石純來，舒夕珂，羅 明,3，聶佳佳

(1.西安電子科技大學 經(jīng)濟與管理學院,陜西 西安 710126; 2.西南交通大學 經(jīng)濟管理學院,四川 成都 610031; 3.西藏大學 經(jīng)濟與管理學院,西藏 拉薩 850000)

0 引言

回收再制造不僅有利于節(jié)約資源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，如惠普、施樂等公司因回收再制造取得了極大的成功[1,2]；而且利于減少企業(yè)碳排放量，例如蘋果公司每單位收益的碳排放量因再制造減少了15.4%。鑒于此，各國制定相應的法律法規(guī)促使制造商參與回收再制造，如極具世界影響力的《廢電子電氣設備指令(WEEE)》以及我國2011年起正式施行的《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理條例》等。大量學者如Savaskan等[3]，Atasu等[4]以及Kovach等[5]集中探討了制造商舊產(chǎn)品回收渠道的選擇；在此基礎上，Wu和Zhou[6]則分析了鏈與鏈競爭下舊產(chǎn)品回收渠道的選擇。典型的閉環(huán)供應鏈中，制造商通過零售商銷售其產(chǎn)品，即正向物流；制造商經(jīng)回收商回收舊產(chǎn)品，即逆向物流[7]。然而，作為領導者的制造商為了提高供應鏈效率，增強其競爭力[8]，可選擇整合正向物流或逆向物流。制造商整合正向物流可以避免其與零售商間雙重加價(double marginalization problem)，如小米收購韓國地區(qū)經(jīng)銷商佑米公司以加強其正向物流；類似地，華為則積極與零售商建立戰(zhàn)略聯(lián)盟，其與兩家澳大利亞公司CertaOne和Madison Technologies均簽署了經(jīng)銷協(xié)議。相反，制造商整合逆向物流則可充分地內化再制造所節(jié)約的成本，如福特汽車收購了佛羅里達州最大的汽車回收中心以加強其逆向物流1，佳能和惠普從消費者處直接回收舊產(chǎn)品[3]。所以，聶佳佳[9]分析了不同合作聯(lián)盟對供應鏈利潤的影響；Ma等[10]在此基礎上探討了存在兩個回收商的情形下，制造商不同合作策略對供應鏈利潤的影響。然后，上述文獻均未將閉環(huán)供應鏈合作策略選擇納入鏈與鏈競爭中分析。

隨著市場競爭的不斷增強，競爭不再局限于單個主體之間，而是早已拓展到了鏈與鏈間競爭[11]。鏈與鏈間競爭的研究主要集中在下游經(jīng)銷商是否與上游供應商信息共享，如Ha等[12～14]；以及鏈與鏈間合作聯(lián)盟的選擇及利潤分享機制的設計，如趙海霞等[15,16]。盡管如李曉靜等[17,18]分析了制造商回收再制造下鏈與鏈競爭中最優(yōu)銷售渠道以及回收模式選擇；宋敏等[19]分析了鏈與鏈競爭情形下，閉環(huán)供應鏈中制造商是選擇集中決策還是分散決策，但是仍未探討鏈與鏈競爭中制造商縱向整合策略的選擇。

由上述文獻可知，閉環(huán)供應鏈的研究主要集中在舊產(chǎn)品回收渠道的選擇，如Savanskan等[3]以及Wu和Zhou[6]；雖然如李曉靜等[17,18]和宋敏等[19]將閉環(huán)供應鏈置于鏈與鏈競爭中研究，但是未分析閉環(huán)供應鏈中制造商縱向整合策略選擇。然而，作為領導者的制造商為了提高供應鏈效率，增強其競爭力[8]，可以選擇整合其正向物流或逆向物流。盡管聶佳佳[9]以及Ma等[10]對單條供應鏈進行了初步的探索，但是卻未將其拓展到鏈與鏈競爭情形下閉環(huán)供應鏈中制造商縱向整合策略的選擇?；诖?，本文在鏈與鏈競爭下，研究如下問題：(1)制造商是否有動機整合正向物流或逆向物流？(2)制造商是整合正向物流有利于增加閉環(huán)供應鏈利潤還是整合逆向物流有利于增加閉環(huán)供應鏈利潤？

1 問題描述

作為市場領導者的制造商為了增強其市場競爭力，提高供應鏈效率，制造商可以選擇：(1)既不整合正向物流也不整合逆向物流；(2)整合正向物流；(3)整合逆向物流。因存在兩條競爭性閉環(huán)供應鏈，故共有6種供應鏈結構，即(1)兩制造商均未整合正向物流和逆向物流，如圖1；(2)制造商3-i未整合正向和逆向物流，制造商i整合正向物流，如圖2；(3)制造商3-i未整合正向物流和逆向物流，制造商i整合逆向物流，如圖3；(4)兩制造商均整合正向物流,制造商對零售商的批發(fā)價格；產(chǎn)品的逆需求函數(shù)，為產(chǎn)品的零售價格，為產(chǎn)品的供給量，為產(chǎn)品的供給量；制造商使用原材料的單位成本；制造商使用舊產(chǎn)品的單位成本；制造商因回收再制造所節(jié)約的單位成本，其中；產(chǎn)品的舊產(chǎn)品回收率，其中；舊產(chǎn)品回收效率；回收商(制造商)支付給消費者的單位費用；制造商對回收商的單位轉移支付價格；閉環(huán)供應鏈成員在模型中的最優(yōu)利潤，其中分別為制造商，零售商和回收商；分別表示制造商單位生產(chǎn)成本和規(guī)模不經(jīng)濟情形；；模型中閉環(huán)供應鏈的利潤。如圖4；(5)兩制造商均整合逆向物流，如圖5；(6)制造商3-i整合正向物流，制造商i整合逆向物流，如圖6。與已有研究相同，以分散決策為例，該博弈順序為：在閉環(huán)供應鏈i中，首先，制造商選擇整合正向物流還是逆向物流；其次，制造商決策wi和bi；最后，零售商和回收商決策qi和τi。通過逆向歸納法得到各決策主體的最優(yōu)利潤。

表1 數(shù)學符號說明

圖1 不同整合方向

2 基本模型

基本模型部分，未考慮制造商存在規(guī)模不經(jīng)濟情形。以制造商未整合正向物流和逆向物流為基準，分析制造商是否有動機整合正向物流或逆向物流；然后分析制造商整合正向物流或逆向物流對閉環(huán)供應鏈利潤的影響。借助已有研究[19]，制造商、回收商以及零售商的利潤函數(shù)分別為:

上標“L”表示制造商為單位生產(chǎn)成本，與已有學者如Savanskan等[3]以及Wu和Zhou[6]一致。

2.1 兩閉環(huán)供應鏈中制造商均未整合正向物流和逆向物流—模型LNN

閉環(huán)供應鏈i中制造商，回收商以及零售商的目標函數(shù)是:

(1)

制造商，回收商以及零售商的最優(yōu)利潤為：

2.2 制造商未整合正向物流和逆向物流，制造商i整合正向物流—模型LNR

因制造商3-i未整合正向物流和逆向物流，其目標函數(shù)如公式(1)，閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的目標函數(shù)為:

(2)

可得閉環(huán)供應鏈3-i和i中各決策主體的最優(yōu)利潤分別是:

2.3 制造商未整合正向物流和逆向物流，制造商i整合逆向物流—模型LNC

同樣地，閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的目標函數(shù)為:

(3)

易知閉環(huán)供應鏈3-i和i中各決策主體的最優(yōu)利潤分別是:

2.4 兩制造商均整合正向物流—模型LRR

因兩制造商均整合其正向物流，那么制造商，回收商和零售商的目標函數(shù)為:

(4)

易得閉環(huán)供應鏈中各決策主體的最優(yōu)利潤是:

2.5 兩制造商均整合了逆向物流——模型LCC

因兩制造商均整合逆向物流，那么閉環(huán)供應鏈中各決策主體目標函數(shù)為:

(5)

可知閉環(huán)供應鏈中各決策主體的最優(yōu)利潤是:

2.6 制造商3-i整合正向物流，制造商i整合逆向物流—模型LRC

假設閉環(huán)供應鏈3-i中制造商整合正向物流，閉環(huán)供應鏈i中制造商整合逆向物流，那么閉環(huán)供應鏈3-i中各決策主體的目標函數(shù)為：

(6)

閉環(huán)供應鏈i中各主體的目標函數(shù)為:

(7)

可得各決策主體的最優(yōu)利潤：

2.7 制造商整合策略選擇

該部分，首先分析制造商是否有動機整合正向物流或逆向物流，然后探討不同整合方向下閉環(huán)供應鏈利潤的大小關系。

命題1無論對方是否整合正向物流或逆向物流，制造商不僅有動機整合正向物流或逆向物流，而且有利于增加回收商(零售商)利潤，即:

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

可得:

(15)

3 模型拓展

3.1 兩閉環(huán)供應鏈中制造商均未整合正向物流和逆向物流—模型DNN

該模型中，制造商，回收商以及零售商的目標函數(shù)為:

(16)

可得各決策主體的最優(yōu)利潤為：

3.2 制造商3-i未整合正向物流和逆向物流，制造商i整合正向物流—模型DNR

因制造商3-i未整合正向物流和逆向物流，其目標函數(shù)如公式(15)所示，閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的目標函數(shù)為:

(17)

可得閉環(huán)供應鏈3-i中各決策主體的最優(yōu)利潤為:

可得閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的最優(yōu)利潤為：

3.3 制造商3-i未整合正向物流和逆向物流，制造商i整合逆向物流—模型DNC

同樣地，閉環(huán)供應鏈3-i中各目標函數(shù)如公式(15)，閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的目標函數(shù)為:

(18)

可得閉環(huán)供應鏈3-i中各決策主體的最優(yōu)利潤為:

可得閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的最優(yōu)利潤為:

3.4 兩制造商均整合正向物流——模型DRR

此部分，兩個制造商均整合正向物流，其目標函數(shù)為:

(19)

可得各決策主體的最優(yōu)利潤為：

3.5 兩制造商均整合逆向物流—模型DCC

該部分，兩個制造商均整合逆向物流，其目標函數(shù)為:

(20)

可得各決策主體的最優(yōu)利潤為：

3.4 制造商3-i整合正向物流，制造商i整合逆向物流—模型DRC

類似地，閉環(huán)供應鏈3-i中制造商整合正向物流，那么各決策主體的目標函數(shù)為:

(21)

閉環(huán)供應鏈i中制造商整合逆向物流，其目標函數(shù)為:

(22)

閉環(huán)供應鏈3-i中各決策主體的最優(yōu)利潤為:

閉環(huán)供應鏈i中各決策主體的最優(yōu)利潤為:

3.6 制造商的策略選擇

與前文相一致，首先分析制造商是否有動機整合正向物流或逆向物流，然后分析制造商整合正向物流或逆向物流對閉環(huán)供應鏈利潤大小的影響。

命題3無論對方是否整合正向物流或逆向物流，制造商不僅有動機整合正向物流或逆向物流，而且有利于增加回收商(零售商)利潤，即

(23)

可得:

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

命題3同樣說明無論對方是否縱向整合供應鏈，制造商均有動機整合正向物流或逆向物流。其理由同樣是，制造商整合正向物流可避免其與零售商間雙重加價問題，需求量增加，即qDNR*>qDNN*，qDRR*>qDRN*以及qDCC*>qDCN*。此外，產(chǎn)品需求量的增加也使得回收商利潤增加。制造商整合逆向物流，可以有效地內化因再制造所節(jié)約的成本，批發(fā)價格降低，零售價格也會因此降低，產(chǎn)品需求量同樣會增加，所以制造商有動機整合逆向物流。產(chǎn)品需求量增加同樣有利于回收商提高舊產(chǎn)品回收率，即τDNC*>τDNN*，τDRC*>τDRN*和τDCC*>τDCN*。綜上，無論對方是否整合正向物流或逆向物流，制造商不僅有動機整合正向物流或逆向物流，而且總是有利于增加零售商或回收商利潤。該部分僅討論了制造商是否有整合正向物流或逆向物流的動機，但是仍未分析制造商整合正向物流有利于增加閉環(huán)供應鏈利潤抑或是整合逆向物流有利于增加閉環(huán)供應鏈利潤，故接下來做一進步探究。

命題4若對方整合正向物流

(29)

命題5若對方整合逆向物流

(30)

前文不僅分析了制造商是否存在縱向整合的動機，而且也探討了制造商選擇不同整合方向對閉環(huán)供應鏈利潤大小的影響。接下來制造商整合正向物流或逆向物流所增加的凈利潤(profit increment)為標準，通過算例進一步分析制造商是傾向整合正向物流還是整合逆向物流。若制造商整合正向物流所增加的凈利潤高于其整合逆向物流所增加的凈利潤，視為制造商傾向于整合正向物流；反之，制造商傾向于整合逆向物流。

4 算例分析

圖2 c對制造商整合傾向的影響

圖3 k對制造商整合傾向的影響

5 結論和進一步研究方向

本文首先以單位生產(chǎn)成本為背景，研究了鏈與鏈競爭中制造商對不同整合方向的選擇；然后進一步探討了規(guī)模不經(jīng)濟情形下，制造商最優(yōu)整合方向的選擇。采用逆向歸納法得到不同整合方向中各決策主體的最優(yōu)利潤。

研究發(fā)現(xiàn)：(1)無論是否存在規(guī)模不經(jīng)濟現(xiàn)象，制造商總是有動機整合正向物流或逆向物流；(2)雖然制造商總是有動機整合正向物流或逆向物流，但是若制造商是單位生產(chǎn)成本，其總是傾向于整合正向物流；(3)規(guī)模不經(jīng)濟情形下：(i)當規(guī)模不經(jīng)濟系數(shù)較小時，制造商同樣傾向于整合正向物流；(ii)反之，制造商傾向于逆向整合回收商；(4)單位生產(chǎn)成本情形中，無論對方整合正向物流還是逆向物流，制造商整合正向物流時供應鏈利潤總是高于其整合逆向物流；(5)規(guī)模不經(jīng)濟情形下：(i)當規(guī)模不經(jīng)濟系數(shù)較小時，制造商整合正向物流時供應鏈利潤高于其整合逆向物流；(ii)當規(guī)模不經(jīng)濟系數(shù)較大時，制造商整合逆向物流使得供應鏈利潤高于其整合正向物流。

進一步研究方向：(1)可以分析獎懲機制對鏈與鏈競爭下閉環(huán)供應鏈制造商縱向整合策略選擇；(2)大量的制造商通過同一零售商銷售其產(chǎn)品，也可通過共同回收商回收舊產(chǎn)品，故可以進一步研究該情形。