基于成本分擔和公平關切行為的綠色供應鏈決策研究

肖美丹,張夢佳

(河南農業(yè)大學 信息與管理科學學院，河南 鄭州 450000)

1 引 言

工業(yè)化進程的不斷加快導致了資源枯竭和環(huán)境污染等一系列生態(tài)問題，因此不僅國家出臺了各種環(huán)保政策和規(guī)定，消費者也愈加關注產品的環(huán)保性能。在此背景下，制造企業(yè)紛紛研發(fā)和生產綠色產品，綠色供應鏈運作模式開始受到廣泛關注。然而綠色產品的研發(fā)、生產要消耗大量的資金，為了擴大市場銷售，零售企業(yè)也需要進行廣告、宣傳等營銷活動，因此，綠色供應鏈的定價以及綠色度決策成為值得研究的問題。

基于此研究背景，國內外學者將綠色度和營銷努力作為影響需求的重要因素，對供應鏈運營展開了豐富的研究。其中，Jamali[1]研究了雙分銷渠道下綠色和非綠色產品的定價及綠色度決策；林志炳[2]探討了企業(yè)社會責任對綠色制造策略的影響；Taleizadeh[3]通過考慮多種營銷努力支持模型，探討了營銷努力對雙渠道閉環(huán)供應鏈的影響；Ma[4]研究了質量水平與營銷努力影響下不同權力結構供應鏈的最優(yōu)渠道策略；高舉紅[5]在考慮了綠色度和銷售努力的模型中，對比了低價促銷策略和綠色營銷策略的優(yōu)劣，并指出低價促銷策略對供應鏈績效提升作用更加明顯；尚文芳[6]基于政府補貼視角，研究了補貼對象不同時產品綠色度、銷售努力及最優(yōu)補貼率的變化情況；Mondal[7]構建兩周期閉環(huán)供應鏈模型，研究了產品綠色創(chuàng)新、營銷努力與回收再制造活動的交互影響作用。

另一方面，企業(yè)要實現綠色發(fā)展，必須付出巨大的成本代價，高昂的綠色研發(fā)成本一定程度上會打擊制造企業(yè)的生產積極性，為了平衡制造商的收益與成本，往往要采取一定的協(xié)調機制，而成本分擔是推動企業(yè)積極實施綠色供應鏈管理的核心途徑。Dai[8]對綠色供應鏈中兩種典型合作行為進行對比分析，并表示成本分擔合同下的供應鏈利潤是最優(yōu)的；Ghosh[9]建立成本分擔合同模型并表明成本分擔合同可以提高企業(yè)的綠色化水平，增加供應鏈的利潤；許格妮[10]在競爭供應鏈中考慮成本分擔，研究了不同成本分擔模式下的定價決策，以及競爭強度對成本分擔模式選擇帶來的影響；閔杰[11]研究了供應鏈中的綠色投入成本和宣傳成本互擔情形下綠色供應鏈的定價及協(xié)調，并表明雙向成本共擔能夠提高供應鏈整體績效。

上述關于綠色供應鏈以及成本分擔的研究主要基于供應鏈決策者“完全理性”這一經濟學假說，然而在現實決策中，決策者往往會因“公平關切”心理而做出非完全理性決策。目前，已有部分學者將公平關切行為引入供應鏈決策中，并取得了一定的研究成果。其中，杜少甫[12]和浦徐進[13]分別基于Nash 討價還價博弈思想研究了不同公平關切視角下供應鏈的均衡策略；姜林[14]在一個競爭供應鏈中研究了不同公平參照點下制造商和零售商利潤的變化情況；石平[15]和楊浩雄[16]將公平關切理論引入綠色供應鏈，并表示公平關切程度的加大不利于供應鏈的綠色化決策；張玲紅[17]和Zhou[18]分別研究了低碳供應鏈中零售商公平關切行為對不同策略的影響并對比分析了不同契約下供應鏈的協(xié)調情況；Qin[19]則構建了制造商公平關切模型，并探究了Nash討價還價情形下零售商的成本分擔比例。上述研究成果為本文研究提供了參考依據。

梳理文獻可知，有關成本分擔和公平關切的供應鏈研究已取得了豐碩的成果，但鮮有文獻關注兩者對供應鏈決策的雙重影響，更鮮有文獻將制造商公平關切和零售商公平關切納入同一供應鏈決策問題中。因此，本文在文獻[17]和文獻[19]的基礎上，進一步豐富和拓展綠色供應鏈的研究范疇，將零售商是否成本分擔以及制造商、零售商不同公平關切行為同產品的綠色化決策相結合，探究了成本分擔比例及公平關切系數對供應鏈決策及系統(tǒng)利潤帶來的影響，對企業(yè)實施綠色供應鏈管理具有一定參考價值。

2 問題描述與符號說明

本文研究一個制造商和一個零售商組成的二級綠色供應鏈系統(tǒng)。在該供應鏈系統(tǒng)中，制造商作為渠道領導者負責生產一種綠色產品，零售商負責對該綠色產品進行銷售，并付出一定的營銷努力，兩者共同從綠色供應鏈中獲利，此時，消費者的市場需求不僅受到價格的影響。也會受到產品綠色度和營銷努力的影響，參考高舉紅[5]的研究，定義需求函數為：D=d-p+αg+βe，另借鑒Mondal[7]的處理方法，假設制造商的綠色研發(fā)成本為λg2，零售商的營銷投入成本為ηe2。本文假定零售商營銷活動產生的成本由自身承擔，而制造商作為渠道上游的領導者，其收益的高低會影響產品的綠色投入，為了鼓勵制造商的綠色生產行為，零售商需要考慮是否承擔部分綠色研發(fā)成本。當零售商不進行成本分擔時，制造商的綠色制造行為會受到影響，此時制造商會因自身投入了大量綠色研發(fā)成本而去關注渠道利潤分配的公平性；當零售商承擔部分綠色研發(fā)成本時，零售商會因自身成本增加、利潤受損，也會關注渠道利潤分配公平。本文模型中用到的參數及含義如表1所示，為保證模型結果的可行性，文中涉及的參數均大于零，且d>c。

表1 模型參數表示及含義

3 模型構建及結果

根據本文的假設說明，構建零售商無成本分擔和零售商成本分擔兩種基本情景，并在不同情景下考慮渠道成員是否具備公平關切行為，從而對不同情形下的模型最優(yōu)解進行計算分析。

3.1 零售商無成本分擔

3.1.1公平中性情形

在該情形下，零售商不進行成本分擔，并且制造商和零售商均是公平中性的，即雙方不關注整條供應鏈的利潤情況而將各自利潤最大化作為決策目標，此時零售商承擔營銷投入成本，制造商承擔綠色研發(fā)成本，兩者之間進行Stackelberg博弈。制造商作為領導者，首先決定產品的綠色度和批發(fā)價格，零售商根據制造商的決策確定自身的營銷努力水平和產品零售價，制造商、零售商以及供應鏈整體的利潤函數分別為：

(1)

(2)

(3)

命題1 零售商無成本分擔公平中性情形下，綠色產品的最優(yōu)批發(fā)價、最優(yōu)零售價、最佳綠色度及營銷努力水平分別為：

進一步，將所求的最優(yōu)均衡解代入式(1)和式(2)可得出制造商和零售商在公平中性時的最大利潤為：

此時，供應鏈整體利潤為：

3.1.2制造商公平關切情形

(4)

此時的零售商為公平中性，其決策目標仍然是自身利潤最大化，其利潤函數與公平關切時的利潤函數相同，即：

(5)

命題2 零售商無成本分擔制造商公平關切情形下，綠色產品的最優(yōu)批發(fā)價、最優(yōu)零售價、最佳綠色度及營銷努力水平分別為：

此時，供應鏈各方成員的利潤為：

進一步，可求出供應鏈整體利潤以及制造商公平關切時的效用為：

證明：易知

推論1表明制造商的批發(fā)價與其公平關切程度正相關，而綠色度與其公平關切程度負相關，即隨著制造商公平關切程度的增大，批發(fā)價逐漸提高，而產品的綠色度水平卻逐漸降低。這是因為當制造商開始關注公平時，其決策行為會變得相對保守，以期通過提高批發(fā)價、降低綠色投入來獲得短期內的收益。但是，制造商的公平關切行為最終會導致供應鏈各方成員利潤受損，這是因為制造商注重短期內的收益而忽略了長遠利益，批發(fā)價的提高和產品綠色度的降低不利于市場需求的擴張，從而導致供應鏈各方利潤隨著公平關切程度的增大而減少。另外，從推論1中的(2)可以看出，制造商的效用先隨著公平關切程度的增大而增大，后隨著公平關切程度的增大而減小，這是由于當制造商關注公平時，短期內利潤的獲取使得其表現出效用上的滿足感，但當制造商過分關注公平時，供應鏈渠道利潤分配會出現失衡，導致制造商自身效用受到一定損害。

3.2 零售商成本分擔

考慮到供應鏈整體的協(xié)調性，在本節(jié)中，零售商愿意承擔一部分綠色研發(fā)成本，假設零售商成本分擔的比例為μ(0<μ<0.5)，則制造商成本分擔的比例為1-μ，本節(jié)包含公平中性和零售商公平關切兩個模型。

3.2.1 公平中性情形

若零售商不考慮渠道公平，雙方均追求的是自身利潤最大化，此時制造商和零售商各自的利潤函數可表示為：

(6)

(7)

供應鏈整體的利潤函數可表示為：

(8)

命題3 零售商成本分擔公平中性情形下，綠色產品的最優(yōu)批發(fā)價、最優(yōu)零售價、最佳綠色度及營銷努力水平分別為：

將所求的最優(yōu)均衡解代入式(6)和式(7)可得出制造商和零售商在公平中性時的最大利潤為：

此時，供應鏈整體利潤為：

推論2表明在零售商愿意承擔綠色研發(fā)成本而不考慮渠道公平的情景下，隨著零售商成本分擔比例的增大，產品的批發(fā)價、零售價、綠色度以及營銷努力水平都會提高。與此同時，制造商的利潤也會增大，即零售商成本分擔行為對于制造商而言是有利的，但隨著成本分擔比例的增大，零售商自身利潤會逐漸減少，這是由于零售商承擔綠色研發(fā)成本時加重了自身負擔，并且這種負擔并不會因零售價提高帶來的收益而抵消，說明零售商成本分擔行為對于自身而言是不利的，這會導致零售商因成本負擔過重而利潤受損。另外，供應鏈整體利潤并不總是與成本分擔比例呈正比，只有當成本分擔比例低于1/3時，供應鏈整體利潤才能獲得令人滿意的增長，這是因為當零售商承擔的成本比例高于1/3時，過高的成本分擔費用會讓零售商自身利潤遭到嚴重損失，從而導致渠道失調，此時，供應鏈整體利潤會出現下降趨勢。

證明：易知

推論3表明在公平中性的供應鏈系統(tǒng)中，零售商參與成本分擔時，產品的批發(fā)價、零售價、綠色度以及營銷努力水平都相比零售商不參與成本分擔時有所提高，并且供應鏈整體利潤也優(yōu)于不參與成本分擔時的利潤。這是因為當零售商愿意分擔綠色研發(fā)成本時，降低了制造商的負擔，此時的制造商會加大對綠色產品的投入，做出更高水平的綠色度決策，因此產品的綠色度和批發(fā)價都會提高；而此時的零售商為了追求自身利益也會提高產品零售價以及加大營銷力度，雙方的行為最終使得供應鏈整體收益提高，因此零售商的成本分擔行為對于供應鏈系統(tǒng)而言是有益的。

3.2.2 零售商公平關切情形

(9)

在該模型中，制造商為公平中性，在決策過程中仍然關注的是自身利潤最大化，因此制造商的利潤函數可表示為：

(10)

命題4 零售商成本分擔零售商公平關切情形下，綠色產品的最優(yōu)批發(fā)價、最優(yōu)零售價、最佳綠色度及營銷努力水平分別為：

結合式(9)可知，該模型下零售商的最大效用為：

推論4表明當零售商考慮成本分擔時，無論零售商是公平中性還是公平關切，產品的批發(fā)價、零售價、綠色度以及營銷努力水平都會隨著成本分擔比例的增大而逐漸提高，并且制造商利潤也隨成本分擔比例的增大而增大。這是因為零售商成本分擔能夠減輕制造商的負擔，并且這種行為不會受到公平關切行為的影響，即零售商成本分擔行為對制造商而言總是有利的。但是當零售商關注渠道利潤分配公平性時，零售商的利潤以及供應鏈整體利潤與成本分擔比例之間的關系會受到零售商公平關切系數的影響，即當零售商公平關切程度超過一定閾值時，零售商利潤會隨著成本分擔比例的增大而增大，這表明零售商的公平關切行為達到一定程度時可以彌補其因成本分擔而導致的利潤損失。這是因為當零售商關注渠道公平時，其會為了追求利潤分配公平而調整自身的決策水平。供應鏈整體利潤的變化趨勢與零售商利潤變化有相似之勢，但不同的是當零售商的公平關切程度較小時，供應鏈整體利潤會隨著成本分擔比例的增大先增大后減小，這可能是因為零售商較低的公平關切水平不足以抵消其因成本分擔承受的利潤損失，并且隨著成本分擔比例的增大，供應鏈渠道出現失調，最終導致整體利潤受損。

證明：易知

推論5表明在考慮零售商成本分擔的供應鏈系統(tǒng)中，零售商公平關切行為與其自身的零售價和營銷努力水平呈反比。這說明零售商關注渠道利潤分配時，想通過降價的方式來擴大市場需求；與此同時，通過減少營銷投入來壓縮成本，從而獲取更多的利潤。另外，還可以得知制造商會因零售商的公平關切行為而導致自身利潤受損，并且零售商的公平關切行為越強，制造商的利潤受損越嚴重，而零售商的利潤則會隨著其公平關切程度的增強而逐漸增大。供應鏈整體利潤的變化與公平關切系數之間的關系取決于成本分擔比例，當零售商的成本分擔比例低于1/3時，供應鏈整體利潤會隨著零售商公平關切系數的增大而減??；當零售商的成本分擔比例超過1/3時，供應鏈整體利潤的變化會出現公平關切臨界值，并且當零售商公平關切程度大于此臨界值時，供應鏈整體利潤會減少。這說明零售商因成本分擔比例的增大而過分關注渠道公平時，會對供應鏈系統(tǒng)產生不利影響。

4 數值分析

由于模型部分計算結果的復雜性，為了更加直觀清晰地表示結果以及驗證模型結論的正確性，在這一部分進行數值模擬分析，主要探討零售商成本分擔比例以及不同決策主體公平關切系數對供應鏈最優(yōu)決策以及利潤的影響。根據參數的滿足條件，對模型基本參數進行賦值，其中，d=100,c=20,α=5,β=3,λ=30,η=15,b=0.3。

4.1 零售商成本分擔比例的影響

設定θ=1,γ=2，根據參數賦值結果，運用Mathematica軟件對模型進行仿真，得到零售商考慮成本分擔時，隨著成本分擔比例的變化對不同模型最優(yōu)決策、供應鏈各成員利潤以及供應鏈整體利潤的影響(如圖1至圖5所示)。

圖1 μ對w和p的影響

由圖1和圖2可以看出，無論零售商是否考慮渠道公平，隨著其成本分擔比例的增加，產品的批發(fā)價、零售價、綠色度以及營銷努力水平均有所提高，且wS>wrf,pS>prf,gS>grf,eS>erf。這是因為當零售商公平中性時，雙方都將自身利潤最大化作為決策目標。為了刺激市場需求，雙方均加大成本投入以提高產品的綠色度和營銷努力水平，因此產品價格也會隨之增高。當零售商公平關切時，零售商會因公平性而與制造商進行利潤競爭，在競爭環(huán)境下，雙方的決策趨于保守，因而相比零售商公平中性時，制造商和零售商的最優(yōu)決策值有所降低。

圖2 μ對g和e的影響

圖3 μ對πm、πr以及πsc的影響

由圖4和圖5可知，零售商對渠道利潤分配關注程度不同時，其利潤隨成本分擔系數的變化會表現出不同趨勢；供應鏈整體利潤隨成本分擔比例變化而變化的趨勢同樣受到零售商公平關切系數取值的影響。這一仿真結果驗證了推論4的正確性，同時也表明只有當零售商足夠關注渠道公平，才能負擔起因成本分擔而帶來的利潤損失，此時的供應鏈系統(tǒng)才會避免因過高的成本分擔比例而導致的系統(tǒng)失調。

圖4 μ和θ對的影響

圖5 μ和θ對的影響

4.2 零售商公平關切系數的影響

這一部分設定γ=2,μ=0.3，其他參數保持不變，得到零售商公平關切系數變化對供應鏈利潤及效用的影響如圖6、圖7所示。

圖6 θ對πm,πr,πsc的影響

圖7 θ對um,usc的影響

4.3 制造商公平關切系數的影響

同樣保持其他參數不變，這一部分設定θ=1,μ=0.3，可以得到制造商公平關切系數變化對供應鏈利潤及效用的影響，如圖8和圖9所示。

圖8 γ對πm,πr,πsc的影響

圖9 γ對um,usc的影響

根據圖8可以得知，制造商的公平關切行為不僅不能提高自身利潤，而且對制造商以及整個供應鏈系統(tǒng)都是不利的，即制造商的公平關切是一種“損人不利己”的行為。從圖9效用變化來看，制造商的公平關切行為雖然對自身利潤不利但是會短暫帶來效用上的滿足感。另外從圖9還可以得知，制造商公平關切行為對于供應鏈整體效用而言是不利的，隨著公平關切系數的增大，供應鏈整體效用出現下降趨勢，這給管理者一定的啟示，即處在領導地位的制造商不應過多關注渠道利潤分配公平，在其不考慮公平時，各方成員的利潤處于較好的狀態(tài)。

5 結 論

本文以制造商領導的單個制造商單個零售商組成的二級綠色供應鏈系統(tǒng)為研究對象，分別研究了零售商有無成本分擔以及不同決策主體是否公平關切情形下綠色供應鏈系統(tǒng)中的最優(yōu)定價決策、最佳綠色度水平及營銷努力水平，并分析了成本分擔比例及公平關切系數對供應鏈各成員最優(yōu)策略及利潤的影響，最后通過數值仿真進一步比較了不同模型下的利潤變化趨勢。得到以下主要結論：

(1)無論是否考慮公平，零售商的成本分擔行為都有助于產品批發(fā)價、零售價、綠色度以及營銷努力水平的提高，并且零售商的成本分擔行為對制造商總是有利的。但對于零售商而言，成本分擔帶來的損失會因自身公平關切程度的不同而發(fā)生改變，并且供應鏈整體利潤隨成本分擔比例的變化也會受到公平關切系數的影響。

(2)制造商的公平關切行為對于供應鏈系統(tǒng)而言是不利的，隨著制造商公平關切程度的增大，產品的綠色化水平會逐漸降低，并且，制造商的公平關切行為不僅導致零售商利潤受損，其自身利潤也會隨著公平關切程度的增大而減少，這對于供應鏈系統(tǒng)而言是一種不良現象。

(3)零售商關注公平時，制造商和零售商的最優(yōu)決策值相比公平中性時有所降低，另外零售商的公平關切行為有助于自身利潤的提高但是會導致制造商利潤受損，并且供應鏈整體利潤并不總是隨零售商公平關切系數的增大而增大，而是受到零售商成本分擔比例的制約。

本文的研究對企業(yè)實施綠色供應鏈管理具有一定借鑒意義，但仍然具有局限性：一方面，未來可以討論多個制造商或多個零售商存在競爭時，公平關切行為對供應鏈決策的影響；另一方面，文中只考慮了傳統(tǒng)銷售渠道，未來研究可以擴展到線上、線下雙渠道銷售模型，更具實踐價值。