基于返利契約的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略研究

施國(guó)洪　王家琪

摘要：電動(dòng)汽車相較于燃油汽車尚屬于新興產(chǎn)品，返利契約作為一種激勵(lì)措施廣泛存在于電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈中。文章基于銷售返利契約下電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略問(wèn)題，構(gòu)建了不考慮返利契約情形下電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈集中決策、分散決策模型以及基于返利契約的兩種電動(dòng)汽車決策模型。探討了考慮電動(dòng)汽車產(chǎn)品綠色度和電動(dòng)汽車銷售價(jià)格下銷售返利契約對(duì)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈績(jī)效的影響。兩種基于返利契約的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈契約模型為：電動(dòng)汽車制造商給消費(fèi)者返利與收益共享契約模型、下游返利契約模型。并分析了兩種契約結(jié)構(gòu)的有效性和靈活性。研究發(fā)現(xiàn)，兩種契約結(jié)構(gòu)能使電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)并提高電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈整體績(jī)效，能夠使電動(dòng)汽車制造商與零售商獲得更多收益。給出了兩種契約結(jié)構(gòu)下的電動(dòng)汽車制造商與零售商的利潤(rùn)空間。利用數(shù)值算例分析方法驗(yàn)證說(shuō)明所得結(jié)果。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈;銷售返利契約;博弈論;收益分享契約

一、引言

電動(dòng)汽車作為可持續(xù)供應(yīng)鏈發(fā)展的重要產(chǎn)物，可以減少對(duì)石油燃料依賴以及運(yùn)輸業(yè)碳排放。通過(guò)推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展以降低傳統(tǒng)燃油汽車尾氣排放所帶來(lái)的空氣污染等問(wèn)題。主要的汽車制造商在“節(jié)能與電動(dòng)汽車”戰(zhàn)略下都對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣。中國(guó)政府為幫助電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展采取了一系列政策激勵(lì)措施，其中包括宏觀示范政策、財(cái)政補(bǔ)貼政策、技術(shù)支持政策等。但由于不完善的結(jié)構(gòu)和管理體系，刺激性的經(jīng)濟(jì)舉措也不能減少因提高車輛環(huán)保程度而增加的成本，效率提高反而會(huì)帶來(lái)更多的負(fù)面影響。

電動(dòng)汽車相較于傳統(tǒng)燃油汽車尚處于發(fā)展初期且相比較燃油汽車處于競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)。返利契約作為一種激勵(lì)機(jī)制，更加普遍應(yīng)用于電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈。本文研究了電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)決策問(wèn)題并基于返利契約設(shè)計(jì)了兩種協(xié)調(diào)機(jī)制，有助于電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈企業(yè)進(jìn)行日常運(yùn)營(yíng)管理。

二、文獻(xiàn)回顧

電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈主要研究集中在政府補(bǔ)貼對(duì)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈的影響，以政府的視角為出發(fā)點(diǎn)，偏向于當(dāng)政府的補(bǔ)貼政策發(fā)生變動(dòng)的情況下電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈中的參與者產(chǎn)生的決策變化及產(chǎn)生的影響。李春曉，楊斌研究了政府通過(guò)征稅和補(bǔ)貼的方式介入到汽車行業(yè)對(duì)綠色汽車供應(yīng)鏈的影響。Huang et al等研究了以政府制定最優(yōu)定額補(bǔ)貼金額并追求社會(huì)福利最大化的目標(biāo)，雙寡頭市場(chǎng)定額補(bǔ)貼激勵(lì)策略下兩種供應(yīng)鏈，分別為燃料汽車供應(yīng)鏈、燃料汽車和電動(dòng)汽車并存的供應(yīng)鏈，。Huang利用Starnberger博弈分析了電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈成員在政府補(bǔ)貼機(jī)制下的最優(yōu)決策。Hirte通過(guò)對(duì)消費(fèi)者行為進(jìn)行探討，得出發(fā)展電動(dòng)汽車最好的方式是應(yīng)當(dāng)征收碳稅而不是給予補(bǔ)貼的結(jié)論。

當(dāng)前對(duì)于銷售返利契約的研究主要集中在返利契約設(shè)計(jì)問(wèn)題。廖成林等通過(guò)研究得出線性返利契約中，當(dāng)零售商接受集中最優(yōu)訂貨量時(shí)加入有效區(qū)間里的線性返利作為激勵(lì)，可以使零售商與供應(yīng)商期望利潤(rùn)不小于分散決策下期望利潤(rùn)且供應(yīng)鏈利潤(rùn)能夠?qū)崿F(xiàn)最大化。Chiu等證明目標(biāo)返利契約可以協(xié)調(diào)由風(fēng)險(xiǎn)中性零售商和風(fēng)險(xiǎn)中性供應(yīng)商組成的供應(yīng)鏈，同時(shí)也可以協(xié)調(diào)由風(fēng)險(xiǎn)厭惡零售商和風(fēng)險(xiǎn)中性供應(yīng)商組成的供應(yīng)鏈。Gerstner和Hess分析對(duì)比了兩種返利形式對(duì)渠道績(jī)效的影響。Chiu等發(fā)現(xiàn)合理的返利契約結(jié)構(gòu)可以協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈。此種結(jié)構(gòu)能提高供需雙方期望利潤(rùn)并降低供應(yīng)鏈成員風(fēng)險(xiǎn)水平。秦娟娟等從庫(kù)存的角度研究了成本分?jǐn)倷C(jī)制和返利機(jī)制，并且研究了此兩種機(jī)制供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題。Aydin和Porteus比較了零售商返利和制造商返利兩種返利形式。

本文參考文獻(xiàn)，電動(dòng)汽車制造商為供應(yīng)鏈核心，電動(dòng)汽車零售商為供應(yīng)鏈追隨者。供應(yīng)鏈由制造商、零售商、消費(fèi)者組成，在考慮電動(dòng)汽車綠色度和制造商給消費(fèi)者返利這兩方面因素的情形下的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題。另外，本文運(yùn)用零售商返利和消費(fèi)者返利建立了兩種協(xié)調(diào)契約結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)為：消費(fèi)者返利與收益分享契約與下游返利契約。比較了兩種契約結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)性。制造商返利與收益分享契約是指電動(dòng)汽車制造商提供返利給消費(fèi)者，電動(dòng)汽車零售商分享部分收益來(lái)補(bǔ)償制造商損失;下游返利契約是指電動(dòng)汽車制造商為下游電動(dòng)汽車零售商提供返利（降低批發(fā)價(jià)格），電動(dòng)汽車零售商為提高電動(dòng)汽車市場(chǎng)需求量而降低電動(dòng)汽車的零售價(jià)格。

基本內(nèi)容如下：第二部分提出研究問(wèn)題，明確研究對(duì)象，界定模型假設(shè);第三部分，求解不同的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模型，主要研究了兩種不同的協(xié)調(diào)契約：電動(dòng)汽車制造商給消費(fèi)者返利與收益分享契約和電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈下游返利契約，并做了進(jìn)一步的分析;第四部分利用數(shù)值分析驗(yàn)證所得結(jié)論;第五部分總結(jié)全文。

三、問(wèn)題描述與模型假設(shè)

本文中的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈由單一零售商和單一制造商構(gòu)成。電動(dòng)汽車制造商決策返利對(duì)象、返利量和綠色度研發(fā)投入。電動(dòng)汽車制造商以批發(fā)價(jià)格ω將電動(dòng)汽車售給零售商，電動(dòng)汽車零售商按市場(chǎng)價(jià)格p售給消費(fèi)者。

在此問(wèn)題下，對(duì)模型做如下假設(shè)：

1. 假設(shè)消費(fèi)者更加偏好高綠色度、價(jià)格便宜的電動(dòng)汽車。即電動(dòng)汽車價(jià)格越低，市場(chǎng)需求越大;電動(dòng)汽車綠色度越高，市場(chǎng)需求越大。市場(chǎng)需求函數(shù)表示為：d=a-β（p-z）+αθ。其中a、β、p、θ、z、α分別表示為電動(dòng)汽車的市場(chǎng)容量、需求價(jià)格彈性、價(jià)格、綠色度、政府補(bǔ)貼、需求的綠色度敏感系數(shù)。

3. 返利可以影響市場(chǎng)需求及零售商售賣傾向。本文中使用的其它符號(hào)說(shuō)明如表1。

四、模型建立與求解

（一）不考慮返利電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈模型

集中決策下需要確定兩個(gè)決策變量分別為：銷售價(jià)格pr和電動(dòng)汽車綠色度θ1。電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈利潤(rùn)函數(shù)為：

在此供應(yīng)鏈中居于核心地位的是電動(dòng)汽車制造商，其有動(dòng)機(jī)通過(guò)激勵(lì)措施激勵(lì)電動(dòng)汽車零售商改變銷售傾向以增加電動(dòng)汽車市場(chǎng)需求。運(yùn)用Stackelbergl博弈理論構(gòu)建電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈模型。

電動(dòng)汽車零售商與制造商為使各自利潤(rùn)最大化，決策行為順序如下：

1. 電動(dòng)汽車制造商確定電動(dòng)汽車批發(fā)價(jià)格和綠色度。

2. 電動(dòng)汽車零售商在獲知電動(dòng)汽車制造商決策的基礎(chǔ)上確定電動(dòng)汽車銷售價(jià)格。

首先，電動(dòng)汽車零售商根據(jù)制造商批發(fā)價(jià)格確定邊際收益，然后電動(dòng)汽車制造商通過(guò)零售商反應(yīng)函數(shù)確定邊際收益。根據(jù)以上假設(shè)，建立不考慮返利契約的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈分散決策模型如下：

結(jié)論：1. 電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈在集中決策與分散決策兩種情境下，渠道利潤(rùn)函數(shù)關(guān)于電動(dòng)汽車銷售價(jià)格和綠色度是凸的;2. 在不考慮返利契約的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈中，政府補(bǔ)貼z增大供應(yīng)鏈的最優(yōu)利潤(rùn)逐漸增大。因此，隨著政府對(duì)電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼逐漸下降，電動(dòng)汽車制造商與零售商最優(yōu)利潤(rùn)也會(huì)下降;3. 在電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈分散決策下，電動(dòng)汽車制造商比零售商能獲取更多利潤(rùn);4. 從供應(yīng)鏈最優(yōu)利潤(rùn)出發(fā)，集中決策下的較分散決策下的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈更具有優(yōu)勢(shì)。

在分散決策情形下，電動(dòng)汽車制造商作為供應(yīng)鏈核心以自身收益最大化為目標(biāo)進(jìn)行決策，追隨者電動(dòng)汽車零售商依據(jù)制造商決策決定其行為。根據(jù)動(dòng)態(tài)決策明確電動(dòng)汽車零售商決策變量：市場(chǎng)價(jià)格pd，然后將其代入電動(dòng)汽車制造商的利潤(rùn)函數(shù)確定電動(dòng)汽車制造商的兩個(gè)決策變量：批發(fā)價(jià)格ω和產(chǎn)品綠色度θ2，最終確定電動(dòng)汽車零售商的零售價(jià)格。

結(jié)論1～4證畢。

（二）考慮返利時(shí)的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈集中決策分析

電動(dòng)汽車制造商為供應(yīng)鏈核心，研究驗(yàn)證消費(fèi)者返利和零售商返利消除分散決策系統(tǒng)雙邊際效應(yīng)的能力。以下部分研究在電動(dòng)汽車制造商和零售商各自制定自己的價(jià)格前提下，怎樣最優(yōu)返利和電動(dòng)汽車綠色度能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

因此，如果給消費(fèi)者提供一定數(shù)量的返利，合作情形下電動(dòng)汽車制造商和零售商的最優(yōu)訂貨量和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)與沒(méi)有返利的集中決策下的相應(yīng)值一致，渠道沖突被完全消除。不過(guò)零售商獲得增加的全部利潤(rùn)。

結(jié)論5：電動(dòng)汽車制造商提供消費(fèi)者返利、承擔(dān)電動(dòng)汽車研發(fā)成本可以消除渠道沖突，但是電動(dòng)汽車零售商獲得增加的全部收益。

由于雙方?jīng)]有實(shí)現(xiàn)收益的相對(duì)公平，電動(dòng)汽車制造商會(huì)在供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)下尋求一種替代策略來(lái)提高自身的利潤(rùn)。

本文設(shè)計(jì)了消費(fèi)者返利與收益分享契約協(xié)調(diào)機(jī)制、下游返利契約協(xié)調(diào)機(jī)制兩種契約協(xié)調(diào)機(jī)制。后文對(duì)兩種機(jī)制進(jìn)行分析，驗(yàn)證兩種機(jī)制是否能夠解決這一矛盾。

（三）制造商給消費(fèi)者返利與收益分享契約協(xié)調(diào)機(jī)制設(shè)計(jì)分析

電動(dòng)汽車制造商返利給消費(fèi)者，由此會(huì)增加電動(dòng)汽車市場(chǎng)需求。以上研究表明增加了電動(dòng)汽車零售商的收益但制造商的有效收益減少了。如果電動(dòng)汽車零售商為制造商提供部分補(bǔ)償便可使制造商收益較分散決策下更多。這樣不僅可以激勵(lì)電動(dòng)汽車制造商增加電動(dòng)汽車綠色度研發(fā)成本投入，消費(fèi)者也獲得了更多優(yōu)惠。

本文引入收益分享契約來(lái)協(xié)調(diào)考慮返利契約的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈。在此契約協(xié)調(diào)機(jī)制中包括三個(gè)因子：電動(dòng)汽車制造商給消費(fèi)者返利、電動(dòng)汽車綠色度水平和收益分享因子。由于電動(dòng)汽車制造商付出了產(chǎn)品綠色度研發(fā)成本，需要考慮電動(dòng)汽車零售商提供一定的收益分享比例給制造商達(dá)到供應(yīng)鏈嚴(yán)格帕累托（Pareto）改進(jìn)，。三個(gè)參數(shù)分別為（τ，θ3，λ）， 且λ∈[0，1）。集中決策下的最優(yōu)返利值和電動(dòng)汽車綠色度可以使得系統(tǒng)達(dá)到協(xié)調(diào)，因此需要確定最優(yōu)τ值使供應(yīng)鏈成員達(dá)到嚴(yán)格Pareto改善。雙方?jīng)Q策行為為：1. 電動(dòng)汽車制造商確定其返利額τ和電動(dòng)汽車綠色度θ3;2. 電動(dòng)汽車零售商確定收益分享比例。

相較于分散決策，電動(dòng)汽車制造商和零售商都能獲得額外利潤(rùn)。因此雙方都有動(dòng)機(jī)推行此契約，電動(dòng)汽車制造商和零售商的討價(jià)還價(jià)能力確定收益分享比例λ，因此可以得到結(jié)論6。

結(jié)論6：電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈在電動(dòng)汽車制造商給消費(fèi)者返利與收益分享契約下可以達(dá)到協(xié)調(diào)。電動(dòng)汽車制造商利潤(rùn)會(huì)隨著收益分享比例提高而上升，電動(dòng)汽車零售商相反。

（四）電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈下游返利契約協(xié)調(diào)機(jī)制設(shè)計(jì)分析

在下游返利協(xié)調(diào)機(jī)制情形中，下游供應(yīng)鏈成員零售商給消費(fèi)者返利，制造商依據(jù)零售商提供給消費(fèi)者的返利數(shù)量確定給予零售商返利。電動(dòng)汽車制造商通過(guò)返利（以批發(fā)價(jià)格折扣形式體現(xiàn)）補(bǔ)償零售商的損失。

由于市場(chǎng)需求增加保證了整個(gè)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)性，電動(dòng)汽車制造商和零售商有動(dòng)機(jī)為下游提供返利，電動(dòng)汽車制造商提供給零售商系數(shù)為1-μ的批發(fā)價(jià)格返利，而電動(dòng)汽車零售商提供給消費(fèi)者τ單位的返利，其中電動(dòng)汽車制造商給零售商返利和電動(dòng)汽車零售商給消費(fèi)者返利分別為（μω，τ）且0<μ<1。如前所述，雙方一般的做法是供需雙方公布各自的價(jià)格，然后運(yùn)用協(xié)調(diào)機(jī)制優(yōu)化績(jī)效。

易證：雙方都有機(jī)會(huì)獲得額外的收益，從而可得結(jié)論7。

結(jié)論7：電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈在下游返利契約設(shè)計(jì)下實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，雙方收益都有所增加。從利潤(rùn)函數(shù)可以看出制造商的利潤(rùn)增加零售商的利潤(rùn)減少，但雙方利潤(rùn)相較于分散決策都有所增加。

五、數(shù)值分析

假設(shè)以電動(dòng)汽車制造商為供應(yīng)鏈核心的兩級(jí)供應(yīng)鏈中，電動(dòng)汽車制造商投入研發(fā)成本，提高電動(dòng)汽車綠色度，零售商可能會(huì)與電動(dòng)汽車制造商分享其收益或提供消費(fèi)者返利。

為了驗(yàn)證本文的結(jié)論，設(shè)β=0.8，α=0.3，η=1000，z=100。

將以上所設(shè)數(shù)據(jù)分別代入幾種模型可得表2結(jié)果。

由表2表明，當(dāng)電動(dòng)汽車制造商提供給消費(fèi)者返利后，渠道由分散決策下的不協(xié)調(diào)變?yōu)閰f(xié)調(diào);電動(dòng)汽車零售商在兩種決策類型下的增加量與渠道利潤(rùn)增加量相同，也就是說(shuō)，電動(dòng)汽車零售商獲得全部渠道增加利潤(rùn)，制造商沒(méi)有獲得增加的利潤(rùn)，相當(dāng)于制造商有效收益減少。與不考慮返利集中決策和考慮返利的集中決策電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈總利潤(rùn)同樣且等于SR&RS和DS兩種契約結(jié)構(gòu)下的電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈總利潤(rùn)。且兩種機(jī)制契約設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)?；诜道跫s的兩種契約結(jié)構(gòu)所得到的電動(dòng)汽車制造商和零售商的利潤(rùn)相比較于分散決策都不同程度增加，滿足激勵(lì)相容約束，實(shí)現(xiàn)了Pareto改善。

將初值設(shè)定代入式（21）可得，在消費(fèi)者返利與收益分享契約協(xié)調(diào)機(jī)制情形下，λ取值范圍為λ∈[0，0.166671];將初值設(shè)定代入式（24）得：電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈下游返利契約協(xié)調(diào)機(jī)制下的返利取值范圍為μ∈[0.500028，0.750035]。易證λ，μ的取值范圍滿足結(jié)論6、7。兩個(gè)參量在各自的范圍內(nèi)任意取值可使電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

為了驗(yàn)證結(jié)論6，對(duì)λ取不同值，結(jié)果如表3所示?？梢钥闯觯妱?dòng)汽車零售商利潤(rùn)隨λ增加而減少，電動(dòng)汽車制造商的利潤(rùn)相反;在范圍內(nèi)λ取不同值時(shí)，返利下的集中決策的供應(yīng)鏈利潤(rùn)與電動(dòng)汽車制造商、零售商利潤(rùn)總和相等，電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。

為了驗(yàn)證結(jié)論7，在范圍內(nèi)對(duì)批發(fā)價(jià)格返利因子μ取不同值，結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明：隨著電動(dòng)汽車制造商對(duì)零售商返利減少，零售商利潤(rùn)降低，制造商利潤(rùn)增加;對(duì)該范圍內(nèi)μ取不同值，返利下的集中決策供應(yīng)鏈利潤(rùn)與電動(dòng)汽車制造商、零售商利潤(rùn)總和相等，供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)。

六、結(jié)語(yǔ)

研究了電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈兩種不同供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)機(jī)制，此兩種協(xié)調(diào)機(jī)制能夠獲得渠道協(xié)調(diào)，供應(yīng)鏈成員實(shí)現(xiàn)Pareto改善的收益關(guān)系，研究了在考慮政府補(bǔ)貼和消費(fèi)者偏好高產(chǎn)品綠色度的情形下不同形式的返利結(jié)構(gòu)對(duì)供應(yīng)鏈的績(jī)效和效率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車制造商給零售商或消費(fèi)者返利能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，可以改善電動(dòng)汽車供應(yīng)鏈整體收益;兩種返利契約機(jī)制下電動(dòng)汽車零售商和制造商都有平等的機(jī)會(huì)（取決于雙方的議價(jià)能力）獲得額外的收益。

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（作者單位：江蘇大學(xué)管理學(xué)院）