品質(zhì)量不確定性,以及翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與翻新的分解再制造電子產(chǎn)品、全新的電子產(chǎn)品間存在雙向替代,研究由制造商、零售商和消費者構(gòu)成的閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價問題。該閉環(huán)供應(yīng)鏈的運作過程為:制造商負責全新電子產(chǎn)品的制造,并銷售給零售商,再由零售商銷售給消費者;零售商負責廢舊電子產(chǎn)品的回收工作,將回收的可再制造廢舊電子產(chǎn)品銷售給制造商;然后,制造商對不同質(zhì)量的廢舊電子產(chǎn)品采用不同的方式進行翻新,將翻新的電子產(chǎn)品交由零售商銷售。
本文只研究閉環(huán)供應(yīng)鏈中制造商和零售商的定價與利潤問題,不考慮消費者的回收意愿和購買意愿對閉環(huán)供應(yīng)鏈定價的影響,特作如下假設(shè):
1)零售商按照規(guī)定以統(tǒng)一的價格從消費者手中回收廢舊電子產(chǎn)品, 由于不可再制造的報廢電子產(chǎn)品不參與閉環(huán)供應(yīng)鏈的運作流程, 故暫不考慮。
2)零售商從消費者手中回收的可再制造廢舊電子產(chǎn)品的數(shù)量受回收價格的影響,回收價格越高,可再制造廢舊電子產(chǎn)品的市場供應(yīng)量越大;可再制造廢舊電子產(chǎn)品的市場供應(yīng)量是回收價格的一元線性增函數(shù)。
3)制造全新電子產(chǎn)品需要采購原材料,故其制造成本最高,翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的制造成本次之,翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的制造成本最小。
4)全新的電子產(chǎn)品、 翻新的分解再制造電子產(chǎn)品和翻新的維修再制造電子產(chǎn)品三者的使用功能相同, 但全新的電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品性能最優(yōu), 銷售價格也最高,而翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的某些性能稍遜于前兩種電子產(chǎn)品, 所以銷售價格也低于前兩者。 在亞馬遜網(wǎng)站, 翻新的分解再制造電子產(chǎn)品與全新的電子產(chǎn)品售價相同, 均高于翻新的維修再制造電子產(chǎn)品。
5)電子產(chǎn)品的需求量受銷售價格影響,銷售價格越低,消費者的需求量越大。市場上出現(xiàn)翻新的維修再制造電子產(chǎn)品,會導致原來購買全新電子產(chǎn)品的消費者發(fā)生轉(zhuǎn)移;同時,翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與全新電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品在使用功能上是一致的,具有一定的替代性,所以某一電子產(chǎn)品價格的波動會對替代電子產(chǎn)品的需求量產(chǎn)生影響。假設(shè)電子產(chǎn)品的需求量是自身銷售價格的線性減函數(shù),是替代品的價格的線性增函數(shù)關(guān)系,且電子產(chǎn)品本身的銷售價格對需求量的影響強于替代產(chǎn)品銷售價格波動對其需求量的影響。
6)消費者對翻新的維修再制造電子產(chǎn)品仍持懷疑態(tài)度, 需求量不大, 消費者沒有購買的可維修再制造廢舊電子產(chǎn)品按提取剩余價值處理。
7)在三級閉環(huán)供應(yīng)鏈的運作過程中, 制造商處于核心領(lǐng)導地位, 擁有話語權(quán), 零售商處于追隨的地位, 根據(jù)制造商的定價策略調(diào)整定價策略。
根據(jù)上文的模型描述和模型假設(shè),對相關(guān)參數(shù)進行的說明如表1所示。
對模型的假設(shè)代入相應(yīng)符號,則零售商回收的可再制造廢舊電子產(chǎn)品的總量、可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品的數(shù)量和可維修再制造廢舊電子產(chǎn)品的數(shù)量的函數(shù)表達式分別為
Q=ar,Q1=σar,Q2=(1-σ)ar;
(1)
全新電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的需求函數(shù)為
D1=α-λp1+μp2;
(2)
翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的需求函數(shù)為
D2=α-λp2+μp1。
(3)
注: 下文中“*”表示最優(yōu)價格和最優(yōu)利潤。
制造商和零售商進行決策時,按照利潤最大化的目標,對閉環(huán)供應(yīng)鏈中廢舊電子產(chǎn)品和翻新電子產(chǎn)品進行定價。制造商是閉環(huán)供應(yīng)鏈的核心,零售商是追隨者,具體決策過程為:首先,制造商確定全新電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的銷售價格w1,翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的銷售價格w2,以及支付給零售商可再制造廢舊電子產(chǎn)品的價格w, 實現(xiàn)制造商利潤最大化; 然后,零售商確定從消費者手中回收的可再制造廢舊電子產(chǎn)品的回收價格r, 銷售給消費者的全新電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的銷售價格p1, 以及翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的銷售價格p2, 實現(xiàn)零售商利潤的最大化。
閉環(huán)供應(yīng)鏈中零售商的利潤函數(shù)為
πr=(p1-w1)D1+(p2-w2)D2+(w-r)Q,
(4)
等式右邊第1項是零售商銷售全新電子產(chǎn)品和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品獲得的利潤, 第2項是銷售翻新的維修再制造電子產(chǎn)品獲得的利潤, 第3項是零售商回收可分解再制造電子產(chǎn)品獲得的利潤。
閉環(huán)供應(yīng)鏈中制造商的利潤函數(shù)為
πm=(w1-c)(D1-Q1)+(w1-c1-w)Q1+
(w2-c2-w)D2+v(Q2-D2),
(5)
等式右邊第1項是制造商制造全新電子產(chǎn)品獲得的利潤, 第2項是制造商制造翻新的分解再制造電子產(chǎn)品獲得的利潤, 第3項是制造商制造翻新的維修再制造電子產(chǎn)品獲得的利潤, 第4項是高出需求部分的可維修再制造電子產(chǎn)品提取的剩余價值。
(6)
(7)
式(7)即為制造商的決策結(jié)果,最優(yōu)的全新電子產(chǎn)品的銷售價格和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的銷售價格、翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的銷售價格以及最優(yōu)的可再制造廢舊電子產(chǎn)品的回收價格。將式(7)代回到式(6)中,得
(8)
式(8)即為零售商的決策結(jié)果,最優(yōu)的全新電子產(chǎn)品的零售價格和翻新的分解再制造電子產(chǎn)品的零售價格、翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的零售價格以及最優(yōu)的可再制造廢舊電子產(chǎn)品的回收價格。
將式(7)和式(8)代入零售商的利潤函數(shù)式(4)和制造商的利潤函數(shù)式(5),可得零售商的最大利潤(式(9)), 制造商的最大利潤式((10))。
(9)
(10)
模擬分析主要從產(chǎn)品的可替代性、可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品的比例的變化對電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈定價以及利潤的影響進行分析。
僅僅從制造商和零售商的最優(yōu)利潤函數(shù)表達式難以發(fā)現(xiàn)電子產(chǎn)品可替代性的變化對制造商和零售商利潤的影響,使用數(shù)值算例法進行分析。
假設(shè)模型中相關(guān)參數(shù)的具體取值如表2所示,可分解再制造電子產(chǎn)品占可再制造廢舊電子產(chǎn)品回收總量的比例σ分別取值0.1、0.5、0.9。
表2 相關(guān)參數(shù)的取值
在分解再制造電子產(chǎn)品的比例保持不變的情況下,制造商和零售商的最優(yōu)利潤隨著產(chǎn)品可替代性增強而增大。當σ=0.1時,制造商和零售商的利潤曲線都是比較陡峭的,且隨著產(chǎn)品可替代性增強而增大;當σ=0.4時,制造商和零售商的利潤雖然也是隨著產(chǎn)品可替代性增強而增大,制造商的利潤曲線變化不大,但是零售商的利潤曲線開始變平緩;當σ=0.6時,制造商和零售商的利潤都隨著產(chǎn)品的可替代性增強而增大, 不過零售商的利潤曲線更加平緩。 這是因為在可分解再制造電子產(chǎn)品占回收廢舊電子產(chǎn)品比例不變的情況下,電子產(chǎn)品的雙向可替代性越強,制造商翻新的維修再制造電子產(chǎn)品銷售出去的可能性越大,提取翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的殘值的可能性越小,制造商的利潤增加。因電子產(chǎn)品的可替代性增強,零售商通過銷售翻新的電子產(chǎn)品也可以獲得更多的利潤,從而零售商的利潤也在增加。但是由于制造商處于主導地位,制造商的利潤大于零售商的利潤。
圖1 制造商和零售商利潤隨著可替代性μ變化的趨勢圖Fig.1 Trends in profitability of manufacturers and retailers as a function of alternative μ
當可再制造廢舊電子產(chǎn)品的總量不變時,制造商和零售商定價隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品比例增加而增大。當產(chǎn)品可替代性分別取值為μ=5、10、15 時,制造商和零售商的定價曲線總體走勢相似,都是先平緩后陡峭,但是隨著可分解再制造比例的變化,μ=10時制造商和零售商的定價總體大于μ=5時制造商和零售商的對應(yīng)定價;而μ=15時制造商和零售商的定價大于μ=10時制造商和零售商的對應(yīng)定價。
圖2 制造商和零售商定價隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品比例σ變化的趨勢圖Fig.2 Trends in manufacturers and retailers pricing along with the proportion σ of decomposable and remanufactured waste electronics
在設(shè)定的參數(shù)條件下,當可再制造廢舊電子產(chǎn)品的總量不變,產(chǎn)品可替代性不變的情況下,隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品占總量比例增加,制造商的利潤減小,零售商的利潤增大。當產(chǎn)品可替代性分別為μ=5、10、15時,制造商和零售商的利潤曲線走勢均是先緩慢后陡峭,只是μ=10時制造商和零售商的利潤大于μ=5時制造商和零售商的相應(yīng)利潤;μ=15時制造商和零售商的利潤大于μ=10時制造商和零售商的相應(yīng)利潤。這是因為,雖然對回收的廢舊電子產(chǎn)品進行分類,可以減輕制造商的的資源壓力,節(jié)約社會資源,但是制造商的利潤卻沒有增加。原因可能是消費者對翻新的電子產(chǎn)品的購買意愿不強,影響翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的銷售,而沒有銷售的翻新再制造只提取殘值,僅對制造商的利潤有影響,而對零售商的利潤影響不大。
本文研究了在廢舊電子產(chǎn)品回收質(zhì)量不確定的情況下,且翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與全新的電子產(chǎn)品、翻新的分解再制造電子產(chǎn)品存在替代時,以制造商為主導的三級閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價問題。利用逆向歸納法,獲得模型的最優(yōu)解,并進一步分析了電子產(chǎn)品間的替代程度變化和廢舊電子產(chǎn)品質(zhì)量不確定性對制造商和零售商的定價以及利潤的影響。對于廢舊電子產(chǎn)品的質(zhì)量不確定性,采用可分解再制造的比例來處理。制造商和零售商定價隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品比例增加而增大,制造商和零售商利潤隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品比例σ變化比較復雜。隨著翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與全新的電子產(chǎn)品的替代性、翻新的維修再制造電子產(chǎn)品與翻新的分解再制造產(chǎn)品之間的可替代性的增強,制造商和零售商的利潤也隨之提高。
因此, 提高電子產(chǎn)品間的替代程度關(guān)鍵要從制造商、 零售商和消費者三方面入手: 從制造商角度來看, 在充分利用有限資源的情況下, 保證翻新的維修再制造以及分解再制造的電子產(chǎn)品的使用功能是關(guān)鍵, 不能僅僅改變外觀, 采用“新瓶裝老酒”的方式蒙混消費者; 從零售商角度來看, 一是從資源的有限性和核心功能訴求角度進行宣傳, 引導消費者對翻新的維修再制造類電子產(chǎn)品的接受程度; 二是提高翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的售后服務(wù)水平,減少消費者的后顧之憂; 從消費者角度來看, 資源是有限的, 越來越多的消費者關(guān)注低碳、 綠色和環(huán)保層面的電子產(chǎn)品, 對翻新的維修再制造電子產(chǎn)品的接受程度也會增強。
在由制造商、零售商和消費者組成的三級閉環(huán)供應(yīng)鏈的動態(tài)定價模型構(gòu)建過程中,只考慮了一個制造商和一個零售商,忽視了多個制造商和多個零售商存在的動態(tài)競爭定價,同時也沒有考慮消費者在廢舊電子產(chǎn)品回收過程中的保留價格以及回收意愿,這些問題有待于進一步研究。
圖3 制造商和零售商利潤隨著可分解再制造廢舊電子產(chǎn)品比例σ變化的趨勢圖Fig.3 Trends in profitability of manufacturers and retailers with the proportion σ of decomposable and remanufactured waste electronic products