考慮技術(shù)創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼的閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡研究

李文祥　林馨仝　周巖

摘要：為探究產(chǎn)品創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈均衡決策和企業(yè)利潤的影響，運(yùn)用變分不等式理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)均衡模型求解均衡決策。結(jié)果表明：技術(shù)創(chuàng)新會提高企業(yè)利潤和新產(chǎn)品產(chǎn)量，但過高的創(chuàng)新投入會導(dǎo)致OEM和經(jīng)銷商利潤下降。政府提供再制造補(bǔ)貼會促進(jìn)3PR的再制造活動以獲取正向收益，但OEM產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí)會導(dǎo)致OEM和經(jīng)銷商利潤下降。

關(guān)鍵詞：外包再制造；閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)；技術(shù)創(chuàng)新；政府補(bǔ)貼

中圖分類號：F274 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

閉環(huán)供應(yīng)鏈中，原制造商（Original Equipment Manufacturer，OEM）生產(chǎn)的新產(chǎn)品經(jīng)由經(jīng)銷商流向消費(fèi)市場，消費(fèi)市場產(chǎn)生的廢舊產(chǎn)品由第三方再制造企業(yè)［1］（Third-party Remanufacturer，3PR）回收再制造。再制造要求產(chǎn)品質(zhì)量、性能等具備較高的技術(shù)水準(zhǔn)，待其壽命周期后保持核心部件的再利用，為此再制造過程中的技術(shù)創(chuàng)新尤為重要。制造商領(lǐng)導(dǎo)的回收再制造供應(yīng)鏈中，技術(shù)創(chuàng)新成本影響制造商的回收再制造模式［2］。授權(quán)專利供應(yīng)鏈中，專利費(fèi)用取決于3PR的技術(shù)創(chuàng)新水平［3］，專利保護(hù)會提高OEM技術(shù)創(chuàng)新的收益，壓制3PR創(chuàng)新的利潤空間，弱化經(jīng)銷商技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生的擠兌作用［4］。再制造商主導(dǎo)的逆向動態(tài)供應(yīng)鏈中，再制造商技術(shù)創(chuàng)新會降低回收成本，提高廢舊產(chǎn)品的再制造率，但會降低回收商的獲利［5］。政府提供政策補(bǔ)貼扶持發(fā)展再制造業(yè)，增加再制造商收益，但過高的補(bǔ)貼會導(dǎo)致制造商利潤減少［6-7］。補(bǔ)貼力度不僅影響企業(yè)的利潤，還會影響供應(yīng)鏈再制造模式［8］和回收渠道選擇［9-10］。電商供應(yīng)鏈中，政府補(bǔ)貼會提高產(chǎn)品綠色水平及企業(yè)利潤，且政府補(bǔ)貼再制造商比補(bǔ)貼電商回收平臺激勵效果更佳［11］。目前閉環(huán)供應(yīng)鏈技術(shù)創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼相關(guān)研究側(cè)重單一供應(yīng)鏈。綜上，本文擬構(gòu)建由OEM、經(jīng)銷商、3PR組成的外包再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型，探究技術(shù)創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼影響下供應(yīng)鏈企業(yè)利潤和均衡決策的變化，為現(xiàn)實(shí)中政府的補(bǔ)貼政策和企業(yè)的生產(chǎn)創(chuàng)新決策提供參考。

1 問題描述與模型假設(shè)

1.1 問題描述

構(gòu)建由m個相互競爭的OEM、t個經(jīng)銷商、o個3PR和n個消費(fèi)市場組成的外包再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型（圖1）。OEM生產(chǎn)新產(chǎn)品，將再制造業(yè)務(wù)外包給3PR；經(jīng)銷商從OEM處批發(fā)新產(chǎn)品和再制品，銷售至消費(fèi)市場。OEM通過技術(shù)創(chuàng)新提高新產(chǎn)品效用，政府補(bǔ)貼3PR的再制造生產(chǎn)。運(yùn)用變分不等式［12］（Variational Inequality， VI）建立組合各層成員的均衡條件，確定閉環(huán)供應(yīng)鏈整體的均衡條件，求解供應(yīng)鏈整體的均衡決策，探究技術(shù)創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼對利潤及均衡決策的影響。

1.2 模型假設(shè)

假設(shè)1：產(chǎn)品生產(chǎn)周期為單周期，即新產(chǎn)品只能回收一次，生產(chǎn)的再制品不可再用于再制造［13］。

假設(shè)2：模型中各成本函數(shù)均為連續(xù)可微凸函數(shù)［14］。

假設(shè)3：新產(chǎn)品與再制品存在替代關(guān)系，但再制品有區(qū)別于新產(chǎn)品，二者互相競爭，市場需求不同［15］。

假設(shè)4：廢舊產(chǎn)品最低回收率為α，0<α<1，廢舊產(chǎn)品可利用率為β，0<β<1，β為不可利用率，β=1－β［16］。為新產(chǎn)品最低再制造率，=αβ［17］。

2 模型構(gòu)建

2.1 OEM均衡條件

3.1 技術(shù)創(chuàng)新對均衡決策和企業(yè)利潤的影響

OEM生產(chǎn)的新產(chǎn)品數(shù)量為qvi，創(chuàng)新成本為0.5υ2qvi。為探究OEM對新產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新對均衡決策和利潤的影響，設(shè)置政府再制造補(bǔ)貼參數(shù)ω=0，變化OEM技術(shù)創(chuàng)新參數(shù)υ=0，2，4，6，8，10，所得均衡決策以及OEM、經(jīng)銷商和3PR的利潤變化見表1、圖2。隨著新產(chǎn)品創(chuàng)新投入提高，新產(chǎn)品產(chǎn)量、銷量先增后減，廢舊產(chǎn)品回收量與再制品產(chǎn)量、銷量持續(xù)增加。OEM和經(jīng)銷商的利潤先增大后減小，3PR的利潤持續(xù)增加。這是由于創(chuàng)新成本較低時(shí)，OEM為求更高利潤則擴(kuò)大新產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模，3PR回收再制造的再制品數(shù)量隨之提升，OEM、經(jīng)銷商產(chǎn)品銷量上升，利潤提高。創(chuàng)新成本較高時(shí)，OEM為減小成本壓力則降低新產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模，由于新產(chǎn)品與再制品的競爭效應(yīng)，再制品市場需求上升，3PR獲得更多利潤，且再制品銷量提升無法挽回新產(chǎn)品產(chǎn)量下降和技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)的成本損失，導(dǎo)致OEM與經(jīng)銷商的總體利潤下降。

3.2 政府補(bǔ)貼對均衡決策和企業(yè)利潤的影響

所得均衡決策以及OEM、經(jīng)銷商和3PR的利潤變化見表2、圖3。隨著政府補(bǔ)貼力度提高，新產(chǎn)品產(chǎn)量銷量均下降，廢舊產(chǎn)品回收量、再制品產(chǎn)量和銷量均上升，OEM、經(jīng)銷商和3PR的利潤均持續(xù)增加。這是由于隨著政府補(bǔ)貼力度提升，3PR 擴(kuò)大再制品生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)降低外包費(fèi)用，利潤增加。外包費(fèi)用的降低導(dǎo)致OEM更傾向于銷售再制品，所獲利潤提升。

3.3 政府補(bǔ)貼和技術(shù)創(chuàng)新的共同影響

變化技術(shù)創(chuàng)新參數(shù)υ=0，2，4，6，8，10，變化政府補(bǔ)貼參數(shù)ω=0，5，10，15，20，25，則技術(shù)創(chuàng)新水平與政府補(bǔ)貼力度共同作用下企業(yè)利潤的變化見圖3。政府補(bǔ)貼情形下，技術(shù)創(chuàng)新會導(dǎo)致OEM、經(jīng)銷商和3PR的利潤下降。技術(shù)創(chuàng)新情形下，政府補(bǔ)貼會導(dǎo)致OEM、經(jīng)銷商利潤下降，3PR利潤提高。創(chuàng)新投入適中、且政府補(bǔ)貼力度較低時(shí)，OEM和經(jīng)銷商的收益最高；高政府補(bǔ)貼且OEM高創(chuàng)新投入時(shí)，3PR收益最高。

4 結(jié)論

本文運(yùn)用變分不等式理論研究技術(shù)創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈企業(yè)利潤的影響。低投入的產(chǎn)品創(chuàng)新會提升供應(yīng)鏈各層企業(yè)利潤，高投入的產(chǎn)品創(chuàng)新會導(dǎo)致OEM和經(jīng)銷商利潤下降，OEM技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)平衡好創(chuàng)新成本與收益的關(guān)系，充分考慮自身經(jīng)濟(jì)條件；經(jīng)銷商利潤變化趨勢取決于OEM的生產(chǎn)與創(chuàng)新決策，經(jīng)銷商要根據(jù)OEM靈活調(diào)整自身的銷售方案；OEM產(chǎn)品創(chuàng)新和政府補(bǔ)貼再制造均會提高3PR 收益，3PR應(yīng)通過尋求更高的政府補(bǔ)貼和回收高創(chuàng)新水平的產(chǎn)品以獲得更高利潤。鑒于存在制造業(yè)企業(yè)自行回收再制造和專利授權(quán)第三方再制造企業(yè)的現(xiàn)實(shí)案例，今后將探究其他再制造模式下政府補(bǔ)貼與技術(shù)創(chuàng)新的影響。

參考文獻(xiàn)

［1］夏佳玉，馬祖軍.OEM代工模式下品牌廠商的再制造策略［J］. 工業(yè)工程與管理， 2021， 26（4）： 168-176.

［2］胡培，鄒語薇，石純來.技術(shù)創(chuàng)新對閉環(huán)供應(yīng)鏈再制造模式選擇的影響［J］. 科技管理研究， 2018， 38（7）： 1-8.

［3］許民利，田成瑞，簡惠云. 專利保護(hù)下考慮技術(shù)創(chuàng)新的再制造供應(yīng)鏈差異定價(jià)［J］. 軟科學(xué)， 2019， 33（9）： 27-32.

［4］朱賓欣，馬志強(qiáng)， 吳寧，等. 原制造商專利保護(hù)對再制造供應(yīng)鏈技術(shù)創(chuàng)新策略的影響［J］. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)， 2018， 24（9）： 2329-2340.

［5］王道平，張可，周玉.競爭視角下考慮技術(shù)創(chuàng)新的逆向供應(yīng)鏈微分博弈［J/OL］.控制與決策，2022：1-8［2022-06-03］. https：//doi.org/10.13195/ j.kzyjc.2022.0535.

［6］MITAR S， WBSTER S. Competition in remanufacturing and the effects of government subsidies［J］. International Journal of Production Economics， 2007， 111（2）： 287-298.

［7］XIAO L， WANG X J， CHIN K S， et al. Competitive strategy in remanufacturing and the effects of government subsidy［J］. Journal of Systems Science and Systems Engineering， 2017， 26（4）： 417-432.

［8］夏西強(qiáng)，朱慶華，路夢圓. 基于三種再制造模式政府補(bǔ)貼對再制造影響研究［J/OL］. 運(yùn)籌與管理， 2022：1-10［2022-06-03］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/34.1133.g3.20220608.1119.002.html.

［9］郭三黨，荊亞倩，李倩.考慮政府補(bǔ)貼和不同回收渠道的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈最優(yōu)決策研究［J］. 工業(yè)工程， 2022， 25（1）： 19-27.

［10］ 劉臻，孫浩.考慮政府再制造補(bǔ)貼和產(chǎn)品差異的閉環(huán)供應(yīng)鏈回收模式選擇［J］.青島大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2021， 34（4）： 40-48.

［11］ 姚鋒敏，張麗娟，閆潁洛，等. 考慮綠色技術(shù)創(chuàng)新的電商供應(yīng)鏈回收決策與補(bǔ)貼策略［J/OL］. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)， 2022：1-22［2022-06-03］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.5946.TP.20220915.1341.008.html.

［12］ NAGURNEY A， DONG J， ZHANG D. A supply chain network equilibrium model［J］. Transportation Research Part E ： Logistics and Transportation Review， 2002， 38（5）： 281-303.

［13］ RONG A， LAHDELMA R. CO2 emissions trading planning in combined heat and power production via multi-period stochastic optimization［J］. European Journal of Operational Research， 2007， 176（3）： 1874-1895.

［14］ NAGURNEY A，TOYASAKI F. Reverse supply chain management and electronic waste recycling： A multitiered network equilibrium framework for e-cycling［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review， 2005， 41（1）： 1-28.

［15］ FU R， QIANG Q， KE K， et al. Closed-loop supply chain network with interaction of forward and reverse logistics［J］. Sustainable Production and Consumption， 2021， 27： 737-752.

［16］ HAMMOND D， BEULLENS P. Closed-loop supply chain network equilibrium under legislation［J］. European Journal of Operational Research， 2007， 183（2）： 895-908.

［17］ ZHOU Y， LIN X T， FAN Z P， et al. Remanufacturing strategy choice of a closed-loop supply chain network considering carbon emission trading， green innovation， and green consumers［J］. International Journal of Environmental Research and Public Health， 2022， 19（11）： 6782.

［18］ NASH J F. Non-cooperative games［J/OL］. Annals of Mathematics， 1951， 54（2）： 286-295［2022-06-03］.https：//doi.org/10.2307/1969529.

［19］ HARKER P T， PANG J S. Finite-dimensional variational inequality and nonlinear complementarity problems： A survey of theory， algorithms and applications［J］. Mathematical Programming， 1990， 48： 161-220.

Research on Closed-loop Supply Chain Network Equilibrium Considering

Technological Innovation and Government Subsidies

LI Wen-xiang， LIN Xin-tong， ZHOU Yan

（School of Business， Qingdao University， Qingdao 266061， China）

Abstract： To explore the impact of product innovation and government subsidies on the closed-loop supply chain equilibrium decision and enterprise profits， a network equilibrium model was established and solve the equilibrium decision by using variational inequality theory. The results show that technological innovation increase the profits of enterprises and the output of new products， but excessive innovation investment lead to the decline of OEM and dealer profits. The remanufacturing subsidy provided by the government promote the remanufacturing activities of 3PR and bring positive benefits. However， when OEM carries out product innovation， it leads to a decline in the profits of OEM and dealers.

Keywords： outsourcing remanufacturing; closed-loop supply chain network; technological innovation；government subsidies

收稿日期：2022-07-18

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號：71901129）資助。

通信作者：周巖，女，博士，副教授，主要研究方向?yàn)楣?yīng)鏈管理。E-mail： yanyanz22@hotmail.com