考慮制造商公平關(guān)切的雙渠道綠色供應(yīng)鏈決策與協(xié)調(diào)研究

王苗苗，吳 軍

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230036)

近年來，如何在發(fā)展經(jīng)濟(jì)與低碳環(huán)保之間達(dá)到平衡，已經(jīng)成為全球共同思考和探索的重要問題。作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，制造業(yè)的綠色發(fā)展是實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的前提，更是踐行新發(fā)展理念、推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措?！吨袊?guó)制造2025》[1]行動(dòng)綱領(lǐng)中更是提出要全面推行綠色制造。在綠色經(jīng)濟(jì)背景下，制造型企業(yè)紛紛開始綠色轉(zhuǎn)型，進(jìn)行綠色制造。

綠色供應(yīng)鏈作為供應(yīng)鏈管理的熱點(diǎn)方向之一，受到國(guó)內(nèi)外許多研究者的關(guān)注。Mohsin等[2]研究了基于綠色技術(shù)研發(fā)的綠色供應(yīng)鏈微分博弈模型；Khorshidvand等[3]研究了包含綠色供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的混合模型；賀勇等[4]研究了政府補(bǔ)貼方式對(duì)綠色供應(yīng)鏈制造商減排決策的影響機(jī)制；江世英等[5]構(gòu)建了考慮產(chǎn)品綠色度的綠色供應(yīng)鏈博弈模型，并設(shè)計(jì)了收益共享契約對(duì)供應(yīng)鏈成員收益進(jìn)行了協(xié)調(diào)與優(yōu)化。程粟粟等[6]建立了綠色供應(yīng)鏈微分博弈模型，通過動(dòng)態(tài)批發(fā)價(jià)契約對(duì)綠色供應(yīng)鏈成員進(jìn)行了協(xié)調(diào)與優(yōu)化。桑圣舉等[7]研究了兩級(jí)綠色供應(yīng)鏈在不確定環(huán)境下的最優(yōu)產(chǎn)品定價(jià)和綠色度決策問題。曹裕等[8]研究了綠色供應(yīng)鏈的環(huán)境標(biāo)簽策略選擇問題，并分析了成本分擔(dān)契約對(duì)綠色供應(yīng)鏈決策的影響。劉名武等[9]研究了關(guān)稅、權(quán)力結(jié)構(gòu)和消費(fèi)者綠色偏好對(duì)綠色供應(yīng)鏈決策的影響。上述文獻(xiàn)雖然考慮了將綠色因素納入供應(yīng)鏈管理，但大多集中在單一渠道的供應(yīng)鏈管理，沒有考慮供應(yīng)鏈中實(shí)際存在的雙渠道結(jié)構(gòu)。

目前學(xué)術(shù)界關(guān)于雙渠道供應(yīng)鏈的研究主要集中在渠道結(jié)構(gòu)選擇、產(chǎn)品定價(jià)決策、契約協(xié)調(diào)優(yōu)化等方面。Ghosh等[10]分析了在消費(fèi)者低碳偏好和政府碳配額與交易機(jī)制下的雙渠道供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)訂貨批量問題；Rahmani等[11]研究了雙渠道供應(yīng)鏈中產(chǎn)品綠色策略和定價(jià)的聯(lián)合決策；楊茜等[12]研究了制造商主導(dǎo)下的不同渠道零售商的渠道選擇和定價(jià)策略問題；黃紅偉等[13]研究了考慮渠道商銷售努力的雙渠道供應(yīng)鏈定價(jià)問題，并引入兩部定價(jià)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)；梁喜等[14]基于區(qū)塊鏈技術(shù)和消費(fèi)者敏感，研究了雙渠道供應(yīng)鏈的定價(jià)決策與渠道選擇問題；孫紅霞等[15]研究了雙渠道零售商和傳統(tǒng)零售商的定價(jià)決策問題；葉欣等[16]討論了不同渠道結(jié)構(gòu)下供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)均衡策略；曹曉寧等[17]研究了考慮保鮮努力和新鮮度擾動(dòng)需求的雙渠道生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)與優(yōu)化問題。值得注意的是，上述研究的假設(shè)大多將雙渠道供應(yīng)鏈成員假設(shè)為完全理性，然而實(shí)際上供應(yīng)鏈行為主體是有限理性而且自利的。因此，有必要將公平偏好理論引入到雙渠道供應(yīng)鏈管理的研究當(dāng)中。

近年來大量研究表明，無論是制造商還是零售商都受到公平偏好的驅(qū)動(dòng)，都可能會(huì)不惜放棄自己的邊際收益達(dá)到更為公平的結(jié)果。Sharma等[18]研究了一個(gè)期權(quán)契約下兩級(jí)供應(yīng)鏈中渠道成員的公平關(guān)切問題；Sarkar等[19]研究了通過產(chǎn)品批發(fā)價(jià)契約協(xié)調(diào)閉環(huán)供應(yīng)鏈存在的公平關(guān)切問題；杜少甫等[20]基于Nash討價(jià)還價(jià)博弈模型，探討了零售商的公平關(guān)切行為傾向?qū)?yīng)鏈的影響；鄒清明等[21]分析了公平關(guān)切對(duì)渠道成員定價(jià)與利潤(rùn)的影響；曹柬等[22]研究了考慮零售商公平關(guān)切的閉環(huán)供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)決策優(yōu)化問題。

結(jié)合上述文獻(xiàn)可知，較少有學(xué)者將綠色供應(yīng)鏈、供應(yīng)鏈的雙渠道結(jié)構(gòu)以及供應(yīng)鏈成員的公平關(guān)切行為結(jié)合起來研究的情形。本文綜合考慮產(chǎn)品綠色制造、供應(yīng)鏈雙渠道結(jié)構(gòu)、公平關(guān)切三方面因素，以單個(gè)制造商、線上線下渠道商和終端消費(fèi)者組成的雙渠道供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，探討制造商的公平關(guān)切行為對(duì)決策變量以及供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)的影響，并為緩解制造商綠色制造成本壓力，設(shè)計(jì)了兩部定價(jià)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)。最后，通過數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)文章主要結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。

1 問題描述與符號(hào)說明

1.1 問題描述

本文考慮由單個(gè)制造商與線上線下兩個(gè)渠道商組成的兩級(jí)雙渠道綠色供應(yīng)鏈。上游制造商采用綠色低碳制造技術(shù)進(jìn)行綠色制造，制造商進(jìn)行綠色制造初期需要投入一定的綠色制造成本。在這個(gè)供應(yīng)鏈中，制造商是Stackelberg博弈的領(lǐng)導(dǎo)者，其根據(jù)綠色制造投資成本以及生產(chǎn)成本確定綠色產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格與產(chǎn)品的綠色度；線上線下渠道商作為跟隨者，以追求自身利益最大化作為決策準(zhǔn)則，根據(jù)制造商確定的批發(fā)價(jià)格和產(chǎn)品綠色度制定產(chǎn)品零售價(jià)格，供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 符號(hào)說明與研究假設(shè)

為便于描述，文中模型中所涉及的參數(shù)符號(hào)及其定義如表1所示。

圖1 雙渠道供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)示意圖

表1 參數(shù)符號(hào)及其含義

研究假設(shè)：

(1)當(dāng)綠色制造投資為一次性投資時(shí)，綠色制造成本系數(shù)k通常比較大，可合理假設(shè)k>2γ2；

(2)假設(shè)市場(chǎng)基本需求大于兩倍的產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本，即a>2c；

(4)假設(shè)消費(fèi)者對(duì)線下渠道商的渠道偏好程度為μ(0≤μ≤1)，則對(duì)線上渠道商的渠道偏好程度為1-μ，μ越大說明消費(fèi)者越傾向于通過線下渠道購買產(chǎn)品。整個(gè)市場(chǎng)對(duì)綠色產(chǎn)品的基礎(chǔ)需求為a,從而線下和線上渠道商的產(chǎn)品實(shí)際需求分別為μa和(1-μ)a,進(jìn)一步借鑒其他學(xué)者[19-20]所構(gòu)建的需求函數(shù)可以得到以下關(guān)于線下和線上渠道商的需求函數(shù)表達(dá)式：

dt=μa-pt+γτ

(1)

do=(1-μ)a-po+γτ

(2)

(5)供應(yīng)鏈實(shí)施兩部定價(jià)契約以后，由于下游渠道商承擔(dān)了部分綠色制造成本，所以假設(shè)制造商不再具有公平關(guān)切行為。

2 模型構(gòu)建與求解

本節(jié)內(nèi)容基于考慮產(chǎn)品綠色制造的雙渠道供應(yīng)鏈的運(yùn)作框架，分別構(gòu)建供應(yīng)鏈集中決策模型與分散決策模型，并在分散決策模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮制造商的公平關(guān)切行為。

2.1 集中決策模型

在集中決策模型中，可以將制造商、線上和線下渠道商三者看成一個(gè)集生產(chǎn)、線上線下銷售為一體的企業(yè)，并以供應(yīng)鏈總利潤(rùn)最大化為目標(biāo)，整個(gè)供應(yīng)鏈共同決定最優(yōu)的線上線下渠道銷售價(jià)格和產(chǎn)品綠色度。在此情形下，供應(yīng)鏈總利潤(rùn)函數(shù)為：

(3)

(4)

(5)

(6)

將上述求解結(jié)果代入前文需求函數(shù)表達(dá)式(1)式和(2)式可得線上和線下渠道商的產(chǎn)品需求分別為：

(7)

(8)

(9)

2.2 制造商公平中性下分散決策模型

在分散決策模型下，制造商在決策中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，線上線下渠道商都是跟隨者，且均以追求自身利潤(rùn)最大化為目標(biāo)。供應(yīng)鏈成員的決策順序?yàn)?，制造商先確定產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格ω和產(chǎn)品綠色度τ，然后線上線下渠道商再根據(jù)批發(fā)價(jià)格和產(chǎn)品綠色度制定各自的零售價(jià)格po、pt。制造商、線上渠道商、線下渠道商各自的利潤(rùn)函數(shù)分別為：

(10)

(ω-po)(a(-1+μ)-γτ+po)

(11)

(12)

采用逆向歸納法對(duì)上述雙渠道供應(yīng)鏈模型分兩階段動(dòng)態(tài)博弈進(jìn)行求解，步驟如下：

(13)

(14)

(15)

(16)

將ωd、τd代入(13)(14)式，可得到線上線下渠道商最優(yōu)零售價(jià)格為：

(17)

(18)

則相應(yīng)的線上線下產(chǎn)品需求為：

(19)

(20)

制造商、線上和線下渠道商對(duì)應(yīng)的利潤(rùn)分別為：

(21)

(22)

(23)

供應(yīng)鏈總利潤(rùn)為：

4ack(-3k+γ2)+a2(γ4(1-2μ)2+

kγ2(-5-16(-1+μ)μ)+

k2(7+16(-1+μ)μ))

(24)

2.3 制造商公平關(guān)切下分散決策模型

綠色供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程中，制造商不僅獨(dú)自承擔(dān)產(chǎn)品的原始生產(chǎn)成本，而且為轉(zhuǎn)型綠色制造還投資了大量一次性投資成本。因此制造商在供應(yīng)鏈利潤(rùn)分配過程中將會(huì)更加注重利潤(rùn)分配的公平性。當(dāng)制造商具有公平關(guān)切屬性時(shí)，制造商決策時(shí)不再僅僅關(guān)注自身利潤(rùn)，而會(huì)更加關(guān)注自身的公平效用，制造商的決策目標(biāo)將變?yōu)樽畲蠡陨砉叫в肬m。

對(duì)于制造商公平效用的刻畫，本文借鑒杜少甫等[18]的處理方法，以供應(yīng)鏈各方的納什討價(jià)還價(jià)解作為公平參考點(diǎn)，據(jù)此來刻畫制造商對(duì)公平的感知。此種情況下可得到制造商和線上線下渠道商的效用函數(shù)分別為：

(25)

Uo=Πo

(26)

Ut=Πt

(27)

求解過程與上一小節(jié)類似，采用逆向歸納法求解該博弈過程?？傻弥圃焐坦疥P(guān)切下分散決策模型的均衡解為：

(28)

(29)

(30)

(31)

線上線下渠道商產(chǎn)品需求為：

(32)

(33)

供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)分別為：

(34)

(35)

(36)

(8(a-2c)2k(-γ2+k(2+λ))+

(4ck+2aγ2(-1+2μ)+

ak(2+λ-2(4+λ)μ))2+

(4ck+a(-k(6+λ)+

2γ2(1-2μ)+2k(4+λ)μ))2)

(37)

上述定理表明，當(dāng)制造商的公平關(guān)切系數(shù)變大時(shí)，制造商會(huì)提高批發(fā)價(jià)格，降低產(chǎn)品綠色度減少成本來預(yù)期提高自己的利潤(rùn)。當(dāng)制造商提高批發(fā)價(jià)格時(shí)，線上線下渠道商也會(huì)提高他們各自的產(chǎn)品零售價(jià)格，由于產(chǎn)品零售價(jià)格上升和產(chǎn)品綠色度降低，綠色產(chǎn)品的需求量會(huì)大幅萎縮，價(jià)格提升的部分不能彌補(bǔ)需求減少的部分，從而導(dǎo)致制造商、線上線下渠道商的利潤(rùn)都下降，造成“多輸”的局面，而這顯然不利于整個(gè)供應(yīng)鏈的運(yùn)作。由此可見，制造商存在的公平關(guān)切行為對(duì)供應(yīng)鏈上下游各個(gè)成員都不利。

2.4 均衡結(jié)果分析

通過對(duì)集中決策、分散決策和制造商公平關(guān)切下分散決策三種決策模型求解的均衡結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，可以得到以下命題：

證明首先，比較有無制造商公平關(guān)切下分散決策的線上線下渠道商產(chǎn)品零售價(jià)格。

命題2制造商公平關(guān)切下分散決策的產(chǎn)品綠色度依次小于公平中性下分散決策和集中決策情形，即τf<τd<τc。

命題3制造商公平關(guān)切下分散決策的產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格高于公平中性下分散決策，即ωf>ωd。

綜合命題1到命題6可知，分散決策存在明顯的“雙重邊際效應(yīng)”，當(dāng)制造商存在公平關(guān)切行為時(shí)，“雙重邊際效應(yīng)”進(jìn)一步加劇。

3 供應(yīng)鏈實(shí)施兩部定價(jià)契約

本節(jié)希望通過兩部定價(jià)契約實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品綠色度、產(chǎn)品零售價(jià)格的同時(shí)協(xié)調(diào)，使得供應(yīng)鏈總利潤(rùn)達(dá)到集中決策時(shí)的情形。在兩部定價(jià)契約(ω,Ω)中，ω為制造商提供給線下線上渠道商的產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格，Ω為線上線下渠道商向制造商支付的一筆固定報(bào)酬，假定線上線下渠道商向制造商支付的固定報(bào)酬相同，即都為Ω。則在兩部定價(jià)契約下供應(yīng)鏈各成員的利潤(rùn)函數(shù)為：

(38)

(39)

(40)

兩部定價(jià)契約需要滿足下列條件：

ω=c

(41)

將各均衡解代入各成員利潤(rùn)函數(shù)，根據(jù)不等式約束條件，可得Ω取值范圍如式(42)所示：

(42)

定理2兩部定價(jià)契約可以完全協(xié)調(diào)雙渠道綠色供應(yīng)鏈，供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)高于分散決策情形，且供應(yīng)鏈總利潤(rùn)等于集中決策情形。兩部定價(jià)契約值為：(ω,Ω)，其中ω=c，Ω的具體取值由制造商和線上線下渠道商的談判能力決定。

這里一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)是，在兩部定價(jià)契約下，當(dāng)制造商把綠色產(chǎn)品以成本價(jià)批發(fā)給線上線下渠道商時(shí)(即當(dāng)ω=c時(shí))，線上線下渠道商如果各自向制造商支付一筆固定報(bào)酬，就能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的完全協(xié)調(diào)。

4 數(shù)值分析

為了更直觀地呈現(xiàn)前文研究結(jié)論，本章將通過具體算例來解析。首先，對(duì)文中的基本參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定(表2)。

表2 參數(shù)設(shè)置

4.1 三種雙渠道供應(yīng)鏈決策模型的對(duì)比分析

將上述參數(shù)取值分別代入模型可得三種供應(yīng)鏈決策情形的最優(yōu)決策變量值和利潤(rùn)值(表3)，其中，制造商公平關(guān)切下分散決策的關(guān)切系數(shù)取值為0.8，計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

表3 集中決策、分散和公平關(guān)切分散決策下雙渠道供應(yīng)鏈最優(yōu)決策的變量值和利潤(rùn)值

表3數(shù)據(jù)表明：與集中決策相比，分散決策存在明顯的“雙重邊際效應(yīng)”，而當(dāng)制造商存在公平關(guān)切行為時(shí)，“雙重邊際效應(yīng)”進(jìn)一步加劇。

4.2 制造商公平關(guān)切系數(shù)對(duì)決策變量和利潤(rùn)值的影響

通過數(shù)值算例探討制造商公平關(guān)切系數(shù)λ對(duì)決策變量、線上線下渠道商產(chǎn)品需求以及供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)的影響。

由圖2可知，當(dāng)制造商公平關(guān)切系數(shù)變大時(shí)，制造商會(huì)提高自己的批發(fā)價(jià)格，線上線下渠道商也會(huì)相應(yīng)提高產(chǎn)品零售價(jià)格。

由圖3可知，當(dāng)制造商公平關(guān)切系數(shù)變大時(shí)，制造商會(huì)降低綠色研發(fā)努力水平，產(chǎn)品綠色度也隨之降低。

圖2 制造商公平關(guān)切系數(shù)λ對(duì)批發(fā)價(jià)格和零售價(jià)格的影響

圖3 制造商公平關(guān)切系數(shù)λ對(duì)產(chǎn)品綠色度τ的影響

圖4 制造商公平關(guān)切系數(shù)λ對(duì)線上線下渠道商產(chǎn)品需求的影響

由圖4可知，當(dāng)制造商公平關(guān)切系數(shù)變大時(shí)，線上線下渠道商的產(chǎn)品需求都會(huì)萎縮。

圖5 制造商公平關(guān)切系數(shù)λ對(duì)利潤(rùn)的影響

由圖5可知，當(dāng)制造商公平關(guān)切系數(shù)變大時(shí)，制造商利潤(rùn)、線上、線下渠道商利潤(rùn)都會(huì)隨之降低。

綜合圖2—圖5可知，當(dāng)制造商存在公平關(guān)切行為并且公平關(guān)切系數(shù)逐漸變大時(shí)，制造商會(huì)降低產(chǎn)品綠色度并且提高批發(fā)價(jià)格，供應(yīng)鏈下游的線上、線下渠道商作為回應(yīng)，也會(huì)相應(yīng)地提高產(chǎn)品零售價(jià)格。由于價(jià)格上升、產(chǎn)品綠色度降低，產(chǎn)品需求會(huì)萎縮，價(jià)格增加的部分不能彌補(bǔ)需求減少的部分，制造商利潤(rùn)、線上線下渠道商利潤(rùn)都會(huì)減少。由此可見，制造商存在的公平關(guān)切行為不僅會(huì)降低產(chǎn)品綠色度，不利于環(huán)境績(jī)效的改善，也會(huì)損害供應(yīng)鏈上下游成員的利潤(rùn)，不利于經(jīng)濟(jì)績(jī)效的改善。

4.3 固定報(bào)酬Ω變化對(duì)供應(yīng)鏈利潤(rùn)的影響

將表2的基本參數(shù)值代入兩部定價(jià)契約，得到Ω的取值范圍為2438.44<Ω<2648.81，具體Ω的值取決于制造商和下游線上線下渠道商的談判能力。取值范圍內(nèi)分別取值驗(yàn)證兩部定價(jià)契約的協(xié)調(diào)能力。

由表4可知，兩部定價(jià)契約下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)等于集中決策情形，且制造商、線上線下零售商利潤(rùn)均高于分散決策情形，能夠?qū)崿F(xiàn)帕累托改進(jìn)。所以兩部定價(jià)契約可以完全協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，這驗(yàn)證了定理2。

表4 Ω變化時(shí)供應(yīng)鏈利潤(rùn)情況

5 結(jié)論

本文考慮了由制造商和線上線下渠道商組成的兩級(jí)雙渠道綠色供應(yīng)鏈(即制造商進(jìn)行綠色制造生產(chǎn)綠色產(chǎn)品并通過下游的線上線下渠道商向市場(chǎng)出售)，并分別在供應(yīng)鏈集中決策、分散決策、制造商公平關(guān)切下分散決策三種模式下對(duì)綠色供應(yīng)鏈進(jìn)行建模分析，比較三種不同模式下產(chǎn)品綠色度、供應(yīng)鏈成員定價(jià)、供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的差異，探討了制造商公平關(guān)切行為對(duì)供應(yīng)鏈各成員決策以及利潤(rùn)的影響。最后，引入兩部定價(jià)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)與優(yōu)化，得到以下結(jié)論：

(1)與集中決策相比，供應(yīng)鏈成員分散決策下存在明顯的“雙重邊際效應(yīng)”，線上線下零售商會(huì)提高零售價(jià)格，供應(yīng)鏈總利潤(rùn)低于集中決策情形；

(2)當(dāng)制造商存在公平關(guān)切行為時(shí)，分散決策下存在的“雙重邊際效應(yīng)”進(jìn)一步加?。?/p>

(3)供應(yīng)鏈實(shí)施兩部定價(jià)契約可以完美協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，完全消除“雙重邊際效應(yīng)”，使供應(yīng)鏈總利潤(rùn)達(dá)到集中決策情形，且供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)都高于分散決策情形，能夠?qū)崿F(xiàn)帕累托改進(jìn)。