張李浩，孔雅雯，王嘉燕

(1.復(fù)旦大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200433； 2.上海海事大學(xué) 物流研究中心，上海 201306)

0 引言

面對全球氣候變暖問題，世界各國開始關(guān)注以低污染、低排放、低能耗為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟。作為當前世界二氧化碳排放總量最大的國家，我國發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)刻不容緩。制造企業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要組成部分，是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的重要環(huán)節(jié)[1]。孟曉閣等[2]指出采用低碳原材料進行生產(chǎn)是實現(xiàn)碳減排的一種重要且有效的手段。因此近年來，有殼牌石油公司致力于采購環(huán)保原材料生產(chǎn)新能源，并與Cosan投資數(shù)十億美元成立合資企業(yè)。

實際上，面對未來的購買機會，高達79%的消費者表現(xiàn)出策略性購買行為，忽視該行為會使企業(yè)下一階段生產(chǎn)困難，庫存積壓現(xiàn)象頻出，利潤損失程度加劇[3]。這些將未來的購買選擇(包括產(chǎn)品和購買時機的選擇)納入決策的消費者在文獻中被稱為策略型消費者(strategic customer)，企業(yè)在生產(chǎn)決策時要考慮消費者對未來的預(yù)期。另外，隨著消費者環(huán)保意識的增強，大多數(shù)消費者愿意為低碳產(chǎn)品支付更高的價格[4]。面對具有低碳偏好的策略型消費者，制造企業(yè)采用兩階段生產(chǎn)策略時，需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)成本以及消費者的低碳偏好度和耐心度的影響。因此，制造企業(yè)決策是否采用低碳原材料時存在4種不同的情景：①第一階段采用低碳原材料生產(chǎn)，第二階段將有采用低碳原材料生產(chǎn)和不采用低碳原材料生產(chǎn)兩種選擇；②第一階段不采用低碳原材料生產(chǎn)，第二階段仍有采用低碳原材料生產(chǎn)和不采用低碳原材料生產(chǎn)兩種選擇。針對企業(yè)應(yīng)當如何制定最優(yōu)價格和最優(yōu)碳減排量，以及策略型消費者的耐心度和低碳偏好度如何影響企業(yè)的生產(chǎn)決策等問題，目前的文獻尚未給出清晰的結(jié)論，本文將對這幾個問題進行分析探討。

目前不少學(xué)者研究了碳減排技術(shù)的投資決策問題。Xu等[5]研究了由制造商和零售商組成的按訂單生產(chǎn)的供應(yīng)鏈及其減排決策，發(fā)現(xiàn)隨著碳交易價格的上漲，最優(yōu)生產(chǎn)量(最優(yōu)減排水平)先下降(增加)，然后保持不變；張李浩等[6]以單生產(chǎn)商和單零售商組成的兩級供應(yīng)鏈為研究對象，構(gòu)建了生產(chǎn)商采用碳減排技術(shù)前后兩級供應(yīng)鏈的收益模型，探討了減排率、碳稅和單位碳排放量對訂貨量、收益和契約參數(shù)的影響；駱瑞玲等[7]針對單制造商和單零售商組成的供應(yīng)鏈，考慮供應(yīng)鏈碳減排技術(shù)投資與否兩種情形，構(gòu)建了集中式?jīng)Q策、分散式?jīng)Q策和供應(yīng)鏈成員協(xié)同決策的博弈模型，探討了消費者碳足跡敏感系數(shù)、碳限額及碳減排成本系數(shù)對供應(yīng)鏈成員最優(yōu)決策和減排效果的影響。然而，上述文獻僅研究了引入碳減排技術(shù)對供應(yīng)鏈成員決策和收益的影響，忽略了消費者的策略性行為。

還有一些文獻研究了策略型消費者的購買行為對供應(yīng)鏈成員的定價和決策的影響。Du等[8]發(fā)現(xiàn)策略型消費者的行為會給企業(yè)帶來不利影響；Yang等[9]探討了策略型消費者快速響應(yīng)下對不同供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)績效的影響，發(fā)現(xiàn)在快速響應(yīng)的成本較低時，集中式供應(yīng)鏈的收益大于分散式供應(yīng)鏈；李宇雨等[10]考慮消費者基于其對各種產(chǎn)品的不同偏好程度和價格敏感程度購買產(chǎn)品，通過構(gòu)建基于消費者選擇行為的生產(chǎn)模型，研究了產(chǎn)品面向訂單裝配組裝商如何通過合理的產(chǎn)品選擇和定價來滿足消費者的多樣化異質(zhì)需求；Dong等[11]探討了兩周期定價問題，得出市場需求均勻分布時，策略型消費者可能會給制造商帶來更多收益。然而上述研究忽略了策略型消費者的低碳偏好因素。目前，僅有Wang[12]通過兩期生產(chǎn)決策模型描述了最優(yōu)碳排放稅收政策對制造和再制造生產(chǎn)的影響，研究發(fā)現(xiàn)制造商可以通過投資低碳減排技術(shù)來抵消碳排放稅政策拆分和負面經(jīng)濟的影響，但是其沒有考慮消費者的策略性和低碳偏好兩個因素。

綜上所述，本文認為：①已有文獻大多是研究策略型消費者對企業(yè)銷售短視型產(chǎn)品的影響，忽略了策略型消費者低碳偏好對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響；②針對單制造企業(yè)采用低碳原材料生產(chǎn)的問題，多數(shù)文獻研究碳稅或碳交易政策下企業(yè)的收益變化問題，缺乏考慮消費者具有策略性和低碳偏好時企業(yè)的兩階段均衡低碳生產(chǎn)策略的研究。

本文以單一制造企業(yè)為研究對象，考慮產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本、消費者的低碳偏好及耐心度對企業(yè)生產(chǎn)策略的影響。針對企業(yè)兩階段生產(chǎn)過程中是否采用低碳原材料的4種情景，分析并得出各情景下的最優(yōu)零售價格、碳減排量和收益。進一步地，探討了企業(yè)兩階段采用低碳原材料的策略選擇問題，得出了企業(yè)低碳生產(chǎn)均衡策略。

1 模型描述及假設(shè)

假設(shè)采用低碳原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品為低碳產(chǎn)品，未采用低碳原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品為高碳產(chǎn)品，而且低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品的基本功能一致。制造企業(yè)的單位生產(chǎn)成本為c，若其生產(chǎn)低碳產(chǎn)品，則需額外承擔低碳產(chǎn)品的環(huán)保投入成本k(e)2/2，環(huán)保投入成本是二次函數(shù)，其中k表示低碳產(chǎn)品的成本系數(shù)[13]。碳減排量是制造企業(yè)的決策變量，較高的減排量意味著減排過程將更加困難，因此當減排量略有提高時，碳減排投資成本急劇增加，為了減少碳排放，制造企業(yè)必將投入高額成本，如引入低碳原材料等。另外，為了保證投資低碳技術(shù)所付出的努力成本對制造企業(yè)減排有意義，制造商可以從中獲益，需確保本文收益模型中的海塞矩陣負定以存在最優(yōu)解，本文假定k>[λ2(1+β)]/[2β(1-β)]。

2 供應(yīng)鏈成員的收益模型

2.1 NN情景的收益模型

(1)

進一步分析消費者的耐心程度對最優(yōu)期望收益的影響。由?πNN*/?β=-(ac2)/(4β2)<0可以發(fā)現(xiàn)：消費者耐心程度越高，消費者越傾向于在第二階段購買產(chǎn)品，此時第二階段零售價格價格低于第一階段，導(dǎo)致制造企業(yè)收益降低。

2.2 AN情景的收益模型

(2)

(3)

由此得到企業(yè)的最優(yōu)期望收益為

(4)

2.3 NA情景的收益模型

(5)

(6)

由此得到企業(yè)的最優(yōu)期望收益為

(7)

2.4 AA情景的收益模型

(8)

(9)

(10)

企業(yè)的最優(yōu)零售價為：

(11)

由此得到企業(yè)的最優(yōu)期望收益為

(12)

3 企業(yè)均衡低碳生產(chǎn)策略

3.1 企業(yè)第二階段決策分析

假設(shè)企業(yè)第一階段不采用低碳原材料生產(chǎn)低碳產(chǎn)品，若企業(yè)第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為NA情景；若企業(yè)第二階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為NN情景。為了研究第二階段生產(chǎn)低碳產(chǎn)品對制造企業(yè)收益的影響，通過對比采用低碳原材料前后制造企業(yè)的收益變化，得出第二階段的子博弈策略，即引理1：

引理1若企業(yè)第一階段不采用低碳原材料，則第二階段將采用低碳原材料進行生產(chǎn)。

同理，假設(shè)企業(yè)第一階段采用低碳原材料生產(chǎn)低碳產(chǎn)品，得出第二階段的子博弈策略，即引理2：

引理2若企業(yè)第一階段采用低碳原材料：①當企業(yè)采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比λ2/k∈(0,2]時，若c∈(λ2/2k,1]或c∈(1,+)且則企業(yè)第二階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品；若c∈(0,λ2/2k]或c∈(1,+)且則企業(yè)第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品。②當λ2/k∈(2,+)時，若c∈(1,λ2/2k]或c∈(0,1]且則企業(yè)第二階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品；若c∈(λ2/2k,+)或c∈(0,1]且則企業(yè)第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品。其中

(2)λ2/k∈(2,+) 若c∈(0,1]，投資閾值點則時ΔAA-AN≤0，即企業(yè)第二階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品；時ΔAA-AN>0，即企業(yè)第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品。若c∈(1,λ2/2k]，有則ΔAA-AN≤0，即企業(yè)第二階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品；若c∈(λ2/2k,+)，有則ΔAA-AN>0，即企業(yè)第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品。證畢。

由引理1和引理2的結(jié)論得出企業(yè)第二階段的生產(chǎn)策略，即定理1：

定理1①當λ2/k∈(0,2]時，若c∈(0,λ2/2k]或c∈(1,+)且則第二階段采用低碳原材料進行生產(chǎn)；若c∈(λ2/2k,1]或c∈(1,+)且則兩階段的生產(chǎn)決策相反。②當λ2/k∈(2,+)時，若c∈(λ2/2k,+)或c∈(0,1]且則第二階段采用低碳原材料進行生產(chǎn)；若c∈(1,λ2/2k]或c∈(0,1]且則兩階段的生產(chǎn)決策相反。

由定理1可以發(fā)現(xiàn)：

(1)制造企業(yè)采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比較低(λ2/k∈(0,2]) 若企業(yè)單位生產(chǎn)成本很低(c∈(0,λ2/2k])，則由于策略性消費者的觀望特征，企業(yè)選擇在第二階段采用低碳原材料可提高產(chǎn)品的銷售量。若單位生產(chǎn)成本較高(c∈(λ2/2k,1])，企業(yè)則會選擇在任意一階段采用低碳原材料生產(chǎn)，以贏得具有低碳偏好消費者的青睞，從而獲得更高的收益。若企業(yè)的單位生產(chǎn)成本很高(c∈(1,+))，則其第二階段是否采用低碳原材料與消費者的耐心程度相關(guān)：當消費者的耐心程度較高時，消費者選擇觀望，等待時機購買產(chǎn)品，此時針對消費者的等待心理，企業(yè)會在第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)；當消費者的耐心程度較低時，消費者缺乏耐心延遲購買產(chǎn)品，此時企業(yè)第一階段的生產(chǎn)決策將影響第二階段的生產(chǎn)決策。

(2)企業(yè)采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比較高(λ2/k∈(2,+)) 若企業(yè)的單位生產(chǎn)成本較低(c∈(0,1])，則其第二階段是否采用低碳原材料與消費者的耐心程度相關(guān)：當消費者的耐心程度較高時，第二階段會采用低碳原材料；當消費者的耐心程度較低時，第二階段的決策將受到第一階段影響。若單位生產(chǎn)成本較高(c∈(1,λ2/2k])，則企業(yè)第一階段的生產(chǎn)決策將影響第二階段的生產(chǎn)決策。若單位生產(chǎn)成本很高(c∈(λ2/2k,+))，則由于策略性消費者的觀望特征，企業(yè)選擇在第二階段采用低碳原材料生產(chǎn)可提高產(chǎn)品的銷售量。

3.2 企業(yè)低碳生產(chǎn)均衡策略

基于定理1的結(jié)論，進一步分析企業(yè)第一階段是否采用低碳原材料的決策，進而得出企業(yè)低碳原材料采用的均衡策略。

3.2.1 低產(chǎn)出投入比(λ2/k∈(0,2])

由定理1①可知，當c∈(0,λ2/2k]或c∈(1,+)且時，第二階段采用低碳原材料進行生產(chǎn)。若企業(yè)第一階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為AA情景；若企業(yè)第一階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為NA情景。為了研究第一階段生產(chǎn)低碳產(chǎn)品對制造企業(yè)收益的影響，通過對比采用低碳原材料前后制造企業(yè)收益的變化，得出其生產(chǎn)策略，即引理3：

由定理1①可知，當c∈(λ2/2k,1]或c∈(1,+)且時，兩階段的生產(chǎn)決策相反。若企業(yè)第一階段采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為AN情景；若企業(yè)第一階段不采用低碳原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，則為NA情景。由此得到引理4：

證明過程與引理3相似，在此從略。

綜合引理3和引理4，得到低產(chǎn)出投入比時企業(yè)的均衡策略，即定理2：

由定理2并結(jié)合圖1可以發(fā)現(xiàn)：

(1)當采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比較低時，兩階段均采用低碳原材料的概率較低。這是因為采用低碳原材料的成本過高，而獲得的收益增量有限，所以企業(yè)不會傾向于兩階段均采用低碳原材料進行生產(chǎn)。

(3)當產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本適中時，企業(yè)的均衡策略為NA或AN仍取決于消費者的耐心度。若消費者耐心度很低，則僅在第二階段銷售低碳產(chǎn)品就能夠促使第一階段高碳產(chǎn)品的銷售，因此企業(yè)的決策為NA策略。隨著消費者耐心度的提升，僅在第一階段銷售低碳產(chǎn)品就能夠促使第二階段高碳產(chǎn)品的銷售，即均衡策略轉(zhuǎn)變?yōu)锳N策略。

(4)當產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本很高時，企業(yè)的均衡策略為NA。由于產(chǎn)品較昂貴，若第一階段投入低碳產(chǎn)品，則可能造成第二階段的需求量銳減，進而影響制造企業(yè)的總收益。另外，作為理性且風險中性的企業(yè)，應(yīng)在第一階段推出售價較低的高碳產(chǎn)品先行試水以滿足市場，在第二階段推出價格更高的低碳產(chǎn)品以滿足高低碳偏好消費者的需求，這與實踐中企業(yè)的戰(zhàn)略決策一致。

進一步分析消費者耐心度和低碳偏好度對企業(yè)均衡策略的影響，如圖2所示。

由圖2可以發(fā)現(xiàn)：

(1)當消費者的耐心程度較低時，消費者傾向于在第一階段購買產(chǎn)品，因此企業(yè)應(yīng)將邊際利潤較高的產(chǎn)品放在第一階段生產(chǎn)銷售。此時，當消費者的低碳偏好較低時，企業(yè)在第一階段采用低碳原材料生產(chǎn)能夠獲得更高的單位產(chǎn)品利潤率，因此AN為均衡策略；隨著消費者低碳偏好的上升，若第一階段投入低碳產(chǎn)品可能會造成第二階段需求量銳減，進而影響制造企業(yè)的總收益，因此企業(yè)的決策由AN策略轉(zhuǎn)變?yōu)镹A策略。

(2)當消費者的耐心程度較高時，消費者的觀望度上升。此時，當消費者的低碳偏好很低時，若第一階段投入高碳產(chǎn)品可能會造成第二階段的需求量銳減，因此第一階段采用低碳原材料有利于企業(yè)獲得更高的收益，即AN為均衡策略；當消費者的低碳偏好適中時，企業(yè)兩階段均應(yīng)采用低碳原材料進行生產(chǎn)，盡管此時采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比較低，但是AA策略可以避免制造企業(yè)在某一階段由需求量過小造成的損失；當消費者的低碳偏好非常強烈時，兩階段均生產(chǎn)低碳產(chǎn)品將帶來可觀的收益，但因為低碳產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較高，企業(yè)需考慮自身情況，同時消費者耐心程度較高，傾向于等待第二階段價格下降再購買產(chǎn)品，所以僅在第二階段銷售低碳產(chǎn)品能同時滿足企業(yè)自身與消費者的需求，進而提高企業(yè)的總收益，因此企業(yè)的決策將由AA策略轉(zhuǎn)變?yōu)镹A策略。

3.2.2 高產(chǎn)出投入比(λ2/k∈(2,+))

類似3.2.1節(jié)的思路，得到高產(chǎn)出投入比時企業(yè)的均衡策略，即定理3：

由定理3并結(jié)合圖3可以發(fā)現(xiàn)：

(1)當采用低碳原材料的產(chǎn)出投入比較高時，兩階段均采用低碳原材料的概率較高，與直覺相符。

(2)當產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本比較低時，企業(yè)的均衡策略為AA。由于采用低碳原材料的成本較低，企業(yè)兩階段均生產(chǎn)低碳產(chǎn)品可以提高其總收益。

(4)當產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本很高時，企業(yè)的均衡策略為NA，這與低產(chǎn)出投入比時的結(jié)論一致。

進一步分析消費者耐心度和低碳偏好度對企業(yè)均衡策略的影響，如圖4所示。

(1)當消費者的耐心程度較低時，消費者傾向于在第一階段購買產(chǎn)品。此時，當消費者的低碳偏好較低時，企業(yè)在第一階段生產(chǎn)高碳產(chǎn)品能夠極大程度地滿足消費者需求，從而獲得更高利潤，即NA為均衡策略；隨著消費者低碳偏好的上升，若第一階段投入高碳產(chǎn)品則可能無法滿足消費者的需求，進而影響企業(yè)的總收益，因此企業(yè)的決策由NA策略轉(zhuǎn)變?yōu)锳N策略。

(2)當消費者的耐心程度較高時，消費者的觀望度上升。此時，當消費者的低碳偏好較低時，若第一階段投入高碳產(chǎn)品則可能會帶來第二階段的需求量增加，因此第二階段采用低碳原材料有利于企業(yè)獲得更高的收益，即NA為均衡策略；當消費者的低碳偏好較高時，其傾向于購買低碳產(chǎn)品，受耐心程度的影響，第二階段銷售量將會激增，企業(yè)應(yīng)選擇在第二階段銷售低碳產(chǎn)品，由于低碳產(chǎn)品成本較低，企業(yè)兩階段均應(yīng)采用低碳原材料進行生產(chǎn)，可以提高企業(yè)的總收益，因此企業(yè)的決策為AA策略。

4 結(jié)束語

本文考慮產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本和低碳偏好型策略消費者對單一制造企業(yè)兩階段生產(chǎn)決策的影響，基于企業(yè)兩階段的生產(chǎn)選擇問題構(gòu)建了4種收益模型，并探討了其兩階段低碳原材料的生產(chǎn)均衡策略。研究結(jié)果表明：

(1)當消費者耐心度較低時，企業(yè)傾向于第一階段采用低碳原材料；反之，傾向于第二階段采用低碳原材料。另外，低碳原材料成本可以看作為生產(chǎn)成本的增加，而采用低碳原材料減少碳排放量產(chǎn)生的效益可以理解為提高了單位產(chǎn)品的收益。當消費者耐心度較低時，其集中于第一階段購買產(chǎn)品，此時銷售低碳產(chǎn)品可以獲得更高的收益增量；隨著消費者耐心度的提升，第一階段的收益增量難以抵消低碳原材料帶來的負荷，而第二階段采用低碳原材料可以獲得由碳排放量減少帶來的收益增量，因此企業(yè)偏向于第二階段生產(chǎn)低碳產(chǎn)品。

(2)消費者的低碳偏好度對企業(yè)的生產(chǎn)均衡具有重要的影響。產(chǎn)出投入比較低(高)時，消費者較低的低碳偏好使企業(yè)傾向于第一(二)階段采用低碳原材料進行生產(chǎn)，隨著消費者低碳偏好的升高，第二(一)階段生產(chǎn)低碳產(chǎn)品可以獲得更高的收益。

(3)較低的單位生產(chǎn)成本有助于企業(yè)在兩階段均采用低碳原材料進行生產(chǎn)，對我國低碳經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。隨著生產(chǎn)成本的上升，企業(yè)偏向于第一階段生產(chǎn)低碳產(chǎn)品；當生產(chǎn)成本很高時，作為理性且風險中性的企業(yè)，將在第一階段推出售價較低的高碳產(chǎn)品先行試水以滿足市場，在第二階段推出價格更高的低碳產(chǎn)品以滿足高低碳偏好消費者的需求。

本文僅局限于研究低碳偏好型策略消費者對單個制造企業(yè)的影響，而實際運作中會涉及多個制造企業(yè)和零售企業(yè)，未來的研究可以考慮低碳偏好型策略消費者對供應(yīng)鏈決策的影響與協(xié)調(diào)問題。另外，本文考慮無異質(zhì)性的消費者，對低碳產(chǎn)品均具有低碳偏好屬性，而實際生活中，部分消費者對低碳產(chǎn)品并不敏感，因此異質(zhì)性消費者對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響可以作為進一步研究的方向。