退役汽車回用件分類分級定價策略研究

趙 璐，李明波

(1.武漢理工大學 汽車工程學院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學 現(xiàn)代汽車零部件技術湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070；3.湖北力帝機床股份有限公司，湖北 宜昌 443099)

隨著汽車保有量和產(chǎn)銷量的提高，退役汽車的數(shù)量逐年增加，如何實現(xiàn)退役汽車的高效循環(huán)利用已成為迫切需要研究的重要課題。目前，汽車退役后零部件的處理方式主要有直接回用、再制造、再循環(huán)、能量回收和填埋等。為了充分發(fā)揮退役汽車的循環(huán)利用效率，實現(xiàn)資源、環(huán)境與經(jīng)濟效益的最大化，在退役汽車再利用過程中，開展回用件分類分級的管理便顯得十分必要。

長期以來，圍繞退役汽車單一再利用方式特別是再制造逆向供應鏈系統(tǒng)的研究工作較多，普遍忽視了再利用效率最高的直接回用這一循環(huán)利用方式的研究。在再制造回收渠道選擇、回收與定價決策方面，孫嘉軼等[1]通過構建與銷售數(shù)量和回收價格都相關的回收數(shù)量函數(shù)，研究了再制造閉環(huán)供應鏈回收渠道的選擇；洪憲培[2]和Savaskan[3-4]等運用博弈論對多種再制造供應鏈模型的回收渠道選擇和定價策略問題展開研究；張玲等[5]考慮了在再制造成本不確定的情況下，不同回收模式的對比分析；在再制造產(chǎn)品與新產(chǎn)品的差異定價上，Guide等[6]得出新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的支付意愿存在差異，并對渠道決策有顯著的影響；曹曉剛[7]等研究競爭型制造商和單一零售商構成的再制造系統(tǒng)的價格-產(chǎn)量決策模型；孫浩[8]和郭軍華[9]等研究了新產(chǎn)品及再制造產(chǎn)品支付意愿差異下閉環(huán)供應鏈的定價策略；包曉英等[10]在研究支付意愿差異下閉環(huán)供應鏈定價策略的同時，運用了協(xié)調機制使供應鏈最優(yōu)。對于閉環(huán)供應鏈的不確定問題，F(xiàn)erguson等[11]考慮回收的退役產(chǎn)品質量不確定性，并假設服從某概率分布，假設再制造費用和質量等級服從線性分布，求得供應鏈中成員的最優(yōu)定價策略；Teunter等[12]假設回收產(chǎn)品質量等級服從多項式分布，并求解出回收產(chǎn)品定價策略；Wei 等[13]考慮產(chǎn)品的回收數(shù)量、市場需求、回收價格的不確定性，建立了一個模糊的閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)，分析制造商的回收渠道選擇和定價策略。

以上文獻均未涉及以直接回用為再利用方式的逆向供應鏈系統(tǒng)。隨著家用車的普及和汽車更新?lián)Q代速度的加快，退役汽車的規(guī)模和質量水平也在逐步提升，直接回用這一再利用方式所占比例正在快速提升，已經(jīng)成為一種資源環(huán)境效益最高、經(jīng)濟性最好的再利用途徑。為此，筆者根據(jù)在回收拆解企業(yè)主導下消費者對再制造件和直接回用件認知度的不同，基于退役汽車回用件分類分級博弈模型研究回用件和再制造件的定價機制，并對直接回用和再制造再利用方式的經(jīng)濟性展開比較，以期為退役汽車回用件分類分級管理及再利用工作提供理論支持。

1 退役汽車分類分級博弈模型構建

1.1 研究背景

長期以來，我國的退役汽車回收市場管理粗放，秩序較為混亂，消費者對回用件質量信心缺失，直接回用比率非常低下。退役汽車的分類分級管理就是對回用件的質量水平進行有效的評估、分析與報告，以幫助潛在使用者判斷回用件是否滿足自身的使用要求[14]，提高直接回用件的利用率。

為了深入了解退役汽車回收拆解及再利用現(xiàn)狀，針對北京市3家回收拆解企業(yè)進行了實地調研，調研的3家企業(yè)年均回收拆解量20 000余臺，由于限牌及鼓勵更新?lián)Q代政策的影響[15]，車主大多為提前或主動報廢，回收的報廢車輛狀況良好。

以退役汽車回用件分類分級管理基本要求和實際調研數(shù)據(jù)為基礎，建立退役汽車分類分級博弈模型，并對產(chǎn)品的定價決策和協(xié)調機制進行研究。為簡化分析過程，本模型中只涉及退役汽車的直接回用(再使用)和再制造兩部分[16]，并將汽配城、維修廠、個人直接使用者統(tǒng)一簡稱為消費者，故模型中只涉及回收拆解企業(yè)、消費者、再制造企業(yè)3個主體。

退役汽車在回收拆解企業(yè)完成拆解、檢測、壽命評估以及分類分級等過程后，將根據(jù)其結構和性能情況分為不同的質量等級，一般分為一級回用件、二級回用件和三級回用件。一方面，再制造企業(yè)是回收拆解企業(yè)的用戶，后者為前者提供生產(chǎn)原料，另一方面，在市場上，直接使用件和再制造產(chǎn)品存在共同市場，回收拆解企業(yè)與再制造企業(yè)之間存在競爭關系。因此，通過分析回收拆解企業(yè)、再制造企業(yè)以及消費者三者構成的市場關系，建立退役汽車分類分級管理后直接使用件和再制造件間的博弈模型，可以為建立最優(yōu)定價策略和協(xié)調機制提供依據(jù)。

1.2 模型構建

分類分級管理中業(yè)務主體及其關聯(lián)關系如圖1所示。

圖1 退役汽車回用件分類分級閉環(huán)供應鏈模型

退役汽車分類分級模型中使用到的數(shù)學符號如表1所示。

1.3 模型假設

假設1：消費者只購買一級回用件。據(jù)對國內20余家年拆解量在10 000輛的回收企業(yè)進行統(tǒng)計，目前全部企業(yè)收入中，回用件的銷售份額只占10%左右，比例很少。為簡化模型，假設消費者只購買一級回用件，并稱為直接使用件，再制造企業(yè)可以購買所有等級的回用件。

假設2：消費者對直接回用件、再制造件和新件的認知存在不同，且均勻分布在[0,1]之間。這里只討論直接回用件和再制造件的差異，根據(jù)相關學者的研究[4，17]，直接回用件和再制造件的需求量為式(1)和式(2)：

qn=Q-Sh+βSr

(1)

qr=Q-Sr+αSh

(2)

假設3：為簡化模型，假設退役汽車零部件全部分類分級后作為回用件，以廢鋼鐵形式再循環(huán)部分的利潤忽略不計。假設二級回用件的價格為一級回用件價格的50%，三級回用件的價格為二級回用件價格的50%，即為0.5Sh和0.25Sh。

假設4：假設回收渠道的投資費用是回收拆解企業(yè)回收率的凹函數(shù)，采用Savaskan[3]、Hong[18]以及Atasu[19]等在再制造閉環(huán)供應鏈的研究內容的假設，把回收渠道費用設為回收率的二次函數(shù)，即為CL×τ2。

假設5：在不考慮因回用件的質量等級不同帶來的再制造加工成本差異下，假設回用件的質量等級越高，銷售價格越高，再制造所需的單位原材料成本越高，即Crh>Crm>Crl；由于分類分級前的檢測過程相同，與回用件的質量水平無關，故假設單位檢測費用均為n。

假設6：假設再制造企業(yè)堅持以銷定產(chǎn)的經(jīng)營策略，回用件無庫存積壓?；厥詹鸾馄髽I(yè)未銷售完的回用件全部以廢舊鋼鐵的形式進入再循環(huán)渠道。

假設7：假設每個消費者只購買一件再制造產(chǎn)品或者直接回用件[4]。

假設8：假設回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)規(guī)模均相對較小，均無主導市場能力，它們之間存在納什(Nash)均衡博弈，故自身的決策行為均依賴于對方?jīng)Q策?；厥詹鸾馄髽I(yè)的決策量為直接回用件的價格Sh和回收率τ，再制造企業(yè)的決策量為再制造件價格Sr。

2 分散式?jīng)Q策

在分散式?jīng)Q策中，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)都以各自的利潤最大化為目標。因此，在這一博弈模型中，兩者同時行動，回收拆解企業(yè)確定直接回用件的銷售價格Sh和回收率τ，再制造企業(yè)同時確定再制造件的銷售價格Sr。其中，回用件的單位銷售額為(Ph+0.5Pm+0.25Pl)Sh，再制造件的單位修復成本為CrhPh+CrmPm+CrlPl，再制造件的單位總成本(Ph+0.5Pm+0.25Pl)Sh+CrhPh+CrmPm+CrlPl，為方便描述，令X=CrhPh+CrmPm+CrlPl，Y=Ph+0.5Pm+0.25Pl。

基于上述分析，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)的利潤額可分別表示為：

π回收拆解=qnSh+qrYSh-Qτn-CLτ2

(3)

π再制造=qrSr-qr(YSh+X)

(4)

由假設2并考慮式(3)的一階條件，可得回收拆解企業(yè)的最優(yōu)響應函數(shù)為：

(5)

(6)

(7)

故再制造商和回收拆解企業(yè)的利潤函數(shù)π再制造、π回收拆解分別為：

(8)

(9)

分散式?jīng)Q策下的閉環(huán)供應鏈的總利潤為：

(10)

3 集中式?jīng)Q策

在集中式?jīng)Q策閉環(huán)供應鏈中，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)均以系統(tǒng)整體利潤最大化為目標。根據(jù)模型，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)的利潤可表示為：

MΠ=π回收拆解+π再制造=qnSh-

Qτn-CLτ2+qrSr-qrX

(11)

由假設2知：qn=Q-Sh+βSr，qr=Q-Sr+αSh，考慮式(11)的一階條件，可得回收拆解企業(yè)的最優(yōu)響應函數(shù)為：

(12)

(13)

(14)

故集中式?jīng)Q策供應鏈的總利潤為：

(15)

4 算例分析

分析認知度對銷售價格和銷售利潤的影響。根據(jù)調研結果對模型做出如下假設：n=2，CL=5 000，Q=60，Crh=2，Crm=6，Crl=10，Ph=0.2，Pm=0.6，Pl=0.2。在此模型中，再制造費用相對中等水平，回收價格相對較低，檢測費用相對中等，二級回用件和三級回用件價格整體相對較低。由于消費者對于再制造件和直接回用件的接受程度不同，因此再制造件的認知度和直接回用件的認知度對銷售價格和利潤的影響程度將不同，對分散式和集中式的分別影響程度不同。為了更好的對以上問題進行研究，分別做出了分散式和集中式供應鏈的銷售價格和利潤對認知度α和β變化的等值線圖，如圖2～圖4所示。

圖2 認知度對分散式供應鏈的銷售價格影響

圖3 認知度對集中式供應鏈的銷售價格影響

圖4 認知度對供應鏈系統(tǒng)銷售總利潤的影響

從圖2可以看出來，在分散式?jīng)Q策中，再制造件的價格大于直接回用件的價格；認知度越大，價格對認知度的靈敏度越高。直接回用件的價格從76.2元到398元左右，增長率為422.3%，再制造件的價格從82.2元到376元，增長率為357.4%；隨著再制造件認知度和直接回用件認知度的增大，直接回用件和再制造件價格均升高，α和β對Sb和Sr的影響均較大，且認知度越大，等值線越密集，說明價格對于認知度的靈敏度越高。這是因為認知度的變化會導致產(chǎn)品需求量的變化，直接回用件和再制造件相互間具有替代性，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)具有競爭關系，α和β對Sb和Sr的影響均較大。

從圖3同樣可以得出圖2的結論，在集中式?jīng)Q策中，再制造件的價格大于直接回用件的價格，α和β對Sb和Sr的影響均較大，故再制造件和直接回用件具有替代性，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)具有競爭關系。比較圖3和圖2，集中式?jīng)Q策的產(chǎn)品價格大于分散式?jīng)Q策的產(chǎn)品價格，故分散式?jīng)Q策更能激發(fā)消費者的購買積極性。

從圖4可看出來，隨著α和β的增大，供應鏈系統(tǒng)的總利潤均增大，且分散式?jīng)Q策的總利潤更高，增長率更大。利潤從7.58萬元到54.7萬元，增長率為621.6%，在圖4(b)中，利潤從0.59萬元到32.2萬元，增長率為476.0%。這是由于分散式?jīng)Q策中，回收拆解企業(yè)和再制造企業(yè)均考慮自身的利益最大，故存在更大的競爭關系，故分散式?jīng)Q策有利于整個供應鏈的長遠發(fā)展。

從以上分析可以看出，再制造件和直接回用件相互間具有替代性，且不管是分散式或是集中式?jīng)Q策，再制造件的價格均高于直接回用件的價格，故對于消費者來說，在零件質量和可靠性均滿足的條件下，應選用直接回用件；適當?shù)母偁幱欣谡麄€供應鏈的發(fā)展，故對于整個供應鏈系統(tǒng)來說，應選用分散式?jīng)Q策；分散式?jīng)Q策的產(chǎn)品價格更低，隨著退役汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，消費者對直接回用件和再制造件的認知度將提高，為了激發(fā)消費者的購買積極性，應選擇分散式?jīng)Q策。

5 結論

構建了分散式和集中式兩種決策模式下的退役汽車回用件分類分級模型，對不同認知度下的最優(yōu)定價和供應鏈系統(tǒng)利潤進行了研究，得到各決策變量的最優(yōu)解。對兩種決策下模型的利潤值進行了對比分析，從供應鏈系統(tǒng)和消費者角度對產(chǎn)品選擇及其協(xié)調機制提出了建議。結果表明：分散式?jīng)Q策中的供應鏈系統(tǒng)利潤更高、產(chǎn)品價格更低，可激發(fā)消費者的購買積極性，有利于供應鏈的長遠發(fā)展；在兩種決策中，直接回用件的價格均較低，故直接回用件比再制造件的經(jīng)濟性更好。