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        基于政府環(huán)保補貼的再制造供應(yīng)鏈均衡決策研究

        2022-03-31 12:34:27張?zhí)煅?/span>韓小雅馮范元
        經(jīng)濟研究導(dǎo)刊 2022年3期

        張?zhí)煅? 韓小雅 馮范元

        摘 要:在市場競爭環(huán)境下,基于政府環(huán)保補貼政策研究多個再制造商間均衡決策問題,在政府環(huán)保補貼和市場競爭條件下,建立多個再制造商之間的博弈模型。通過變分不等式轉(zhuǎn)化原優(yōu)化問題,證明納什均衡解是存在且唯一的,并運用歐拉算法和Matlab進行數(shù)值分析。算例結(jié)果顯示,有效的補貼政策能促使再制造企業(yè)提高其產(chǎn)品環(huán)保等級并帶來更多利潤。

        關(guān)鍵詞:再制造供應(yīng)鏈;均衡決策;環(huán)保補貼;歐拉算法

        中圖分類號:F274? ? ? ? 文獻標志碼:A? ? ? 文章編號:1673-291X(2022)03-0010-03

        引言

        隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,環(huán)境保護成為全社會共同關(guān)注的話題,公眾的環(huán)保意識不斷提高,這種趨勢正間接促使傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型。同時,再制造企業(yè)的介入使整個供應(yīng)鏈有形成閉環(huán)的趨勢。在閉環(huán)完全形成之前,再制造企業(yè)將要面臨定價、產(chǎn)品環(huán)保等級的選擇等決策問題。在再制造供應(yīng)鏈中,政府補貼是不可忽視的因素,政府對再制造企業(yè)的有效補貼引導(dǎo)了這個過程的良性發(fā)展。

        在相關(guān)再制造供應(yīng)鏈文獻中,比較有代表性的是任家華[1]2014年的文章。他指出,再制造企業(yè)應(yīng)該主動承擔(dān)產(chǎn)業(yè)鏈橫向、縱向的整合以及跨產(chǎn)業(yè)鏈的整合,以此實現(xiàn)可持續(xù)的盈利模式。此外,李新然、陳蓉[2]建立了單個制造商、再制造商和零售商的博弈模型。而張漢江等[3]從政府的角度研究了政府補貼對于閉環(huán)供應(yīng)鏈良性循環(huán)的影響。上述研究對于整個再制造系統(tǒng)的理論構(gòu)建有著建設(shè)性意義,但卻忽視了在實務(wù)中,具體企業(yè)所面臨的競爭的復(fù)雜性。本文從微觀視角出發(fā),自下而上地對再制造供應(yīng)鏈進行梳理,從而得出再制造企業(yè)在實際決策博弈中的最優(yōu)解。

        一、模型構(gòu)建與轉(zhuǎn)化

        本文考慮M個相互競爭的再制造商,m表示某個再制造商(m=1,2,…,M)。同時,政府采取環(huán)保補貼政策以鼓勵企業(yè)進行再制造。本文的研究問題是:在環(huán)保補貼和市場競爭環(huán)境下,多個再制造商如何確定再制造產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量,使得自身的利潤達到最大化。

        本文假設(shè)產(chǎn)品價格函數(shù)為:

        式(1)說明,再制造商m的產(chǎn)品價格不僅與自身的產(chǎn)品生產(chǎn)量有關(guān),也與其他再制造商的產(chǎn)品生產(chǎn)量有關(guān)。qm表示假設(shè)pm關(guān)于qm,m=1,2,…,M是連續(xù)的、可微的且是單調(diào)遞減的。

        產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本函數(shù)為:

        式(2)表明,再制造商m的產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本取決于其自身的產(chǎn)品環(huán)保等級。本文假設(shè)cm關(guān)于em是凸的。此外,再制造商m的其他成本函數(shù)為:

        式(3)意味著,再制造商m的其他成本隨著其產(chǎn)品生產(chǎn)量的變化而變化。本文假設(shè)Km關(guān)于qm是凸的。

        政府單位補貼函數(shù)如下所示:

        式(4)顯示,政府給予再制造商m的產(chǎn)品單位補貼依賴于其產(chǎn)品環(huán)保等級。本文考慮sm隨著em的上升而上升。

        根據(jù)上述假設(shè),提出再制造商m的優(yōu)化模型:

        顯然,優(yōu)化模型(5)包含了M個決策變量,并且隨著M的增加,其問題求解的復(fù)雜度不斷提高。因此,本文首先運用變分不等式理論將原問題進行轉(zhuǎn)化,然后提出相應(yīng)的算法來解決該問題。

        根據(jù)Han等人相關(guān)研究[4],得到變分不等式問題:

        由于消費者對再制造產(chǎn)品的需求是有限的,所以每個制造商的產(chǎn)品生產(chǎn)量也一定是有限的,則N≡{q|0≤q≤b},其中,b>0,并對于所有的m,都有qm≤b。由此,本文得出如下定理:

        定理1(存在性):如果存在正的向量b>0,滿足qb≤b。那么變分不等式(6)一定至少存在一個納什均衡解。

        二、歐拉算法

        根據(jù)變分不等式問題(6),本文給出相應(yīng)的優(yōu)化算法,即歐拉算法。該算法已被運用在相關(guān)現(xiàn)有文獻中,如Han等人[4]。本文得到如下計算表達式:

        三、算例分析

        根據(jù)表2可知,再制造商1的生產(chǎn)量和價格均低于再制造商2和再制造商3,導(dǎo)致再制造商1獲得較少利潤。比起再制造商2,再制造商3以一個較低的價格出售產(chǎn)品,吸引了更多的消費者進行購買。因此,在競爭環(huán)境下,適當?shù)亟档彤a(chǎn)品價格有利于再制造商吸引更多消費者并獲得更多利潤。當e1=e2=2,e3=3時,得到納什均衡結(jié)果如表3所示。

        比較表2和表3,當再制造商3提高其產(chǎn)品環(huán)保等級時,產(chǎn)品生產(chǎn)量和價格均提高,進而獲得更多利潤。然而,由于再制造商1和再制造商2沒有改變產(chǎn)品環(huán)保等級,盡管產(chǎn)品價格降低了,卻并未吸引更多的消費者,從而導(dǎo)致利潤減少。這是由于受到政府環(huán)保政策的引導(dǎo),消費者的環(huán)保意識得以加強,他們更傾向于以相對高的價格購買高環(huán)保等級的再制造產(chǎn)品。

        結(jié)語

        本文研究再制造供應(yīng)鏈均衡決策問題。在政府環(huán)保補貼和市場競爭條件下,建立了多個再制造商之間的博弈模型。在此基礎(chǔ)上,使用變分不等式理論對原優(yōu)化問題進行轉(zhuǎn)化,進而證明了該模型有且僅有一個納什均衡解存在。本文提出歐拉算法,并且使用Matlab進行數(shù)值分析。通過算例研究,本文得到以下結(jié)論:首先,在市場競爭環(huán)境下,適當?shù)亟档彤a(chǎn)品價格有利于再制造商吸引更多消費者并獲得更多利潤;其次,隨著政府環(huán)保補貼力度的加大,緊跟政府動向并且及時提高產(chǎn)品環(huán)保等級的再制造商往往能夠占據(jù)優(yōu)勢。

        參考文獻:

        [1]? 任家華.基于產(chǎn)業(yè)鏈整合的盈利模式創(chuàng)新研究——以再制造企業(yè)為例[J].科技管理研究,2014,(19):141-144.

        [2]? 李新然,陳蓉.基于政府基金政策的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈最優(yōu)決策研究[J].管理評論,2015,(10):183-194.

        [3]? 張漢江,余華英,李聰穎.閉環(huán)供應(yīng)鏈上的回收激勵契約設(shè)計與政府補貼再制造政策的優(yōu)化[J].中國管理科學(xué),2016,(8):71-78.

        [4]? Han X.,Liu X.Equilibrium decisions for multi-firms considering consumer quality preference[J].International Journal of Production Economics,2020,(227):107688.

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