覃艷華， 曹細(xì)玉

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院， 廣東 中山 528402)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及電子商務(wù)的廣泛應(yīng)用，對消費(fèi)者的消費(fèi)行為和習(xí)慣產(chǎn)生了巨大的影響，不少消費(fèi)者由傳統(tǒng)的線下購物轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)購物，使得越來越多的制造商在傳統(tǒng)銷售渠道的基礎(chǔ)上開設(shè)網(wǎng)絡(luò)直銷渠道，形成了線上和線下渠道融合發(fā)展的雙渠道供應(yīng)鏈模式.雙渠道供應(yīng)鏈成員間既存在合作，也存在渠道競爭以及供應(yīng)鏈自身的“雙重邊際效應(yīng)”，如何進(jìn)行渠道定價(jià)、緩解渠道沖突、發(fā)揮不同渠道的優(yōu)勢以及實(shí)現(xiàn)雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)是雙渠道供應(yīng)鏈成員需要面對的一個(gè)重要內(nèi)容，也成為近年來的研究熱點(diǎn)[1-4].隨著碳排放引起的全球氣候變暖日趨嚴(yán)重，給人類社會帶來災(zāi)難性的影響和極大的挑戰(zhàn)，為此，世界各國和地區(qū)紛紛制定減少和控制碳排放的相關(guān)政策和措施，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這將促使傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理向低碳供應(yīng)鏈管理轉(zhuǎn)變，并對供應(yīng)鏈運(yùn)作產(chǎn)生極大的影響[5-6].碳限額及交易機(jī)制作為減少和控制碳排放最為有效的機(jī)制，目前已經(jīng)在包括中國在內(nèi)的世界上不少國家和地區(qū)實(shí)施，不少學(xué)者針也對碳限額及交易下的供應(yīng)鏈管理進(jìn)行了廣泛的研究.趙道致和呂金鑫對碳限額及交易下的供應(yīng)鏈整體優(yōu)化策略進(jìn)行了研究[7]；曾偉等對碳限額及交易下的供應(yīng)鏈運(yùn)作優(yōu)化問題進(jìn)行了研究[8]；覃艷華等對碳限額及交易下的供應(yīng)鏈運(yùn)作策略及協(xié)調(diào)進(jìn)行了研究[9]；Xia等對碳限額及交易下的供應(yīng)鏈定價(jià)決策和碳減排決策進(jìn)行了研究[10].

隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展，雙渠道供應(yīng)鏈作為減少碳排放的一種有效途徑，促使傳統(tǒng)供應(yīng)鏈在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下逐步向雙渠道供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)變.Ji等通過對制造商是否開通直銷渠道的研究，認(rèn)為在消費(fèi)者低碳偏好一定的情況下制造商實(shí)施線上、線下雙渠道銷售對其更為有利，而且聯(lián)合碳減排對制造商和零售商都有益[11]；楊磊等在碳限額及交易下對供應(yīng)鏈的渠道選擇和碳減排策略進(jìn)行了研究[12]；Qi等對碳限額及交易下的雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題進(jìn)行了研究[13].在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，我國在2013開始確定將每年的6月17日定為“全國低碳日”，并要求政府相關(guān)部門及直屬單位結(jié)合部門工作大力宣傳及推廣綠色節(jié)能環(huán)保的工程、技術(shù)及產(chǎn)品.在政府碳減排管制政策下，供應(yīng)鏈企業(yè)加大碳減排技術(shù)投入以減少生產(chǎn)運(yùn)作過程中的碳排放是關(guān)鍵，但在消費(fèi)者低碳環(huán)保意識不斷增強(qiáng)的情況下，要使低碳產(chǎn)品獲得更多的市場需求，讓消費(fèi)者知曉并購買低碳產(chǎn)品，就需要讓消費(fèi)者更多地了解低碳產(chǎn)品及企業(yè)的碳減排情況，因而供應(yīng)鏈企業(yè)加大低碳宣傳就顯得非常重要.目前，企業(yè)對低碳產(chǎn)品的宣傳力度還不夠，低碳宣傳的研究也才剛剛開始.Zhou等在考慮公平關(guān)切下對低碳供應(yīng)鏈的碳減排成本分?jǐn)偧奥?lián)合低碳宣傳策略進(jìn)行了研究[14]；徐春秋等通過構(gòu)建供應(yīng)鏈上下游聯(lián)合減排及低碳宣傳的模型，得到了相應(yīng)的碳減排合作及低碳宣傳的策略[15]；周熙登研究了考慮品牌差異的雙渠道供應(yīng)鏈碳減排與低碳宣傳策略[16]；向小東和李翀研究了三級低碳供應(yīng)鏈聯(lián)合減排及宣傳促銷微分博弈問題[17]；王婷婷和王道平在政府補(bǔ)貼下研究了供應(yīng)鏈合作減排與低碳宣傳的動態(tài)協(xié)調(diào)策略問題[18].現(xiàn)有的研究雖然在雙渠道供應(yīng)鏈中考慮了低碳宣傳和碳減排問題，但并沒有把雙渠道供應(yīng)鏈放在碳限額及交易機(jī)制下來研究低碳宣傳與碳減排問題，而且現(xiàn)有的文獻(xiàn)中低碳宣傳都是考慮零售商的線下低碳宣傳，并沒有針對雙渠道供應(yīng)鏈中制造商的低碳宣傳進(jìn)行研究.為此，本文在碳限額及交易下考慮制造商低碳宣傳及消費(fèi)者低碳偏好，研究雙渠道供應(yīng)鏈的碳減排決策及低碳宣傳策略問題，主要擬解決以下問題： 1)零售商不參與制造商低碳宣傳計(jì)劃、參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃的情形下零售商和制造商的最優(yōu)決策；2)雙渠道供應(yīng)鏈如何實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)；3)碳交易價(jià)格、低碳宣傳對線上線下需求的影響系數(shù)、碳減排成本系數(shù)、消費(fèi)者低碳偏好、宣傳零售商品牌元素對線上線下需求的影響系數(shù)等參數(shù)變化對最優(yōu)決策及雙渠道供應(yīng)鏈利潤的影響.

1 問題描述與相關(guān)假設(shè)

考慮由單個(gè)制造商和單個(gè)零售商組成的雙渠道供應(yīng)鏈，制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品一方面通過傳統(tǒng)渠道由零售商銷售，另一方面制造商也開通過網(wǎng)絡(luò)直銷渠道銷售產(chǎn)品.假設(shè)消費(fèi)者具有低碳偏好，即消費(fèi)者愿意購買低碳產(chǎn)品并愿意為其支付更高的價(jià)格，為了擴(kuò)大銷售，制造商對其生產(chǎn)的低碳產(chǎn)品進(jìn)行低碳宣傳.在碳限額及交易機(jī)制下，碳排放主要出現(xiàn)在制造商的生產(chǎn)過程，零售商的碳排放由于數(shù)量較少在本文中不加考慮.政府給予制造商一定的免費(fèi)碳排放限額，超出或節(jié)省的碳排放量可以通過碳交易市場進(jìn)行交易.本文相關(guān)的符號及含義如表1所示.

表1 相關(guān)符號及含義

2 模型建立與分析

為了分析在碳限額及交易下制造商進(jìn)行低碳宣傳時(shí)零售商不參與和參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃對制造商低碳宣傳以及碳減排率的影響，并與集中式雙渠道供應(yīng)鏈決策的比較，為此就不同情形建立決策模型，求解相應(yīng)的最優(yōu)決策，進(jìn)而為企業(yè)決策和政府政策制定提供依據(jù).

2.1 零售商不參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃的決策模型

當(dāng)零售商不參與制造商的低碳宣傳合作計(jì)劃時(shí)，即零售商不分?jǐn)傊圃焐痰吞夹麄鞒杀荆圃焐淘诘吞夹麄髦胁粫w現(xiàn)零售商銷售門店的品牌元素.假設(shè)此時(shí)網(wǎng)絡(luò)直銷渠道和傳統(tǒng)零售渠道的市場需求量分別為Qd=αD0+βτ+γ1A，Qr=(1-α)D0+βτ+γ2A，進(jìn)而可得零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為

(1)

Md(αD0+βτ+γ1A)-

pe{[D0+2βτ+(γ1+γ2)A](1-τ)e-E0}-

(2)

對式(2)求關(guān)于A、τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0 ，則有

A=0 ，

(3)

epe[D0-2β+(γ1+γ2)A]-(η-4βepe)τ=0.

(4)

由式(3)和式(4)可得制造商的最優(yōu)碳減排率和低碳宣傳水平分別為

2.2 零售商參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃的決策模型

當(dāng)零售商參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃時(shí)，零售商分?jǐn)傊圃焐痰牡吞夹麄鞒杀荆圃焐淘诘吞夹麄髦畜w現(xiàn)零售商銷售門店的品牌元素.假設(shè)制造商和零售商分別以各自利潤最大化為目標(biāo)進(jìn)行Stackelberg博弈決策，制造商先確定其碳排放率τ和低碳宣傳水平A，零售商根據(jù)制造商的碳排放率τ和低碳宣傳水平A確定給予制造商低碳宣傳成本的分?jǐn)偙壤?0<φ<1)，根據(jù)前面的假設(shè)并參考文獻(xiàn)[14]和文獻(xiàn)[17]，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)渠道和傳統(tǒng)零售渠道的需求量分別為Qd=αD0+βτ+(γ1-μ)A，Qr=(1-α)D0+βτ+(γ2+μ)A，此時(shí)零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為

(5)

Md[αD0+βτ+(γ1-μ)A]-

pe{[(D0+2βτ+(γ1+γ2)A](1-τ)e-E0}-

(6)

對式(6)求關(guān)于A、τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0，則有

(γ1+γ2)(1-τ)epe-(1-φ)A=0，

(7)

epe[D0-2β+(γ1+γ2)A]-(η-4βepe)τ=0.

(8)

由式(7)和式(8)可得制造商的碳減排率和低碳宣傳水平分別為

(9)

(10)

將式(9)、式(10)代入式(5)，由于此時(shí)零售商的利潤函數(shù)中只有零售商對制造商低碳宣傳成本的分?jǐn)偙壤諡榱闶凵痰臎Q策變量，因此，對式(5)求關(guān)于低碳宣傳成本分?jǐn)偙壤盏囊浑A偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0，則有

[N-φ(η-4βepe)]{βRr(η-4βepe)·

[Q+epe(γ1+γ2)S]-βRrNQ}+

[N-φ(η-4βepe)]Rr(γ2+μ)(η-4βepe)·

[(η-4βepe)S+epe(γ1+γ2)Q]-

φ(η-4βepe)[(η-4βepe)S+epe(γ1+γ2)Q]2-

[N-φ(η-4βepe)][(η-4βepe)S+

epe(γ1+γ2)Q]2=0，

(11)

由式(11)可得零售商的低碳宣傳成本分?jǐn)偙壤秊?/p>

進(jìn)而可得制造商的最優(yōu)碳減排率和最優(yōu)低碳宣傳成本分別為

2.3 集中式?jīng)Q策模型

在集中式?jīng)Q策下，低碳宣傳既會考慮網(wǎng)絡(luò)直銷渠道，也會將傳統(tǒng)銷售渠道的門店品牌元素加以考慮，可得由前面的假設(shè)可知雙渠道供應(yīng)鏈的利潤函數(shù)如下,

πc=(Mr+Rr)[(1-α)D0+βτ+(γ2+μ)A]+

Md[αD0+βτ+(γ1-μ)A]-

pe{[D0+2βτ+(γ1+γ2)A](1-τ)e-E0}-

(12)

對式(12)求關(guān)于A、τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0 ，則有

epe(γ1+γ2)(1-τ)-A=0，

(13)

epe[D0-2β+(γ1+γ2)A]+(4βepe-η)τ=0.

(14)

由式(13)和式(14)可得雙渠道供應(yīng)鏈的最優(yōu)碳減排率和低碳宣傳水平分別為

2.4 雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)分析

由前面的分析可知，如果零售商只分?jǐn)傊圃焐痰牡吞夹麄鞒杀荆⒉荒軐?shí)現(xiàn)雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，即此時(shí)制造商的低碳宣傳和碳減排率并不是雙渠道供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策.為此，假設(shè)零售商分?jǐn)傊圃焐痰奶紲p排投入成本比例為θ(0<θ<1)，且零售商分?jǐn)傊圃焐痰牡吞夹麄鞒杀颈壤秊棣?0<φ<1)，由前面的假設(shè)可知零售商和制造商的利潤函數(shù)分別為

(15)

Md[αD0+βτ+(γ1-μ)A]-

pe{[D0+2βτ+(γ1+γ2)A](1-τ)e-E0}-

(16)

對式(16)求分別關(guān)于A、τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0,

epe(γ1+γ2)(1-τ)-(1-φ)A=0，

(17)

epe[D0-2β+(γ1+γ2)A]+4βepeτ-(1-θ)ητ=0.

(18)

由式(17)、式(18)可得

Acc=

雙渠道供應(yīng)鏈要能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)，則必須有Acc=A*，τcc=τ*，進(jìn)而可求得零售商和制造商的最優(yōu)比例分?jǐn)偡謩e為

3 數(shù)值計(jì)算與均衡分析

前面已經(jīng)分析了零售商不參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃、零售商參與制造商低碳宣傳合作計(jì)劃和集中式?jīng)Q策下的制造商的最優(yōu)碳排放率、最優(yōu)低碳宣傳水平以及零售商的低碳宣傳成本分?jǐn)偙壤c碳減排投入成本分?jǐn)偙壤?，這里通過數(shù)值計(jì)算分析不同情形下的決策結(jié)果及收益.考慮一個(gè)由制造商和零售商組成的二級雙渠道供應(yīng)鏈，為了進(jìn)一步驗(yàn)證前面模型分析的結(jié)論，這里選取合適的數(shù)據(jù)，分析其對最優(yōu)決策以及雙渠道供應(yīng)鏈利潤的影響，基本運(yùn)營的參數(shù)設(shè)定如表2所示.

表2 基本運(yùn)營參數(shù)

3.1 最優(yōu)值分析

針對前面三種不同的情況，為了比較不同情境下的最優(yōu)決策和收益的差異，數(shù)值模擬如表3所示.從表3可知雙渠道供應(yīng)鏈在集中式?jīng)Q策下的最優(yōu)碳減排率和最優(yōu)低碳宣傳水平大于零售商不參與低碳宣傳合作時(shí)的最優(yōu)碳減排率和最優(yōu)低碳宣傳水平，也大于零售商分?jǐn)傊圃焐痰吞夹麄鞒杀緯r(shí)的最優(yōu)值.當(dāng)零售商同時(shí)分?jǐn)傊圃焐痰牡吞夹麄鞒杀疽约疤紲p排成本時(shí)，零售商利潤、制造商利潤、雙渠道供應(yīng)鏈利潤都大于沒有成本分?jǐn)倳r(shí)的利潤，但此時(shí)零售商的利潤小于零售商只分?jǐn)傊圃焐痰吞夹麄鞒杀緯r(shí)的利潤，制造商的利潤大于零售商只分?jǐn)傊圃焐痰吞夹麄鞒杀緯r(shí)的利潤，但當(dāng)零售商同時(shí)分?jǐn)傊圃焐痰牡吞夹麄鞒杀疽约疤紲p排成本時(shí)，雙渠道供應(yīng)鏈能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)，此時(shí)供應(yīng)鏈決策最優(yōu)，而且供應(yīng)鏈利潤達(dá)到最大化.可見，要降低制造商的碳排放和增加供應(yīng)鏈的利潤，制造商必須加大低碳宣傳力度，同時(shí)，制造商要加強(qiáng)與零售商的合作，讓零售商分?jǐn)偛糠种圃焐痰牡吞夹麄鞒杀竞吞紲p排成本.

表3 不同情形下的最優(yōu)化結(jié)果

3.2 參數(shù)對最優(yōu)值及利潤的影響

在碳限額及交易機(jī)制下，當(dāng)初始市場規(guī)模、生產(chǎn)單位產(chǎn)品的初始碳排放量、消費(fèi)者線上偏好比例、政府給予制造商免費(fèi)的碳排放量取表2中的數(shù)值時(shí)，各參數(shù)變化對決策變量及雙渠道供應(yīng)鏈利潤的影響如圖1～圖6所示.

由圖1可知，碳減排率與碳排放交易價(jià)格成正向變化關(guān)系，低碳宣傳水平與碳排放交易價(jià)格成U型變化關(guān)系，雙渠道供應(yīng)鏈利潤與碳排放交易價(jià)格成反向變化關(guān)系.可見，在碳限額及交易下，政府通過調(diào)節(jié)碳排放交易價(jià)格不僅可以促進(jìn)企業(yè)減少碳排放，而且還可促使企業(yè)加大低碳宣傳力度.

圖1 pe對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

由圖2可知，碳減排率、低碳宣傳水平、雙渠道供應(yīng)鏈利潤都與低碳宣傳對線上消費(fèi)者需求的影響系數(shù)成正向變化關(guān)系.可見，加大低碳環(huán)保宣傳，增強(qiáng)線上消費(fèi)者的低碳環(huán)保意識，提高線上消費(fèi)者低碳產(chǎn)品購買意愿，對減少制造商碳減排量和提高雙渠道供應(yīng)鏈利潤非常重要.

由圖3可知，碳減排率、低碳宣傳水平、雙渠道供應(yīng)鏈利潤都與低碳宣傳對線下消費(fèi)者需求的影響系數(shù)成正向變化關(guān)系，而且相比圖2，低碳宣傳對線下消費(fèi)者需求的影響系數(shù)對碳減排率、低碳宣傳水平、雙渠道利潤函數(shù)的影響更大，因此需要制造商如何進(jìn)行低碳宣傳策劃來加大低碳宣傳對線下消費(fèi)者影響力非常重要.

圖2 γ1對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

圖3 γ2對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

由圖4可知，低碳宣傳水平、碳減排率、雙渠道供應(yīng)鏈利潤與消費(fèi)者低碳偏好對需求的影響系數(shù)成正向變化關(guān)系，可見如何增強(qiáng)消費(fèi)者增強(qiáng)低碳環(huán)保意識和提高消費(fèi)者低碳產(chǎn)品購買意愿至關(guān)重要.

圖4 β對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

由圖5可知，低碳宣傳水平、碳減排率、雙渠道供應(yīng)鏈利潤與碳減排成本系數(shù)成反向變化關(guān)系，因此，制造商在進(jìn)行碳減排技術(shù)研發(fā)攻關(guān)時(shí)，一方面政府需要加大對碳減排技術(shù)研發(fā)的支持力度來鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行碳減排技術(shù)研發(fā)以減少碳排放，另一方面零售商要引導(dǎo)零售商參與碳減排技術(shù)的合作研發(fā)，進(jìn)而提高制造商碳減排技術(shù)研發(fā)的積極性.

圖5 η對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

由圖6可知，低碳宣傳水平、碳減排率、雙渠道供應(yīng)鏈利潤都與宣傳零售商品牌元素對線上線下消費(fèi)者的影響系數(shù)成正向變化關(guān)系，因而制造商在進(jìn)行低碳宣傳時(shí)，需要加強(qiáng)與零售商的廣告宣傳方面的合作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造商和零售商雙贏的結(jié)果.

圖6 μ對碳減排率τ、低碳宣傳水平A、雙渠道供應(yīng)鏈利潤πC的影響

4 結(jié)論

在碳限額及交易機(jī)制下考慮制造商的低碳宣傳，分別就零售商不參與制造商的低碳宣傳合作計(jì)劃、參與制造商的低碳宣傳合作計(jì)劃的分散式?jīng)Q策以及集中式?jīng)Q策來建立博弈模型，并就雙渠道供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的條件進(jìn)行了分析，最后進(jìn)行了數(shù)值分析.研究結(jié)果表明：1) 在碳限額及交易機(jī)制下，碳減排率、低碳宣傳水平和雙渠道供應(yīng)鏈利潤都與消費(fèi)者低碳偏好對需求的影響系數(shù)、低碳宣傳中宣傳零售商品牌元素對線上線下需求的影響系數(shù)、低碳宣傳對線上線下消費(fèi)者需求的影響系數(shù)成正向變化關(guān)系；2) 碳減排率與碳排放交易價(jià)格成正向變化關(guān)系，雙渠道供應(yīng)鏈利潤與碳排放交易價(jià)格成反向變化關(guān)系，而低碳宣傳水平與碳排放交易價(jià)格成U變化關(guān)系.3) 碳減排率、低碳宣傳水平和雙渠道供應(yīng)鏈利潤與碳減排成本系數(shù)成反向變化關(guān)系.因此，企業(yè)在加大碳減排技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，制造商和零售商需要加大低碳宣傳的合作，通過低碳宣傳進(jìn)一步提高消費(fèi)者的環(huán)保意識，提高線上和線下消費(fèi)者對低碳產(chǎn)品的購買意愿.同時(shí)，政府部門一方面要加大低碳宣傳，另一方面要加大對企業(yè)碳減排技術(shù)研發(fā)的支持力度，給予碳減排技術(shù)研發(fā)企業(yè)相應(yīng)的碳減排技術(shù)研發(fā)補(bǔ)貼.此外，本文只考慮碳限額及交易下單周期內(nèi)制造商進(jìn)行低碳宣傳的雙渠道供應(yīng)鏈決策問題，但在實(shí)際生活中，低碳宣傳效果有一定的滯后性，低碳宣傳會對后續(xù)多個(gè)周期產(chǎn)生影響，這些都是接下來要研究的內(nèi)容.