蔣曼曼,陳達(dá)強(qiáng)
(1.上海財(cái)經(jīng)大學(xué)浙江學(xué)院工商管理系,浙江金華 321018;2.浙江工商大學(xué)管理工程與電子商務(wù)學(xué)院,浙江杭州 310018)
隨著生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),普通高碳產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足消費(fèi)者的需求。技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量敏感度的提升,加快了企業(yè)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的改造升級(jí)。多種功能相同或相似的升級(jí)產(chǎn)品在同一市場(chǎng)上銷售,企業(yè)不僅要應(yīng)對(duì)來自外部的競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)要協(xié)調(diào)內(nèi)部產(chǎn)品的關(guān)系,這無疑增加了企業(yè)的決策難度。供應(yīng)鏈中的各節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間合作與競(jìng)爭(zhēng)并存,因此,如何協(xié)調(diào)鏈上企業(yè)活動(dòng),優(yōu)化供應(yīng)鏈系統(tǒng)的性能成為了供應(yīng)鏈管理的關(guān)鍵問題之一。
對(duì)比傳統(tǒng)供應(yīng)鏈,影響低碳供應(yīng)鏈的因素更多,協(xié)調(diào)問題變得更加復(fù)雜,目前已有學(xué)者致力于低碳供應(yīng)鏈的研究。李友東等[1]研究了低碳供應(yīng)鏈減排合作機(jī)制下的協(xié)調(diào)策略問題,通過制造商返利給零售商和消費(fèi)者兩種形式來解決低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。方健等[2]研究在聯(lián)合決策時(shí),收益共享契約對(duì)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)的影響。Zhang 等[3]考慮政府碳限額與交易管制情形下,研究不同供應(yīng)鏈權(quán)力結(jié)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)決策、減排決策和排放上限的影響。周艷菊等[4]以政府節(jié)能減排和消費(fèi)者低碳偏好為背景,將成本共擔(dān)契約引入到模型中,分析了成本分擔(dān)對(duì)供應(yīng)鏈成員企業(yè)利潤(rùn)的影響。ZHOU 等[5]在雙壟斷背景下,針對(duì)碳減排成本對(duì)低碳產(chǎn)品推廣制約的問題,并分析低碳產(chǎn)品研發(fā)投入分擔(dān)契約對(duì)產(chǎn)品訂購量以及企業(yè)決策的影響。孫嘉楠等[6]考慮消費(fèi)者不同購買渠道偏好選擇對(duì)制造商減排決策的影響。
近幾年,公平偏好理論的供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)研究取得了豐碩的成果,具有利他偏好的決策者,不僅關(guān)注自身的利益,同時(shí)還關(guān)注供應(yīng)鏈其他成員的利益。駱正清等[7]以雙渠道為背景探討供應(yīng)鏈成員的利他行為,并討論制造商和零售商的利他偏好系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈利潤(rùn)的影響。代應(yīng)等[8]考慮政府碳排放限額,引入了批發(fā)價(jià)契約機(jī)制,建立利他偏好模型,并探討了利他行為對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響。劉永勝等[9]從供應(yīng)商利他行為出發(fā),探討零售商利他與否對(duì)供應(yīng)鏈價(jià)格決策的影響。程茜等[10]考慮消費(fèi)者低碳偏好和政府碳稅,構(gòu)建利他偏好供應(yīng)鏈決策模型,并探討利他偏好系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈定價(jià)和減排決策的影響。以上研究主要側(cè)重于單一產(chǎn)品低碳供應(yīng)鏈的決策研究,并未涉及替代產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的問題。公平偏好理論雖然有利于供應(yīng)鏈成員企業(yè)之間的合作,但由于產(chǎn)品種類和數(shù)量的增加,企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈,如何平衡供應(yīng)鏈企業(yè)多產(chǎn)品之間的合作與競(jìng)爭(zhēng)成為了低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究的熱點(diǎn)問題。
低碳產(chǎn)品替代高碳產(chǎn)品是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容,當(dāng)市場(chǎng)中同時(shí)存在這兩種產(chǎn)品時(shí),必然會(huì)引起產(chǎn)品間的競(jìng)爭(zhēng)。Zhang 等[11]構(gòu)建了消費(fèi)者低碳偏好對(duì)制造商同時(shí)生產(chǎn)普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的渠道協(xié)調(diào)建立3 種決策模型,并比較他們的最優(yōu)訂貨量、批發(fā)價(jià)。李友東等[12]研究了3 種博弈型下,兩種可替代產(chǎn)品的零售價(jià)格、碳減排量、低碳偏好以及零售商銷售努力對(duì)低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的影響。Seyyed-Mahdi 等[13]研究了壟斷制造商在傳統(tǒng)非綠色產(chǎn)品的基礎(chǔ)上推出一種新的可替代的綠色產(chǎn)品,并確定新產(chǎn)品的綠色質(zhì)量水平,同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)型零售商確定綠色產(chǎn)品的保修期。通過博弈發(fā)現(xiàn),可替代產(chǎn)品的綠色質(zhì)量和質(zhì)保期對(duì)企業(yè)決策的影響。羅治洪等[14]分析了在零售商有無能力限制的情況下,訂購環(huán)境質(zhì)量和價(jià)格不同的兩種產(chǎn)品,建立利潤(rùn)最大化模型,確定兩種產(chǎn)品的最優(yōu)訂貨量和消費(fèi)者低碳偏好對(duì)其的影響。Ma 等[15]研究了兩種替代產(chǎn)品在兩階段供應(yīng)鏈的定價(jià)策略,討論6 種博弈模型下價(jià)格彈性、替代產(chǎn)品交叉價(jià)格敏感性和綠色制造系數(shù)對(duì)綠色制造水平的影響。這些文獻(xiàn)豐富了替代產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題,但在具有多產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的替代系統(tǒng)中,供應(yīng)鏈成員企業(yè)為了維護(hù)自己的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益,會(huì)主動(dòng)幫助合作伙伴,實(shí)現(xiàn)互利共贏。倘若忽略了供應(yīng)鏈成員的利他行為,則可能導(dǎo)致供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的降低,甚至不利于產(chǎn)品的節(jié)能減排。
基于此,本文通過共存于市場(chǎng)中的低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品的需求差異性構(gòu)建兩類產(chǎn)品的需求函數(shù),并考察零售商利他偏好、消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感度、替代產(chǎn)品價(jià)格敏感度對(duì)低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的影響,通過供應(yīng)鏈利益相關(guān)企業(yè)相互博弈實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的目的。
相對(duì)于現(xiàn)有的研究,本文的理論價(jià)值在于將產(chǎn)品替代價(jià)格、碳減排、消費(fèi)者低碳偏好和利他偏好等因素綜合考慮到存在低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)系統(tǒng)中,進(jìn)一步豐富了低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)理論,并為供應(yīng)鏈企業(yè)在低碳背景下進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)改造提供更貼近現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的理論參考。
在低碳背景下,制造商通過提升節(jié)能減排技術(shù)來降低產(chǎn)品的碳排放量。低碳產(chǎn)品是高碳產(chǎn)品技術(shù)改進(jìn)后的升級(jí)產(chǎn)品,兩種產(chǎn)品功能相似,且具有一定的替代性。低碳產(chǎn)品生產(chǎn)成本以及零售價(jià)格均大于高碳產(chǎn)品。本文考慮制造商和零售商構(gòu)成的兩級(jí)低碳供應(yīng)鏈,制造商將兩種產(chǎn)品批發(fā)給同一個(gè)零售商,且市場(chǎng)信息對(duì)制造商和零售商都是對(duì)稱和完全相同的。低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)需求隨低碳產(chǎn)品碳減排量的提升而增加、隨其零售價(jià)格增加而減少。為此,本文研究的低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題是:在高碳產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格、碳減排量和零售價(jià)格已知情況下,為提高低碳產(chǎn)品市場(chǎng)占有率、減少高碳產(chǎn)品消費(fèi)量,討論低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品并存時(shí),制造商選擇完全自利零售商和利他偏好零售商兩類決策情形下供應(yīng)鏈各參與方的決策優(yōu)化。
本文中使用的符號(hào)說明如表1 所示:
表1 相關(guān)變量及含義
在不改變問題本質(zhì)的前提下,本文給出以下基本假設(shè):
假設(shè)1 低碳產(chǎn)品不會(huì)影響高碳產(chǎn)品的價(jià)格和碳減排量。
假設(shè)2 制造商通過提高節(jié)能減排技術(shù)來降低產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的碳排放量,減排成本為為減排成本系數(shù)。
假設(shè)3 市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品總潛在需求為2a,兩種替代產(chǎn)品在同一市場(chǎng)銷售,具有相同的潛在市場(chǎng)需求,分別為a,其市場(chǎng)需求量受兩種產(chǎn)品銷售價(jià)格、碳減排量以及消費(fèi)者低碳偏好的影響。參照Liu 等[17]和Zhang 等[11]等人對(duì)需求函數(shù)的假定,兩種產(chǎn)品的需求函數(shù)分別為:
在完全自利情形下,為了使利潤(rùn)最大化,供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行獨(dú)立決策。因此制造商和零售商的利潤(rùn)函數(shù)分別為:
作為供應(yīng)鏈主導(dǎo)企業(yè)的制造商,會(huì)選擇具有利他偏好的零售商進(jìn)行合作。利他型零售商在決策時(shí),不僅考慮自身利潤(rùn),同時(shí)也考慮制造商利潤(rùn),它不再追求自身利益最大化,而是追求自身效用最大化,此時(shí)零售商的效用函數(shù)可以表示為:
從推論1 可以看出,零售商的利他偏好不是無限增大的,只有當(dāng)單件產(chǎn)品的利潤(rùn)為正時(shí),利他型零售商才愿意和完全自利型制造商合作。利他型零售商在決策時(shí),首先要保證自身利益不出現(xiàn)虧損,在此基礎(chǔ)上考慮制造商的利潤(rùn)。因此零售商的利他偏好系數(shù)不宜過高。
推論2 說明在利他偏好情形下,并不能保證供應(yīng)鏈成員企業(yè)的利潤(rùn)都得改善,但當(dāng)零售商利他偏好系數(shù)時(shí),零售商有利可圖,同時(shí)供應(yīng)鏈獲得更多的利潤(rùn)。
推論3 零售商利他情形下,低碳產(chǎn)品的碳減排量、批發(fā)價(jià)格、零售價(jià)格、制造商利潤(rùn)函數(shù)是關(guān)于零售商利他偏好的增函數(shù)。
證明:
推論4 與完全自利情形相比,零售商利他偏好有利于產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格、碳減排量、零售價(jià)格以及制造商利潤(rùn)以及低碳產(chǎn)品銷量的增加。
由推論4 可知,為了整個(gè)供應(yīng)鏈經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,零售商通過提高產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格來鼓勵(lì)制造商加大減排技術(shù)的投入,使得更多的低碳產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)來滿足消費(fèi)者需求,同時(shí)消費(fèi)者也愿意付出更多的費(fèi)用購買低碳產(chǎn)品。
推論5 零售商銷售每單位低碳產(chǎn)品獲得的利潤(rùn)高于高碳產(chǎn)品,但與完全自利情形相比,低碳產(chǎn)品的單位利潤(rùn)降低。
推論5 表明零售商采用薄利多銷形式來獲得更高的利潤(rùn)。銷售量的增加有會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)零售商的利他行為和制造商碳減排水平的提高,實(shí)現(xiàn)低碳供應(yīng)鏈良性循環(huán)。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,制造商更愿意和具有利他偏好的零售商合作。
為了能夠更好的驗(yàn)證模型和結(jié)論的合理性,本文采用matlab 軟件進(jìn)行數(shù)值模擬和靈敏度分析。通過給出的數(shù)據(jù)來分析零售商利他偏好、消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感度和替代產(chǎn)品價(jià)格敏感度對(duì)決策變量及供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的影響。以下參數(shù)值是基于之前的幾項(xiàng)研究[11-14],并進(jìn)一步規(guī)范化作為基準(zhǔn),具體參數(shù)設(shè)置如下:。在完全自利型決策模型和零售商利他型決策模型中,所有決策變量和利潤(rùn)對(duì)應(yīng)的結(jié)果如表2 所示。
表2 完全自利型決策和零售商利他型決策對(duì)應(yīng)的結(jié)果
從表2 中可以看出,與完全自利情形相比,零售商利他偏好下低碳產(chǎn)品的碳減排量、批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格明顯增高,說明零售商利他行為有利于鼓勵(lì)制造商節(jié)能減排。在零售商利他情形下,低碳產(chǎn)品的銷售量增加,而高碳產(chǎn)品的銷售量降低。制造商的利潤(rùn)和供應(yīng)鏈的整體利潤(rùn)優(yōu)于完全自利情形。
由圖1 和圖2 可知,零售商在不損害供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的前提下,利用自己的利他行為幫助制造商獲取更多的利潤(rùn),鼓勵(lì)制造商加大節(jié)能減排力度。利他型零售商用更高的批發(fā)價(jià)格購買制造商生產(chǎn)的低碳產(chǎn)品,目的是分擔(dān)制造商節(jié)能減排技術(shù)的成本投入,生產(chǎn)出替代性更高的產(chǎn)品,幫助制造商獲得更多的利潤(rùn)。但零售商的利他偏好系數(shù)并不是越大越好,隨著ρr的增加,零售商的利潤(rùn)減少,并且減少的幅度逐漸增大。供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)隨著ρr的增加先增加后減少,由此可知,當(dāng)零售商的利他偏好系數(shù)超過一定限度時(shí),也不利于供應(yīng)鏈的整體利益。
圖1 ρr 對(duì)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)的影響
圖2 ρr 對(duì)決策變量的影響
消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感度的大小取決于消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的高低,環(huán)保意識(shí)越強(qiáng),消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量越敏感。不同的消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)程度不同,因此本文將消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感系數(shù)μ的?。?,2]區(qū)間的值,考查μ的變化對(duì)供應(yīng)鏈決策變量及利潤(rùn)的影響。
從圖3 和圖4 可知,不管零售商利他情形還是完全自利情形,制造商利潤(rùn)、零售商利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)與消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感系數(shù)都是成正向關(guān)系。制造商通過技術(shù)研發(fā)投資生產(chǎn)出碳減排更高的低碳產(chǎn)品,不僅滿足消費(fèi)者低碳偏好的需求,更能提高供應(yīng)商利潤(rùn)。
圖3 μ 對(duì)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)的影響
圖4 μ 對(duì)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的影響
由圖5 和圖6 可知,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感程度高,說明消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)強(qiáng),消費(fèi)者更注重產(chǎn)品的碳減排量,在購買產(chǎn)品時(shí),優(yōu)先選擇低碳產(chǎn)品。也就意味著低碳產(chǎn)品將替代部分高碳產(chǎn)品滿足消費(fèi)者環(huán)保需求。對(duì)于制造商來說,加大低碳產(chǎn)品成本的投入,生產(chǎn)更加節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,來滿足消費(fèi)者差異性需求。環(huán)保意識(shí)不同的消費(fèi)者,購買產(chǎn)品愿意付出的成本也不相同,對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感性高的消費(fèi)者愿意付出更高價(jià)格購買低碳產(chǎn)品。對(duì)于制造商和零售商而言,每銷售一單位低碳產(chǎn)品獲得的利潤(rùn)高于高碳產(chǎn)品。隨著消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)不斷提高,低碳產(chǎn)品的銷量逐漸增加,供應(yīng)鏈成員企業(yè)能獲得更多的利潤(rùn)。
圖5 μ 對(duì)決策變量的影響
圖6 μ 對(duì)需求量的影響
價(jià)格敏感度系數(shù)θ代表低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品之間的替代效應(yīng),也反映了消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量的敏感度,θ越小表示產(chǎn)品兩種產(chǎn)品的替代性越小。因此本文將替代產(chǎn)品價(jià)格敏感度系數(shù)θ的?。?,1]區(qū)間的值,觀察低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品在不同替代率下,決策變量及利潤(rùn)的變化趨勢(shì)。
從圖7 可得,在完全自利情形下,制造商的利潤(rùn)隨價(jià)格敏感度系數(shù)的增大而增大,但增加的幅度不大。在零售商利他情形下,制造商的利潤(rùn)隨著的增大而減少。越小,說明低碳產(chǎn)品與高碳產(chǎn)品之間的差異度就越大,替代性也越低。從短期來看,低碳產(chǎn)品的減排量越高,零售商利潤(rùn)越低,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā),低碳產(chǎn)品更加符合消費(fèi)者需求動(dòng)向,低碳產(chǎn)品替代高碳產(chǎn)品是市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由圖8 可知,供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)并不隨價(jià)格敏感度系數(shù)的大小而發(fā)生變化。利他型零售商在不改變供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的條件下,鼓勵(lì)制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品來滿足消費(fèi)者低碳偏好的需求,不僅使自己在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處理有利地位,并且迎合市場(chǎng)需求,通過薄利多銷來提升企業(yè)利潤(rùn)。
圖7 θ 對(duì)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)的影響
圖8 θ 對(duì)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的影響
從圖9 和圖10 可以看出,隨著低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品之間的差異變大,說明制造商投入的研發(fā)成本增高,低碳產(chǎn)品的碳減排量增加,這部分成本會(huì)分?jǐn)偟矫繂挝坏吞籍a(chǎn)品批發(fā)價(jià)中,因此低碳產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)會(huì)隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量的敏感度的升高而增加,消費(fèi)者也愿意付出更多的費(fèi)用購買低碳產(chǎn)品。產(chǎn)品的差異化程度提升,普通產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量減少,低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量增加,有利于提高低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率,減少高碳產(chǎn)品的使用量。
圖9 θ 對(duì)決策變量的影響
圖10 θ 對(duì)需求量的影響
從圖9 和圖10 可以看出,隨著低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品之間的差異變大,說明制造商投入的研發(fā)成本增高,低碳產(chǎn)品的碳減排量增加,這部分成本會(huì)分?jǐn)偟矫繂挝坏吞籍a(chǎn)品批發(fā)價(jià)中,因此低碳產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)會(huì)隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量的敏感度的升高而增加,消費(fèi)者也愿意付出更多的費(fèi)用購買低碳產(chǎn)品。產(chǎn)品的差異化程度提升,普通產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量減少,低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量增加,有利于提高低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率,減少高碳產(chǎn)品的使用量。
本文通過研究具有替代性的兩種產(chǎn)品低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題,并引入零售商利他偏好屬性,探討零售商利他偏好、消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感度、替代產(chǎn)品價(jià)格敏感度對(duì)低碳供應(yīng)鏈決策變量及協(xié)調(diào)性的影響。研究發(fā)現(xiàn):(1)零售商利他行為在一定程度上可以鼓勵(lì)制造商節(jié)能減排,使供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)得到Pareto 改善;(2)零售商銷售每單位低碳產(chǎn)品獲得的利潤(rùn)高于高碳產(chǎn)品,但與完全自利情形相比,低碳產(chǎn)品的單位利潤(rùn)降低;(3)替代產(chǎn)品的差異性越大,越有利于提高低碳產(chǎn)品的銷量,實(shí)現(xiàn)低碳供應(yīng)鏈良性循環(huán);(4)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳減排量的敏感度越高,供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的利潤(rùn)越大,低碳產(chǎn)品的銷量越多。
進(jìn)一步研究,本模型探討了零售商利他行為對(duì)替代產(chǎn)品低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的影響,沒有考慮制造商利他以及雙方均利他的情形。另外,在本模型中假設(shè)信息是完全且對(duì)稱的,但在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,供應(yīng)鏈成員企業(yè)獲取信息的能力和方式不同,得到的信息具有差異性,因此可以將本模型擴(kuò)展到信息不完全對(duì)稱情形。