考慮政府補(bǔ)貼和產(chǎn)品綠色度的閉環(huán)供應(yīng)鏈生產(chǎn)決策模型

邢光軍 李云云

摘要：在考慮政府以綠色度為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)綠色產(chǎn)品實(shí)施補(bǔ)貼的背景下，針對(duì)由一個(gè)綠色產(chǎn)品制造商、一個(gè)普通產(chǎn)品制造商和一個(gè)零售商構(gòu)成的二級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈。分別構(gòu)建了政府補(bǔ)貼制造商和政府補(bǔ)貼消費(fèi)者時(shí)的生產(chǎn)決策模型，并分析了消費(fèi)者綠色偏好、綠色度、補(bǔ)貼強(qiáng)度等因素對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈生產(chǎn)決策產(chǎn)生的影響，同時(shí)，通過算例仿真比較兩種補(bǔ)貼政策的效果差異。結(jié)果表明：消費(fèi)者綠色偏好程度、產(chǎn)品綠色度以及補(bǔ)貼力度的提升均能有效擴(kuò)大綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)而抑制普通產(chǎn)品的需求。并且，兩種補(bǔ)貼政策均可促進(jìn)綠色產(chǎn)品的發(fā)展，其中政府補(bǔ)貼消費(fèi)者可以在更大程度上提高消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的需求，為綠色產(chǎn)品制造商和零售商帶來更大收益，有利于促進(jìn)綠色產(chǎn)品的發(fā)展和推廣。

關(guān)鍵詞：閉環(huán)供應(yīng)鏈;政府補(bǔ)貼;消費(fèi)者綠色偏好;綠色度;Stackelberg博弈

中圖分類號(hào)：F274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

O引言

全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展引發(fā)的環(huán)境污染問題正逐漸成為政府和相關(guān)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，政府也越來越重視提升制造企業(yè)及公眾的環(huán)保意識(shí)。當(dāng)今形勢(shì)下，綠色和環(huán)保是社會(huì)發(fā)展不可忽視的兩大主題，在供應(yīng)鏈管理中關(guān)注產(chǎn)品綠色度，實(shí)施綠色供應(yīng)鏈管理模式也將是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，隨著人們生活及收入水平的提高，廢舊物品的數(shù)量逐年遞增，這無疑給環(huán)境造成了極大負(fù)擔(dān)和污染。針對(duì)這一問題，消費(fèi)者和企業(yè)開始參與和實(shí)行產(chǎn)品的回收以及物料的循環(huán)利用，以便緩解環(huán)境污染問題。閉環(huán)供應(yīng)鏈這一新型供應(yīng)鏈模式也隨著消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的提升而在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)中扮演著越來越重要的角色，產(chǎn)品的回收再制造成為生產(chǎn)活動(dòng)中重要部分。

消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的提升驅(qū)動(dòng)了綠色產(chǎn)品市場(chǎng)的興起和發(fā)展，產(chǎn)品綠色度成為刺激環(huán)保型消費(fèi)者購買的重要因素。然而，綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)一般需要較高投入，其生產(chǎn)成本自然要高于普通產(chǎn)品，且價(jià)格相對(duì)較高，這在一定程度上打擊了制造商生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的動(dòng)力以及消費(fèi)者購買綠色產(chǎn)品的熱情。為提高綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，政府通常采取價(jià)格補(bǔ)貼的手段激勵(lì)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)和銷售綠色產(chǎn)品，實(shí)際情況也表明政府補(bǔ)貼政策確實(shí)對(duì)綠色產(chǎn)品的發(fā)展產(chǎn)生了積極效果。政府補(bǔ)貼一般從補(bǔ)貼生產(chǎn)者和補(bǔ)貼消費(fèi)者人手，而這兩種補(bǔ)貼方式在不同情境、不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下產(chǎn)生的作用是不同的。本文通過研究不同補(bǔ)貼政策下綠色閉環(huán)供應(yīng)鏈的最優(yōu)生產(chǎn)決策模型，幫助政府根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)補(bǔ)貼方式，使得政府、企業(yè)、消費(fèi)者獲得最大收益。

近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈中政府補(bǔ)貼的問題進(jìn)行了深入研究。朱曉曦等建立了由一個(gè)制造商和一個(gè)零售商組成的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型，研究了政府補(bǔ)貼前后制造商和零售商的最優(yōu)決策。Shi在研究政府補(bǔ)貼下的閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題時(shí)，發(fā)現(xiàn)引入政府補(bǔ)貼參數(shù)，數(shù)量折扣契約比收益共享契約更能有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈。陳曉紅等基于消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品功能質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量支付差異，建立了閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型，對(duì)政府不補(bǔ)貼、補(bǔ)貼制造商和補(bǔ)貼再造品購買者三種情況下的最優(yōu)決策進(jìn)行比較，并分析了政府補(bǔ)貼和消費(fèi)者偏好對(duì)供應(yīng)鏈決策影響。林杰等以家電“以舊換新”為研究背景，構(gòu)建了無財(cái)政補(bǔ)貼和以舊換新補(bǔ)貼下閉環(huán)供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)分配模型，采用博弈技術(shù)求解出兩種模型的閉環(huán)供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)分配情況。Zhao等考慮由單一制造商、單一零售商構(gòu)成的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，基于政府的不同補(bǔ)貼策略，建立了閉環(huán)供應(yīng)鏈的價(jià)格決策模型。Li等討論了政府補(bǔ)貼對(duì)四種不同差別定價(jià)閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型的影響，并分析了其對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)及其成員利潤(rùn)的影響。

通過上述文獻(xiàn)可知，在閉環(huán)供應(yīng)鏈的決策中考慮政府補(bǔ)貼因素具有較高研究?jī)r(jià)值，但是上述研究中并未考慮產(chǎn)品綠色度和消費(fèi)者綠色偏好對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈最優(yōu)決策和成員利潤(rùn)產(chǎn)生的影響?，F(xiàn)如今，政府對(duì)環(huán)境污染問題越來越重視，消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)也不斷提高，綠色環(huán)保型產(chǎn)品成為政府大力支持的產(chǎn)業(yè)，消費(fèi)者也越來越偏向購買綠色產(chǎn)品。近些年，許多學(xué)者開始在考慮產(chǎn)品綠色度和消費(fèi)者綠色偏好的基礎(chǔ)上對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的決策問題展開深入研究。Chitra研究了顧客綠色環(huán)保意識(shí)與其綠色產(chǎn)品消費(fèi)行為關(guān)系的問題，結(jié)果表明綠色低碳意識(shí)越強(qiáng)的消費(fèi)者更傾向于消費(fèi)綠色產(chǎn)品，即使花費(fèi)更高的金錢。Bull指出環(huán)境問題日益受到消費(fèi)者重視，一些低綠色偏好的消費(fèi)者也愿意通過購買行為督促生產(chǎn)者生產(chǎn)和銷售綠色產(chǎn)品，研究者、企業(yè)和政府都應(yīng)關(guān)注消費(fèi)者的綠色消費(fèi)偏好。TOPTAL等在研究中開始把消費(fèi)者的環(huán)保偏好納入到生產(chǎn)者履行環(huán)境責(zé)任的決策中去。劉會(huì)燕等考慮消費(fèi)者的綠色偏好，構(gòu)建了三種供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)模型，確定各情形下的最優(yōu)價(jià)格和綠色度決策，分析消費(fèi)者綠色偏好和供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)對(duì)供應(yīng)鏈產(chǎn)品選擇和收益造成的影響。梁喜等引入環(huán)保參數(shù)，采用Stackelberg博弈法，分析了不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)綠色閉環(huán)供應(yīng)鏈成員決策以及績(jī)效的影響。李舒玲針對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈中廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量問題，以制造商的綠色偏好為切入點(diǎn)，考慮廢舊產(chǎn)品回收質(zhì)量的不確定性，分析制造商綠色偏好對(duì)于制造商、零售商決策以及供應(yīng)鏈各方期望收益的影響。Xu等考慮到產(chǎn)品綠色度對(duì)需求的影響，構(gòu)建了由單一制造商和單一零售商組成的兩級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保水平、回收率以及各節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)均與消費(fèi)者綠色偏好呈正相關(guān)、而與綠色投資系數(shù)呈負(fù)相關(guān)。Zhang等研究市場(chǎng)需求與產(chǎn)品綠色度有關(guān)的二級(jí)綠色供應(yīng)鏈，在三種非合作博弈模型下給出零售商的最優(yōu)價(jià)格決策。

綜上所述，目前大多研究主要集中于在政府補(bǔ)貼參與下單一制造商和單一零售商之間的博弈，在這些研究中，鮮有研究者將消費(fèi)者偏好與綠色產(chǎn)品需求相結(jié)合，也少有文獻(xiàn)在閉環(huán)供應(yīng)鏈中考慮綠色產(chǎn)品和普通產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)以及對(duì)綠色產(chǎn)品需求進(jìn)行研究。但事實(shí)上，消費(fèi)者綠色偏好會(huì)直接影響綠色產(chǎn)品的需求量，另外，大多文獻(xiàn)研究?jī)H僅是研究政府補(bǔ)貼對(duì)綠色產(chǎn)品的促進(jìn)作用，但并未深入研究不同補(bǔ)貼方式的效果和比較。

鑒于此，本研究將產(chǎn)品綠色度、消費(fèi)者綠色偏好、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)、政府補(bǔ)貼強(qiáng)度等因素引入閉環(huán)供應(yīng)鏈生產(chǎn)決策模型中，分別從補(bǔ)貼消費(fèi)者和補(bǔ)貼綠色生產(chǎn)者兩方面人手，構(gòu)建單一零售商和兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性生產(chǎn)者之間的兩階段模型，分析和比較不同補(bǔ)貼政策產(chǎn)生的效益，探究不同場(chǎng)景中的最佳補(bǔ)貼政策，進(jìn)而為政府和生產(chǎn)者提供參考和依據(jù)。

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問題描述與模型構(gòu)建

1.1問題描述

考慮在政府參與下，市場(chǎng)中存在一個(gè)綠色產(chǎn)品制造商（M₁）、一個(gè)普通制造商M₂以及一個(gè)零售商R，零售商向消費(fèi)者銷售綠色產(chǎn)品和普通產(chǎn)品，兩個(gè)制造商則分別負(fù)責(zé)兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)及廢舊品的回收，這兩種產(chǎn)品在功能上具有相互替代性，區(qū)別在于產(chǎn)品綠色度的高低，綠色度是衡量產(chǎn)品是否具有環(huán)保性的重要指標(biāo)之一，本文中綠色產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的綠色度分別為g和g_o（g>g_o）。根據(jù)實(shí)際情況可知，綠色產(chǎn)品的可回收率和可用性要大大高于普通產(chǎn)品，即綠色產(chǎn)品回收率λ高于普通產(chǎn)品回收率λ_o（λ>λ_o）。制造商（M₂）在生產(chǎn)過程中并不關(guān)注環(huán)境問題而只關(guān)注自身效益，綠色產(chǎn)品制造商（M₁）則對(duì)資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問題比較關(guān)注，因此在產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、包裝、銷售等環(huán)節(jié)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率。綠色產(chǎn)品作為一類環(huán)境友好型產(chǎn)品，其綠色度g高于法律規(guī)定最低綠色度的綠色產(chǎn)品，由于綠色產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)等工藝更為復(fù)雜，其單位生產(chǎn)成本C₁高于普通產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本c₂，即C₁>C₂，且綠色產(chǎn)品的零售價(jià)W₁和批發(fā)價(jià)P₁也分別要高于普通產(chǎn)品的P₂，W₂，即P₁>p₂，W₁>W₂。政府為了響應(yīng)國家提出的綠色發(fā)展理念，則通過補(bǔ)貼綠色產(chǎn)品制造商或消費(fèi)者的方式來擴(kuò)大綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)，提高其競(jìng)爭(zhēng)能力。

市場(chǎng)中不同的消費(fèi)群體具有的需求是不一樣的，環(huán)保意識(shí)較強(qiáng)的消費(fèi)者愿意花更高的價(jià)格去購買綠色產(chǎn)品，普通消費(fèi)者則不愿意花高價(jià)購買。本文用.廠表示消費(fèi)者綠色偏好程度，P=kfg表示消費(fèi)者愿意為綠色產(chǎn)品支付的價(jià)格（k表示消費(fèi)者綠色偏好支付系數(shù)），P_o=kfg_o表示消費(fèi)者愿意為普通支付的價(jià)格，政府對(duì)綠色產(chǎn)品補(bǔ)貼的標(biāo)準(zhǔn)往往是根據(jù)產(chǎn)品綠色度來制定的，設(shè)S=r（g-g_o）為政府單位綠色產(chǎn)品補(bǔ)貼額，r為政府補(bǔ)貼系數(shù)。

本研究旨在探討在考慮消費(fèi)者綠色偏好、綠色度、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)、政府補(bǔ)貼等背景下，綠色閉環(huán)供應(yīng)鏈的最優(yōu)生產(chǎn)決策，通過建立制造商和零售商的兩階段博弈模型：第一階段制造商M₁、M₂決策各自的批發(fā)價(jià)和綠色度;第二階段零售商R依據(jù)前者決策兩種產(chǎn)品的零售價(jià)。最后，對(duì)建立的模型進(jìn)行算例仿真，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，并對(duì)不同補(bǔ)貼政策下的最優(yōu)生產(chǎn)決策進(jìn)行比較分析。

1.2模型參數(shù)

模型建立所涉及到的參數(shù)匯總見表1：

1.3模型假設(shè)

2政府補(bǔ)貼制造商的博弈模型