政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈需求預(yù)測信息共享研究

士明軍，王 勇，吉進(jìn)迪，文 悅

政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈需求預(yù)測信息共享研究

士明軍1,2，王 勇1,2，吉進(jìn)迪3，文 悅1,2

（1.重慶大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院，重慶 400044；2.重慶大學(xué) 現(xiàn)代物流重慶重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400044；3. 廣州工商學(xué)院 物流系，廣東 廣州 510850）

研究了政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈需求預(yù)測信息共享問題，其中上、下游企業(yè)都參與綠色投入。討論了無信息共享和信息共享兩種情況，得出兩種情況下上、下游企業(yè)的最優(yōu)決策和最優(yōu)期望利潤，通過最優(yōu)期望利潤的比較得出信息共享的價(jià)值。研究表明，政府對綠色產(chǎn)品的補(bǔ)貼政策能夠提升綠色供應(yīng)鏈參與成員之間信息共享的意愿，增加他們的利潤，同時(shí)，也可以有效地引導(dǎo)消費(fèi)者的行為，促進(jìn)綠色產(chǎn)品的發(fā)展。信息共享價(jià)值的分析表明，上游企業(yè)始終能從信息共享中獲利，而下游企業(yè)是否選擇信息共享與上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平有關(guān)：當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平較高時(shí)，下游企業(yè)會(huì)自愿共享信息；當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平中等時(shí)，可以通過一個(gè)討價(jià)還價(jià)合同，促使下游企業(yè)進(jìn)行信息共享；當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平較低時(shí)，供應(yīng)鏈成員之間不存在信息共享。信息共享對供應(yīng)鏈也有很大的影響：只要上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平不太低時(shí)，信息共享對供應(yīng)鏈就有利；反之，當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平非常低時(shí)，信息共享對供應(yīng)鏈不利。敏感性分析給出了上、下游企業(yè)之間綠色投入的影響，需求信息預(yù)測的精確度及相關(guān)性對綠色供應(yīng)鏈參與成員的影響。

綠色供應(yīng)鏈；綠色投入；政府補(bǔ)貼；需求信息預(yù)測；信息共享

0 引言

隨著可再生資源的減少、生態(tài)的破壞和環(huán)保壓力的增加，特別是聯(lián)合國氣候變化大會(huì)的召開，使得越來越多的國家開始重視環(huán)境保護(hù)[1]。為了改善環(huán)境，支持環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一些政府對生產(chǎn)或使用綠色、節(jié)能產(chǎn)品的企業(yè)和消費(fèi)者給予一定的補(bǔ)貼。2002年，海爾在德國、荷蘭、比利時(shí)和盧森堡獲得了強(qiáng)有力的政府支持，他們每購買6個(gè)滿足歐盟能源標(biāo)準(zhǔn)的冰箱，將獲得100歐元的補(bǔ)貼[2]。2009年，美國復(fù)蘇與再投資法案規(guī)定每輛插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可以獲得2500美元的稅收抵免（至少需要4千瓦時(shí)的電池容量），超過4千瓦時(shí)電池容量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車額外增加417美元[3]。我國于2009年開始實(shí)施“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”，即對能效等級(jí)1級(jí)或2級(jí)以上的十大類高效節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼[4]。李克強(qiáng)總理在兩會(huì)政府工作報(bào)告中指出2014年重點(diǎn)工作之一，是要“發(fā)展清潔生產(chǎn)、綠色低碳技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高應(yīng)對氣候變化能力”[5]。2015年，政府對新能源汽車采用了財(cái)政支持政策，同時(shí)四部委將在2016-2020年繼續(xù)實(shí)施新能源汽車推廣應(yīng)用補(bǔ)助政策（http://fgk.mof.gov.cn/law/ getOneLawInfoAction.do?law_id=83837）。

在此背景下，一些學(xué)者開始致力于政府干預(yù)對綠色供應(yīng)鏈影響的研究。Sheu[6]研究了政府財(cái)政干預(yù)對競爭綠色供應(yīng)鏈的影響，研究表明，政府應(yīng)該采取綠色稅收和補(bǔ)貼政策以保證綠色產(chǎn)品生產(chǎn)的利潤是非負(fù)的，在綠色補(bǔ)貼條件下，再循環(huán)零件供應(yīng)商應(yīng)提供低批發(fā)價(jià)策略，以刺激制造商在綠色稅收環(huán)境下生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的意向。Hafezalkotob[7]研究了政府財(cái)政干預(yù)影響下，綠色和常規(guī)供應(yīng)鏈的價(jià)格競爭，文章考慮了政府對綠色和常規(guī)產(chǎn)品都進(jìn)行征稅，研究表明，關(guān)稅有明確的界限，這能保證競爭市場的穩(wěn)定性。Madani[8]首次討論了在政府主導(dǎo)下綠色供應(yīng)鏈和非綠色供應(yīng)鏈之間的競爭策略，考慮了政府對綠色產(chǎn)品進(jìn)行補(bǔ)貼，同時(shí)對非綠色產(chǎn)品征稅，研究表明，政府提高補(bǔ)貼率的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于稅率，還將導(dǎo)致政府和供應(yīng)鏈的利潤增加以及產(chǎn)品的可持續(xù)性。Dai[2]研究了政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈上、下游成員之間的兩種合作行為：卡特爾化和成本分?jǐn)偤贤?，通過與非合作行為進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，對于中等的技術(shù)能力和政府補(bǔ)貼，上游企業(yè)傾向于卡特爾化，下游傾向于非合作方案，而供應(yīng)鏈的利潤在成本分?jǐn)偤贤逻_(dá)到峰值；而較低的技術(shù)能力和較高的補(bǔ)貼導(dǎo)致不同的偏好，使得卡特爾化對上游企業(yè)不利，但是對下游企業(yè)和供應(yīng)鏈?zhǔn)怯欣?。朱慶華[4]研究了基于政府補(bǔ)貼的綠色供應(yīng)鏈管理問題，考慮了產(chǎn)品綠色度和政府補(bǔ)貼的三階段博弈模型，研究表明當(dāng)綠色產(chǎn)品生產(chǎn)成本系數(shù)較高、消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)較低的情況下，政府應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)低補(bǔ)貼下限，同時(shí)降低產(chǎn)品的綠色投入；當(dāng)綠色產(chǎn)品生產(chǎn)成本系數(shù)較低、消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)較高時(shí)，則相反。田一輝[9]研究了政府價(jià)格補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈管理擴(kuò)散博弈模型，分析了價(jià)格補(bǔ)貼政策下政府補(bǔ)貼額度確定的方法，并通過數(shù)值分析描繪出補(bǔ)貼額度與社會(huì)福利、綠色產(chǎn)品銷量以及綠色企業(yè)比例的關(guān)系函數(shù)。陳志松[5]研究了政府激勵(lì)政策下人造板綠色供應(yīng)鏈談判-協(xié)調(diào)機(jī)制，研究表明，收益共享契約能夠?qū)崿F(xiàn)人造板綠色供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，人造板綠色供應(yīng)鏈管理模式優(yōu)于傳統(tǒng)管理模式，制定有“門檻”的增值稅即征即退政策和適當(dāng)?shù)沫h(huán)境稅政策，有助于提高人造板供應(yīng)鏈運(yùn)營績效。這類文獻(xiàn)都考慮了政府的干預(yù)政策（補(bǔ)貼、征稅或者二者同時(shí)進(jìn)行），但是沒有信息對綠色供應(yīng)鏈的影響。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，供應(yīng)鏈成員能夠有效地獲得大量市場數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行專門的技術(shù)分析和加工，可以轉(zhuǎn)化為消費(fèi)者對產(chǎn)品未來的需求信息。這種借助信息技術(shù)來預(yù)測產(chǎn)品需求可以有效地降低市場不確定性對工業(yè)成員決策造成的不利影響[10]。高鵬[11]考慮了零售商信息預(yù)測的分享對綠色供應(yīng)鏈的影響，研究表明，與不考慮產(chǎn)品綠色投入相比，綠色供應(yīng)鏈信息預(yù)測價(jià)值更加明顯，同時(shí)，零售商信息共享對自身利益不利，但能使制造商和供應(yīng)鏈預(yù)期利潤增加。謝印成[12]研究了制造商競爭的綠色供應(yīng)鏈信息分享策略，考慮4種模型，研究表明，無論哪種模式零售商進(jìn)行預(yù)測信息分享對其自身都是不利的。Yang[13]研究了模糊情況下，政府干預(yù)對綠色供應(yīng)鏈的價(jià)格和綠色投入決策的影響，研究表明政府補(bǔ)貼制造商，但是零售商最終從中收益，相對較高的綠色投入，補(bǔ)貼會(huì)導(dǎo)致制造商的先發(fā)劣勢。

基于上面的研究，考慮到政府的干預(yù)以及信息對綠色供應(yīng)鏈成員之間的影響，本文研究了政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈需求預(yù)測信息共享的問題。文章考慮了一個(gè)由上游企業(yè)（如供應(yīng)商、制造商）和下游企業(yè)（如制造商、零售商）組成的綠色供應(yīng)鏈，其中上、下游企業(yè)都進(jìn)行產(chǎn)品的綠色投入，并且都進(jìn)行需求信息預(yù)測，同時(shí)，政府根據(jù)產(chǎn)品的綠色投入對消費(fèi)者給予一定的補(bǔ)貼。通過本文的研究，得出了一些與以往研究不同的結(jié)果。首先，政府對綠色產(chǎn)品的補(bǔ)貼政策能夠提升綠色供應(yīng)鏈成員之間信息共享的意愿，這在之前研究中沒有提到的。與以往研究不同，本文研究發(fā)現(xiàn)，信息共享并不總是對下游企業(yè)不利，這與上游企業(yè)綠色生產(chǎn)技術(shù)水平有關(guān)：當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平較高時(shí)，信息共享對下游企業(yè)有利；當(dāng)上游企業(yè)的綠色技術(shù)水平較低時(shí)，信息共享對下游企業(yè)不利。最后，信息共享并不總是對供應(yīng)鏈有利：只要上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平不太低時(shí)，信息共享對供應(yīng)鏈就有利；反之，當(dāng)上游企業(yè)的綠色生產(chǎn)技術(shù)水平非常低時(shí)，信息共享對供應(yīng)鏈不利。一些敏感性分析反映出上、下游企業(yè)之間綠色投入的影響，政府補(bǔ)貼對消費(fèi)者以及上、下游企業(yè)的影響，信息預(yù)測精度對制造商、零售商以及信息共享價(jià)值的影響。

1 問題描述與模型假設(shè)

其中

類似于文獻(xiàn)Andy[21]和Andy[22]，為了保證最優(yōu)解的存在性，在文章以下的內(nèi)容中，假設(shè)

由假設(shè)條件可以看出，政府的補(bǔ)貼是有一定上限的，這表明政府不能一味地補(bǔ)貼。同時(shí)，企業(yè)的綠色產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)是有一定的上限的，表明企業(yè)不能盲目地增加投資。

2 模型分析

本節(jié)主要考慮無信息共享和信息共享兩種情況，通過兩種情況的比較得出信息共享的價(jià)值，最后，在一定的條件下，通過一個(gè)討價(jià)還價(jià)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)上、下游企業(yè)之間的協(xié)調(diào)。

2.1 無信息共享

將(6)代入到(1)中，得到下游企業(yè)最優(yōu)的訂貨量

將上面的均衡決策(8)和(9)分別代入(5)中，于是得到上、下游企業(yè)的條件期望利潤：

下面將給出上、下游企業(yè)的無條件期望利潤：

引理1 在無信息共享情況下，上、下游企業(yè)的無條件期望利潤如下：

2.2 信息共享

在信息共享情況下，下游企業(yè)先決策，所以最優(yōu)綠色投入和價(jià)格與無信息共享的情況是一樣的。由于信息是對稱的，上游企業(yè)能夠推算出下游企業(yè)的反應(yīng)函數(shù)。將(6)代入(14)，于是得到信息對稱時(shí)上、下游企業(yè)的最優(yōu)決策

引理2 在信息共享情況下，上、下游企業(yè)的無條件期望利潤如下：

證明：和引理1類似。

2.3 信息共享的價(jià)值分析

2.4 無信息共享與信息共享的協(xié)調(diào)

證明：由性質(zhì)1可知。

圖1 政府補(bǔ)貼對信息共享情況的影響

Figure 1 Impacts of government subsidies on information sharing

圖2 政府補(bǔ)貼對需求量的影響

Figure 2 Impacts of government subsidies on demand

3 敏感性分析

本節(jié)考慮上、下游企業(yè)綠色投入之間的影響，政府補(bǔ)貼率對下游企業(yè)訂購量和上、下游企業(yè)綠色投入、利潤的影響，需求信息預(yù)測精度、信息相關(guān)系數(shù)對上、下游企業(yè)利潤和信息共享價(jià)值的影響。

性質(zhì)3：無論上、下游企業(yè)是否進(jìn)行信息共享，（1）上游企業(yè)對產(chǎn)品綠色投入的增加會(huì)刺激下游企業(yè)對產(chǎn)品綠色投入的增加；（2）批發(fā)價(jià)格的提高則會(huì)打擊下游企業(yè)對產(chǎn)品綠色投入的積極性。

性質(zhì)3說明，當(dāng)上游企業(yè)對產(chǎn)品追加綠色投入時(shí)，必然導(dǎo)致下游企業(yè)的“跟風(fēng)”行為，從而能夠大幅度的提升產(chǎn)品的環(huán)保性能。而上游企業(yè)提價(jià)行為，則會(huì)打擊下游企業(yè)的積極性。

結(jié)論1無論上、下游企業(yè)是否進(jìn)行信息共享，政府的補(bǔ)貼政策有助于引導(dǎo)消費(fèi)者轉(zhuǎn)向綠色產(chǎn)品消費(fèi)。

結(jié)論1說明，政府的補(bǔ)貼政策能刺激消費(fèi)者對綠色產(chǎn)品的需求，進(jìn)而促進(jìn)綠色產(chǎn)品的發(fā)展。

圖3 政府補(bǔ)貼對產(chǎn)品綠色投入的影響

Figure 3 Impacts of government subsidies on green investment

圖4 政府補(bǔ)貼對上、下游企業(yè)利潤的影響

Figure 4 Impacts of government subsidies on the profit of upstream and downstream companies

結(jié)論2 無論上、下游企業(yè)之間是否存在信息共享，政府的補(bǔ)貼政策都會(huì)刺激他們對產(chǎn)品的綠色投入。

結(jié)論2說明政府的補(bǔ)貼政策能夠促進(jìn)上、下游企業(yè)加大對產(chǎn)品的綠色投入，使企業(yè)生產(chǎn)出更環(huán)保的產(chǎn)品，從而提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力。

結(jié)論3無論上、下游企業(yè)是否進(jìn)行信息共享，他們都能從政府的補(bǔ)貼政策中獲益。

結(jié)論3說明，政府對綠色產(chǎn)品的補(bǔ)貼政策，能夠使生產(chǎn)企業(yè)獲得更多的利潤。

性質(zhì)4：（1）在無信息共享情況下，上、下游企業(yè)的利潤隨自身信息預(yù)測精度的提高而增加，上游企業(yè)的利潤不受下游企業(yè)信息預(yù)測精度及相關(guān)性影響，下游企業(yè)的利潤與對方信息預(yù)測精度的關(guān)系無法判斷，與信息的相關(guān)性負(fù)相關(guān)；（2）在信息共享情況下，上、下游企業(yè)的利潤都隨自身和對方企業(yè)信息預(yù)測精度的提高而增加，隨信息相關(guān)性的提高而減少。

性質(zhì)4說明，當(dāng)無信息共享時(shí)，上、下游企業(yè)應(yīng)努力提高自己信息預(yù)測的精度，上游企業(yè)不用太關(guān)注對方的信息，而下游企業(yè)在信息預(yù)測時(shí)應(yīng)盡量減少使用與上游企業(yè)相似的信息或者方法。當(dāng)信息共享時(shí)，上、下游企業(yè)都應(yīng)努力提高自己信息預(yù)測的精度，同時(shí)要采取各自特有的信息和不同的方法對消費(fèi)者需求信息進(jìn)行預(yù)測，以降低預(yù)測信息的相關(guān)性。

4 結(jié)論

本文研究了政府補(bǔ)貼下綠色供應(yīng)鏈需求預(yù)測信息共享問題。文章考慮了上、下游企業(yè)同時(shí)進(jìn)行綠色投入，并且各自進(jìn)行需求信息預(yù)測，討論了無信息共享和信息共享兩種情況，分析了政府補(bǔ)貼對消費(fèi)者以及綠色供應(yīng)鏈參與者的影響，通過比較發(fā)現(xiàn)信息共享的價(jià)值，最后通過討價(jià)還價(jià)機(jī)制對供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)。

預(yù)測信息的精確度及預(yù)測信息的相關(guān)性對綠色供應(yīng)鏈參與成員有很大的影響。在無信息共享情況下，上、下游企業(yè)的利潤都隨自身信息預(yù)測精度的提高而增加，上游企業(yè)的利潤不受下游企業(yè)需求預(yù)測精度及信息的相關(guān)性影響，下游企業(yè)的利潤與對方需求預(yù)測精度的關(guān)系無法判斷，與信息的相關(guān)性負(fù)相關(guān)；在信息共享情況下，上、下游企業(yè)的利潤都隨自身和對方企業(yè)信息預(yù)測精度的提高而增加，隨信息的相關(guān)性的增加而減少。

本文通過綠色供應(yīng)鏈的理論研究和數(shù)值分析，得出了一些有意義的結(jié)果，但是還存在一定的局限性。由于無信息共享情況下政府補(bǔ)貼對需求量、上游企業(yè)的利潤、下游企業(yè)的綠色投入和利潤的影響計(jì)算比較復(fù)雜，只給出數(shù)值分析進(jìn)行討論，無法通過解析性質(zhì)進(jìn)行分析。其次，本文只考慮政府的補(bǔ)貼政策，也可以考慮政府的懲罰政策以及政府的參與所帶來的社會(huì)福利效應(yīng)。

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Information sharing with respect to green supply chain demand forecasts under government subsidies

SHI Mingjun1,2, WANG Yong1,2,JI Jindi3, WEN Yue1,2

(1. School of Economics and Business Administration, Chongqing University, Chongqing 400044, China;2. Chongqing Key Laboratory of Logistics, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 3. Logistics Department, Guangzhou Business College, Guangzhou 510850, China)

The 20th century witnessed the rapid development of human society, but this rapid development also brought some threats, such as resource depletion, environmental pollution, and ecological imbalance. Due to the deteriorating global environment, the sustainable development of a low-carbon economy and green GDP has become a hot topic. In order to improve the environment and support industry in the development of environmental protection, some governments will subsidize enterprises and consumers who produce or use green and energy-saving products. At the same time, some enterprises have also begun to engage in green production.

With the development of information technology, members of the supply chain can obtain a large amount of market data, use information technology to process the existing data, and predict the demand from an uncertain market. Because upstream and downstream companies have different sales histories and judgments of current market conditions, information forecasts are also different, so there exists information asymmetry between upstream and downstream companies. Considering information asymmetry among members of the green supply chain in tandem with government subsidies to the green supply chain, this paper studies the issue of information sharing with respect to green supply chain demand forecasts under government subsidies and conditions of consumer demand that depend on product prices and green investment. Both upstream and downstream companies are involved in green investment and market demand forecasting. In order to reduce the adverse impact of market uncertainty and improve production and sales, upstream and downstream companies can choose whether to share their respective forecast information. This paper discusses the two situations of no information sharing and information sharing. In both cases, the optimal decision and optimal expected profit for upstream and downstream companies are obtained. The value of information sharing is found by comparing the optimal expected profit. A bargaining mechanism can coordinate members in the supply chain.

Research shows that government subsidies for green products can increase the willingness of participating members of the green supply chain to share information and increase their profits. At the same time, it can effectively guide consumer behavior and promote the development of green products. Analysis of the value of information sharing shows that upstream companies will always benefit from information sharing, and that whether or not downstream companies choose to share information is related to the level of green production technology of upstream companies: When the green production technology of upstream companies is more advanced, downstream companies will share information voluntarily; when the upstream enterprises have a moderate level of green production technology, a bargaining contract can be used to encourage downstream enterprises to share information; when the upstream enterprises' green production technology is relatively behind, there is no information sharing among members of the supply chain. Information sharing also has a great impact on the supply chain: as long as the level of green production technology of upstream companies is not too low, information sharing is beneficial to the supply chain; conversely, when the green production technology of upstream companies is very behind, information sharing provides no benefit to the supply chain.

Finally, through sensitivity analysis of some key parameters, some important revelations are drawn. The government's subsidy policy for green products is beneficial to the green supply chain. The accuracy and relevance of information prediction has a great impact on the participating members of the green supply chain. In the absence of information sharing, the profits of upstream and downstream companies are positively related to their own accuracy of information prediction. The profits of upstream companies are not affected by the correlation and accuracy of downstream company information prediction. The relationship between the profit of downstream companies and the accuracy of upstream information forecasts cannot be judged, as it is negatively correlated with the relevance of the information. In the case of information sharing, the profits of upstream and downstream companies are positively related to the accuracy of information forecasts made by themselves and each other, and negatively related to the relevance of information.

Green supply chain; Green investment; Government subsidies; Demand forecasts; Information sharing

2017-12-15

2018-06-16

Supported by the National Natural Science Foundation of China (71672015), the Major Project of National Social Science Foundation of China (15ZDB169), the Special Project of Basic Scientific Research Business Expenses of Central Universities (2017CDJSK02PT09) and the Innovation and Strong School Project of Guangdong Province (2014KTSCX187)

F274

A

1004-6062(2020)04-0119-007

10.13587/j.cnki.jieem.2020.04.013

2017-12-15

2018-06-16

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71672015）；國家社會(huì)科學(xué)基金資助重大項(xiàng)目（15ZDB169）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)項(xiàng)目（2017CDJSK02PT09）；廣東省創(chuàng)新強(qiáng)校項(xiàng)目（2014KTSCX187）

士明軍（1983—），男，河南息縣人；重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院博士生；研究方向：管理科學(xué)與工程。

中文編輯：杜 ??；英文編輯：Boping Yan