考慮回收處理基金的電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈定價策略

張柯檬 李貴萍

(寧波大學(xué)商學(xué)院，浙江 寧波 315211)

據(jù)《中國廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理及綜合利用行業(yè)白皮書2018》顯示，2018年中國“四機一腦”理論報廢量已經(jīng)高達1.5億臺。為此，我國出臺《廢棄電器電子產(chǎn)品處理基金征收使用管理辦法》對生產(chǎn)和進口電器電子產(chǎn)品的企業(yè)征收回收處理基金，用于補貼回收處理廢棄電器電子產(chǎn)品的企業(yè)，以促進市場上廢棄電器電子產(chǎn)品的回收處理和再利用。

面對廢棄電器電子產(chǎn)品帶來嚴(yán)重環(huán)境污染挑戰(zhàn)，學(xué)者們對廢棄電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈開展了廣泛的研究。閉環(huán)供應(yīng)鏈既包括傳統(tǒng)的正向供應(yīng)鏈也包括從消費者手中回收廢舊產(chǎn)品并進行價值再造的一系列活動。

關(guān)于閉環(huán)供應(yīng)鏈定價的相關(guān)研究可以大致分為三類：制造商單節(jié)點企業(yè)定價；逆向供應(yīng)鏈回收定價；正逆供應(yīng)鏈同步定價。然而，以上關(guān)于閉環(huán)供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的定價研究并沒有關(guān)注拆解企業(yè)這一主體。對此，王玉燕和申亮將回收企業(yè)和拆解企業(yè)共同納入閉環(huán)供應(yīng)鏈的研究，分析不同決策主體在回收處理基金政策背景下的決策策略[1]。

此外，政府對回收再制造的補貼也是學(xué)者研究的熱點。李新然和左宏煒研究雙重政府干預(yù)下對制造商、零售商和社會福利的影響，與單一政府干預(yù)對比，發(fā)現(xiàn)政府雙重干預(yù)效果更佳[2]。Wang和Hong通過政府分別補貼消費者和制造商兩種補貼模式的對比來分析政府補貼對系統(tǒng)成員的影響[3]。以上研究基本上是關(guān)于政府補貼機制的研究，卻很少涉及政府懲罰機制。本文同時研究了政府補貼和懲罰機制對閉環(huán)供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的影響，這是與以往學(xué)者研究的不同之處。

本文基于回收處理基金的政策背景，研究由制造企業(yè)、零售企業(yè)和拆解企業(yè)構(gòu)成的閉環(huán)供應(yīng)鏈在政府獎懲機制下的最優(yōu)定價決策問題；同時，將產(chǎn)品綠色度水平納入產(chǎn)品需求函數(shù)并考慮消費者環(huán)保意識對回收率與企業(yè)利潤的影響，以確定制造企業(yè)最優(yōu)產(chǎn)品綠色度水平。

1 模型符號與假設(shè)

1.1 模型符號

表1為本文模型涉及的符號及其含義。

1.2 基本假設(shè)

假設(shè)再制品所使用的材料為回收利用材料，因此再制品的單位生產(chǎn)成本低于新產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本，即cm2w>cm1。

產(chǎn)品的需求不僅受產(chǎn)品自身價格的影響，還受產(chǎn)品綠色度水平的影響，表示為D=α-βpr+γg，其中α≥βpr。為提高產(chǎn)品綠色度水平，制造企業(yè)需投入一定的研發(fā)成本和生產(chǎn)技術(shù)改造成本，文中統(tǒng)稱為“綠色產(chǎn)品研發(fā)投資成本”，記為I。參考江世英和李隨成[4]以及石平等[5]，假設(shè)即I=1/2kg2，其中k>0，k為研發(fā)投資邊際成本(見表1)。

表1 模型參數(shù)及其含義

參考王玉燕和申亮[1]，假設(shè)Q0=hpd+φ，其中h>0，φ>0，h表示消費者對回收價格的敏感系數(shù)；φ表示市場最低回收量，也表示消費者的環(huán)保意識。

政府對拆解企業(yè)的單位補貼S與制造企業(yè)的繳納基金A成一定的比例關(guān)系，假定S=λA，其中λ>0，λ為單位補貼率。

2 考慮回收處理基金的閉環(huán)供應(yīng)鏈

在回收處理基金政策下，政府加入廢舊電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈的運行中?？紤]政府、單一制造企業(yè)、單一銷售企業(yè)、單一拆解企業(yè)構(gòu)成的模型。模型的運行結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 有回收處理基金情境下

根據(jù)上面的模型假設(shè)和說明，可得制造企業(yè)、零售商和拆解企業(yè)的利潤函數(shù)分別為：

πm(w,g)=(w-cm2-b)Q0+(w-cm1)(D-Q0)-AD-I

(1)

πr(pr)=(pr-w)D

(2)

πd(pd)=(b-pd-cd+λA)Q0

(3)

供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的決策順序為：首先制造企業(yè)在政府規(guī)定的回收處理基金繳納額度下，決定產(chǎn)品的綠色度水平g和批發(fā)價格w，然后銷售企業(yè)依據(jù)制造企業(yè)確定的批發(fā)價格確定產(chǎn)品的銷售價格pr，同時拆解企業(yè)確定廢舊電器電子產(chǎn)品的市場回收價格pd。在正向渠道中，制造企業(yè)與銷售企業(yè)構(gòu)成Stackelberg博弈關(guān)系；在逆向渠道中，制造企業(yè)與拆解企業(yè)構(gòu)成Stackelberg博弈關(guān)系。

在有政府參與的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型結(jié)構(gòu)中，各成員企業(yè)的利潤函數(shù)如式(1)、式(2)、式(3)所示。易證πm是關(guān)于w和g的凹函數(shù)，πr是關(guān)于pr的凹函數(shù)， 是關(guān)于pd的凹函數(shù)，所以模型存在最優(yōu)解，采用逆向歸納法進行求解。

結(jié)論1:考慮政府回收處理基金的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型中，博弈均衡時，批發(fā)價、銷售價、回收價、產(chǎn)品綠色度水平、市場需求量節(jié)點企業(yè)利潤分別為：

為保證最優(yōu)解有實際意義，有α≥β(A+cm1)和4kβ>γ2。令Δ=cm1-cm2來表示制造企業(yè)采用回收可利用材料進行再制造的節(jié)約成本，以下簡稱“再制造節(jié)約成本”。

同時發(fā)現(xiàn)，批發(fā)價格、銷售價格、回收價格隨著回收處理基金A的增大而增大，這可能由于政府征收處理基金增加了制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，制造企業(yè)通過提高批發(fā)價的方式來轉(zhuǎn)移影響，價格機制進一步傳導(dǎo)，整條供應(yīng)鏈的價格相應(yīng)上漲。另一方面，產(chǎn)品綠色度水平、需求量和銷售企業(yè)利潤均隨著回收處理基金A的增大而降低。政府征收基金會使制造企業(yè)利潤減少，從而降低制造企業(yè)對產(chǎn)品綠色度的投入，進而降低需求。因此，政府在制定基金征收政策時需要考慮對制造企業(yè)和銷售企業(yè)的影響。

3 不考慮回收處理基金的閉環(huán)供應(yīng)鏈

當(dāng)政府不再征收回收處理基金時，對閉環(huán)供應(yīng)鏈各個節(jié)點企業(yè)的決策也會產(chǎn)生一定影響。本節(jié)考慮沒有政府回收處理基金參與的閉環(huán)供應(yīng)鏈，運行模式如圖2所示。

圖2 無回收處理基金情境下

依據(jù)假設(shè)，制造企業(yè)、銷售企業(yè)和拆解企業(yè)的利潤函數(shù)分別為：

πm(w,g)=(w-cm2-b)Q0+(w-cm1)(D-Q0)-I

(4)

πr(pr)=(pr-w)D

(5)

πd(pd)=(b-pd-cd)Q0

(6)

在沒有政府的參與下，我們假設(shè)制造企業(yè)依然是供應(yīng)鏈系統(tǒng)的核心企業(yè)，各成員企業(yè)利潤函數(shù)如式(4)、式(5)、式(6)式所示，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的決策順序求解思路與上節(jié)相同。

結(jié)論2:在不考慮回收處理基金的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型中，博弈均衡時，批發(fā)價、銷售價、回收價、產(chǎn)品綠色度水平、市場需求量、回收量和企業(yè)利潤分別為：

通過結(jié)論3可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)消費者對回收價格的敏感程度增加時，拆解企業(yè)一般會采用提高回收價格的方式提高廢舊電器電子產(chǎn)品的回收數(shù)量。然而拆解企業(yè)的成本也會隨之上升，在制造企業(yè)給定的補貼額度不變的情況下，拆解企業(yè)的利潤會隨之下降。當(dāng)h足夠高時，拆解企業(yè)的回收價格每增加一個單位，市場回收量會迅速增加，進而可以覆蓋價格提升所增加的成本，也使得拆解企業(yè)的利潤不斷增加。因此，為了提高拆解企業(yè)的利潤，拆解企業(yè)應(yīng)該根據(jù)消費者對回收價格的敏感程度的高低，確定合適的回收價格，從而保證自身有利可圖。

4 模型比較分析

以上兩種閉環(huán)供應(yīng)鏈運行模式，哪種模式對整個閉環(huán)供應(yīng)鏈運行最有利，需要對兩種運行模式做進一步的比較分析。

由結(jié)論4可知，政府的回收處理基金會使產(chǎn)品的批發(fā)價格和銷售價格上漲，進而導(dǎo)致了結(jié)論5中廢舊電器電子產(chǎn)品市場回收價格的上漲，這對拆解企業(yè)而言意味著成本的上升。然而，由于回收價格的上漲，市場回收量也隨之增加?？傮w而言，政府通過設(shè)立回收處理基金對拆解企業(yè)進行補貼的方式對拆解企業(yè)來說是有益的，可以提高拆解企業(yè)參與廢舊電器電子產(chǎn)品回收處理的積極性。

5 數(shù)值算例

為了使上述結(jié)論更有說服力，下面通過具體數(shù)據(jù)來對結(jié)論進行數(shù)值模擬分析。本文擬假設(shè)電器電子產(chǎn)品的市場需求函數(shù)為D=100-0.6pr+0.4g，回收數(shù)量函數(shù)為Q0=3pd+1，單位處理基金A=6，單位政府補貼S=6，回收補貼b=5，研發(fā)邊際成本k=1，單位處理成本cd=0.5，單位生產(chǎn)成本cm1=9，cm2=3，再制造節(jié)約成本Δ=6。利用MATLAB，將以上參數(shù)賦值代入到結(jié)論1和結(jié)論2的均衡解中，求解結(jié)果如表1所示。

表1 有無回收處理基金情境下最優(yōu)解對比

從表中可以看出，政府征收回收處理基金可以提高廢舊電器電子的回收價格，進而提高其回收率，從而減輕其對環(huán)境的污染。拆解企業(yè)的利潤與回收處理基金這一政策緊密相關(guān)，這一結(jié)論也與政策初衷相符。

由圖3可以看出，制造和拆解企業(yè)的利潤均隨著消費者環(huán)保意識的提高而增加。通過對比圖中有無回收處理基金下的拆解企業(yè)利潤，可以發(fā)現(xiàn)消費者環(huán)保意識較高時，其增加速度加快。兩者的利潤差距隨著消費者環(huán)保意識的增加而逐步拉大。然而，制造企業(yè)的利潤受消費者環(huán)保意識的影響較小。由此可以看出，消費者環(huán)保意識的提高再加上政府回收處理基金的補貼，對拆解企業(yè)利潤的影響是非常顯著的，對制造企業(yè)利潤影響不明顯。

圖4表明，在有政府回收處理基金的情境下，產(chǎn)品綠色度水平和制造企業(yè)利潤與政府征收基金額度存在負(fù)相關(guān)的關(guān)系。一個企業(yè)的資源能力是有限的，必須對有限的資源進行合理的分配，以獲得最大的收益。政府對企業(yè)加大回收處理基金的征收額度必將擠占公司的資源，降低綠色研發(fā)投入。產(chǎn)品綠色度水平的下降和企業(yè)額外成本的增加進一步降低企業(yè)利潤。由圖4可知，零售企業(yè)的利潤也隨著征收基金的增加而減少，但是與制造企業(yè)的利潤下滑速度相比，零售企業(yè)下降速度較慢，這主要是由于其受產(chǎn)品綠色度水平下降引起需求減少的影響。

圖3 消費者環(huán)保意識與制造、拆解企業(yè)利潤的關(guān)系

圖4 政府征收基金A與產(chǎn)品綠色度水平和利潤的關(guān)系

6 結(jié) 論

基于政府回收處理基金這一政策背景，本文分別研究了在有無政府回收處理基金情況下電器電子產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈決策問題，并對兩種情況下各參與者的最優(yōu)均衡策略進行了比較分析，研究發(fā)現(xiàn)：

第一，制造企業(yè)的利潤隨著再制造節(jié)約成本的增加而增加，再制造節(jié)約成本越高，制造企業(yè)越傾向于采用回收材料生產(chǎn)產(chǎn)品。第二，政府基金征收額度和單位補貼率的提高有利于廢舊電器電子產(chǎn)品回收率和拆解企業(yè)利潤的提高，但對制造企業(yè)和零售企業(yè)的利潤會產(chǎn)生負(fù)向影響。第三，消費者環(huán)保意識的提高，對整個閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)節(jié)點企業(yè)利潤的增加起著關(guān)鍵的作用，政府應(yīng)加大這一方面的投入和宣傳力度。