摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)供應(yīng)鏈信息不對(duì)稱引發(fā)的消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品不信任的問題，本文結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)可追溯、不可篡改等優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用博弈理論分析四種情形下綠色供應(yīng)鏈中區(qū)塊鏈引入的最優(yōu)策略及區(qū)塊鏈應(yīng)用條件并探討區(qū)塊鏈成本對(duì)供應(yīng)鏈產(chǎn)品綠色度及最優(yōu)利潤(rùn)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，制造商若能控制區(qū)塊鏈成本，引入該技術(shù)可提高產(chǎn)品綠色度和市場(chǎng)需求，同時(shí)確保各成員和整體供應(yīng)鏈的利潤(rùn)。隨著市場(chǎng)規(guī)模削弱和消費(fèi)者質(zhì)疑增加，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的成本會(huì)上升，但相應(yīng)的獲利可能性也增加。在分散決策下，提升產(chǎn)品環(huán)保水平和供應(yīng)鏈利潤(rùn)的區(qū)塊鏈成本閾值小于集中決策。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù)；綠色供應(yīng)鏈；產(chǎn)品綠色度；引入決策；市場(chǎng)削弱因子

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出及人們綠色消費(fèi)觀念的增強(qiáng)，越來越多的制造業(yè)意識(shí)到生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的重要性，并積極采取綠色生產(chǎn)方式以滿足市場(chǎng)需求、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，由于綠色產(chǎn)品信息不透明且難以驗(yàn)證，消費(fèi)者無法判斷綠色產(chǎn)品的真?zhèn)?，從而降低了?duì)綠色產(chǎn)品的信任度。區(qū)塊鏈作為一種分布式去中心化技術(shù)，具有數(shù)據(jù)可追溯、不可篡改等特性，可以有效避免信息失真，從而增強(qiáng)消費(fèi)者的可信度。雖然區(qū)塊鏈技術(shù)為企業(yè)帶來諸多收益，但由于目前區(qū)塊鏈技術(shù)的資金投入比較高昂，企業(yè)在引入時(shí)需要著重考慮區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用成本。

一、文獻(xiàn)綜述

目前，學(xué)術(shù)界已對(duì)供應(yīng)鏈管理進(jìn)行了大量研究，主要包括綠色供應(yīng)鏈、區(qū)塊鏈技術(shù)在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用兩個(gè)方面。張雷、周艷菊等聚焦消費(fèi)者偏好對(duì)綠色供應(yīng)鏈決策的影響，前者在碳配額交易機(jī)制下探討綠色供應(yīng)鏈最優(yōu)決策與消費(fèi)者低碳偏好的關(guān)系的影響；后者主要考慮在產(chǎn)品綠色度、消費(fèi)者偏好等因素影響需求的情況下，探究不同契約下零售商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈決策優(yōu)化。部分學(xué)者在兩級(jí)供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)上，將研究進(jìn)一步拓展到三級(jí)供應(yīng)鏈。Ong等人考慮綠色投資成本影響下的三級(jí)供應(yīng)鏈決策問題。Alamdar·S等探究需求不確定下綠色供應(yīng)鏈的最優(yōu)策略。張?jiān)曝S等運(yùn)用斯塔克博弈模型構(gòu)建三種決策模式下碳減排最優(yōu)策略組合，推導(dǎo)供應(yīng)鏈各企業(yè)參與協(xié)調(diào)的必要條件。以上文獻(xiàn)以綠色供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，從不同方面探究了供應(yīng)鏈決策協(xié)調(diào)與優(yōu)化，但上述文獻(xiàn)均假設(shè)消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品完全信任。事實(shí)上，消費(fèi)者可能因?yàn)楂@取綠色產(chǎn)品信息的能力有限或難于驗(yàn)證產(chǎn)品信息的真實(shí)性而對(duì)綠色產(chǎn)品產(chǎn)生懷疑并減少需求。對(duì)于綠色供應(yīng)鏈來說，需要建立高效的溯源系統(tǒng)以保證綠色產(chǎn)品信息的真實(shí)性與可靠性，從而消除消費(fèi)者的疑慮。

已有研究表明，區(qū)塊鏈技術(shù)有助于提高供應(yīng)鏈的透明度，為消費(fèi)者構(gòu)建可信環(huán)境的同時(shí)也為綠色供應(yīng)鏈管理提供創(chuàng)造性價(jià)值。Wang、M等指出區(qū)塊鏈可以用作跟蹤碳足跡和提高碳管理效率的工具，可以最大限度地減少供應(yīng)鏈中的碳排放。Xu等研究指出區(qū)塊鏈技術(shù)可以增加產(chǎn)品綠色度及供應(yīng)鏈利潤(rùn)。黃湘萌等在區(qū)塊鏈背景下，建立Shapley值修正模型來處理綠色供應(yīng)鏈中的利益分配問題。胡韓莉等認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)既可以提高消費(fèi)者的信任度也可以擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模。蔡璐等利用區(qū)塊鏈技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)環(huán)境中低碳供應(yīng)鏈內(nèi)部的信息共享程度，從而促進(jìn)供應(yīng)鏈效率與效益的提升。上述文獻(xiàn)均側(cè)重于分析區(qū)塊鏈在供應(yīng)鏈的應(yīng)用價(jià)值，但未從區(qū)塊鏈成本角度考慮供應(yīng)鏈?zhǔn)欠癫杉{該技術(shù)的問題。

基于此，考慮區(qū)塊鏈技術(shù)影響消費(fèi)者信任度及市場(chǎng)規(guī)模的情況下，本文構(gòu)建由單一制造商、物流服務(wù)商與零售商組成的綠色供應(yīng)鏈決策模型，分別求解在集中決策和分散決策模式下綠色供應(yīng)鏈引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前后的均衡策略，分析比較在不同決策模式下制造商實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)的成本條件，以及區(qū)塊鏈引入對(duì)綠色供應(yīng)鏈產(chǎn)品綠色度及利潤(rùn)的影響，為綠色供應(yīng)鏈企業(yè)運(yùn)營(yíng)決策提供參考。

二、模型描述及符號(hào)說明

1.問題描述

考慮由單一制造商、物流服務(wù)商和零售商構(gòu)成的三級(jí)綠色供應(yīng)鏈博弈模型，在這個(gè)供應(yīng)鏈中制造商生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，物流服務(wù)商負(fù)責(zé)運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)輸費(fèi)用為pd；制造商以批發(fā)價(jià)格w將這些產(chǎn)品提供給零售商；零售商再以價(jià)格p將產(chǎn)品銷售給消費(fèi)者。

2.模型假設(shè)及參數(shù)

根據(jù)模型建立需要做出以下假設(shè)：

假設(shè)1：制造商、物流服務(wù)商及零售商均無風(fēng)險(xiǎn)偏好且完全理性，以追求自身利潤(rùn)最大化為目標(biāo)。

假設(shè)2：消費(fèi)者具有綠色偏好，愿意為綠色產(chǎn)品支付更高的價(jià)格。

假設(shè)3：假設(shè)制造商和物流服務(wù)商的綠色努力成本均為一次性投入且是關(guān)于綠色努力水平的凸函數(shù)，參照文獻(xiàn)設(shè)制造商和物流運(yùn)營(yíng)商的努力成本分別為C（em）=he2m和C（ed）=ke2d。

假設(shè)4：在非合作狀態(tài)下，由零售商承擔(dān)運(yùn)輸費(fèi)用會(huì)增加供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)。故假設(shè)由零售商承擔(dān)全部運(yùn)輸成本。

假設(shè)5：區(qū)塊鏈成本包括將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于供應(yīng)鏈時(shí)所發(fā)生的平臺(tái)建設(shè)成本和單位應(yīng)用成本，如數(shù)據(jù)的上傳、存儲(chǔ)等產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用。

假設(shè)6：基于以往研究，對(duì)引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)之前和引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后，提出兩種線性需求函數(shù)。假設(shè)如下：

引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前市場(chǎng)需求函數(shù)為：

Q0=（1-u）a-p+α（1-i）（em+ed）（a）

引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后市場(chǎng)需求函數(shù)為：

Q=a-p+α（em+ed）（b）

在引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)之前，消費(fèi)者由于無法準(zhǔn)確評(píng)估綠色產(chǎn)品信息，對(duì)其真實(shí)性存在質(zhì)疑，從而降低了對(duì)綠色產(chǎn)品的接受度，影響了潛在市場(chǎng)規(guī)模。市場(chǎng)需求函數(shù)表示為式（a），其中u為綠色產(chǎn)品潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子，i為消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑程度。引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后，通過促進(jìn)產(chǎn)品信息傳遞，消除了潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子和消費(fèi)者質(zhì)疑程度，從而擴(kuò)大了綠色產(chǎn)品的消費(fèi)需求。引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后的市場(chǎng)需求可表示為式（b）。

三、模型構(gòu)建與求解

1.引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前的綠色供應(yīng)鏈模型

（1） 集中決策（N模型）

在N模型中，供應(yīng)鏈參與者追求供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn)最大化，從而達(dá)到全局最優(yōu)，此時(shí)供應(yīng)鏈的利潤(rùn)函數(shù)為：

（1）

對(duì)式（1）分別求關(guān)于p、em和ed的海賽矩陣，，一階順序主子式|HN1|=-2lt;0，二階主子式|HN2|=2h-[（1-i）α]2，|HN3|=-2hk+（k+h）[（1-i）α]2gt;0，當(dāng)2h-[（1-i）α]2gt;0，2hk-（k+h）[（1-i）α]2gt;0時(shí)，HN為負(fù)定矩陣，目標(biāo)函數(shù)存在最大值，分別對(duì)式（1）求關(guān)于p、em和ed的一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，聯(lián)立求解得到引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前集中決策下的均衡策略，此時(shí)綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)需求、零售價(jià)格與制造商及物流服務(wù)商的綠色努力水平、供應(yīng)鏈利潤(rùn)分別為：

（2）

（3）

（4）

（5）

（2） 分散決策（NN模型）

在NN模型中，制造商、物流服務(wù)商及零售商均以自身利益最大化為目標(biāo)，決策順序?yàn)榫G色制造商先確定批發(fā)價(jià)格w及綠色水平em，隨后物流企業(yè)決定運(yùn)輸價(jià)格pd與自身綠色努力水平ed，最后零售商確定其零售價(jià)格p。此時(shí)制造商、物流服務(wù)商、零售商以及供應(yīng)鏈整體的利潤(rùn)函數(shù)分別為：

（6）

（7）

（8）

（9）

聯(lián)立（6）-（9）求解得到引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前分散決策下的均衡策略為：

（10）

（11）

（12）

（13）

（14）

（15）

（16）

推論1 無論是集中決策還是分散決策，企業(yè)在未引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，制造商與物流服務(wù)商的綠色努力水平、市場(chǎng)需求及各企業(yè)利潤(rùn)均隨消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品質(zhì)疑程度或綠色產(chǎn)品潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子的增加而減少。

2.引入?yún)^(qū)塊鏈后的綠色供應(yīng)鏈模型

（1） 集中決策（B模型）

在B模型中，制造商應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以消除消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑，并且最大程度上擴(kuò)大了綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模，但也會(huì)增加區(qū)塊鏈的應(yīng)用成本。引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后供應(yīng)鏈的利潤(rùn)函數(shù)為：

（17）

求解得到引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后集中決策下的均衡策略，此時(shí)綠色產(chǎn)品需求、零售價(jià)格、制造商綠色努力水平及物流商綠色努力水平為：

（18）

（19）

（20）

（21）

（2） 分散決策（BN模型）

在BN模型中，決策順序?yàn)榫G色制造商先確定批發(fā)價(jià)格w及綠色水平em，隨后物流企業(yè)決定運(yùn)輸價(jià)格pd與自身綠色努力水平ed，最后零售商確定其零售價(jià)格p。此時(shí)制造商、物流服務(wù)商、零售商以及供應(yīng)鏈整體的利潤(rùn)函數(shù)分別為：

（22）

（23）

（24）

（25）

聯(lián)立式（22）-（25）求解得到引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前分散決策下的均衡策略為：

（26）

（27）

（28）

（29）

（30）

（31）

（32）

推論2：emNgt;emNN；edNgt;edNN；QNgt;QNN；πNgt;πNN；emBgt;emBN； edBgt;edBN；QBgt;QBN；πBgt;πBN。

四、區(qū)塊鏈技術(shù)引入前后比較分析

將引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前后不同決策下的均衡解進(jìn)行比較，得出以下推論：

推論3在集中決策下，當(dāng)flt;（1-s）（a-cm-cd）+sau時(shí)，QBgt;QN；emBgt;emN；edBgt;edN；πBgt;πN。

推論4在分散決策下，當(dāng)flt;（1-s）（a-cm-cd）+sau時(shí)，QBNgt;QNN；emBNgt;emNN；edBNgt;edNN；πBNgt;πNN；πmBNgt;πmNN；πdBNgt;πdNN；πrBNgt;πrNN。

五、數(shù)值仿真分析

為了更直觀地展示不同決策模式下區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)企業(yè)決策變量的影響，參考相關(guān)文獻(xiàn)，在滿足模型內(nèi)在約束條件的基礎(chǔ)上，假設(shè)a=500，cm=120，cd=100，f=80，u=0.2，i=0.5，α=3，h=20，k=15，對(duì)不同決策模式下的市場(chǎng)需求量、綠色努力水平、供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)水平進(jìn)行比較分析。

1.引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前后的對(duì)比分析

由表1可知，無論是否引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，集中決策下的企業(yè)綠色努力水平、產(chǎn)品銷量以及供應(yīng)鏈利潤(rùn)均高于分散決策下的均衡水平，這一現(xiàn)象的原因可能是在集中決策下，供應(yīng)鏈中的各方更容易實(shí)現(xiàn)信息共享、協(xié)同協(xié)作和資源優(yōu)化，企業(yè)可以更好地協(xié)調(diào)生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)，以滿足市場(chǎng)需求；而在分散決策下企業(yè)決策存在雙重邊際效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生信息不對(duì)稱、資源浪費(fèi)和協(xié)同困難的問題，從而限制了供應(yīng)鏈的績(jī)效提升。

2.參數(shù)u和參數(shù)i對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響

表2表明，綠色產(chǎn)品潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子u和消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑系數(shù)i對(duì)綠色努力水平和市場(chǎng)需求量產(chǎn)生負(fù)向影響。增加這兩個(gè)因子會(huì)降低消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的信任，降低市場(chǎng)需求，從而減少供應(yīng)鏈整體及成員的利潤(rùn)。相反，當(dāng)這兩個(gè)因子減小時(shí)，綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量增加，制造商和物流服務(wù)商愿意為提高產(chǎn)品的綠色度付出更多成本，導(dǎo)致價(jià)格提高，最終增加供應(yīng)鏈利潤(rùn)。因此，減小潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子和消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑系數(shù)對(duì)整個(gè)綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)怯幸娴摹?/p>

由圖1可知，制造商實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)的成本閾值隨消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品質(zhì)疑程度或綠色產(chǎn)品潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子的增加而增加。對(duì)于制造商而言，在消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品質(zhì)疑程度越高或綠色產(chǎn)品潛在市場(chǎng)規(guī)模削弱因子越大時(shí)，獲取利潤(rùn)的可能性也越大。此外，制造商的成本閾值始終低于物流服務(wù)商和零售商的成本閾值，說明制造商在保障自身利潤(rùn)的前提下，也能提高供應(yīng)鏈其他參與方的盈利能力。

3.引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響

（1） 集中決策下供應(yīng)鏈決策變量的比較

由圖2可知，在集中決策下，隨著區(qū)塊鏈成本的增加，市場(chǎng)需求量、產(chǎn)品綠色度水平及供應(yīng)鏈利潤(rùn)均呈下降趨勢(shì)，只有將區(qū)塊鏈成本控制在一定范圍內(nèi)，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后的產(chǎn)品綠色度、市場(chǎng)需求、供應(yīng)鏈利潤(rùn)才會(huì)大于引入前的水平。此外，f1gt; f2= f3gt; f4，對(duì)于制造商來說，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行綠色產(chǎn)品信息溯源，可以減少消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑從而帶來市場(chǎng)需求的增加，但這種市場(chǎng)需求的增加不一定轉(zhuǎn)化為供應(yīng)鏈利潤(rùn)的增加，這是由于受到區(qū)塊鏈成本的影響，企業(yè)獲取更多利潤(rùn)的可能性變小。因此，企業(yè)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用區(qū)塊鏈對(duì)其市場(chǎng)潛力的提升程度以及成本大小來調(diào)整區(qū)塊鏈技術(shù)引入決策，以保證在提高產(chǎn)品綠色度的同時(shí)提升供應(yīng)鏈效益。

（2） 分散決策下供應(yīng)鏈決策變量的比較

由圖3可知，與集中決策相同，分散決策下的綠色努力水平、市場(chǎng)需求量及供應(yīng)鏈利潤(rùn)保持著相同的變化趨勢(shì)，即區(qū)塊鏈成本小于一定閾值時(shí)，實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后的綠色努力水平、市場(chǎng)銷量、供應(yīng)鏈利潤(rùn)均大于實(shí)施前的水平。不同的是，分散決策下改善供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)需求量、綠色努力水平、供應(yīng)鏈利潤(rùn)的區(qū)塊鏈成本閾值要小于集中決策，這意味著在實(shí)施區(qū)塊鏈成本一定時(shí)，在集中決策下實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，而在分散決策下需要更低的成本才能達(dá)到與集中決策相同的效益。

六、結(jié)語

考慮單一制造商、物流服務(wù)商和零售商組成的綠色供應(yīng)鏈，本文建立在集中決策與分散決策模式下引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)前后的博弈模型，探討不同情形下綠色供應(yīng)鏈的均衡策略及區(qū)塊鏈引入條件，并分析區(qū)塊鏈技術(shù)成本對(duì)綠色供應(yīng)鏈決策的影響，最后通過數(shù)值分析驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論，研究結(jié)果如下。

1.引入低成本的區(qū)塊鏈技術(shù)可提升供應(yīng)鏈利潤(rùn)、產(chǎn)品綠色度和市場(chǎng)需求。制造商通過提高信息透明度增強(qiáng)消費(fèi)者信任，激發(fā)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)綠色投入以提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。盡管實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)存在一定成本，但控制在范圍內(nèi)可確保各供應(yīng)鏈成員和總體利潤(rùn)的提升。

2.在企業(yè)未實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑程度和市場(chǎng)潛在削弱因子均對(duì)企業(yè)綠色努力水平、各企業(yè)利潤(rùn)及供應(yīng)鏈利潤(rùn)存在負(fù)向影響。在消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的質(zhì)疑程度越高或市場(chǎng)潛在削弱因子越大時(shí)，制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的成本越高，通過應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)獲取利潤(rùn)的可能性也越大；反之則越小。

3.分散決策下制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)改善供應(yīng)鏈利潤(rùn)、市場(chǎng)需求及產(chǎn)品綠色度的成本閾值要小于集中決策下的成本閾值，說明在分散決策下實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)獲取利潤(rùn)的空間較小，在集中決策下實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)；并且無論是否引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，集中決策下的市場(chǎng)需求量、綠色努力水平以及供應(yīng)鏈利潤(rùn)均高于分散決策的均衡結(jié)果。

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作者簡(jiǎn)介：李藝（1979— ），女，博士，副教授，研究方向：大數(shù)據(jù)物流、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等；張姍姍（1998— ），女，碩士，研究方向：物流運(yùn)營(yíng)與管理。