孫雪峰， 張成堂, 朱 林

(安徽農業(yè)大學 理學院，合肥 230036)

0 引 言

近年來，隨著全球化和經濟的不斷發(fā)展，產品更新迭代速度逐漸加快，大量廢棄產品的生產使環(huán)境污染和資源短缺問題日益嚴重[1]。如何妥善處置廢棄產品已引起社會的廣泛關注。廢舊產品的回收和再制造為社會和經濟可持續(xù)性發(fā)展提供了一個方案，企業(yè)逐步開始注重利用逆向供應鏈對廢品進行回收利用，即實施閉環(huán)供應鏈管理[2]。

目前，許多學者從多個角度對CLSC的運行管理進行了研究。Savaskan等[3]早期研究了不同回收渠道結構對CLSC定價決策的影響，并利用二部定價契約來緩解渠道沖突，提高閉環(huán)供應鏈的效率；文章討論了廢舊產品回收的4種選擇：集中回收、制造商回收、零售商回收和第三方回收，它被認為是一篇關于閉環(huán)供應鏈的經典論文。張永芬等[4]從產品壽命角度，考慮制造商和零售商同時銷售延保產品的情形,零售商有兩種不同的延保選擇策略:自營延保和分銷延保，研究發(fā)現:當零售商延保成本較小,消費者對零售商延保價格敏感系數較小時，零售商自營延保更有利;當消費者對競爭延保價格的敏感系數較小，零售商延保需求較小時，零售商代銷延保更有利。徐朗等[5]運用博弈理論在回收渠道競爭的情形下,構建了由單一制造商和單一零售商組成的閉環(huán)供應鏈決策模型,比較了集中和分散方案中的決策和利潤，通過收入和成本共享提供合同，實現供應鏈協(xié)調，得到共享系數，提高績效。在閉環(huán)供應鏈有兩個銷售渠道的前提下，鄭等[6]采用兩部分定價合同，實現閉環(huán)供應鏈在不同信道功率下的協(xié)調。上述文獻從多個層面拓展了CLSC的研究方向，豐富了CLSC對回收管理、定價決策、協(xié)調策略的研究，也幫助我們更好地理解不同權力結構、回收渠道、協(xié)調合同對CLSC運作的影響。

隨著互聯(lián)網技術的進步，在線購買非常受歡迎。許多論文探討了引入直銷渠道對制造商和供應鏈績效的影響。秦星紅[7]研究了利他屬性對網購供應鏈系統(tǒng)的影響，考慮單個網絡商店和單個第三方物流(TPL)形成的服務供需關系,在TPL服務質量約束下構建了一個基于利他屬性的網購供應鏈決策模型。研究表明利他屬性的存在有助于改善系統(tǒng)決策和供應鏈績效。鄭等[6]的研究指出只有兩個回收主體在不考慮獎懲機制的情況下進行密集的回收工作，才能提高預期利潤，提出了考慮渠道競爭下權利結構對雙渠道CLSC的定價和協(xié)調決策的影響研究。

企業(yè)社會責任一直是學術界廣泛關注的問題，許多學者從多個角度研究了企業(yè)社會責任對供應鏈運作的影響。Panda等[8]研究了制造商CSR行為對供應鏈利潤分配和渠道協(xié)調的影響；在文獻[9]中，Panda等將CSR引入雙通道供應鏈，分析了制造商CSR行為對供應鏈決策和協(xié)調的影響；陳穎等[10]基于報童模型，研究了在兩級供應鏈中零售商謊報季節(jié)性產品銷售成本的CSR協(xié)調問題；史文強等[11]將零售商的損失厭惡程度加入供應鏈的信息博弈，分析信息狀態(tài)、損失厭惡程度、廣告效應因子對供應鏈最優(yōu)決策和各企業(yè)節(jié)點效用的影響，研究表明降低批發(fā)價可以減少零售商的損失厭惡程度，信息對稱下的決策以及利潤大于不對稱情形；曹裕等[12]關注到企業(yè)社會責任問題，在需求不確定情況下研究了政府補貼對兩極供應鏈企業(yè)社會責任投入的影響，研究表明企業(yè)社會責任的投入總量受價格彈性影響較大，政府補貼會降低制造商的企業(yè)社會責任投入水平。

現有的研究一般從微觀投資角度描述企業(yè)社會責任，很少比較和分析不同成員企業(yè)的CSR投資行為對CLSC運營的影響。因此，研究不同的CSR投資模式對渠道結構下的CLSC在制造商負責回收時的決策影響具有重要的現實意義。

綜上所述，本文在單一周期CLSC的背景下，考慮企業(yè)投資CSR行為、廢舊品回收和再制造活動均由制造商進行的雙渠道閉環(huán)供應鏈；基于Stackelberg分析模型，建立了4種不同的企業(yè)社會責任投資模型，通過比較分析不同模式下雙渠道供應鏈成員的最優(yōu)決策和利潤，從經濟、環(huán)境和社會績效角度比較和分析了不同模式對CLSC運作的影響，并進一步設計了CSR成本分擔合同，以提高CLSC的效率；最后，對本文的主要結論和契約協(xié)調的有效性進行了數值模擬分析和驗證。

1 問題描述與模型假設

在本文中，考慮一個包括制造商和零售商在內的雙渠道CLSC模型。在直銷渠道中，制造商以原材料生產“新”產品或通過再制造過程生產再制造產品，并銷售給消費者。在傳統(tǒng)零售渠道中，制造商將產品交付給零售商進行市場銷售。下標e和t分別表示直銷通道和零售渠道。廠家利用原材料生產新產品的單位生產成本和再制造品的單位再造成本用cm和cr表示，考慮實際情況有Δ=cm-cr>0；符號pe和pt表示產品在直銷渠道和零售渠道的單位產品售價;ω為制造商出售給零售商的批發(fā)價。直銷渠道和零售渠道的市場需求分別如下：

qe=ρa-bp+βd
qt=(1-ρ)a-bp+βd

其中，a表示新產品的市場規(guī)模,p表示零售商新產品和再制造產品的零售價格，b表示消費者對產品的價格敏感性，d表示CSR的投資水平，β表示消費者對CSR投資水平的敏感度，β>b>0表明消費者對企業(yè)社會責任投資水平的敏感性高于產品零售價格。

其他假設如下：

假設1 假設Δ>a,即再制造過程是一個經濟上可行的操作。

假設2 新生產的產品和再生制造的產品沒有區(qū)別，所有產品的銷售單價都相同。這種假設適用于具有完美替代品的產品，如打印機墨盒，因為新產品和再生產品之間沒有明顯的區(qū)別。更具體地說，柯達和施樂就是在網上和線下渠道以相同價格銷售新產品和再造產品的公司。

假設3 制造商進行廢舊品回收，需要進行回收投資，假設該部分投資全部由制造商進行，回收投入設為μτ2/2。

假設4 不同企業(yè)進行社會責任投資，假設投資成本為kd2/2。

2 模型構建

市場權利由制造商主導研究了以下3種模型。M模型：制造企業(yè)進行社會責任捐贈行為的分散模型；R模型:零售商進行CSR投資分散式決策模型；C模型：制造商和零售商聯(lián)合進行企業(yè)社會責任捐贈行為的集中決策模型。

2.1 制造商CSR投資模型

在M模式下，制造商不僅負責新產品的生產和廢品的回收和再制造，而且還進行一定的社會責任捐贈投資以增加市場需求。此時，制造商和零售商利潤函數可以表示為

(1)

(2)

命題1 制造企業(yè)進行社會責任捐贈投資的分散模型系統(tǒng)中，當ρ3<ρ<ρ4時，供應鏈各成員最優(yōu)決策分別為

(3)

(4)

(5)

(6)

將上述式(3)—式(6)代入到式(1)(2)，即可得到M模型下制造商和零售商最優(yōu)利潤為

(7)

(8)

2.2 零售商CSR投資模型

在本節(jié)中，零售商在供應鏈中承擔社會責任投資，并可以影響市場需求和個別供應鏈成員的決策。因此，制造商和零售商的利潤函數如下：

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

將式上述式(11)—(14)代入到式(7)(8)，即可得到R模型下制造商和零售商最優(yōu)利潤：

(15)

(16)

2.3 聯(lián)合投資的決策模型

在本節(jié)中，整合零售商和制造商，形成中央決策核心。供應鏈的總利潤為

πC=(p-cm)qr+(p-cm)qe+

命題3 制造商和零售商聯(lián)合進行企業(yè)社會責任行為的集中決策模型中,當ρ7<ρ<ρ4時，系統(tǒng)最優(yōu)決策為

(17)

(18)

(19)

則供應鏈總利潤為

(20)

2.4 契約協(xié)調模型

通過前一節(jié)分析可知，在分散決策下，制造商進行CSR投資更有利于增加CLSC的總利潤，但在集中決策下仍無法達到最佳水平。因此，當制造商進行CSR投資時，必須設計一個合理的合同來協(xié)調CLSC，以便在集中決策下達到最佳水平。

在本節(jié)中，建議使用一個由二部定價契約(ωL，L)來協(xié)調供應鏈，以實現雙方企業(yè)的動態(tài)利益分配。制造商向零售商提供一個較低的批發(fā)價格ω，以激勵零售商降低自己的價格pr，并且等于C模型下的價格pc。銷售價格的降低提高了銷售量，促使零售商利潤升高。通過制定契約，零售商必須支付給制造商一部分轉移利潤L。制造商仍負責產品生產及回收，其他決策變量與C模式一致。此時制造商與零售商的利潤函數滿足以下約束條件：

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

3 算例分析

討論了前面3種模型參數對雙渠道閉環(huán)供應鏈各成員利潤的影響，本節(jié)將通過數值算例進一步驗證。

假定a=300,b=1,A=5,Δ=10,cm=30，k=300,μ=2 000。在分析渠道偏好對CLSC最優(yōu)決策的影響時，假設β=6，在分析消費者對CSR投資的敏感性對CLSC中最佳決策的影響時，假設ρ=0.6。

3.1 消費者偏好的影響

從表1可以看到：無論是制造商還是零售商進行CSR投資，隨著消費者渠道偏好的增加，新產品零售價格會下降，批發(fā)價、廢舊品回收率、CSR投資水平、市場總需求、供應鏈總利潤均上升。同時，當消費者的CSR投資敏感度固定后，與零售企業(yè)CSR投資相比，制造企業(yè)進行CSR投資時，新產品零售價格較低，廢物回收率、CSR投資水平、市場需求、供應鏈總利潤都較高。因此制造企業(yè)進行CSR投資更有利于消費者和環(huán)境保護。

表1 不同消費者渠道偏好水平下M和R模型的決策變量

圖1和圖2表明：無論是制造企業(yè)還是零售企業(yè)進行CSR投資或者不進行CSR投資，隨著消費者渠道偏好的增加，零售商利潤逐漸下降，制造商利潤持續(xù)上升。即當消費者更愿意通過直銷渠道購買產品時，零售渠道的利潤會向直銷渠道轉移。

圖1 零售商利潤隨ρ變化趨勢

圖2 制造商利潤隨ρ變化趨勢

圖3表明隨著消費者渠道偏好的增加，不同CSR投資模型的供應鏈總利潤都會上升，制造商進行CSR投資(M模型)時的供應鏈總利潤大于其他模型，當它增加到一定值時，會非常接近集中模型的利潤。

圖3 供應鏈總利潤隨ρ變化趨勢

圖4對制造商進行CSR投資模型進行協(xié)調時，隨著消費者渠道偏好的增加，二部定價模型的轉移費用L閾值先升高再下降，轉移費用的范圍減少。

圖4 契約轉移費用隨ρ變化趨勢

3.2 消費者敏感度的影響

表2和圖5—圖8表明：無論制造商還是零售商進行CSR投資，隨著消費者對CSR投資水平敏感度的增加，新產品的批發(fā)和零售價格、CSR投資水平、廢舊品回收率、市場需求、各成員利潤和總利潤都將上升。還可以看出:只要企業(yè)的CSR投資滿足消費者的心理期望，即使零售價上漲，消費者也愿意支付CSR投資。此外，當零售商進行企業(yè)社會責任投資時，批發(fā)價格總是較低。當制造商進行CSR投資時，零售價格始終較低，市場需求、廢舊品回收率和CSR投資水平始終較高。所以，相較于零售企業(yè)，制造企業(yè)進行CSR投資對消費者和環(huán)境更有益。

表2 不同CSR投資敏感度水平下各模型的決策變量

圖5 CSR投資水平隨投資敏感度θ變化趨勢

圖6 零售價隨投資敏感度θ變化趨勢

圖7 制造商利潤隨投資敏感度θ變化趨勢

圖8 零售商利潤隨投資敏感度θ變化趨勢

4 結束語

研究了由制造商和零售商組成的兩階雙渠道CLSC中的定價和協(xié)調問題。在制造商是Stackelberg領導者情況下確定了供應鏈成員的平衡決策。通過研究討論不同企業(yè)進行CSR投資對閉環(huán)供應鏈成員的影響，得到以下結論：零售企業(yè)進行CSR投資，當消費者偏好在一定水平時，系統(tǒng)總利潤要大于不進行CSR投資下的系統(tǒng)總利潤;無論零售商是否進行CSR投資，作為閉環(huán)供應鏈領導者的制造商總是比零售商獲得更多的利潤；當制造企業(yè)進行CSR投資時，更有利于降低零售價格、增加市場需求和企業(yè)CSR投資水平，這是因為制造商進行CSR投資時，廢舊品回收率和新產品需求相對較大，制造商、零售商和閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)都能獲得更大的利潤。從企業(yè)社會責任的角度來看，在制造商主導的閉環(huán)供應鏈中，制造企業(yè)進行CSR投資行為更有利于提高所有閉環(huán)供應鏈成員的績效。本結論也為閉環(huán)供應鏈成員以何種方式實現企業(yè)社會責任提供了參考。

為了進一步提高供應鏈整體績效水平，提出了實現供應鏈協(xié)調的二部定價契約。對于制造商投資CSR，二部定價模型可以協(xié)調供應鏈，但在另一種情況下(零售商是CSR的投資者)，二部定價契約無法完美協(xié)調供應鏈。