碳交易規(guī)制下不同雙渠道的對比分析與契約協(xié)調(diào)

徐春秋，荊 雨

(鄭州大學 管理工程學院,河南 鄭州 450001)

一、引言

碳交易規(guī)制是一種運用市場經(jīng)濟原理調(diào)節(jié)溫室氣體排放的碳排放政策。其具體表現(xiàn)為:政府分配給企業(yè)一定量的碳配額,如企業(yè)生產(chǎn)后有剩余,可以經(jīng)碳交易市場賣出獲得收益,反之則需購入。碳交易規(guī)制通過改變企業(yè)盈利模式有效地促進了企業(yè)減排,與此同時,對多渠道的企業(yè)運營模式產(chǎn)生深刻影響?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及帶動了網(wǎng)絡(luò)購物的發(fā)展,為迎合消費者的購物渠道偏好,多數(shù)企業(yè)紛紛開通網(wǎng)絡(luò)銷售渠道。如IBM、耐克、雅詩蘭黛等制造商,為擴大市場份額引入網(wǎng)絡(luò)銷售渠道[1],大型零售商如蘇寧、沃爾瑪、京東等,同時通過線上和線下兩種渠道銷售產(chǎn)品。因此,在滿足政府法律法規(guī)的前提下,如何確定雙渠道中供應(yīng)鏈成員的定價與減排行為,在保證供應(yīng)鏈主體利潤收益最大化的同時,又能節(jié)能減排,保護環(huán)境,對于企業(yè)管理者來說有著重要的現(xiàn)實意義。

結(jié)合當前雙渠道供應(yīng)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀與銷售模式,我們主要從以下三個方面構(gòu)建雙渠道模型:(1)同時開通線上線下兩種渠道,直接將產(chǎn)品銷售給消費者；(2)將產(chǎn)品批發(fā)給零售商,零售商通過線上和線下渠道銷售產(chǎn)品；(3)將零售商的線下銷售渠道與本企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)直銷渠道相結(jié)合等。探究碳交易機制對各種渠道結(jié)構(gòu)的影響,哪種渠道更有利于減排,擴大市場規(guī)模以及如何設(shè)計契約使供應(yīng)鏈達到協(xié)調(diào)等,正是本文所要解決的問題。本文的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在:在碳交易規(guī)制下,結(jié)合研究問題,建立幾種雙渠道結(jié)構(gòu)模型,求解并進行對比分析(包括單企業(yè)雙渠道和多企業(yè)雙渠道之間的對比分析、多企業(yè)雙渠道之間的對比分析、消費者兩種偏好在各種雙渠道下的敏感性分析、碳交易相關(guān)參數(shù)的影響分析等)；探究政府制定碳交易價格的最優(yōu)范圍；設(shè)計契約,以協(xié)調(diào)不同結(jié)構(gòu)的雙渠道供應(yīng)鏈。

二、文獻綜述

本文所要解決的問題是碳交易規(guī)制下不同雙渠道結(jié)構(gòu)的對比分析。因此,與本文密切相關(guān)的研究有兩個方面。分別是碳交易規(guī)制下企業(yè)和供應(yīng)鏈管理相關(guān)的研究、低碳環(huán)境下雙渠道供應(yīng)鏈管理相關(guān)的研究。兩方面文獻為模型建立提供基礎(chǔ),同時也說明了本文研究的必要性。

(一)碳交易規(guī)制下的企業(yè)和供應(yīng)鏈管理相關(guān)研究

碳交易規(guī)制自實施以來,就引起了學術(shù)界的廣泛關(guān)注,其中一個方面就是關(guān)注其對企業(yè)和供應(yīng)鏈帶來的影響。杜少甫等[2]通過將碳排放權(quán)引入到企業(yè)的運營優(yōu)化模型中進行研究,分析了碳排放權(quán)對排放依賴型企業(yè)生產(chǎn)策略的影響。Benjaafar et al.[3]通過將各種碳排放規(guī)制(包括碳交易規(guī)制)引入到簡單的企業(yè)運營決策模型中,說明供應(yīng)鏈上下游企業(yè)合作降低碳排放的重要意義。之后越來越多的學者將碳排放規(guī)制引入到供應(yīng)鏈管理中,研究供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的最優(yōu)定價、減排決策以及供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題[4-5]。這些研究為我們在需求函數(shù)中引入碳減排水平的影響,在利潤函數(shù)中量化碳交易規(guī)制提供了很大的幫助；同時也說明關(guān)于碳交易規(guī)制下企業(yè)和供應(yīng)鏈管理的研究仍然是當前學術(shù)界的熱點問題。但是,上述研究還都是對傳統(tǒng)線下供應(yīng)鏈展開的研究,尚未考慮線下和線上渠道同時存在的情況。而隨著碳交易規(guī)制的推廣、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和消費者購物渠道的變化,碳交易規(guī)制下對雙渠道供應(yīng)鏈的研究,也應(yīng)該得到更多的重視。

(二)低碳環(huán)境下雙渠道供應(yīng)鏈管理相關(guān)的研究

近年來一些學者關(guān)注到了環(huán)境問題與雙渠道供應(yīng)鏈的結(jié)合。如Carrillo et al.[6]建立了確定和隨機兩種需求下的供應(yīng)鏈模型,分析顧客環(huán)境偏好對雙渠道供應(yīng)鏈帶來的影響,求解企業(yè)最優(yōu)決策；Li et al.[7]假定線上和線下兩種渠道同價,研究了制造商是否開通網(wǎng)絡(luò)直銷渠道與綠色成本之間的關(guān)系。但是,上述研究還沒有考慮碳排放規(guī)制的引入。隨著研究的深入,一些學者逐漸將碳排放規(guī)制引入進來,研究碳排放規(guī)制給企業(yè)和雙渠道供應(yīng)鏈帶來的影響。如Ji et al.[8]在碳交易規(guī)制下,研究了制造商的渠道選擇問題、上下游企業(yè)之間的減排和促銷合作問題、以及碳交易規(guī)制對供應(yīng)鏈的影響問題；Ji et al.[9]對不同碳排放權(quán)分配機制下的企業(yè)運營決策進行了對比分析,分別站在企業(yè)和政府的立場上研究了幾種碳排放分配機制的影響；Xu et al.[10]也是在碳交易規(guī)制下研究了雙渠道供應(yīng)鏈的定價、減排與供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。Yang et al.[11]同樣在碳交易規(guī)制下,對比了制造商單渠道和雙渠道決策的情況和結(jié)果。以上研究與本文的研究比較接近,都是將碳交易規(guī)制與雙渠道供應(yīng)鏈結(jié)合所做的研究；不同的是這幾篇文獻多是與單渠道情況相比考慮制造商何時開通直銷渠道的問題,沒有將幾種不同的雙渠道供應(yīng)鏈作對比分析。楊磊等[12]對比分析了幾種不同的雙渠道供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu),但是其沒有考慮碳減排情況對需求的影響,沒有考慮契約對幾種雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)效果；范定祥等[13]雖然考慮了雙渠道供應(yīng)鏈渠道協(xié)調(diào)的問題,但是未引入碳交易規(guī)制對雙渠道的影響。

綜上,已有文獻主要聚焦分析碳交易政策下傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的決策、單一種類雙渠道供應(yīng)鏈的定價決策與供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題,而本文在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合當前雙渠道的發(fā)展現(xiàn)狀對不同種類的雙渠道模式進行研究、對比分析,探究不同因素對雙渠道供應(yīng)鏈均衡結(jié)果的影響,并創(chuàng)新合作方式對雙渠道供應(yīng)鏈進行協(xié)調(diào)。因此,本文從實際背景出發(fā)構(gòu)建由制造商、零售商及消費者組成的雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈模型并設(shè)計了兩部分定價合同,探究如何設(shè)計契約能夠協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈主體有效合作,為現(xiàn)實中的管理者提供一種新的雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈管理視角。

三、問題描述及模型假設(shè)

(一)問題描述

本文站在制造商的立場上研究三種類型的雙渠道。一是制造商雙渠道。制造商同時擁有線下和線上兩種渠道,銷售產(chǎn)品不經(jīng)過零售商,如自產(chǎn)自銷的服裝企業(yè)。二是零售商雙渠道。制造商將產(chǎn)品銷售給零售商,零售商通過線上和線下兩種方式將產(chǎn)品銷售給消費者,如蘇寧、國美等。三是混合雙渠道。制造商通過線下零售商銷售和網(wǎng)上直銷兩種方式將商品銷售給消費者,如華為、三星、李寧等。三種渠道結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 三種渠道結(jié)構(gòu)列示

制造商雙渠道這種自產(chǎn)自銷的模式不能很好地發(fā)揮專業(yè)分工的效果,所以適用的企業(yè)相對較少；一般情況下,這種模式在研究中更多地起到標桿的作用,用于分析企業(yè)協(xié)調(diào)的效果。零售商雙渠道和混合雙渠道中,存在多個利益主體,其各自決策的結(jié)果往往會產(chǎn)生雙重邊際化效應(yīng)。因此文章在對比幾種情況下的減排和市場份額情況之后,會進一步研究契約在后兩種情況中的協(xié)調(diào)效果。

(二)模型假設(shè)

為建立模型,文中提出以下假設(shè):

假設(shè)1:碳交易假設(shè)。為推動企業(yè)在生產(chǎn)過程中實施節(jié)能減排,初期政府分配給企業(yè)總量為E 的碳配額,企業(yè)在生產(chǎn)過程中的排放總量若大于這個額度,則需要從碳交易市場購買,若小于,則可以賣出。其中,企業(yè)單位產(chǎn)品的初始碳排放量為e0,單位碳價為pe。

假設(shè)2:需求假設(shè)。制造商和零售商所面臨的需求是減排水平和銷售價格的線性函數(shù)[14],零售渠道與網(wǎng)絡(luò)渠道的需求函數(shù)分別為:

其中,Dr和Do分別是傳統(tǒng)渠道和網(wǎng)絡(luò)直銷渠道的市場需求,市場總需求D=Do+Dr。ρ 是消費者對傳統(tǒng)渠道的偏好；1-ρ 為消費者對直接渠道的偏好；a 是基本市場需求,為相當大的正數(shù)；pr、po分別表示傳統(tǒng)渠道和直接渠道的銷售價格。b 表示消費者對所在渠道的價格敏感性；β 表示消費者低碳偏好；e 為產(chǎn)品的減排水平,是制造商的決策變量；δ 表示需求在兩渠道之間的轉(zhuǎn)換率,也表示兩渠道之間的價格競爭強度。

假設(shè)3:減排成本假設(shè)。借鑒相關(guān)文獻[9,12],假定制造商付出的減排成本是產(chǎn)品減排水平的二次函數(shù),即C(e)=ke2/2,其中k 為減排成本系數(shù),通常是一個相當大的正數(shù)。

假設(shè)4:雙渠道假設(shè)。為保證供應(yīng)鏈為雙渠道結(jié)構(gòu),需滿足以下條件:(1)Dr＞0,Do＞0；(2)c≤w≤po、pr。前者保證兩個渠道都有需求,后者保證各個渠道的利潤邊際(c、w 分別表示產(chǎn)品的單位成本和批發(fā)價格)。

四、模型的構(gòu)建與求解

為了對模型結(jié)果作對比分析,通過建立三種雙渠道結(jié)構(gòu)下的供應(yīng)鏈模型并運用Stackelberg 博弈理論進行逆向求解,均衡決策結(jié)果如命題1、命題2、命題3 所示。上標MS、RS、HS 分別表示制造商雙渠道、零售商雙渠道和混合雙渠道。

(一)制造商雙渠道(MS)

制造商雙渠道的供應(yīng)鏈中,制造商自產(chǎn)自銷所生產(chǎn)的產(chǎn)品,同時決定直銷渠道價格po、線下銷售價格pr和產(chǎn)品的減排水平e,這種情況下,制造商的利潤函數(shù)也即是整個供應(yīng)鏈的利潤函數(shù)為:

求解制造商的最優(yōu)化問題,可得命題1。

命題1:制造商雙渠道情況下,最優(yōu)銷售價格、最優(yōu)減排水平、各渠道市場規(guī)模和最優(yōu)利潤分別為:

(二)零售商雙渠道(RS)

零售商雙渠道的供應(yīng)鏈中,制造商仍然占有主導(dǎo)地位,制造商首先決定減排水平e 和提供給零售商的批發(fā)價格w；而后零售商同時決定兩個渠道的銷售價格po和pr。這種情況下,制造商與零售商的利潤函數(shù)分別為:

命題2:零售商雙渠道情況下,制造商和零售商的最優(yōu)決策、市場規(guī)模、企業(yè)的利潤分別為:

(三)混合雙渠道(HS)

混合雙渠道的供應(yīng)鏈中,制造商首先決定產(chǎn)品批發(fā)價格w、網(wǎng)絡(luò)直銷價格po和產(chǎn)品的減排水平e,而后零售商決定線下渠道的銷售價格pr。這種情況下,制造商和零售商的利潤函數(shù)分別為:

命題3:混合雙渠道情況下,制造商和零售商最優(yōu)決策、市場規(guī)模和企業(yè)利潤情況分別為:

五、模型分析

命題1、命題2、命題3 分別給出了三種雙渠道供應(yīng)鏈下的最優(yōu)決策結(jié)果,接下來分四個方面對模型作解析分析。

(一)單企業(yè)雙渠道與多企業(yè)雙渠道的對比分析

由命題1、命題2、命題3 可知,多企業(yè)雙渠道與單企業(yè)雙渠道的決策結(jié)果之間存在差別,兩種情況下市場規(guī)模、減排情況以及供應(yīng)鏈利潤之間的關(guān)系見推論1。

推論1 表明,單企業(yè)雙渠道與多企業(yè)雙渠道相比,無論是減排水平、總的市場規(guī)模還是供應(yīng)鏈總體利潤,都具有較高的水平。從經(jīng)濟博弈論的角度分析,這正是“雙重邊際化”作用的結(jié)果,即多個企業(yè)分別追求自身利潤最大化的結(jié)果往往使供應(yīng)鏈總利潤損失[15]。

雖然單企業(yè)雙渠道供應(yīng)鏈具有較好表現(xiàn),但是這種情況并不適用于大多數(shù)企業(yè)。對制造商和產(chǎn)品的要求都較高。制造商要有足夠的運營能力可以獨立完成生產(chǎn)和銷售過程,產(chǎn)品更適合專賣店的形式而非大賣場的形式銷售。多數(shù)情況下,可以把這種單企業(yè)雙渠道看作是一種理想情況,作為契約協(xié)調(diào)的上線標桿。

推論2 表明,多企業(yè)雙渠道中減排水平eRS*和eHS*與生產(chǎn)成本c 和減排成本系數(shù)k 成反比。因此,若使eRS*和eHS*達到eMS*的水平,可設(shè)計降低制造商成本的契約,從而提高制造商減排的動機,最終實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。這也是本文下面設(shè)計契約的依據(jù)。

(二)多企業(yè)雙渠道之間減排與市場規(guī)模的對比分析

推論3 表明,當消費者更愿意通過線上渠道購買產(chǎn)品(即ρ 較小)時,制造商擁有線上渠道的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)更有利于減排和市場規(guī)模的擴大；反之,零售商擁有線上渠道的供應(yīng)鏈更有利于減排和市場規(guī)模的擴大。

(三)消費者偏好對企業(yè)和供應(yīng)鏈的影響分析

推論4 表明,無論是哪一種類型的雙渠道供應(yīng)鏈,消費者低碳偏好的提高,都有利于減排水平的提高,有利于企業(yè)和供應(yīng)鏈利潤的提高。因此,政府仍然需要努力宣傳低碳理念,提高消費者的低碳意識。

推論5 表明:(1)制造商雙渠道和零售商雙渠道的供應(yīng)鏈,減排水平不受消費者渠道偏好的影響；混合雙渠道的供應(yīng)鏈,減排水平與傳統(tǒng)渠道偏好成反比。也即當兩種渠道同時由一個企業(yè)經(jīng)營時,減排水平不受渠道偏好影響；由不同的企業(yè)經(jīng)營時,消費者更愿意在制造商占有的渠道購買時,才能有利于減排水平的提高,反之將不利于減排水平的提高。(2)制造商雙渠道時,制造商利潤隨渠道偏好變化的趨勢是先降后升,在ρ=1/2 時是利潤最低點,即渠道偏好差別越大對制造商越有利；零售商雙渠道時,零售商利潤隨渠道偏好變化的趨勢與制造商雙渠道時制造商利潤隨渠道偏好的變化規(guī)律相同,制造商利潤不受渠道偏好的影響；混合雙渠道時,傳統(tǒng)渠道偏好的增加總是有利于零售商,不利于制造商。

因此,當雙渠道由同一企業(yè)運營時,企業(yè)應(yīng)引導(dǎo)消費者在其偏好較大的渠道購買產(chǎn)品,以此獲得更多利潤。

(四)碳交易價格對減排和企業(yè)利潤的影響分析

推論6 表明,碳交易價格的提高有利于減排水平的提高。制造商利潤隨著碳交易價格的提高而提高,零售商利潤隨著碳交易價格的提高而降低。供應(yīng)鏈整體利潤隨碳交易價格的增減情況要根據(jù)制造商和零售商對比情況。因此,在制定碳交易價格時,要兼顧減排水平、企業(yè)利潤情況。

六、契約設(shè)計

由推論2 可知,降低制造商成本的契約,有望實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。因此,可以考慮的契約有成本分擔契約、兩部定價契約等。兩部契約具有執(zhí)行相對容易的特點,只需零售商提供固定費用F 給制造商,雙方便可以固定的價格進行交易,從而實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。而成本分擔契約需明確區(qū)分減排成本、生產(chǎn)成本等,執(zhí)行相對較難。因此,本文選擇兩部定價契約(用上標T 表示)。

(一)零售商雙渠道的契約設(shè)計

零售商雙渠道時,存在兩部定價契約情況下,制造商和零售商利潤函數(shù)分別為:

求解上述決策問題,可得命題4。

(二)混合雙渠道的契約設(shè)計

混合雙渠道時,存在兩部定價契約情況下,制造商和零售商利潤函數(shù)分別為:

求解上述決策問題,可得命題5。

七、算例分析

設(shè)置實驗對契約協(xié)調(diào)前后的決策效果進行對比。參數(shù)取值滿足假設(shè)條件,具體取值如下:a=1,b=0.6,δ=0.5,c=0.05,pe=0.25,e0=0.5,E=0.5。β=0.4,k=3.5,pe=0.25,ρ=0.4。

1.轉(zhuǎn)移支付區(qū)間的敏感性分析。通過作圖更直觀地觀察零售商雙渠道和制造商雙渠道在契約協(xié)調(diào)的過程中固定補償費用的取值,以及該費用隨消費者渠道偏好、低碳偏好、減排投資成本系數(shù)及單位碳交易價格的變化情況。結(jié)果如圖2～圖5 所示。

由圖2～圖5 可以發(fā)現(xiàn):(1)零售商雙渠道中消費者渠道偏好不能影響固定補償費用,混合雙渠道中兩者正相關(guān)；(2)消費者低碳偏好與固定補償費用正相關(guān)；(3)減排成本系數(shù)、碳交易價格與固定補償費用負相關(guān)。這說明企業(yè)可根據(jù)消費者偏好情況、減排成本情況、碳交易價格等調(diào)整固定補償費用,實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

圖2 傳統(tǒng)渠道偏好ρ 對補償費用F 的影響

2.契約有效性分析。三種模型契約協(xié)調(diào)前后的決策結(jié)果如表1 所示。

圖3 消費者低碳偏好β 對補償費用F 的影響

表1 協(xié)調(diào)前后的決策結(jié)果對比分析

圖4 減排成本系數(shù)k 對補償費用

圖5 碳交易價格pe 對補償費用F 的影響

由表1 可以看出:(1)協(xié)調(diào)前,混合雙渠道時的供應(yīng)鏈利潤、減排水平和需求都優(yōu)于零售商雙渠道時的結(jié)果,且混合雙渠道時零售商價格都更低。這說明在沒有契約協(xié)調(diào)的情況下,混合雙渠道在減排水平和利潤實現(xiàn)方面有更好的表現(xiàn)。(2)協(xié)調(diào)后,多企業(yè)雙渠道供應(yīng)鏈都能夠達到單企業(yè)雙渠道最優(yōu)時的水平。兩部定價契約具有很好的適用性。

八、結(jié)論與展望

本文主要研究了在現(xiàn)行的碳交易制度下,制造商雙渠道、零售商雙渠道以及混合雙渠道供應(yīng)鏈模型的定價、減排、收益等的決策問題。通過計算、對比分析得出以下結(jié)論:

1.在帶入諸如碳交易價格、碳配額總量以及初始排放量等一系列現(xiàn)行碳交易機制下的參數(shù)進行計算時,制造商雙渠道模型作為高度垂直集中的決策結(jié)構(gòu),其整個供應(yīng)鏈減排水平與利潤收益都高于后兩種模型?；诖?我們?yōu)榱闶凵屉p渠道、混合雙渠道模型設(shè)計了供應(yīng)鏈的契約協(xié)調(diào)機制去協(xié)調(diào)整個供應(yīng)鏈的利益。

2.雙渠道供應(yīng)鏈在協(xié)調(diào)的過程中,協(xié)調(diào)下的批發(fā)價與零售商支付的固定補償與雙方的議價能力相關(guān)。因此,供應(yīng)鏈上的主體在減排問題上應(yīng)該加強合作,使談判結(jié)果在雙方可以接受的范圍內(nèi),最終實現(xiàn)雙贏。

3.本文在對碳交易政策下的雙渠道供應(yīng)鏈進行分析時發(fā)現(xiàn),消費者低碳偏好、碳交易價格及減排投資成本對供應(yīng)鏈的減排水平及利潤收益影響較大,且前兩者對減排企業(yè)會產(chǎn)生正向影響,減排成本與企業(yè)利潤負相關(guān)。同時,消費者對線上線下渠道的消費偏好不同,供應(yīng)鏈上主體利益受的影響也有所區(qū)別。因此,在實際的工作中,除了制造商在生產(chǎn)過程中需要不斷研發(fā)減排新技術(shù)外,處于供應(yīng)鏈下游的零售商也應(yīng)進行綠色產(chǎn)品等宣傳,增強消費的環(huán)保意識,促使消費者轉(zhuǎn)向購買低碳產(chǎn)品。且政府在低碳生產(chǎn)中也扮演著重要角色,應(yīng)當對減排企業(yè)進行政策補貼、技術(shù)支持,并加大社會低碳宣傳力度。

本文是將碳交易機制引入雙渠道研究的初步嘗試,利用差異定價于不同的雙渠道模型進行研究,得出的一系列決策、協(xié)調(diào)機制供讀者參考。除此之外,關(guān)于低碳環(huán)境下的雙渠道研究,還有許多非常值得研究的問題,如閉環(huán)供應(yīng)鏈中的消費者搭便車行為[16]、大數(shù)據(jù)模式下消費者購買歷史對不同渠道定價的影響[17]以及創(chuàng)新低碳雙渠道供應(yīng)鏈上不同主體合作機制[18]等都是今后值得進一步研究的內(nèi)容。