混合回收下雙渠道銷售閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型研究

李倩文，張雪梅,b*，陳浩然，馬晨昊

（阜陽師范大學(xué)a.商學(xué)院；b.區(qū)域物流規(guī)劃與現(xiàn)代物流工程安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽阜陽 236037）

近年來，環(huán)境資源問題顯得愈發(fā)重要，資源短缺、環(huán)境污染等問題日益突出。這不僅引起了國際組織的重視，眾多學(xué)者也進(jìn)行了研究，并努力進(jìn)行改善。另外，電子產(chǎn)品的更新速度越來越快，電子產(chǎn)品的更換時(shí)間也越來越短。根據(jù)相關(guān)資料，到2020年我國廢舊產(chǎn)品數(shù)量將達(dá)到1.37億臺(tái)，這么龐大的廢舊產(chǎn)品若是得不到友好處置，勢(shì)必會(huì)給資源帶來很嚴(yán)重的浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的危害[1]。如何實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約和廢舊品的回收再利用，是當(dāng)今資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)所面臨的重要問題[2-3]。針對(duì)廢舊品的回收再利用，不僅可以從中節(jié)約成本，還能資源再利用，降低碳排放，提升企業(yè)節(jié)能環(huán)保的形象[4]。2016年出臺(tái)了《生產(chǎn)責(zé)任延伸制度推行方案》，規(guī)定可以委托回收和聯(lián)合回收的模式，國家對(duì)廢舊品的回收拆解再制造也非常重視。2012年下發(fā)的《廢棄電器電子產(chǎn)品處理基金征收使用管理辦法》進(jìn)行征收處理基金和補(bǔ)貼，這種混合回收的模式和基金政策的理論研究與實(shí)際操作對(duì)我國具有借鑒意義。

1 相關(guān)研究

目前，眾多學(xué)者對(duì)逆向供應(yīng)鏈開展了廣泛研究，各國各業(yè)也開始努力加大對(duì)廢舊品回收的投入以及對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈回收模式的研究。“逆向物流”即指與正向物流方向相反的新型物流-從消費(fèi)者回到生產(chǎn)商的流程，使資源材料得到循環(huán)利用以及成本節(jié)約[5-6]。在供應(yīng)鏈方面，國內(nèi)外許多公司（惠普、聯(lián)想、IBM和Ceterpillar等）正在積極實(shí)施閉環(huán)供應(yīng)鏈管理模式，這種將產(chǎn)品正向銷售與逆向回收相結(jié)合的管理模式得到了廣泛應(yīng)用并取得了成功[7-8]。Savasken等[9-10]研究了不同回收主體參與回收情況下的最優(yōu)決策，這些回收主體包括制造商、銷售商和第三方負(fù)責(zé)的單一模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銷售商負(fù)責(zé)回收的情況下最優(yōu)。Hong[11]提岀了一種零售商收集和非收集模式，比較得出零售商收集模式是最優(yōu)的。Yi等[12]研究了零售商和第三方同時(shí)負(fù)責(zé)回收的建筑機(jī)械行業(yè)閉環(huán)供應(yīng)鏈的績效問題。后來，Liu、Hong、易余胤等[13-15]進(jìn)一步構(gòu)建了閉環(huán)供應(yīng)鏈的雙重回收渠道，即制造商、零售商和第三方兩兩組合的回收渠道，研究了在哪種模式下最優(yōu)的問題。公彥德等[16]構(gòu)建了供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員兩個(gè)主體或三個(gè)主體組合回收的兩類閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，運(yùn)用博弈理論，比較兩種組合回收的模型。Giri等[17]研究了雙渠道銷售與回收的閉環(huán)供應(yīng)鏈定價(jià)決策。現(xiàn)實(shí)生活中也有企業(yè)進(jìn)行混合回收，如施樂公司承諾其下游供應(yīng)商在產(chǎn)品銷售過程及安裝過程中回收廢舊產(chǎn)品，格力美的通過向零售商和第三方回收機(jī)構(gòu)進(jìn)行多渠道回收。

上述文獻(xiàn)雖然對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈及其回收模式進(jìn)行了大量研究，但基本上都是關(guān)于單一和多種銷售與回收的，對(duì)于政府政策引入的研究較少，而政策參與供應(yīng)鏈運(yùn)行過程中也發(fā)揮著重要的作用。趙敬華等[18]為了給政府和受補(bǔ)貼的企業(yè)提供決策幫助，分別討論了政府對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行補(bǔ)貼，建立閉環(huán)供應(yīng)鏈定價(jià)模型，并進(jìn)行對(duì)比分析。孫浩等[19]研究了制造商回收下的多期閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡，考慮了政府的政策補(bǔ)貼。陳曉紅等[20]研究了政府的補(bǔ)貼、不補(bǔ)貼及補(bǔ)貼對(duì)象不同的情形，分析了政府對(duì)供應(yīng)鏈的影響。李新然等[21]研究了在制造商、再制造商和零售商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈中，求解得到最優(yōu)解，在分析對(duì)比有無政府基金政策的補(bǔ)貼對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤的影響。公彥德等[22]將上繳基金和對(duì)拆解企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼引入到閉環(huán)供應(yīng)鏈，相對(duì)于有拆解資質(zhì)的制造商來說，探討了3種回收模式與拆解補(bǔ)貼的關(guān)系；還構(gòu)建了制造商為主導(dǎo)者、零售商為追隨者的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，利用博弈論，討論了只補(bǔ)貼拆解企業(yè)、同時(shí)補(bǔ)貼回收和拆解企業(yè)兩種補(bǔ)貼分配方式[23]。侯玉梅等[24]研究電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈的最佳回收模式，并對(duì)最優(yōu)決策進(jìn)行了分析。王玉燕等[25]在分析了新政策下電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的重組，并對(duì)其運(yùn)行模式的修正進(jìn)行研究。

雖然有不少學(xué)者對(duì)混合回收下的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型決策研究較多，也有考慮到政府的補(bǔ)貼、基金政策分配的閉環(huán)供應(yīng)鏈的研究，目前如IBM、思科、耐克、聯(lián)想、Cisco都開通了雙渠道銷售，國內(nèi)也存在海爾、長虹、TCL等電器制造企業(yè)擁有拆解資質(zhì)，但是考慮基金政策下混合回收的雙渠道銷售閉環(huán)供應(yīng)鏈的系統(tǒng)化的研究較少。本文考慮基金政策的影響，研究混合回收模式下的閉環(huán)供應(yīng)鏈決策問題，分析不同回收模式下的最優(yōu)決策，得出最優(yōu)的回收模式，并分析基金政策的影響。

2 問題描述與基本假設(shè)

本文考慮由單個(gè)制造商、零售商、第三方和拆解商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈。該系統(tǒng)中制造商生產(chǎn)新產(chǎn)品和從拆解商處購買再制造材料生產(chǎn)再制造品并向政府上繳處理基金，零售商銷售產(chǎn)品并參與和拆解商混合回收，第三方與拆解商混合回收，拆解商回收再制造并得到政府的基金補(bǔ)貼。政府、制造商、拆解商、零售商和第三方之間為Stackel-berg博弈，其決策順序?yàn)椋菏紫日疀Q定處理基金和基金補(bǔ)貼；其次制造商決定批發(fā)價(jià)格、直銷價(jià)和購買再制造材料的回收轉(zhuǎn)移價(jià)；然后拆解商決定提供給消費(fèi)者和零售商的回收價(jià)；最后零售商和第三方?jīng)Q定零售價(jià)和回收價(jià)，其混合回收模型如圖1所示。

圖1 制造商無拆解資質(zhì)、拆解商參與回收情況下的混合回收模型

為了便于分析，本文做如下假設(shè)：

假設(shè)1：新產(chǎn)品和再制造品是同質(zhì)的[9，10，27]，價(jià)格相等，消費(fèi)者偏好相等；新產(chǎn)品的單位成本比再制造品高，即cn＞cr[9,10,28]；直銷價(jià)pm不高于零售價(jià)pr，即pr＞pm。

假設(shè)2：政府向制造企業(yè)生產(chǎn)新產(chǎn)品和再制造品征收處理基金A，政府將處理基金λA補(bǔ)貼給拆解商，模型中λ＞1，為單位補(bǔ)貼率。

假設(shè)3：零售商是最接近消費(fèi)者群體的主體，回收便利度最高，有基本回收量，即kh，第三方的回收便利度比零售商較低，拆解商回收便利度最低，消費(fèi)者對(duì)混合回收的渠道存在差異，對(duì)D-R，D-T主體混合回收價(jià)格差的敏感度系數(shù)分別為θ，L且θ＜L。

假設(shè)4：政府的補(bǔ)助λA＞(cj+cb)，可以彌補(bǔ)企業(yè)友好處理廢舊品的處理成本。

文中定義的符號(hào)如表1，為了簡化描述，本文中拆解商和零售商用D-R表示，拆解商和第三方用D-T表示。用表示供應(yīng)鏈的主體i在x混合回收下的利潤，其中i取m,r,d,t，分別表示制造商、零售商、拆解方和第三方；x取D-R，D-T。

表1 符號(hào)與說明

3 模型構(gòu)建與求解

本文的銷售市場(chǎng)需求函數(shù)假設(shè)為：零售渠道的需求函數(shù)為Dr=ks-a1pr-a2(pr-pm)，制造商的需求函數(shù)為Dm=a2(pr-pm)，銷售市場(chǎng)的總需求函數(shù)為：D=Dm+Dr=ks-a1pr[28]。

借鑒易余胤等[29]在混合回收渠道下廢舊產(chǎn)品的回收函數(shù)，假設(shè)：（1）在D-R模型中，零售渠道的回收函數(shù)為，拆解方的回收函數(shù)為。（2）在 D-T 模型中，第三方的回收函數(shù)為：，拆解商的回收函數(shù)為：。在下列求解過程中，根據(jù)逆向歸納法，可以得出閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員最優(yōu)決策。

3.1 D-R模型

首先制造商決定w、pm和pdr；拆解商決定bd和bdr；然后零售商根據(jù)制造商和拆解商制定的w、pm、pdr和bdr，決定pr以及br。因此零售商、拆解商和制造商的利潤分別為：

結(jié)論1在D-R模型下，最優(yōu)定價(jià)策略分別為：

3.2 D-T模型

首先制造商決定w、pm和pdt；拆解商決定bd和bdt；然后零售商根據(jù)制造商和拆解商制定的w，pdt和pm決定pr；同時(shí)第三方根據(jù)拆解商制定的bd和bdt選擇bt使自己的利潤最大化。因此可得零售商、第三方、拆解商和制造商的利潤分別為

4 模型的比較分析

4.1 銷售渠道和回收渠道定價(jià)策略的比較分析

制造商和零售商的定價(jià)決策不受混合回收模式影響，這說明制造企業(yè)不參與回收工作，不會(huì)給正向物流帶來影響，在保持批發(fā)價(jià)、銷售價(jià)保持不變情況下，還可從再制造工作中獲得額外的收益。

命題2表明，制造商從拆解商處購買再制造材料的價(jià)格不受回收渠道的影響，只存在一個(gè)拆解商的情況下，制造商不用考慮回收的企業(yè)和回收模式的組合，如果存在兩個(gè)回收拆解商就會(huì)存在競(jìng)爭；拆解商給予消費(fèi)者的直接回收價(jià)和支付零售商與第三方的間接回收價(jià)相同，這樣避免拆解企業(yè)的加入導(dǎo)致惡性競(jìng)爭，并且拆解企業(yè)還要委托其他企業(yè)主體合作進(jìn)行回收，得到足夠多的廢舊品數(shù)量進(jìn)行拆解，與聯(lián)盟者構(gòu)建良好關(guān)系，有利于逆向供應(yīng)鏈中各項(xiàng)工作的順利開展；拆解商與第三方合作要優(yōu)于和零售商合作，第三方回收機(jī)構(gòu)在回收便利程度不高的情況下，只有給消費(fèi)者提供高的回收價(jià)才能獲得更多的回收量，拆解商拆解廢舊品的數(shù)量越多獲利也就越多，并且這種模式更有利于消費(fèi)者的效用。

命題3表明，需求量與定價(jià)決策均不受混合回收模式的影響；在需求量保持不變的情況下，回收率τ=R/D，回收量和回收率保持同方向的發(fā)展趨勢(shì)，拆解商的回收量（回收率）、總回收量（總回收率）在D-T下均高于D-R。對(duì)于拆解商來說，會(huì)更愿意與第三方合作，第三方回收商更具有專業(yè)性，回收的產(chǎn)品質(zhì)量更高，更有利于拆解再制造，而第三方?jīng)]有零售商便利，因此會(huì)提高自己的價(jià)格和服務(wù)，回收價(jià)格越高，回收率越高，回收量也就越高，從而在拆解商處才能得到更多的收益。

4.2 最優(yōu)利潤的比較

命題4表明，制造商和拆解商在D-T下獲得的利潤大于D-R，而零售商相反。這說明零售商參與銷售產(chǎn)品和回收工作能夠獲得更多利潤。而拆解商和第三方混合回收能夠?qū)崿F(xiàn)雙方利潤最大化，雖然第三方付出的回收成本高，但數(shù)量的增加大于成本的增加，利潤仍然是增加的，否則提高回收價(jià)格就沒有了意義，而從自身利益最大化和供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員的利益最大化考慮，應(yīng)當(dāng)選擇D-T模式進(jìn)行回收和拆解，雖然拆解商選擇委托第三方回收會(huì)極大地?fù)p傷零售商的利益，但為了實(shí)現(xiàn)雙贏，拆解商提供給制造商再制造材料價(jià)格低，制造商可降低批發(fā)價(jià)格以彌補(bǔ)零售商的損失。

4.3 閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤的比較

命題5πD-T*＞πD-R*。

證明

命題5表明，總利潤在D-T下大于D-R模型。可以實(shí)現(xiàn)總利潤最大化。只要拆解商參與回收，都能夠帶動(dòng)回收，在和第三方回收商混合回收的情況下效益最好，對(duì)消費(fèi)者、對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)多數(shù)成員和總收益都是最好的。

5 算例分析

為了清楚的反映閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員中各相關(guān)參數(shù)對(duì)最優(yōu)決策產(chǎn)生的影響，對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行如下賦值：cn=300，cr=150，cj=50，cb=20，kh=50，ks=1 000，h=2，L=0.7，θ=0.5，A=35，λ=3，η=0.7，a1=1.5，a2=0.8。

5.1 征收處理基金對(duì)利潤和回收率的影響分析

由圖2可知，除零售商在D-T下隨征收處理基金的增加而減少外，供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員利潤、總利潤、總回收率均與處理基金成正比；而零售商在D-R模式下，隨著上繳基金的增加先下降后上升。由此可看出，零售商在不參與回收情況下，利潤是隨著制造商上繳處理基金的增加而減少的，因?yàn)橹圃焐虝?huì)通過提高批發(fā)價(jià)格來彌補(bǔ)自己的損失，而零售商不參與回收，得不到額外的收入，至此會(huì)降低自己的利益，所以零售商只有選擇參與回收才能獲得較多的利潤。而第三方和拆解商的混合回收是對(duì)整體較好的選擇，但是為避免損害零售商的積極性，制造商不能一味的提高批發(fā)價(jià)格，拆解商可以給制造商優(yōu)惠，進(jìn)而促進(jìn)制造商對(duì)零售商在價(jià)格上的寬松，也是避免零售商的銷售價(jià)格過高影響消費(fèi)者的購買量從而影響新產(chǎn)品和再制造品的銷售，繼而影響整個(gè)鏈條的正常運(yùn)行。

5.2 處理基金補(bǔ)貼率對(duì)利潤和回收率的影響分析

圖2 征收處理基金對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員利潤與回收率的影響

由圖3可知，供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員的利潤與補(bǔ)貼率λ均是正相關(guān)關(guān)系。且除零售商利潤在D-R下是小于D-R外，其他成員主體的利潤、總利潤、 總回收率在D-T下均是大于D-R的。隨著補(bǔ)貼越大，零售商的利潤越低，說明零售商不參與回收損失越來越多，零售商會(huì)積極想要參與回收工作，但是拆解商和第三方合作會(huì)得到更多的收益，拆解商可以間接的通過補(bǔ)貼給予零售商益處，也需要開拓新的回收模式促進(jìn)與零售商的混合回收模式或者委托給第三方和零售商混合回收，給予雙方一定比例的處理基金補(bǔ)貼，尋找另一種能夠得到相同效果的回收模式。

圖3 基金補(bǔ)貼對(duì)供應(yīng)鏈成員利潤與回收率的影響

6 小結(jié)

本文構(gòu)建了制造商不具有拆解資質(zhì)且不參與回收，有獨(dú)立的拆解商并與其他企業(yè)合作參與回收，政府需要向制造企業(yè)征收生產(chǎn)產(chǎn)品的處理基金，然后將處理基金補(bǔ)貼給拆解企業(yè)的混合回收的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型。首先運(yùn)用博弈論求最優(yōu)決策和利潤，然后對(duì)比分析，最后進(jìn)行仿真。結(jié)果表明：（1）正向供應(yīng)鏈中，銷售決策、制造商的轉(zhuǎn)移支付價(jià)、需求量均與混合回收模式無關(guān)，不需要考慮混合回收模式對(duì)其產(chǎn)生的影響，逆向供應(yīng)鏈中，拆解商直接回收價(jià)與回收轉(zhuǎn)移價(jià)均相等；（2）與拆解企業(yè)合作的第三方的回收價(jià)大于零售商的回收價(jià)，拆解商和總的回收量與回收率在D-T下最高，在不具備接觸消費(fèi)者便利的情況下，回收價(jià)格高，回收量就會(huì)多，回收價(jià)格高對(duì)贏得消費(fèi)者的偏愛是最直接最有效的方法，只有零售商是在模型D-R下利潤最高，所以零售商參與回收對(duì)自己是最有利的，回收的收益是大于付出的成本的；（3）零售商利潤在D-T下與征收的處理基金成負(fù)相關(guān)外，供應(yīng)鏈系統(tǒng)各成員利潤與回收率在基金政策下均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，拆解商和第三方混合回收對(duì)多方是有利的。本文未來的研究方向可以進(jìn)一步的深入為拆解商為主導(dǎo)者制造商為追隨者結(jié)構(gòu)下的情況，也可以研究產(chǎn)品非同質(zhì)情況下消費(fèi)者的偏好選擇等。