余 萍 ,魏守道
(廣東金融學(xué)院a.金融與投資學(xué)院;b.工商管理學(xué)院,廣州 510521)
隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),碳排放量日益增多、環(huán)境不斷惡化,不少國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)企業(yè)的環(huán)保監(jiān)管力度。如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等多個(gè)國(guó)家已推行碳標(biāo)簽制度,要求企業(yè)以標(biāo)簽的形式將產(chǎn)品的碳信息告知消費(fèi)者,代表性的企業(yè)如IBM、沃爾瑪?shù)?。中?guó)國(guó)家發(fā)改委于2013年3月發(fā)布了《低碳產(chǎn)品認(rèn)證管理暫行辦法》,引導(dǎo)消費(fèi)者選擇碳排放量更低的產(chǎn)品。與實(shí)施環(huán)境規(guī)制不同,這些做法試圖利用自下而上的公眾力量促使企業(yè)自覺減排、降低碳排放量。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,引入消費(fèi)者參與,可以提高產(chǎn)品開發(fā)的成功率。目前,消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的認(rèn)知度和購(gòu)買意愿均較高[1],產(chǎn)品上貼有碳標(biāo)簽后,消費(fèi)者更加偏向于購(gòu)買低碳產(chǎn)品[2],造成高碳產(chǎn)品的銷售量下降、低碳產(chǎn)品的銷售量增加[3]。不僅如此,消費(fèi)者低碳偏好還會(huì)影響企業(yè)的行為和收益。只有充分認(rèn)識(shí)到消費(fèi)者偏好和意識(shí),企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)社會(huì)責(zé)任與提高公司的價(jià)值[4]。因此,面對(duì)碳排放造成的環(huán)境問題,消費(fèi)者低碳偏好對(duì)于改善環(huán)境質(zhì)量意義重大。然而,目前許多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程消耗了較多的能源、排放了較多的碳排放量,將這些產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為低碳產(chǎn)品需要很高的減排成本,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)帶來較大壓力,影響企業(yè)的自愿減排行動(dòng)。因此,面對(duì)低碳意識(shí)日漸增強(qiáng)的消費(fèi)者,如何更好的減排是企業(yè)亟待解決的一項(xiàng)重要問題。伴隨競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的變化,同行業(yè)之間以及上下游企業(yè)之間如何整合內(nèi)部資源和外部資源是企業(yè)實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵一環(huán)。一方面,企業(yè)之間合作研發(fā)成為現(xiàn)實(shí)。如IBM、東芝和西門子之間合作研發(fā)新型電腦DRAM 芯片,福特汽車、華新水泥、美的空調(diào)等企業(yè)與供應(yīng)鏈上下游企業(yè)協(xié)調(diào)減排。但在合作研發(fā)中,研發(fā)成果的溢出與保護(hù)是政府和企業(yè)需要考慮的一個(gè)重要問題。另一方面,供應(yīng)鏈企業(yè)之間分擔(dān)研發(fā)成本也尤為重要。由于制造商獨(dú)自承擔(dān)減排研發(fā)成本會(huì)抬高低碳產(chǎn)品的零售價(jià)格,制約低碳產(chǎn)品的全面推廣,故供應(yīng)鏈企業(yè)間分擔(dān)研發(fā)成本成為降低低碳產(chǎn)品零售價(jià)格、促進(jìn)低碳產(chǎn)品銷售的途徑之一。而且,零售商承擔(dān)制造商的減排研發(fā)成本比例滿足一定條件時(shí),制造商和零售商有動(dòng)力合作實(shí)施減排研發(fā)[5]。供應(yīng)鏈企業(yè)在減排領(lǐng)域合作有利于增強(qiáng)各自的減排效果[6]。那么,面對(duì)研發(fā)成果的溢出和具有低碳偏好的消費(fèi)者,制造商會(huì)選擇何種研發(fā)策略? 學(xué)者們主要研究了無消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策選擇、消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策選擇以及消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈決策模式選擇。
部分學(xué)者研究了無消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策選擇。文獻(xiàn)[7-8]中比較了企業(yè)選擇降低生產(chǎn)成本研發(fā)形式的效果,發(fā)現(xiàn)研發(fā)合作可以提高研發(fā)水平。Benjaafar等[9]分析了產(chǎn)業(yè)間減排研發(fā)合作的效果。之后,學(xué)者們做了更為深入的研究。謝鑫鵬等[10]考慮碳交易機(jī)制下制造商和零售商組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈,制造商和零售商可選擇3種策略:定價(jià)和研發(fā)均不合作、定價(jià)不合作和研發(fā)合作以及定價(jià)和研發(fā)均合作,比較了它們的研發(fā)水平和供應(yīng)鏈利潤(rùn)。魏守道等[11]考慮碳稅政策下上下游4個(gè)企業(yè)組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈,將企業(yè)之間的研發(fā)形式劃分為研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)、水平合作、垂直合作和全面合作,比較了對(duì)研發(fā)水平、環(huán)境質(zhì)量和企業(yè)利潤(rùn)的影響。李金溪等[12]考慮碳稅政策下上下游兩個(gè)企業(yè)合作決策(以總利潤(rùn)為目標(biāo)進(jìn)行決策)和單獨(dú)決策(以自身利潤(rùn)為目標(biāo)進(jìn)行決策),研究了垂直溢出率對(duì)各企業(yè)的決策變量和利潤(rùn)的影響。這些學(xué)者對(duì)供應(yīng)鏈企業(yè)研發(fā)形式做了詳細(xì)劃分和進(jìn)一步研究,然而,他們研究政府實(shí)施環(huán)境規(guī)制政策下的供應(yīng)鏈企業(yè)研發(fā),沒有考慮消費(fèi)者具有低碳偏好。
也有部分學(xué)者比較消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈企業(yè)是否要研發(fā)以及選擇研發(fā)形式的效果,研究消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策選擇。在制造商和零售商構(gòu)成的供應(yīng)鏈中,Liu等[13]考慮了制造商之間競(jìng)爭(zhēng)、零售商之間競(jìng)爭(zhēng)以及制造商與零售商之間競(jìng)爭(zhēng)的效果,發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者低碳偏好的增強(qiáng)有利于提高研發(fā)效率較高企業(yè)的利潤(rùn)。王芹鵬等[14]比較了制造商選擇研發(fā)和不研發(fā)的效果,發(fā)現(xiàn)若單位產(chǎn)品的碳排放量過高,制造商不會(huì)選擇研發(fā);若單位產(chǎn)品的碳排放量較低,制造商選擇研發(fā)可提高各方的收益。樓高翔等[15]考慮消費(fèi)者低碳偏好信息的不對(duì)稱,發(fā)現(xiàn)隨著消費(fèi)者低碳偏好程度的提高,制造商研發(fā)水平也越高,并且,政府可通過調(diào)整碳交易價(jià)格等手段激勵(lì)企業(yè)研發(fā)。在上下游兩個(gè)制造商構(gòu)成的供應(yīng)鏈中,王芹鵬等[16]假設(shè)兩企業(yè)可選擇均不研發(fā)、僅上游企業(yè)研發(fā)、僅下游企業(yè)研發(fā)以及下游企業(yè)分擔(dān)上游企業(yè)部分研發(fā)成本等策略,發(fā)現(xiàn)兩企業(yè)均不研發(fā)下各企業(yè)利潤(rùn)最低,僅上游企業(yè)研發(fā)下下游企業(yè)利潤(rùn)最高,當(dāng)下游企業(yè)分擔(dān)成本意愿較強(qiáng)或需要較高的研發(fā)成本時(shí),研發(fā)成本分擔(dān)契約下上游企業(yè)利潤(rùn)最高。在供應(yīng)商和制造商構(gòu)成的供應(yīng)鏈中,張漢江等[17]比較了供應(yīng)商和制造商選擇不研發(fā)、研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)以及研發(fā)合作的效果,發(fā)現(xiàn)與研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)相比,研發(fā)合作下制造商的研發(fā)水平較高,且供應(yīng)商分擔(dān)的研發(fā)成本比例越大,制造商的研發(fā)水平越高。劉名武等[18]考慮零售商分別是否投資減排,發(fā)現(xiàn)當(dāng)消費(fèi)者的低碳偏好程度滿足一定條件時(shí),單個(gè)零售商投資減排會(huì)增加競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的減排量和利潤(rùn)。樊文平等[19]還考慮了零售商對(duì)減排投資的持股與否對(duì)制造商選擇是否減排等方面的影響,發(fā)現(xiàn)持股能同時(shí)提高企業(yè)環(huán)保水平和利潤(rùn)。
還有部分學(xué)者比較消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈企業(yè)選擇合作決策和單獨(dú)決策的效果,研究消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈決策模式選擇。在制造商和零售商構(gòu)成的供應(yīng)鏈中,與單獨(dú)決策相比,雖然合作決策不會(huì)改變制造商的研發(fā)水平,但可以提高供應(yīng)鏈總利潤(rùn)[20-21]。Kim 等[22]進(jìn)一步考慮碳排放量的動(dòng)態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)若消費(fèi)者無低碳偏好,單獨(dú)決策和合作決策下研發(fā)水平和碳排放量分別相等,并通過數(shù)值模擬表明,若消費(fèi)者有低碳偏好,合作決策下研發(fā)水平較高、碳排放存量較低,而且,隨著消費(fèi)者低碳偏好程度的增強(qiáng),兩種決策下研發(fā)水平和碳排放量差別越大。在供應(yīng)商和制造商構(gòu)成的供應(yīng)鏈中,楊仕輝等[23]發(fā)現(xiàn),與單獨(dú)決策相比,合作決策下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)較高,制造商和供應(yīng)商的研發(fā)水平也較高。這些研究假定供應(yīng)鏈企業(yè)可選擇的策略較為簡(jiǎn)單,其余學(xué)者提供了更為豐富的策略選擇。個(gè)別研究細(xì)劃了單獨(dú)決策。李友東等[24]將供應(yīng)鏈企業(yè)單獨(dú)決策分為各企業(yè)同時(shí)決策和先后決策,并比較了它們與合作決策的效果,發(fā)現(xiàn)各企業(yè)同時(shí)決策下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)最高,合作決策下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)最低,各企業(yè)先后決策下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)介于兩者之間。部分研究增加了供應(yīng)鏈企業(yè)之間的分擔(dān)成本。趙道致等[25]和徐春秋等[26]考慮制造商和零售商可選擇無成本分擔(dān)的單獨(dú)決策以及制造商分擔(dān)零售商的低碳宣傳成本的分散式?jīng)Q策、合作決策,發(fā)現(xiàn)成本分擔(dān)契約可能會(huì)提高各企業(yè)利潤(rùn),但不會(huì)提高制造商的減排水平,合作決策下的減排效果最好、供應(yīng)鏈利潤(rùn)最高。游達(dá)明等[27]考慮制造商承擔(dān)零售商的部分或全部促銷成本后發(fā)現(xiàn),與單獨(dú)決策相比,合作決策可以提高制造商研發(fā)水平和供應(yīng)鏈利潤(rùn)。楊寬等[28]考慮制造商確定減排量和批發(fā)價(jià)格以及零售商確定融資比例和訂貨量,建立了零售商占主導(dǎo)、制造商占主導(dǎo)以及雙方合作決策的博弈模型,研究了消費(fèi)者低碳偏好、融資利率等對(duì)碳減排量、利潤(rùn)等的影響。郭煒恒等[29]考慮零售商不分擔(dān)制造商減排研發(fā)成本、零售商分擔(dān)制造商減排研發(fā)成本以及制造商與零售商合作決策,發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策與減排成本分擔(dān)比例有關(guān)。黃帝等[30]考慮零售商主導(dǎo)的單獨(dú)決策、制造商主導(dǎo)的單獨(dú)決策以及雙方集中決策的效果,發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策與碳稅稅率有關(guān)。武丹等[31]考慮碳減排量的動(dòng)態(tài)變化,比較了供應(yīng)商和制造商選擇合作決策和單獨(dú)決策的效果。王道平等[32]也考慮碳減排量的動(dòng)態(tài)變化,比較了政府提供補(bǔ)貼時(shí)供應(yīng)商和制造商選擇無成本分擔(dān)的單獨(dú)決策、有成本分擔(dān)的單獨(dú)決策以及雙方合作決策的效果。王道平等[32]同時(shí)考慮碳減排量和商譽(yù)的動(dòng)態(tài)變化,比較了有無政府補(bǔ)貼下制造商和零售商選擇無成本分擔(dān)的單獨(dú)決策、有成本分擔(dān)的單獨(dú)決策以及雙方合作決策的效果。
綜上所述,學(xué)者們對(duì)研發(fā)形式有較為詳細(xì)的劃分,也對(duì)消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策和決策模式有較為深入的研究,為進(jìn)一步研究提供了較好的借鑒,但有關(guān)消費(fèi)者低碳偏好下供應(yīng)鏈減排研發(fā)決策和決策模式方面的研究還存在如下不足:①這些研究集中于制造商是否要進(jìn)行研發(fā)以及上下游企業(yè)是否要合作決策,尚無研究涉及制造商之間選擇研發(fā)形式;②這些研究重點(diǎn)關(guān)注消費(fèi)者低碳偏好對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響,鮮有學(xué)者關(guān)注研發(fā)成果的溢出。
本文的主要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面:①考慮供應(yīng)鏈中制造商之間選擇研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作等減排研發(fā)策略,并綜合研發(fā)水平、凈碳排放量、各成員利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的變化,試圖找出各方均能接受的減排研發(fā)策略選擇;②同時(shí)考慮減排研發(fā)溢出和消費(fèi)者低碳偏好兩個(gè)因素,探討減排研發(fā)策略選擇的條件,更好地揭示減排研發(fā)策略選擇的復(fù)雜性。
考慮由兩個(gè)制造商和一個(gè)零售商構(gòu)成的兩級(jí)供應(yīng)鏈。制造商Mi(i=1,2)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量為qi,以批發(fā)價(jià)格ωi銷售給零售商R,零售商R再以零售價(jià)格pi銷售給具有低碳偏好的消費(fèi)者。在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,不考慮生產(chǎn)成本,并設(shè)單位產(chǎn)品產(chǎn)生單位碳排放量。為降低產(chǎn)品的碳排放量,吸引消費(fèi)者購(gòu)買本企業(yè)產(chǎn)品,制造商可主動(dòng)實(shí)施減排研發(fā),研發(fā)策略包括研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)(各制造商以自身利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)研發(fā)水平)和研發(fā)合作(各制造商以兩制造商的總利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)研發(fā)水平)。借鑒文獻(xiàn)[34],設(shè)制造商Mi的研發(fā)水平為xi,研發(fā)成本為:。研發(fā)成果可在制造商之間溢出,設(shè)溢出率為β(0≤β≤1)。特別地,當(dāng)β=0時(shí),政府對(duì)研發(fā)成果保護(hù)非常嚴(yán)格,研發(fā)成果難以在制造商之間自由溢出;當(dāng)β=1時(shí),政府沒有對(duì)研發(fā)成果提供保護(hù),研發(fā)成果可在制造商之間完全溢出。因此,制造商Mi的凈碳排放量為:ei=qi-xi-βxk,i,k=1,2,i≠k。另外,零售商R可分擔(dān)制造商Mi一定比例的研發(fā)成本[6],設(shè)分擔(dān)比例為s(01。另外,設(shè)消費(fèi)者對(duì)制造商Mi的產(chǎn)品的逆需求函數(shù)為:pi=1-qi-qk-θei,從而可求得消費(fèi)者對(duì)制造商Mi的產(chǎn)品需求函數(shù)為
零售商R和制造商Mi的利潤(rùn)函數(shù)分別為:
考慮零售商分擔(dān)制造商一定比例的研發(fā)成本對(duì)制造商實(shí)施研發(fā)的積極作用,以及研發(fā)決策通常是需要在早期決定的長(zhǎng)期決策[36],設(shè)定制造商和零售商之間的博弈順序?yàn)?第1階段,零售商確定研發(fā)成本的分擔(dān)比例;第2階段,制造商選擇研發(fā)策略(包括研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作)及確定相應(yīng)的研發(fā)水平;第3階段,制造商確定產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格;第4階段,零售商確定產(chǎn)品的零售價(jià)格。下面運(yùn)用逆向求解法求解。
(1)求解最優(yōu)零售價(jià)格。給定零售商的研發(fā)成本分擔(dān)比例、制造商的研發(fā)水平和批發(fā)價(jià)格,零售商以自身利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)零售價(jià)格。將式(1)代入式(2),零售商確定最優(yōu)零售價(jià)格的問題為
聯(lián)立?πr/?p1=0和?πr/?p2=0,可求得零售商確定的價(jià)格為
(2)求解最優(yōu)批發(fā)價(jià)格。將式(5)回代式(1),可求得消費(fèi)者對(duì)制造商Mi的產(chǎn)品需求函數(shù)為
給定零售商的研發(fā)成本分擔(dān)比例和制造商的研發(fā)水平,制造商Mi確定最優(yōu)批發(fā)價(jià)格問題為
聯(lián)立?πm1/?ω1=0和?πm2/?ω2=0,可求得制造商Mi確定的批發(fā)價(jià)格為
然后,求解最優(yōu)研發(fā)水平。在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模式下,各制造商以自身利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)研發(fā)水平。制造商Mi確定最優(yōu)研發(fā)水平的問題為
聯(lián)立?πm1/?x1=0和?πm2/?x2=0,可求得制造商Mi的研發(fā)水平為
(3)求解減排研發(fā)成本的最優(yōu)分擔(dān)比例。零售商以自身利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)分擔(dān)比例。將式(5)、(6)和式(8)以及式(10)代入式(2),該最優(yōu)化問題為
由?πr/?s=0可求得制造商選擇研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)下零售商的最優(yōu)分擔(dān)比例為
研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型的其余均衡解為:
如圖1所示。易證,當(dāng)0≤β≤1,θ>1 時(shí),恒有f(θ) 圖1 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型有內(nèi)點(diǎn)解的條件 研發(fā)合作下,第3和第4階段的求解與研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的相應(yīng)階段的求解相同,即最優(yōu)零售價(jià)格見式(5),最優(yōu)批發(fā)價(jià)格見式(8),故下面依次求解研發(fā)合作模型的第2階段和第1階段。 (1)求解最優(yōu)研發(fā)水平。在研發(fā)合作模型中,各制造商以兩制造商的總利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)研發(fā)水平。記兩制造商的總利潤(rùn)為:πm=πm1+πm2。制造商Mi確定最優(yōu)研發(fā)水平問題為 可證明:當(dāng)θ>1時(shí),兩制造商的總利潤(rùn)的海塞矩陣為負(fù)定矩陣,即此時(shí)兩制造商的總利潤(rùn)存在最優(yōu)解。 (2)求解減排研發(fā)成本的最優(yōu)分擔(dān)比例。在研發(fā)合作模型中,零售商仍以自身利潤(rùn)最大化為目的確定最優(yōu)分擔(dān)比例。將回代式(8),可求得制造商Mi的價(jià)格反應(yīng)函數(shù),然后將回代式(5),可求得零售商的價(jià)格反應(yīng)函數(shù),最后將和代入式(6),可求得消費(fèi)者對(duì)制造商Mi的產(chǎn)品需求函數(shù)。因此,該最優(yōu)化問題為 研發(fā)合作模型的其余均衡解為: 對(duì)任意0≤β≤1和θ>1,恒有ssc>0。為保證研發(fā)合作模型有內(nèi)點(diǎn)解,需滿足:,即要求 成立。令Δ2=0,可求得β的兩根分別為: 圖2 研發(fā)合作模型有內(nèi)點(diǎn)解的條件 容易證明,當(dāng)0≤β≤1,θ>1時(shí),恒有δ(θ)<γ(θ),故研發(fā)合作模型有內(nèi)點(diǎn)解的條件為0≤β<δ(θ)。因此,綜合各模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件,可發(fā)現(xiàn)需滿足的條件為:0≤β 圖3 各模型均有內(nèi)點(diǎn)解的綜合條件 由式(12)、(20),研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下零售商對(duì)制造商減排成本分擔(dān)比例比較如下式所示: 由式(25)易證,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 圖4 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)與研發(fā)合作下研發(fā)水平比較 命題1當(dāng)0 ≤β 命題1意味著在不同的減排研發(fā)策略下,零售商分擔(dān)減排成本的比例并不相同,要取決于研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好的程度。即零售商要根據(jù)兩者的相對(duì)大小,以確定在不同減排研發(fā)策略下的最優(yōu)分擔(dān)比例??赡艿脑蚴?一方面,零售商分擔(dān)減排成本會(huì)減少其獲利,不愿提高分擔(dān)比例;另一方面,零售商分擔(dān)減排成本有利于降低制造商的減排成本,促進(jìn)其減排,降低其凈碳排放量,提高產(chǎn)品的零售價(jià)格,又會(huì)增加零售商的收益,吸引零售商提高分擔(dān)比例。因此,零售商需要確定減排成本的最優(yōu)分擔(dān)比例。制造商選擇不同的減排研發(fā)策略時(shí),受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度的影響,減排成本的分擔(dān)比例對(duì)制造商減排研發(fā)水平的影響不同,進(jìn)而對(duì)零售商分擔(dān)的減排成本和產(chǎn)品零售價(jià)格的影響也不相同,最終零售商最優(yōu)的減排成本分擔(dān)比例也有差異。具體而言,當(dāng)β 由式(13)、(21),研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作的研發(fā)水平比較如下式所示: 由式(26)知,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 恒成立,從而有 因此,若β(θ),則成立;相反,若β>?(θ),則成立。因此,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下制造商Mi的研發(fā)水平變化可用命題2表示。 命題2當(dāng)0 ≤β 命題2意味著在不同的減排研發(fā)策略下,制造商的研發(fā)水平有差異,也要取決于研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好的程度。即制造商要根據(jù)兩者的相對(duì)大小,以確定在不同減排研發(fā)策略下的最優(yōu)研發(fā)水平。盡管零售商會(huì)分擔(dān)制造商的減排成本,制造商實(shí)施減排研發(fā)依然需要承擔(dān)剩余的減排成本,在一定程度上增加了其成本,但同時(shí)制造商會(huì)由于減排研發(fā)水平的提高而制定較高的批發(fā)價(jià)格,又會(huì)在一定程度上增加其收益。因此,制造商需要確定最優(yōu)的減排研發(fā)水平。雖然隨著零售商分擔(dān)減排成本比例的變化,制造商的減排研發(fā)水平也表現(xiàn)出相同方向的變化,但是,受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度的影響,在不同減排研發(fā)策略下制造商的減排研發(fā)水平變化是有區(qū)別的。具體而言,當(dāng)β 由式(16)、(24),研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下制造商Mi的產(chǎn)品銷售量比較如下式所示: 由式(27)知,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 若β(θ),有成立;相反,若β>?(θ),則有因此,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下制造商Mi的產(chǎn)品銷售量變化可用命題3表示。 命題3當(dāng)0 ≤β 命題3意味著在不同的減排研發(fā)策略下,產(chǎn)品的銷售量也有區(qū)別,這還是要取決于研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度。即制造商要根據(jù)兩者的相對(duì)大小,以確定在不同減排研發(fā)策略下產(chǎn)品的銷售量。制造商擴(kuò)大產(chǎn)品的銷售量一方面可以為其獲得更多收益,另一方面又會(huì)增加其凈碳排放量,降低產(chǎn)品的零售價(jià)格,減少其收益。因此,制造商需要確定最優(yōu)的產(chǎn)品銷售量。雖然隨著制造商減排研發(fā)水平的變化,制造商的產(chǎn)品銷售量也表現(xiàn)出相同方向的變化,但是,受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度的影響,在不同減排研發(fā)策略下制造商的產(chǎn)品銷售量變化是有區(qū)別的。具體而言,當(dāng)β 記研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)下制造商Mi的凈碳排放量為:,研發(fā)合作下制造商Mi的凈碳排放量為:根據(jù)式(13)、(16)以及式(21)、(24),有 由式(28)知,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 若β(θ),有成立;相反,若β>?(θ),則有因此,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下制造商Mi的凈碳排放量變化可用命題4表示。 命題4當(dāng)0 ≤β 命題4意味著受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度之間相對(duì)大小的影響,制造商選擇不同的減排研發(fā)策略所產(chǎn)生的凈碳排放量有差異。由命題2和命題3的分析可知,不同減排研發(fā)策略下制造商的減排研發(fā)水平和產(chǎn)品銷售量的變化方向相同,但它們的變化程度受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度的影響。具體而言,當(dāng)β 3.5.1 制造商的利潤(rùn)比較 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)下制造商Mi的利潤(rùn)為 由式(29)知,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 圖5 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)與研發(fā)合作下制造商利潤(rùn)比較 因此,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下制造商Mi的利潤(rùn)變化可用命題5表示。 命題5當(dāng)0 ≤β 命題5意味著受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度之間相對(duì)大小的影響,不同減排研發(fā)策略下零售商分擔(dān)減排研發(fā)成本的比例、制造商的減排研發(fā)水平以及產(chǎn)量和批發(fā)價(jià)格均不相同,導(dǎo)致制造商選擇不同的減排研發(fā)策略獲得的利潤(rùn)也不相同。具體而言,當(dāng)β 3.5.2 零售商的利潤(rùn)比較 經(jīng)整理,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)下零售商的利潤(rùn)為 由式(30)知,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,有 容易證明,Λ2<0恒成立。因此,若β(θ),有成立;相反,若β>?(θ),則有因此,研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作下零售商的利潤(rùn)變化可用命題6表示。 命題6當(dāng)0 ≤β 命題6意味著受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度之間相對(duì)大小的影響,不同減排研發(fā)策略下制造商的減排研發(fā)水平、批發(fā)價(jià)格和銷售量、零售商的減排成本分擔(dān)比例和零售價(jià)格均不相同,制造商選擇不同的減排研發(fā)策略會(huì)影響零售商的利潤(rùn)。具體而言,當(dāng)β 3.5.3 供應(yīng)鏈總利潤(rùn)比較 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)下供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)為:,研發(fā)合作下供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)為:經(jīng)比較有 由式(31)容易證明,在研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件下,Λ3>0恒成立。因此,有 令Λ4=0,如圖6所示,可求得β=ν(θ)。若β<ν(θ),有Λ4>0;若β>ν(θ),有Λ4<0。 圖6 研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)與研發(fā)合作下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)比較 因此,結(jié)合研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模型和研發(fā)合作模型均有內(nèi)點(diǎn)解的條件,供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的變化可用命題7表示。 命題7當(dāng)0 ≤β 命題7意味著受研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好程度之間相對(duì)大小的影響,不同減排研發(fā)策略下制造商的利潤(rùn)和零售商的利潤(rùn)也不相同,制造商選擇不同的減排研發(fā)策略會(huì)影響供應(yīng)鏈總利潤(rùn)。具體而言,當(dāng)β 綜合命題1~7,較之于研發(fā)競(jìng)爭(zhēng),制造商選擇研發(fā)合作下制造商減排研發(fā)水平、零售商分擔(dān)制造商研發(fā)成本比例、制造商的銷售量和凈碳排放量、各企業(yè)利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的變化,如表1所示。 表1 供應(yīng)鏈橫向減排研發(fā)策略選擇的綜合效果 由表1可見:若β 本文在減排研發(fā)成果可溢出和消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品有偏好的情況下,針對(duì)兩個(gè)制造商和單個(gè)零售商構(gòu)成的兩級(jí)供應(yīng)鏈,構(gòu)建了零售商確定減排研發(fā)成本的分擔(dān)比例、制造商選擇減排研發(fā)形式(包括研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)合作)以及確定相應(yīng)的研發(fā)水平和產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格、零售商確定產(chǎn)品的零售價(jià)格的四階段博弈模型。從分擔(dān)比例、減排研發(fā)水平、銷售量、凈碳排放量和企業(yè)利潤(rùn)等方面,重點(diǎn)研究了研發(fā)溢出率和消費(fèi)者低碳偏好對(duì)研發(fā)策略的影響。研究結(jié)果表明: (1)當(dāng)研發(fā)溢出率很低和消費(fèi)者低碳偏好程度很高時(shí),制造商選擇研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)提高減排研發(fā)水平、減排成本的分擔(dān)比例、產(chǎn)品的銷售量、零售商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈總利潤(rùn),改善環(huán)境質(zhì)量和降低制造商利潤(rùn),如果零售商能適當(dāng)補(bǔ)償制造商,制造商會(huì)選擇研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。 (2)當(dāng)研發(fā)溢出率很低和消費(fèi)者低碳偏好程度特別高時(shí),制造商選擇研發(fā)合作不利于提高減排成本的分擔(dān)比例、減排研發(fā)水平、銷售量和改善環(huán)境質(zhì)量,但制造商選擇研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)降低制造商的利潤(rùn)和供應(yīng)鏈的總利潤(rùn),故制造商會(huì)選擇研發(fā)合作。 (3)當(dāng)研發(fā)溢出率較高時(shí),若消費(fèi)者低碳偏好程度也較高,制造商選擇研發(fā)合作可以提高減排成本的分擔(dān)比例、減排研發(fā)水平、銷售量、零售商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)、改善環(huán)境質(zhì)量,但制造商的利潤(rùn)變化不確定,如果制造商能分享零售商的部分利潤(rùn),制造商會(huì)選擇研發(fā)合作。 (4)當(dāng)研發(fā)溢出率較高和消費(fèi)者低碳偏好程度非常高時(shí),制造商選擇研發(fā)合作時(shí)減排成本的分擔(dān)比例、研發(fā)水平和銷售量均較高,環(huán)境質(zhì)量得到改善,制造商和零售商均可獲得更多利潤(rùn),供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)也更多,而且此時(shí)無需設(shè)計(jì)任何契約,制造商會(huì)選擇研發(fā)合作。 上述結(jié)論為面臨研發(fā)成果的溢出和具有低碳偏好的消費(fèi)者時(shí),供應(yīng)鏈中的制造商之間選擇合理的橫向研發(fā)策略、零售商適當(dāng)分擔(dān)制造商的減排研發(fā)成本提供了科學(xué)依據(jù),有利于實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。然而,本文僅考慮供應(yīng)鏈成員選擇橫向減排研發(fā)策略和研發(fā)成果的水平溢出,未來可以引入供應(yīng)鏈成員選擇垂直減排研發(fā)策略以及研發(fā)成果的垂直溢出,更為深入地研究供應(yīng)鏈的減排研發(fā)策略選擇。2.2 研發(fā)合作模型的構(gòu)建與求解
3 供應(yīng)鏈橫向減排研發(fā)策略選擇
3.1 減排成本分擔(dān)比例比較
3.2 研發(fā)水平比較
3.3 銷售量比較
3.4 凈碳排放量比較
3.5 企業(yè)利潤(rùn)比較
4 結(jié)論
——基于環(huán)保廳長(zhǎng)和市委書記間任期交錯(cuò)的實(shí)證證據(jù)
——基于中國(guó)A股上市公司年報(bào)文本分析