賈縣民,李紹南 (西安財(cái)經(jīng)大學(xué) 管理學(xué)院,陜西 西安 710100)
閉環(huán)供應(yīng)鏈(Closed Loop Supply Chains) 指同時包括正向供應(yīng)鏈和具有廢舊產(chǎn)品回收、再制造、再分配等環(huán)節(jié)的逆向供應(yīng)鏈的循環(huán)式供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu),對產(chǎn)品流動進(jìn)行全生命周期的管理,從而達(dá)到減少污染排放和剩余廢物的目的。從20 世紀(jì)90 年代中期開始,隨著環(huán)境問題的不斷加劇,國際社會開始把發(fā)展方向轉(zhuǎn)為可持續(xù)發(fā)展的層面。2000~2003 年,歐盟相繼頒布WEEE、ELV3 等指令,強(qiáng)制要求電氣電子設(shè)備、汽車等行業(yè)的制造企業(yè)承擔(dān)其廢舊產(chǎn)品的回收責(zé)任,并承擔(dān)相關(guān)回收費(fèi)用,否則對其進(jìn)行銷售限制,而這些指令對于我國相關(guān)產(chǎn)品的出口市場也造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響,據(jù)中國電子進(jìn)出口總公司的測算,由于我國相關(guān)法律法規(guī)的缺失,該指令的實(shí)施使我國電氣電子設(shè)備產(chǎn)品向歐盟出口將減少30%~50%。
在該背景之下,閉環(huán)供應(yīng)鏈的環(huán)保優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展價值愈發(fā)引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。國外學(xué)者Thierry,F(xiàn)leischmann,Krikke 等人總結(jié)出閉環(huán)供應(yīng)鏈“由源到匯,再由匯到源”的結(jié)構(gòu)特征;其中Fleischmann 還通過對多個實(shí)際案例進(jìn)行分析研究,總結(jié)出閉環(huán)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品回收網(wǎng)絡(luò)所具備的一般特征和必須經(jīng)歷的環(huán)節(jié),如:回收、檢查/分類、再制造、處理、再分配。這些研究成果也為我國閉環(huán)供應(yīng)鏈研究的起步和發(fā)展起到了奠基作用。
從中國知網(wǎng)的發(fā)文數(shù)量來看,我國學(xué)者對于閉環(huán)供應(yīng)鏈的相關(guān)研究起步稍晚于國外,如圖1 所示文獻(xiàn)數(shù)量于2003 年從零開始逐步增加。
圖1 閉環(huán)供應(yīng)鏈文獻(xiàn)發(fā)表年度趨勢
在研究初期發(fā)文量較少且主要注重對閉環(huán)供應(yīng)鏈概念的界定和其結(jié)構(gòu)特征的探討,如趙曉敏等提出閉環(huán)供應(yīng)鏈?zhǔn)且环N實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理的哲理;潘意志等在基于國外學(xué)者Guide 等人研究的基礎(chǔ)上對閉環(huán)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了總結(jié),對正向/逆向供應(yīng)鏈整合的內(nèi)涵、難點(diǎn)和方法進(jìn)行了陳述。之后,隨著時間的發(fā)展,發(fā)文數(shù)量逐漸增多,且研究層次和方法也越來越深入,如基于不同視角下的閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化、定價策略研究等,并使用博弈論、線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)模型對其觀點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的證明。在下文中也將會對近年來較為熱門的研究主題進(jìn)行分析。
本文首先通過《中國學(xué)術(shù)期刊(網(wǎng)絡(luò)版)》 (中國知網(wǎng)CNKI) 對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索,檢索主題詞為“閉環(huán)供應(yīng)鏈”,“文獻(xiàn)來源”選項(xiàng)設(shè)定為中文核心期刊和中文社會科學(xué)引文索引(CSSCI)。其次通過中國知網(wǎng)的可視化分析功能對檢索出的1 029條結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析,在對結(jié)果進(jìn)行篩選后發(fā)現(xiàn)檢索出的文獻(xiàn)主要主題分布情況如圖2 所示。
圖2 閉環(huán)供應(yīng)鏈文獻(xiàn)主要主題分布
從圖2 中可以看出,出現(xiàn)頻數(shù)最多的前四個主題分別為閉環(huán)供應(yīng)鏈(808 篇)、再制造(100 篇)、閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)(80篇)、閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)(60 篇),由于其中閉環(huán)供應(yīng)鏈?zhǔn)菣z索的主題詞,所以在對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行仔細(xì)閱讀后,對再制造、閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)、閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)三個熱門主題進(jìn)行以下分析:
再制造指將使用過的產(chǎn)品中具有價值的零件或材料重新制造成有用的產(chǎn)品。
正如圖3 所示,再制造是閉環(huán)供應(yīng)鏈中連接傳統(tǒng)正向供應(yīng)鏈和逆向供應(yīng)鏈的重要節(jié)點(diǎn)。由于產(chǎn)品的制造需要了解產(chǎn)品的特性和具備一定的專業(yè)知識、技能,所以該環(huán)節(jié)一般由制造商進(jìn)行。
圖3 閉環(huán)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)
但與傳統(tǒng)正向供應(yīng)鏈相比,閉環(huán)供應(yīng)鏈中的逆向供應(yīng)鏈在供給上具有高度的不確定性(產(chǎn)品的數(shù)量、時間、地點(diǎn)、質(zhì)量等),也使得閉環(huán)供應(yīng)鏈管理的過程變得更加復(fù)雜,然而無論是再制造這一單一環(huán)節(jié)還是整個閉環(huán)供應(yīng)鏈,這種復(fù)雜的供給來源正指的是廢舊產(chǎn)品的回收。
因此,對于這一主題,國內(nèi)部分文獻(xiàn)是建立基于再制造的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型,對回收渠道/模式的選擇、回收策略等問題進(jìn)行分析和研究。其中大多數(shù)討論了制造商參與回收、零售商參與回收以及專業(yè)的第三方回收商回收的回收模式。
(1) 在回收渠道/模式選擇方面。孫嘉軼等(2013) 討論了回收價格以及銷售數(shù)量對兩個零售商參與回收、一個零售商參與回收以及由制造商回收三種回收模式的影響和閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價、協(xié)調(diào)、庫存模型等問題,結(jié)論是,如果再制品成本(回收價格) 和新品所需要的成本差距變大,則制造商將會更愿意選擇由兩個零售商同時參與回收,反之則會選擇其余兩種回收方式。聶佳佳等(2014) 通過構(gòu)建不同回收渠道的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型,表明了再制品質(zhì)量對于閉環(huán)供應(yīng)鏈中回收渠道所具有的影響作用,結(jié)論是,當(dāng)制造商進(jìn)行回收時,產(chǎn)品價格與再制品質(zhì)量成正相關(guān)。同時,在某種條件下,制造商所獲得的利潤也會隨著再制品質(zhì)量的提升而增加;在零售商進(jìn)行回收時,零售價格、最優(yōu)批發(fā)價格、再制造部件占新產(chǎn)品比例都與再制造產(chǎn)品的質(zhì)量成正相關(guān),并且,產(chǎn)品價格提高,再制造產(chǎn)品質(zhì)量也會隨之提高。郭軍華等(2015) 基于消費(fèi)者支付意愿的視角,對三種回收模式(制造商負(fù)責(zé)回收、零售商負(fù)責(zé)回收、第三方回收商負(fù)責(zé)回收) 中的利潤、回收率和零售價三個決策因素進(jìn)行了分析,結(jié)論是,制造商回收的模式有利于使回收率達(dá)到最優(yōu),而零售商回收的模式則會使零售價達(dá)到最低且達(dá)到制造商收益最大化的效果。
(2) 在回收決策方面。聶佳佳(2015) 建立了零售商負(fù)責(zé)回收的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型,對是否具有碳排放約束兩種情況時的零售商產(chǎn)品碳排放總量、單位排放量、回收比例的變化、閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員所獲利潤等因素進(jìn)行了分析和探討。由于在供應(yīng)鏈日常的管理與運(yùn)營中,各種決策因素總是隨著時間的發(fā)展在不斷變化,因此,黃宗盛等(2013) 運(yùn)用最優(yōu)控制、微分對策理論的方法探討了在動態(tài)環(huán)境和第三方回收商回收模式之下,閉環(huán)供應(yīng)鏈中各個成員的最優(yōu)控制策略,其中,通過對回收商最優(yōu)回收率進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn),回收率和最優(yōu)回收努力會隨著時間的變化而增加,零售價、批發(fā)價則相反;同時,產(chǎn)品回收率的降低會使市場價格升高且市場需求較小。
目前,國內(nèi)學(xué)者對閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了諸多的研究與討論,其中主要是對基于不同視角下建立閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的均衡模型進(jìn)行探討。
在對該主題文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀后發(fā)現(xiàn),閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)問題的研究模型一般包括了多個層級中的多個成員,供應(yīng)鏈中不僅僅只有單一的制造商和零售商,在這之中,不同層級的不同成員之間存在利益沖突,同一層級的成員之間是非合作競爭的關(guān)系,在相關(guān)研究中所運(yùn)用的數(shù)學(xué)模型大多較為復(fù)雜,引入了更多的與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、政府政策等因素相關(guān)的參數(shù)變量,因?yàn)榻?fù)雜的閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型更有利于對現(xiàn)實(shí)中各種復(fù)雜的市場情況進(jìn)行模擬與仿真。同時該主題運(yùn)用到的主要研究方法和理論有:均衡理論、變分不等式等。
其中,有從政府決策、供應(yīng)鏈成員企業(yè)角度出發(fā),對其決策效果進(jìn)行模擬,從而對整個供應(yīng)鏈進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì);也有學(xué)者將其運(yùn)用于閉環(huán)供應(yīng)鏈中設(shè)施的選址問題。閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的研究為政府和供應(yīng)鏈成員決策的提出與實(shí)施提供了借鑒和參考。
(1) 從政府決策的角度出發(fā)。為了給我國政府在廢舊電子產(chǎn)品回收法律法規(guī)的制定方面提供借鑒和參考,王文賓等(2010) 通過變分不等式理論建立了多級閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型,并將政府對于制造商和回收商的獎懲政策視為影響因素,并對政府獎懲政策的影響作用通過修正投影算法進(jìn)行模擬,結(jié)論是,政府對回收商實(shí)施補(bǔ)貼政策時,整個閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的均衡數(shù)量(銷量、新舊材料需求量、回收數(shù)量等) 則會隨之增加,相反,政府對未完成回收任務(wù)的制造商進(jìn)行懲罰措施時,均衡數(shù)量則隨之減少;吳海翔(2013) 在相關(guān)環(huán)保法令的基礎(chǔ)上,使用變分不等式理論以及La-grange 對偶理論建立起閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的均衡模型,目的在于探索政府環(huán)保法令對閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的影響,結(jié)論是,政府應(yīng)首先對產(chǎn)品的可再利用率進(jìn)行確定,再確定出制造商廢舊產(chǎn)品的最低回收率,從而逐步對產(chǎn)品的可再利用率進(jìn)行提升;孫浩等(2015) 則在制造商回收模式和政府環(huán)保法規(guī)約束的基礎(chǔ)上,探討了政府補(bǔ)貼對多起動態(tài)網(wǎng)絡(luò)均衡、供應(yīng)鏈成員利潤分配和回收效率的影響,結(jié)論是,提升再制造轉(zhuǎn)化率對各渠道成員和消費(fèi)者利益有積極影響,且政府需要實(shí)施補(bǔ)貼機(jī)制促進(jìn)供應(yīng)鏈成員之間的協(xié)作,不斷改善供應(yīng)鏈的績效水平;袁猛等(2018) 首先使用均衡理論、變分不等式建立了風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避型的閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型,并將碳排放權(quán)約束這一政府政策考慮到模型之中,對政府、閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中各個成員企業(yè)的最優(yōu)均衡策略進(jìn)行探討,結(jié)論是,如果政府政策放寬對高排放企業(yè)的管制,企業(yè)則會通過提高產(chǎn)能和銷量提升自身的獲利水平,從而導(dǎo)致碳排放量不斷增加;若想提高低碳企業(yè)的獲利水平,則應(yīng)提高其碳配額同時調(diào)整出售價格,反之其獲利水平下降。
(2) 從供應(yīng)鏈成員企業(yè)角度出發(fā)。馬樹建等(2008) 在保證金返還激勵制度的基礎(chǔ)之上,建立了連續(xù)隨機(jī)模型,對制造商和零售商利潤達(dá)到最大化的情況下,回收商的最佳位置進(jìn)行了討論;張桂濤等(2013) 通過變分不等式以及互補(bǔ)理論建立了雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈均衡模型,并通過模型對雙渠道、再制造率、產(chǎn)品缺陷三個因素對閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響;相對于以往研究中較為簡單的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型,張桂濤等(2021) 在變分不等式等理論基礎(chǔ)上建立了由兩種類型的制造商(高排放、低排放)、需求市場、碳交易中心(將碳交易量作為一種決策變量) 組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型,分析了碳配額交易體系下閉環(huán)供應(yīng)鏈中交易量、回收率、生產(chǎn)量以及碳交易策略等決策變量,結(jié)論是,供應(yīng)鏈成員企業(yè)的利潤目標(biāo)和政府的減排目標(biāo)一致的情況是存在的,通常高低排放的制造商企業(yè)之間的碳交易數(shù)額也是一致的,且政府應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對兩種制造商設(shè)定不同的回收率。
(3) 閉環(huán)供應(yīng)鏈設(shè)施選址。楊玉香(2011 年) 建立了潛在的選址設(shè)施和市場內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)施形成的潛在網(wǎng)絡(luò)均衡模型,在此基礎(chǔ)上建立閉環(huán)供應(yīng)鏈設(shè)施競爭選址模型,并針對模型所具有的特征,提出將遺傳算法和QPADM 算法結(jié)合起來進(jìn)行求解的策略從而對算例進(jìn)行計(jì)算和分析。
對于閉環(huán)供應(yīng)鏈來說,其產(chǎn)品和貨物的流動在產(chǎn)品質(zhì)量、回收數(shù)量、回收價格等方面有著高度的不確定性,再加上信息不對稱、分散決策、機(jī)會主義行為等較普遍的原因,使得閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)工作可謂是難上加難。因此,國內(nèi)學(xué)者對于這一主題在近年來展開了大量的研究和討論。
目前,閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的研究大多數(shù)是基于不同視角對閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)機(jī)制和契約進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。且大多數(shù)文獻(xiàn)具有以下特征:運(yùn)用博弈理論進(jìn)行研究和探討;構(gòu)建分散式?jīng)Q策模型、集中式?jīng)Q策模型以及引入作者改進(jìn)或設(shè)計(jì)的契約決策模型,將三者進(jìn)行比較。從而證明作者設(shè)計(jì)或引入的契約對供應(yīng)鏈的改善作用;大多數(shù)文獻(xiàn)模型較為簡單,僅僅基于單一的零售商和制造商的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型進(jìn)行討論。
(1) 基于雙渠道的閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。范定祥等(2021) 認(rèn)為在分散決策下,若雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈中的各個主體均追求自身效益最大化,便會導(dǎo)致分散決策下供應(yīng)鏈整體收益低于集中決策,使供應(yīng)鏈存在較為明顯的“雙重邊際化”現(xiàn)象,對此設(shè)計(jì)出了回收獎懲機(jī)制,且最終能達(dá)到集中決策時的最優(yōu)水平;李芳等(2020) 通過構(gòu)建三階段博弈決策模型,分別對分散決策和集中決策兩種情況下各個因素對節(jié)點(diǎn)成員決策的影響進(jìn)行了分析,并有針對性的設(shè)計(jì)了收益費(fèi)用共享契約機(jī)制,對雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)。
(2) 基于政府環(huán)保政策的閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。為減少生產(chǎn)企業(yè)在作業(yè)過程中產(chǎn)生碳排放從而對生態(tài)環(huán)境造成破壞,王道平等(2019) 把政府的碳排放獎懲政策與閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型相結(jié)合,并對新品和再制品進(jìn)行差別定價,從而對政府碳排放約束、獎懲政策實(shí)施力度與整條供應(yīng)鏈所獲得的利潤之間的關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)論是,政府若實(shí)施獎懲措施對降低供應(yīng)鏈碳排放具有積極作用,還可能提高供應(yīng)鏈的利潤;甘衛(wèi)華等(2019) 首先把碳交易機(jī)制、消費(fèi)者對于新品和再制品的支付意愿相結(jié)合,分析了集中式?jīng)Q策和分散式?jīng)Q策下,碳交易機(jī)制和消費(fèi)者支付意愿對閉環(huán)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品售價、批發(fā)價、整體利潤等因素的影響,結(jié)論是,新品的定價與消費(fèi)者支付意愿的數(shù)值成反比,再制品則成正比;且碳限額存在最優(yōu)值能使供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤達(dá)到最大化。其次,引入改進(jìn)后的契約對供應(yīng)鏈模型進(jìn)行協(xié)調(diào),并通過算例進(jìn)行有效性分析。
最后,對三個主題文獻(xiàn)中所用到的模型進(jìn)行了簡單的總結(jié),如表1 所示。
表1 模型總結(jié)
關(guān)于閉環(huán)供應(yīng)鏈研究,除了上述三大主題外,還有諸多研究主題和方向,當(dāng)前學(xué)者們通過多學(xué)科的理論和方法(如線性規(guī)劃、遺傳算法、博弈論等) 建立模型,不斷對閉環(huán)供應(yīng)鏈的商業(yè)、環(huán)保價值進(jìn)行探索,本文針對上述三個主題提出以下幾點(diǎn)展望:
(1) 應(yīng)加強(qiáng)針對環(huán)保政策影響下的閉環(huán)供應(yīng)鏈研究,近些年在能源緊缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的國際大環(huán)境下,許多國家都陸續(xù)出臺了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)保法規(guī)和政策,2020 年9 月22 日,中國政府也提出了“碳達(dá)峰、碳中和”的政策目標(biāo),而閉環(huán)供應(yīng)鏈包含的廢舊產(chǎn)品回收環(huán)節(jié)及其強(qiáng)調(diào)對產(chǎn)品生命周期全過程負(fù)責(zé)的理念有利于環(huán)境的保護(hù),響應(yīng)政府政策的號召。
因此,分析政府的環(huán)保政策對企業(yè)決策變量(如庫存、定價與渠道) 的影響情況,進(jìn)而分析對企業(yè)利潤的影響情況,是企業(yè)迫切需要解決的重要問題。
(2) 目前大多數(shù)文獻(xiàn)都是基于構(gòu)建模型來展開理論研究,缺乏實(shí)證分析,針對現(xiàn)實(shí)中真實(shí)的案例對閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)、定價等問題進(jìn)行研究具有一定的意義和價值。
(3) 如今,供應(yīng)鏈管理越來越需要各個學(xué)科的交匯,從多個視角出發(fā)進(jìn)行研究和探討,而在檢索結(jié)果中發(fā)現(xiàn)政府財(cái)政支持、閉環(huán)供應(yīng)鏈成員企業(yè)融資等主題的文獻(xiàn)較少,而對供應(yīng)鏈金融問題的研究對發(fā)揮閉環(huán)供應(yīng)鏈環(huán)保價值也有著重要意義,可以對其進(jìn)行更深的研究和探索。
(4) 在模型構(gòu)建方面,閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和再制造兩個主題的文獻(xiàn)中大多是一個制造商和一個零售商以及第三方,或者兩個制造商、零售商、第三方的混合環(huán)境中的閉環(huán)供應(yīng)鏈管理問題。但現(xiàn)實(shí)生活中閉環(huán)供應(yīng)鏈的運(yùn)營往往是環(huán)境復(fù)雜,具有多個供應(yīng)鏈成員混合的渠道選擇問題,對其研究將更具有現(xiàn)實(shí)意義。