林志炳

(福州大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福建 福州 350116)

1 引言

隨著近幾年制造業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)值在全世界的占比已經(jīng)超過了35%，成為一個(gè)制造大國(guó)。但制造業(yè)的發(fā)展依然沒有擺脫高消耗、高排放的模式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)能源消費(fèi)總量為46.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，碳排放量超過了100億噸。面對(duì)十分嚴(yán)峻的環(huán)境問題和資源約束問題，綠色制造已成為制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)戰(zhàn)略性任務(wù)。綠色制造是一個(gè)綜合考慮資源效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)效益的現(xiàn)代制造模式，需要進(jìn)行大量的技術(shù)研發(fā)，從而導(dǎo)致了綠色產(chǎn)品的價(jià)格往往要高于傳統(tǒng)產(chǎn)品。但隨著政府和企業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)與綠色產(chǎn)品的宣傳，越來越多的消費(fèi)者認(rèn)識(shí)到環(huán)境問題的嚴(yán)重性。市場(chǎng)調(diào)查顯示，具有較高環(huán)保意識(shí)的消費(fèi)者，更傾向于購(gòu)買綠色產(chǎn)品，而且愿意為綠色產(chǎn)品支付更高的價(jià)格，而這促進(jìn)了綠色制造的發(fā)展。

近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)綠色供應(yīng)鏈做了大量的研究，涌現(xiàn)出非常多具有參考價(jià)值的文獻(xiàn)[1-17]。其中，不少文獻(xiàn)考慮到了消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)問題。這類分析可以分為以下幾類：一，分析消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)對(duì)企業(yè)決策和收益的影響。如Liu等[6]采用兩階段供應(yīng)鏈模型探討了競(jìng)爭(zhēng)和消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)對(duì)渠道成員的影響。通過Stackelberg博弈分析發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)對(duì)零售商和制造商都有利，但隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，消費(fèi)者的環(huán)保意識(shí)有可能導(dǎo)致制造商盈利能力的下降。趙道致和王楚格[7]考慮了消費(fèi)者和制造商的低碳意識(shí)，并構(gòu)建了一個(gè)二級(jí)供應(yīng)鏈模型。結(jié)果表明，提高消費(fèi)者和制造商的低碳意識(shí)是保證低碳經(jīng)濟(jì)良性成長(zhǎng)和企業(yè)利潤(rùn)的關(guān)鍵。Ji Jingna等[8]構(gòu)建了一個(gè)包含限額交易和消費(fèi)者低碳偏好的Stackelberg博弈模型，分析了消費(fèi)者的低碳偏好對(duì)制造商渠道策略的影響。在此基礎(chǔ)上，比較了兩種減排策略(單一制造商減排策略和制造商與零售商聯(lián)合減排策略)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合減排策略對(duì)制造商和零售商更有利的。二，研究消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)對(duì)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略的影響。如曹柬等[9]在考慮消費(fèi)者綠色產(chǎn)品偏好的基礎(chǔ)上，分別討論了基于Stackelberg博弈和合作決策的綠色供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略。結(jié)果表明，基于合作決策的協(xié)調(diào)策略, 不僅提高企業(yè)收益, 也提高了消費(fèi)者福利。Zhang Linghong等[10]通過研究消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)對(duì)供應(yīng)鏈模型中的訂貨決策和渠道協(xié)調(diào)的影響指出，訂貨量隨著消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的提高而增加，而且根據(jù)環(huán)保意識(shí)對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行細(xì)分，對(duì)供應(yīng)鏈渠道成員有利。曲優(yōu)等[11]針對(duì)異質(zhì)性消費(fèi)者的綠色偏好，提出了一個(gè)基于風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償?shù)钠跫s，并指出該契約在合理的轉(zhuǎn)移支付區(qū)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)綠色供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。三，考慮消費(fèi)者偏好信息的不對(duì)稱問題。如趙道致等[12]針對(duì)消費(fèi)者低碳偏好程度未知的企業(yè)產(chǎn)品線定價(jià)問題，設(shè)計(jì)了產(chǎn)品減排量和加價(jià)額的組合定價(jià)策略，實(shí)現(xiàn)了基于低碳偏好的消費(fèi)者劃分。樓高翔等[13]研究了消費(fèi)者低碳偏好信息不對(duì)稱情景下的供應(yīng)鏈激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)問題，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制造商雖然可以通過激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信息共享，但不一定能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。四，在考慮消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的基礎(chǔ)上，研究政府補(bǔ)貼或征稅策略。如朱慶華和竇一杰[14]用環(huán)境滿意度刻畫消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的偏好，建立一個(gè)三階段的綠色供應(yīng)鏈模型，分析了政府與企業(yè)之間的交互策略，揭示了政府參與博弈的行為對(duì)企業(yè)綠色生產(chǎn)決策的影響。熊中楷和胡金輝[15]在考慮消費(fèi)者低碳意識(shí)基礎(chǔ)上，分析了碳稅等調(diào)控策略對(duì)技術(shù)選擇的影響。即，當(dāng)消費(fèi)者低碳意識(shí)較強(qiáng)時(shí)，制造商傾向于采用低碳技術(shù)；隨著碳稅水平的提高，制造商低碳技術(shù)選擇將是一個(gè)“不采用-采用-不采用”的轉(zhuǎn)變過程。慕艷芬等[16]構(gòu)建了基于消費(fèi)者異質(zhì)性的綠色供應(yīng)鏈模型，探討了政府碳稅政策對(duì)制造技術(shù)選擇的影響，研究發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者的異質(zhì)性對(duì)政府的碳稅區(qū)間存在不可忽略的影響。Yang Huixiao和Chen Wenbo[17]在考慮消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)和碳稅的基礎(chǔ)上，分析了零售商的收益共享和成本分?jǐn)偲跫s對(duì)制造商減排策略的影響。結(jié)果表明，在任何一種契約條件下，消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)或碳稅的提高都將激勵(lì)制造商進(jìn)行減排投資。

上述文獻(xiàn)針對(duì)綠色供應(yīng)鏈中的消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)及其影響進(jìn)行了深入的研究，獲得了很多精細(xì)化的結(jié)果。但并未考慮綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性特征。網(wǎng)絡(luò)外部性指的是消費(fèi)者的效用隨著購(gòu)買相同或兼容商品的總?cè)藬?shù)增加而提高，它可以分為直接網(wǎng)絡(luò)外部性和間接網(wǎng)絡(luò)外部性。很多產(chǎn)品具有網(wǎng)絡(luò)外部性特征，如手機(jī)等通信設(shè)備具有明顯的直接網(wǎng)絡(luò)外部性，而耐用產(chǎn)品的售后服務(wù)具有間接網(wǎng)絡(luò)外部性特征[18]。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)外部性的定義可知，具有網(wǎng)絡(luò)外部性的傳統(tǒng)產(chǎn)品不僅不會(huì)因?yàn)椴捎镁G色制造策略而導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)外部性的消失，甚至?xí)岣弋a(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性。這主要是因?yàn)榫G色產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的兼容性一般會(huì)高于傳統(tǒng)產(chǎn)品對(duì)綠色產(chǎn)品的兼容性。如混合動(dòng)力汽車，即能使用傳統(tǒng)的加油站，也能使用充電樁進(jìn)行充電。而且隨著銷售量的提高，充電樁的建設(shè)數(shù)量也隨之增加，從而大大提高了產(chǎn)品的使用效用。因此，本文將在消費(fèi)者綠色偏好的基礎(chǔ)上，考慮產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性特征，構(gòu)建一個(gè)兩級(jí)供應(yīng)鏈模型，探討網(wǎng)絡(luò)外部性對(duì)企業(yè)決策行為的影響。

2 問題描述和假設(shè)

根據(jù)消費(fèi)者的異質(zhì)性，假設(shè)其支付意愿v均勻分布在[0,1]區(qū)間。考慮到消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的偏好以及產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性特征，本文借鑒文獻(xiàn)[19-21]中的消費(fèi)者效用函數(shù)給出如下假設(shè)：如果消費(fèi)者購(gòu)買綠色產(chǎn)品，其效用函數(shù)為U1=v-p1+a1d1；如果消費(fèi)者購(gòu)買傳統(tǒng)產(chǎn)品，其效用函數(shù)為U2=gv-p2+a2d2，其中ai,di(i=1,2)分別表示產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)和市場(chǎng)需求(i=1表示綠色產(chǎn)品，i=2表示傳統(tǒng)產(chǎn)品)。g表示消費(fèi)者的產(chǎn)品偏好，g越小，表明消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的偏好程度越高。為了保證均衡解的存在，假設(shè)1>a1>0，1>g>a2>0，4(1-a1)η>k2。

3 傳統(tǒng)制造模型

(1)

(2)

證明：略。

從性質(zhì)1可知，對(duì)于異質(zhì)性消費(fèi)者，傳統(tǒng)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性并不影響批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格，但會(huì)影響產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，并最終影響制造商和零售商的收益。而且，網(wǎng)絡(luò)外部性越高，市場(chǎng)需求越大，制造商和零售商的收益越高。

4 綠色制造模型

4.1 信息對(duì)稱下的綠色制造模型

(3)

(4)

性質(zhì)2：在信息對(duì)稱下的綠色制造模型中，

證明：略。

從性質(zhì)2可知，綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性對(duì)批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格存在影響，這和傳統(tǒng)制造模型不同。為了更清楚了解綠色產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)外部性的影響，通過敏感性分析，可得以下性質(zhì)。

證明：

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

性質(zhì)3表明，綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)越高，產(chǎn)品的綠色水平越高，批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格越低，對(duì)制造商和零售商越有利。這主要是因?yàn)椋S著網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)的提高，需求的增長(zhǎng)對(duì)消費(fèi)者效用的提升效果將更明顯。制造商對(duì)批發(fā)價(jià)格和綠色水平的調(diào)節(jié)不僅對(duì)市場(chǎng)需求產(chǎn)生直接影響，也將通過網(wǎng)絡(luò)外部性影響消費(fèi)者效用來間接影響市場(chǎng)需求，從而使得市場(chǎng)需求大幅度提高，最終導(dǎo)致了制造商和零售商收益的提升。

其中

4.2 信息不對(duì)稱下的綠色制造模型

根據(jù)信息對(duì)稱模型的分析結(jié)果可知，在信息不對(duì)稱模型中，零售商的收益函數(shù)為

(10)

(11)

性質(zhì)5：在信息不對(duì)稱模型中，如果0<-k2B<4ηA成立，

證明：略

性質(zhì)6和性質(zhì)4類似，給出了信息不對(duì)稱情況下制造商進(jìn)行綠色制造的技術(shù)門檻。但是，性質(zhì)6的結(jié)果表明，在信息不對(duì)稱模型中，制造商對(duì)網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)的估計(jì)會(huì)影響制造商實(shí)施綠色制造的技術(shù)門檻。換言之，零售商可以通過信息共享策略影響該技術(shù)門檻，從而影響制造商的綠色制造策略。為了更清楚的刻畫零售商信息共享策略的影響，對(duì)比性質(zhì)4和性質(zhì)6，可得以下推論。

推論1：(1)當(dāng)(2t-1)(1-a1)Ω3；(2)當(dāng)(2t-1)(1-a1)≥e時(shí)，Ω2≤Ω3。

推論1表明，當(dāng)(2t-1)(1-a1)

5 模型拓展

前文的綠色制造模型僅考慮制造商生產(chǎn)單一綠色產(chǎn)品的情況。然而，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，制造商也可采用混合制造策略(同時(shí)生產(chǎn)綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品)。因此，本節(jié)將簡(jiǎn)要的探討一下混合制造策略的供應(yīng)鏈模型。

5.1 信息對(duì)稱下的混合制造模型

(12)

(13)

通過比較傳統(tǒng)制造策略、綠色制造策略和混合制造策略下的渠道成員收益，可得以下性質(zhì)。

性質(zhì)8：πm>πm2，πm>πm1，πr>πr2。

證明：

(14)

πm-πm1

(15)

(16)

性質(zhì)8表明在信息對(duì)稱條件下，制造商采用混合制造策略時(shí)的收益將高于采用傳統(tǒng)制造策略和綠色制造策略時(shí)的收益。這主要是因?yàn)?，相?duì)于傳統(tǒng)制造策略和綠色制造策略，混合制造策略不僅能夠通過雙產(chǎn)品覆蓋更廣泛的市場(chǎng)，還會(huì)導(dǎo)致制造商獲得更明顯的先動(dòng)優(yōu)勢(shì)，它們的綜合影響比兩種產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)造成的同型裝配效應(yīng)(cannibalization effect)更顯著。此時(shí)，制造商將偏好于混合制造策略。混合制造策略下零售商的收益也將高于傳統(tǒng)制造策略下的收益，但未必會(huì)高于綠色制造策略下的收益。由于πr-πr1是一個(gè)比較復(fù)雜的表達(dá)式，無法直接判斷其正負(fù)性。因此，我們將在數(shù)值分析部分進(jìn)一步探討。

5.2 信息不對(duì)稱下的混合制造模型

根據(jù)信息對(duì)稱下混合制造模型的分析結(jié)果，可知在信息不對(duì)稱模型中，零售商的收益函數(shù)為

(17)

(18)

通過逆向歸納法可以獲得制造商和零售商的最優(yōu)收益，由于其表達(dá)式非常復(fù)雜，相關(guān)內(nèi)容將在數(shù)值分析部分進(jìn)行討論。

6 數(shù)值分析

性質(zhì)7分析了渠道成員在綠色制造模型中信息對(duì)稱和信息不對(duì)稱兩種情況下的收益差別，即信息共享的價(jià)值。為了更清晰給出信息共享的條件區(qū)域，我們結(jié)合性質(zhì)7的結(jié)論，用數(shù)值分析方法進(jìn)一步探討了相關(guān)參數(shù)對(duì)信息價(jià)值的影響，具體結(jié)果如下所示(a1=0.6)。

圖1 綠色制造模型中參數(shù)估計(jì)與信息共享價(jià)值關(guān)系

由于πr-πr1表達(dá)式比較復(fù)雜，在此通過數(shù)值分析對(duì)其正負(fù)關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討，從而揭示零售商對(duì)不同策略的偏好。具體結(jié)果如下圖所示(a2=0.15，c=0.1)。

圖2中的曲線表示綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)取值不同時(shí)混合制造策略和綠色制造策略對(duì)零售商無差異曲線(πr=πr1)。曲線和橫軸形成的區(qū)域表示πr1<πr，即零售商在混合制造策略下的收益高于在綠色制造策略下的收益。除此之外的區(qū)域表示πr1>πr，即零售商在綠色制造策略下的收益高于在混合制造策略下的收益。從圖2可知，隨著綠色產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)的提高，零售商偏好于綠色制造策略的條件越寬松。事實(shí)上，當(dāng)制造商選擇混合制造策略時(shí)，他將獲得更顯著的先動(dòng)優(yōu)勢(shì)。這降低了零售商的邊際收益，導(dǎo)致市場(chǎng)需求提升帶來的正向影響無法完全彌補(bǔ)同型裝配效應(yīng)帶來的負(fù)面影響。而且，綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)越高，消費(fèi)者購(gòu)買綠色產(chǎn)品獲得效用越大。綠色產(chǎn)品相對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品更有吸引力。此時(shí)，外界條件更容易導(dǎo)致零售商偏好于綠色制造策略。

圖2 零售商對(duì)制造策略的偏好關(guān)系

在信息不對(duì)稱情況下，制造商的策略選擇顯然會(huì)受到其參數(shù)估計(jì)的影響，為了更清晰的刻畫制造商的策略偏好，下圖給出了數(shù)值分析的結(jié)果(n=1,k=0.1,a1=0.3,a2=0.15,g=0.4,c=0.1)圖3中的灰色區(qū)域表示信息不對(duì)稱情況下，制造商選擇混合制造策略時(shí)的收益高于綠色制造策略下的收益，其余區(qū)域表示制造商選擇混合制造策略時(shí)的收益低于綠色制造策略下的收益。從圖中可知，當(dāng)估計(jì)值和真實(shí)值存在較小誤差時(shí)(e較小)，無論是高估還是低估，制造商都偏好于混合制造策略。當(dāng)估計(jì)值和真實(shí)值存在較大誤差時(shí)(e較大)，只有當(dāng)制造商嚴(yán)重高估時(shí)，其在混合制造策略下的收益才可能高于綠色制造策略下的收益。該結(jié)果表明，如果零售商不進(jìn)行信息共享，而且制造商不能進(jìn)行有效的估計(jì)(將估計(jì)值限定在較小區(qū)域內(nèi))時(shí)，生產(chǎn)單一的綠色產(chǎn)品是一個(gè)更穩(wěn)妥的選擇。但結(jié)合性質(zhì)8的結(jié)論可知，在一定條件下，零售商的信息共享行為可以促使制造商改變其制造策略(從綠色制造策略轉(zhuǎn)換到混合制造策略)。

圖3 信息不對(duì)稱情況下參數(shù)估計(jì)對(duì)制造商策略選擇的影響

7 結(jié)語(yǔ)

本文在消費(fèi)者綠色偏好的基礎(chǔ)上，考慮了產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性特征，構(gòu)建了一個(gè)由單一制造商和單一零售商組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈模型。在模型的分析過程中，利用逆向歸納法獲得了供應(yīng)鏈成員的Stackelberg均衡，并通過理論研究和數(shù)值分析探討了產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性對(duì)制造商制造策略選擇的影響。此外，還將供應(yīng)鏈模型拓展到混合制造模型。主要結(jié)論如下：(一)當(dāng)制造商生產(chǎn)單一產(chǎn)品時(shí)，(1) 綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性越高，產(chǎn)品的綠色水平越高，批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格越低，市場(chǎng)需求越高，對(duì)制造商和零售商越有利。(2)制造商選擇綠色制造策略應(yīng)該滿足以下條件之一：(i)綠色技術(shù)效率足夠高；(ii)綠色技術(shù)效率處于中等水平，但綠色產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性足夠高。(3)零售商的信息共享策略將影響制造商進(jìn)行綠色制造的技術(shù)門檻。(4)當(dāng)制造商對(duì)綠色產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)外部性系數(shù)的估計(jì)滿足一定條件時(shí)，零售商的信息共享策略對(duì)制造商和零售商都有利。(二)考慮綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，在一定條件下，零售商的信息共享行為將導(dǎo)致制造商從綠色制造策略轉(zhuǎn)為混合制造策略。上述結(jié)論表明，制造商的綠色制造決策不僅受到綠色技術(shù)效率的影響，還將受到產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性以及零售商信息共享策略的影響。

雖然，本文的研究獲得了一些結(jié)論，但還有不少方面值得進(jìn)一步深入探討：(1)本文考慮的是單一制造商和單一零售商組成的供應(yīng)鏈，并未考慮存在企業(yè)橫向競(jìng)爭(zhēng)的情況；(2)本文分析的是單一周期的情況，沒有考慮多期模型；(3)文中假設(shè)消費(fèi)者的支付意愿服從均勻分布，未考慮更一般的分布情況。