政府推動再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的演化博弈策略研究

鄭漢東 陳 意 李恩重 桑 凡 史佩京 徐濱士

1.合肥工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，合肥，2300092.陸軍裝甲兵學(xué)院裝備再制造技術(shù)國防科技重點實驗室，北京，100072

0 引言

再制造涉及航空航天、電子設(shè)備、信息設(shè)備、重型越野車輛、鐵路機車、工程機械、醫(yī)療設(shè)備、汽車零部件、辦公設(shè)備、餐飲設(shè)備及再生輪胎等多個行業(yè)領(lǐng)域[1]。2015年，歐盟再制造產(chǎn)值約為300億歐元，雇員超過19萬人，其中德國、英國、法國和意大利再制造產(chǎn)值占比70%以上[2]。目前，我國再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于試點階段，再制造試點企業(yè)只有153家，與美國7萬家再制造企業(yè)相比，企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)值規(guī)模仍然較小，推動再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重道遠。

再制造模式根據(jù)主體不同主要分為原始設(shè)備制造商(original equipment manufacturer，OEM)再制造模式、原始設(shè)備制造商授權(quán)再制造模式以及第三方再制造模式[3]。其中，OEM開展再制造具有明顯優(yōu)勢：①OEM可以在產(chǎn)品設(shè)計階段就考慮再制造的因素，如進行產(chǎn)品模塊化設(shè)計、可拆卸性設(shè)計等，提高產(chǎn)品再制造率;②OEM可以利用自身的銷售和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)進行主動回收與再制造，能夠有效延長產(chǎn)品使用壽命，降低產(chǎn)品全生命周期的資源、能源消耗[4];③再制造可以幫助OEM落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，降低企業(yè)環(huán)境成本，同時也為消費者提供多樣化的產(chǎn)品和服務(wù)，提高企業(yè)的綠色形象和服務(wù)水平。目前國內(nèi)很多OEM并沒有大規(guī)模開展再制造業(yè)務(wù):一方面是因為循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展理念還沒有成為企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)沒有認(rèn)識到再制造對于構(gòu)建閉環(huán)供應(yīng)鏈與變革產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的重要作用；另一方面，企業(yè)在工商注冊、稅收、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)配套服務(wù)等方面還缺乏支持再制造的外部環(huán)境。

在我國再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點階段，政府的支持與激勵對企業(yè)生產(chǎn)決策行為具有重要影響，國內(nèi)學(xué)者為此開展了深入研究。劉渤海等[5]認(rèn)為我國再制造處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初級階段，再制造企業(yè)的盈利能力不強，合理的財政補貼政策可以提高企業(yè)的積極性，促進再制造產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。趙曉敏等[6]研究了政府財政干預(yù)對OEM綠色再制造的影響，結(jié)果表明補貼政策和“稅收-補貼”聯(lián)合政策具有正向引導(dǎo)作用。郭軍華等[7]從兩個制造商競爭角度研究了OEM開展再制造業(yè)務(wù)的動態(tài)過程，證明了再制造產(chǎn)品附加值與新品附加值的比值對系統(tǒng)演化結(jié)果有重要影響，政府部門可提供財政補貼促進OEM開展再制造業(yè)務(wù)。曹柬等[8]認(rèn)為政府環(huán)境規(guī)制的實施能有效激勵再制造商投入到產(chǎn)品綠色設(shè)計活動中，從而提高社會福利。鄧旺乾等[9]通過對機械產(chǎn)品回收與再制造系統(tǒng)中的項目控制因素集和綠色績效輸出因素集進行關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，政府投入收益是系統(tǒng)優(yōu)化時需要重點控制的指標(biāo)之一，基礎(chǔ)設(shè)施投入等指標(biāo)從根本上制約回收與再制造系統(tǒng)，政府應(yīng)考慮加大對再制造行業(yè)的投入。

上述文獻指出了政府的激勵政策與投入對企業(yè)開展再制造業(yè)務(wù)的重要作用，但在現(xiàn)實決策過程中，政府是否推動OEM再制造以及企業(yè)是否開展再制造業(yè)務(wù)并非是完全理性條件下的一次性靜態(tài)決策過程。由于所掌握信息的不完全，決策者不可能表現(xiàn)出完全理性，特別是在處理復(fù)雜問題時，決策者表現(xiàn)出有限理性和動態(tài)性特征，決策過程可看作是基于雙方收益的動態(tài)博弈決策。針對有限理性條件下的政府與企業(yè)博弈問題，一些學(xué)者運用演化博弈理論[10]開展了應(yīng)用研究。郭本海等[11]將高耗能產(chǎn)業(yè)的退出看作是一個地方政府與相關(guān)企業(yè)間的演化博弈過程，研究了區(qū)域高耗能產(chǎn)業(yè)退出機制。朱慶華等[12]運用演化博弈理論研究了綠色供應(yīng)鏈中政府和核心企業(yè)的博弈關(guān)系。周建鵬等[13]研究了低碳經(jīng)濟背景下企業(yè)生產(chǎn)策略在市場機制和政府碳稅政策機制下的演化過程。演化博弈理論以有限理性假設(shè)為前提，考慮博弈方的學(xué)習(xí)和策略調(diào)整過程，研究博弈方行為和策略動態(tài)穩(wěn)定性，是分析和預(yù)測有限理性博弈的有效方法。

基于此，本文從OEM和地方政府具有有限理性的現(xiàn)實情境出發(fā)，分析影響OEM與地方政府開展和推動再制造的因素。

1 研究假設(shè)與模型構(gòu)建

1.1 研究假設(shè)

在不改變問題本質(zhì)的前提下，為簡化決策變量，對模型作如下假設(shè)：

(1)OEM擁有產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)，具備產(chǎn)品回收再制造能力。新品銷售處于生命周期成熟期，再制造產(chǎn)品主要滿足二級市場、價格敏感型客戶或環(huán)保型消費者[14]，不會蠶食新品市場份額，OEM再制造有利可圖。(博弈方“政府”本文指的是地方政府)具有相對獨立的利益和資源配置權(quán)，對促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展能夠發(fā)揮主導(dǎo)作用，但有其自身的局限性。

(2)OEM可能選擇實施綠色再制造戰(zhàn)略，如從市場上回收廢舊產(chǎn)品，經(jīng)過再制造后以優(yōu)惠的價格為客戶提供質(zhì)量和性能同新品一致的再制造產(chǎn)品，企業(yè)同時實現(xiàn)資源循環(huán)利用和綠色可持續(xù)發(fā)展，但OEM也可能考慮投資風(fēng)險而選擇不實施再制造戰(zhàn)略。政府對OEM的綠色生產(chǎn)行為具有監(jiān)管和積極引導(dǎo)的職責(zé)，可能選擇推行再制造激勵政策，如建設(shè)再制造公共平臺、提供多方位優(yōu)惠政策等，也可能考慮政府投入的時效、優(yōu)化組合等問題而選擇不實施激勵政策。

(3)影響OEM與地方政府收益的變量如表1所示。在博弈的初始階段，假設(shè)OEM開展再制造業(yè)務(wù)的比例為x，不開展再制造業(yè)務(wù)的比例為1-x。政府實施再制造激勵政策的比例為y，不實施激勵政策的比例為1-y。政府和OEM的策略組合及支付矩陣如表2所示，其中，EOEM和EGOV分別表示OEM的收益和地方政府的收益。

表1 影響OEM和地方政府收益的變量Tab.1 The variables of OEM and governments

表2 OEM和地方政府的支付矩陣Tab.2 The payoff matrix of governments and OEM

1.2 演化博弈模型構(gòu)建

根據(jù)前文假設(shè)，由支付矩陣可得OEM開展再制造業(yè)務(wù)的期望收益:

(1)

OEM不開展再制造業(yè)務(wù)的期望收益:

(2)

OEM混合策略下的平均期望收益:

(3)

根據(jù)演化博弈理論，個體選擇某種策略的收益若比種群的平均收益高，該策略就會在種群中傳播，采用這種策略的個體就會在種群中增加?？梢杂脛討B(tài)微分方程描述某種策略在種群中的被采用頻數(shù)或頻度，稱該方程為復(fù)制動態(tài)方程，由式(1)和式(3)可得OEM策略的復(fù)制動態(tài)方程:

武成龍獨自到廂房告訴她們隔壁的廂房也歸她們使用，但要謹(jǐn)記安分守己，更不可以擅入中院，否則休怪把她們重新囚禁斗室。

(4)

政府實施再制造激勵政策的期望收益:

(5)

政府不實施再制造激勵政策的期望收益:

(6)

政府混合策略下平均期望收益:

(7)

同理，由式(5)和式(7)可得政府策略的復(fù)制動態(tài)方程:

(8)

聯(lián)立式(4)和式(8)可得到如下二維動力系統(tǒng)(系統(tǒng)Ⅰ):

(9)

2 演化博弈分析

2.1 OEM演化穩(wěn)定策略

對OEM策略選擇的復(fù)制動態(tài)方程(式(4))求導(dǎo)：

F′(x)=(1-2x)(yA+Mr-I-Mn+P)

當(dāng)y=y*時，F(xiàn)(x)=0，表示此時所有x都處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)y≠y*時，x*=0，x*=1是x的兩個穩(wěn)定點，對y*=(Mn-Mr+I-P)/A進行分析：當(dāng)y>y*時，F(xiàn)′(1)<0，x=1是演化穩(wěn)定策略；當(dāng)y

(a)y=y* (b)yy*圖1 OEM群體復(fù)制動態(tài)相位圖Fig.1 The phase diagram of replication-dynamics for OEMs

2.2 政府演化穩(wěn)定策略

令F(y)=dy/dt=0，可得y*=0，y*=1，x*=T/E。對F(y)求導(dǎo)得F′(y)=(1-2y)(xE-T)。

當(dāng)x=x*時，F(xiàn)(y)=0，表示此時所有y都處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)x≠x*時，y*=0，y*=1是兩個穩(wěn)定點，對x*=T/E進行分析：當(dāng)x>x*時，F(xiàn)′(1)<0，y=1是演化穩(wěn)定策略；當(dāng)x

(a)x=x* (b)xx*圖2 政府群體復(fù)制動態(tài)相位圖Fig.2 The phase diagram of replication-dynamics for governments

2.3 政府和OEM策略選擇的演化穩(wěn)定分析

對于政府和OEM的群體演化，可用二維動力系統(tǒng)Ⅰ來描述，該系統(tǒng)5個均衡點分別是：(0,0)、(0,1)、(1,1)、(1,0)，(T/E，(Mn-Mr+I-P)/A)。博弈均衡點取決于博弈方最初策略比例及微分方程在相應(yīng)區(qū)間的正負情況，均衡點的穩(wěn)定性可由該系統(tǒng)的雅可比矩陣的局部穩(wěn)定性分析

得出，系統(tǒng)Ⅰ的雅可比矩陣為

當(dāng)復(fù)制動態(tài)的平衡點是演化動態(tài)過程的任意一個局部漸進穩(wěn)定點時，那么這個均衡點就是演化穩(wěn)定策略，同時滿足矩陣的行列式det(J)>0，矩陣的跡tr(J)<0。5個平衡點處矩陣行列式和跡的表達式如表3所示。

根據(jù)x、y的取值范圍劃分6種情景，各情景下系統(tǒng)的平衡點及其穩(wěn)定性判斷過程如表4所示。

表3 平衡點處矩陣行列式和跡的表達式Tab.3 The determinant and trace of the matrix J at the equilibrium

表4 6種情景下系統(tǒng)平衡點的穩(wěn)定性判斷結(jié)果Tab.4 The equilibrium stability of system for six scenarios

(1)情景一。當(dāng)0

(2)情景二。當(dāng)0

(3)情景三。當(dāng)01，即T

(4)情景四。當(dāng)x*>1，y*<0，即T>E，I-P

(5)情景五。當(dāng)x*>1，0E，Mr-Mn

(6)情景六。當(dāng)x*>1，y*>1，即T>E，Mr-Mn+A

(a)情景一 (b)情景二 (c)情景三

(d)情景四 (e)情景五 (f)情景六圖3 6種情景下系統(tǒng)演化過程相位圖Fig.3 The phase diagrams of the system evolutionary process for six scenarios

3 演化穩(wěn)定性數(shù)值仿真分析

本文運用MATLAB軟件模擬不同參數(shù)下，OEM與政府策略選擇的動態(tài)演化過程。參考江蘇省復(fù)印機再制造試點企業(yè)運營現(xiàn)狀及地方政府配套政策,給出博弈支付矩陣中各參數(shù)值分別如下(單位：萬元)：OEM新品制造收益Mn=1 300，開展再制造的總收益Mr=1 500，再制造投資成本I=1 000，上繳廢棄產(chǎn)品處理基金P=200，來自國家財政再制造資金補貼A=500，政府實施政策激勵投入資金T=500，政策激勵下政府獲得的額外收益E=1 000。此時，OEM與政府策略選擇的演化平衡點x*=0.5，y*=0.6，該演化平衡點是博弈雙方策略選擇變化取向的關(guān)鍵點。在仿真實驗過程中，在平衡點上下取值范圍內(nèi)選取x與y初始值，考察x與y取值不同以及平衡點變化對OEM與政府策略選擇演化結(jié)果的影響。

(1)策略選擇的初始比例(x,y)對演化結(jié)果的影響。OEM再制造策略選擇的演化結(jié)果與OEM再制造的初始比例和政府激勵政策初始比例有關(guān)。當(dāng)政府實施再制造激勵政策的初始比例小于或大于演化穩(wěn)定策略時(本文選y=0.4y*=0.6)，不同OEM再制造策略選擇比例(本文分別選x=0.2，0.4，0.6，0.8)對演化結(jié)果有重要影響，如圖4所示。由圖4a可知，隨著OEM再制造初始比例的提高，OEM由最初不開展再制造變?yōu)樽罱K開展再制造，這說明再制造行業(yè)越成熟，參與再制造的企業(yè)越多，OEM開展再制造概率越大。在政府選擇激勵策略較低的比例下(y=0.4)，低成熟度再制造行業(yè)中，OEM將放棄再制造。圖4b說明，較高

(a)y=0.4

(b)y=0.8圖4 初始比例對OEM再制造策略演化結(jié)果的影響Fig.4 The effects on OEM remanufacturing strategy by initial proportion

的激勵政策力度(y=0.8)可以有效調(diào)動OEM再制造的積極性，且隨著初始OEM再制造比例的提升，群體策略選擇快速收斂于開展再制造策略。

(2)再制造投資成本和獲得的利潤對OEM策略選擇演化結(jié)果的影響。再制造投資成本與企業(yè)再制造獲得的利潤對OEM策略選擇影響更為直接。隨著再制造投資成本增加(I=1 000，1 050，1 100，1 150)，政府激勵的演化平衡點不斷提高(y*=0.6，0.7，0.8，0.9)，在較高的政府激勵力度下(本文取y=0.75)，投資成本的增加使得y

(a)x=0.5，y=0.75

(b)x=0.5，y=0.55圖5 再制造投資成本與收益對OEM再制造策略 選擇演化結(jié)果的影響Fig.5 The effects on OEM remanufacturing strategy by cost of investment and profits

(3)激勵政策下政府投入成本與獲得的再制造額外收益對演化結(jié)果的影響。推動再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展落地，地方政府可以多措并舉，如建立區(qū)域再制造檢測中心、搭建再制造物流平臺、建設(shè)再制造產(chǎn)業(yè)基地等。實施激勵政策的投入成本與獲得的額外收益是影響政府推動再制造的重要因素，隨著激勵成本的增加(T=500，600，700，800)，OEM再制造的演化平衡點不斷提高(x*=0.5，0.6，0.7，0.8)，政府實施激勵政策力度不變的情況下(本文選y=0.6)，當(dāng)OEM再制造初始比例x=0.55x*時，即再制造吸引產(chǎn)業(yè)鏈上下游投資能夠給政府帶來額外收益較多且達到一定規(guī)模時，政府將大力支持再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展(圖6b)。

(a)x=0.55，y=0.6

(b)x=0.45，y=0.6圖6 政策激勵成本與額外收益對政府策略選擇演化 結(jié)果的影響Fig.6 The effects on governments strategy by incentive cost and extraneous income

4 結(jié)論與建議

OEM開展再制造無論從提升再制造率和再制造質(zhì)量角度，還是從強化供應(yīng)鏈管理和消費者認(rèn)知方面都有重要的積極意義。再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，政府的激勵政策對企業(yè)戰(zhàn)略選擇有較大的影響。本文的研究結(jié)果表明：

(1)OEM再制造策略選擇與再制造企業(yè)數(shù)量占行業(yè)的比例以及政府實行再制造激勵政策力度有關(guān)。當(dāng)行業(yè)中較多的企業(yè)開展再制造時，再制造被認(rèn)為是企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，再制造模式將得到廣泛的推廣和應(yīng)用。當(dāng)再制造企業(yè)占比較低時，政府實行再制造激勵政策可以提高企業(yè)再制造的積極性。

(2)OEM再制造動機受再制造投資成本和再制造收益的直接影響。若再制造存在投資風(fēng)險或者企業(yè)獲利不足，盡管政府大力宣傳再制造并提供優(yōu)惠政策，企業(yè)開展再制造的積極性仍然很小，如在國家發(fā)展改革委與工業(yè)和信息部發(fā)布的再制造試點企業(yè)中，一些參與申報的試點企業(yè)對再制造認(rèn)識不清、投入不足，最終沒能通過試點驗收。由此，降低企業(yè)再制造投資成本，增加企業(yè)再制造收益是促進OEM開展再制造的關(guān)鍵。

(3)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟過程中，地方政府服務(wù)配套意義重大，如建設(shè)再制造物流和交易平臺、再制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)等配套服務(wù)可以有效提高地區(qū)再制造發(fā)展能力。相比于OEM再制造帶來的工業(yè)增加值，地方政府更關(guān)心的是再制造吸引上游、下游產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)合作和投資，這對地區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展更為有力，因此直接影響政府的政策選擇。由此，OEM再制造應(yīng)面向規(guī)?；?、集聚化的方向發(fā)展。

為推動我國再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，基于以上分析提出如下建議：①進一步推廣先進、成熟的再制造關(guān)鍵技術(shù)和裝備，提升再制造水平和效率，降低成本，減少再制造投資風(fēng)險，提高OEM參與再制造的積極性；②如美國頒布《聯(lián)邦汽車維修成本節(jié)約法案2015》支持和增加再制造在聯(lián)邦政府車隊中的應(yīng)用一樣，通過政府采購、“以舊換再”等政策，進一步擴大再制造市場，提高OEM再制造利潤；③地方政府基于區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)建設(shè)再制造園區(qū)或集聚區(qū)，以完善的配套政策吸引再制造物流、專業(yè)技術(shù)服務(wù)、融資租賃等投資，引導(dǎo)OEM再制造實現(xiàn)規(guī)?；@區(qū)化、集聚化發(fā)展，提高再制造激勵政策的效果，推動再制造成為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要增長點。

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