基于消費(fèi)者異質(zhì)性需求的閉環(huán)供應(yīng)鏈再制造授權(quán)模式研究

程紅亞，孟麗君，扈裕晴，黃祖慶

(1.中國計(jì)量大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.廣州大學(xué) 管理學(xué)院，廣東 廣州 510006)

隨著社會的快速發(fā)展和生活水平的提高，人們對各種產(chǎn)品的使用及更換頻率也不斷加快。據(jù)調(diào)查，我國每年報(bào)廢汽車約500萬輛，報(bào)廢電腦、電視機(jī)、電冰箱約1 600萬臺，報(bào)廢手機(jī)約2 000萬部[1]。大量廢舊品的閑置與丟棄，不僅造成了資源浪費(fèi)，而且對生態(tài)環(huán)境也造成嚴(yán)重污染。因此，廢舊品回收再制造受到社會各界的廣泛關(guān)注。與生產(chǎn)新品相比，再制造可節(jié)約90%的原材料，且能耗只有原來的1/6[2]。越來越多的企業(yè)認(rèn)識到了再制造的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益，開始從事再制造。除了原始設(shè)備制造商(original equipment manufacturer，OEM)，許多第三方再制造商(third-party remanufacturer，TPR)也開始進(jìn)入再制造行業(yè)。但TPR再制品出現(xiàn)后，TPR再制品與OEM產(chǎn)品間的競爭可能會對OEM的利潤造成沖擊。因此，OEM通過制定專利授權(quán)費(fèi)來減少競爭并分享再制造活動的經(jīng)濟(jì)價值[3]。如蘋果公司授權(quán)富士康公司對其廢舊手機(jī)進(jìn)行回收再制造[4]。

目前，已有大量文獻(xiàn)對OEM僅生產(chǎn)新品，并通過收取專利費(fèi)用授權(quán)TPR進(jìn)行再制造的情形進(jìn)行了研究，可分為以下幾類。

1) 不同模式間的對比及選擇問題研究。Zhang等[5]研究發(fā)現(xiàn)OEM傾向于外包模式，當(dāng)消費(fèi)者對再制品接受度較低時，TPR傾向于授權(quán)模式。Ma等[6]考慮新品和再制品存在競爭情況，發(fā)現(xiàn)OEM對獨(dú)立再制造商進(jìn)行授權(quán)是最佳選擇。Liu等[7]針對由OEM、授權(quán)TPR和非授權(quán)TPR組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈(closedloop supply chain，CLSC)，就3種授權(quán)模式下CLSC運(yùn)營決策進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)消費(fèi)者對是否經(jīng)過OEM授權(quán)的TPR再制品接受度存在顯著差異時，單位費(fèi)用專利授權(quán)模式對OEM來說是最優(yōu)選擇。申成然等[8]研究發(fā)現(xiàn)OEM傾向授權(quán)再制造，而只有授權(quán)后再制成本節(jié)約較大時，TPR才愿接受授權(quán)。Yan等[9]指出，相較于將再制造業(yè)務(wù)外包給供應(yīng)商，OEM對TPR授權(quán)再制造，可創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。Hong等[10]對固定費(fèi)用授權(quán)模式與特許使用費(fèi)授權(quán)模式下CLSC運(yùn)營進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)固定專利費(fèi)低于閾值時，特許使用費(fèi)授權(quán)對OEM最有利；反之，固定費(fèi)用授權(quán)模式對OEM最有利。Liu等[11]發(fā)現(xiàn)與未授權(quán)TPR相比，消費(fèi)者對OEM新品和授權(quán)TPR的再制品偏好更高，且當(dāng)消費(fèi)者對新品偏好較小時，OEM進(jìn)行授權(quán)，可實(shí)現(xiàn)OEM與TPR的雙贏。

2)特定授權(quán)模式下CLSC的運(yùn)營決策分析。鄒宗保等[12]發(fā)現(xiàn)進(jìn)行單位費(fèi)用專利授權(quán)后，TPR再制成本的持續(xù)下降并不能始終有利于其利潤的增長，當(dāng)再制成本降到一定程度時，再制成本的節(jié)約將以授權(quán)費(fèi)的形式轉(zhuǎn)移給OEM。Jin等[13]分析發(fā)現(xiàn)，不管OEM的再制造能力如何，授權(quán)TPR對OEM都是有利的。趙曉敏等[14]發(fā)現(xiàn)在固定費(fèi)用機(jī)制下OEM的綠色產(chǎn)品創(chuàng)新努力可降低TPR啟動再制造的條件，且創(chuàng)新努力程度越高，TPR利潤越大。聞卉等[15]指出再制造經(jīng)濟(jì)性的提高會使OEM單位專利授權(quán)費(fèi)增加，且TPR、零售商和CLSC利潤也會增加。

然而上述文獻(xiàn)僅考慮了OEM從事新品生產(chǎn)，并沒有考慮OEM自行再制造的情況。在現(xiàn)實(shí)中，由于品牌保護(hù)和企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展等需要，OEM也會進(jìn)行再制造[16](如卡特皮勒、戴爾、IBM等)。已有學(xué)者將OEM自行再制造納入到研究視角當(dāng)中。Huang等[17]指出，在OEM、分銷商、TPR分別進(jìn)行再制造情況下，OEM再制造可使其利潤最高，而且再制造有利于提高CLSC成員利潤。高攀等[18]發(fā)現(xiàn)OEM再制品會對新品和翻新品產(chǎn)生市場擠兌效應(yīng)，但會促進(jìn)CLSC總利潤的增加。劉光富等[19]發(fā)現(xiàn)OEM再制品、TPR再制品的出現(xiàn)會對新品市場形成擠兌，但有利于擴(kuò)大市場總需求量。高舉紅等[20]基于消費(fèi)者對新品、再制品和二手品的偏好不同對市場進(jìn)行細(xì)分，發(fā)現(xiàn)當(dāng)消費(fèi)者對再制品接受度增加時，其價格會保持不變或升高。

同時，也有學(xué)者將專利授權(quán)問題引入到OEM、TPR同時進(jìn)行再制造的研究框架當(dāng)中。許民利等[21]發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)授權(quán)后，TPR再制成本節(jié)約超過某個閾值時，才會接受授權(quán)；且消費(fèi)者對OEM再制品接受度越高。OEM品牌優(yōu)勢越大時，OEM會更愿自行再制造。孫浩等[22]發(fā)現(xiàn)OEM更傾向于單位費(fèi)用專利授權(quán)模式。伍穎等[23]就OEM自行再制造的條件進(jìn)行分析，得出當(dāng)新品成本很低時，OEM則不進(jìn)行再制造。上述大部分研究均假定消費(fèi)者對OEM再制品與TPR再制品具有相同的接受度，而事實(shí)上，消費(fèi)者對不同制造商提供的再制品評估不同[24]，只有文獻(xiàn)[19]和[21]考慮了消費(fèi)者對3類產(chǎn)品價值評估的差異性，并對單位授權(quán)費(fèi)用模式下的CLSC進(jìn)行了建模分析，但沒有進(jìn)一步就OEM與TPR同時進(jìn)行再制造情形下不同授權(quán)模式對CLSC運(yùn)營的影響進(jìn)行對比分析。

綜上，考慮新品、OEM再制品和TPR再制品3類產(chǎn)品間競爭關(guān)系的文獻(xiàn)相對較少；且在3類產(chǎn)品共存下就不同授權(quán)模式的CLSC運(yùn)營及分析的文獻(xiàn)相對更少。鑒于此，本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，考慮OEM和TPR同時進(jìn)行再制造的情形，研究無專利授權(quán)、單位費(fèi)用專利授權(quán)和固定費(fèi)用專利授權(quán)下CLSC的3種最優(yōu)運(yùn)營決策模型，并討論TPR再制品的市場接受度和再制造成本節(jié)約這兩個關(guān)鍵因素對均衡解以及授權(quán)模式的影響。

1 問題描述和模型假設(shè)

1.1 問題描述

建立一個由OEM、TPR和零售商組成的CLSC，如圖1所示。OEM同時生產(chǎn)新品及再制品，TPR也進(jìn)行再制造，故市場上存在3類產(chǎn)品：新品、OEM再制品、TPR再制品。消費(fèi)者對再制品的認(rèn)知低于新品，且對不同身份制造商所提供的再制品認(rèn)知也不同[19, 21, 24]。在這一異質(zhì)需求前提下，參考文獻(xiàn)[8]，分別考慮以下兩種情形：1) TPR無需獲得授權(quán)即可從事再制造(TPR在沒有獲得OEM授權(quán)下再制成本較高)；2) TPR需獲得授權(quán)方可從事再制造(在獲得授權(quán)后TPR以低于無授權(quán)下的再制成本進(jìn)行再制造)。其中，OEM專利授權(quán)分為單位費(fèi)用和固定費(fèi)用兩種授權(quán)方式。下文將無專利授權(quán)、單位費(fèi)用專利授權(quán)和固定費(fèi)用專利授權(quán)3種模式分別簡寫為N模式、D模式和G模式。下標(biāo)m表示制造商；r表示零售商；t表示第三方再制造商；n表示新品；r表示再制品。符號說明如表1所示。

表1 符號說明Table1 Symbol description

圖1 閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Figure1 System structure of close-loop supply chain

1.2 模型假設(shè)

為了研究方便并不失一般性，對模型作如下假設(shè)。

1) 由文獻(xiàn)[16, 19, 25]可得，新品、OEM再制品和TPR再制品的需求函數(shù)分別為

2) 新品成本高于再制造成本，且OEM再制造成本高于TPR再制造成本，故假設(shè)ct＜cr＜cn[21]。授權(quán)后TPR再制造成本節(jié)約? =ct?。

3) 可回收的廢舊產(chǎn)品數(shù)量足夠大，保證CLSC各方?jīng)Q策不受廢舊品回收量的限制[8]。

4) 消費(fèi)者對再制品認(rèn)可度低于新品，由于OEM具有品牌優(yōu)勢，消費(fèi)者對OEM再制品的認(rèn)可度高于對TPR再制品的認(rèn)可度[19]，即0 ＜β＜α＜1。

2 模型的構(gòu)建與求解

2.1 無專利授權(quán)模式(N模式)下的決策分析

在N模式下，TPR無需獲得OEM授權(quán)即可從事再制造。OEM與TPR為競爭關(guān)系且獨(dú)立決策，兩者進(jìn)行Bertrand博弈來達(dá)到利潤最大化，OEM與TPR同為市場領(lǐng)導(dǎo)者，零售商為跟隨者[19]。博弈順序?yàn)镺EM、TPR先確定各自產(chǎn)品批發(fā)價；零售商則根據(jù)兩者的決策再確定產(chǎn)品零售價。

在N模式中，CLSC成員利潤、供應(yīng)鏈總利潤函數(shù)分別為

命題1N模式下，新品、OEM再制品和TPR再制品的最優(yōu)價格決策為

證明首先將式(1)～(3)代入式(6)中，關(guān)于、、的海塞矩陣為

2.2 單位費(fèi)用專利授權(quán)模式(D模式)下的決策分析

在D模式下，OEM提供的專利技術(shù)支持使TPR以更低的再制成本進(jìn)行再制造，且TPR每售出一個再制品，需支付給OEM的費(fèi)用為f[8]。TPR根據(jù)OEM制定的專利授權(quán)費(fèi)與OEM進(jìn)行Bertrand博弈，且同與零售商形成Stackelberg主從博弈。博弈順序?yàn)镺EM先制定單位專利授權(quán)費(fèi)；然后OEM、TPR再確定各自產(chǎn)品的批發(fā)價；最后零售商根據(jù)兩者的定價決策確定產(chǎn)品零售價。

在D模式中，CLSC成員、供應(yīng)鏈總利潤函數(shù)分別為

命題2在D模式中，新品、OEM再制品和TPR再制品的最優(yōu)價格決策、最優(yōu)單位專利授權(quán)費(fèi)為

其中，A2=8α+β。

命題2的證明過程與命題1類似，故省略。

進(jìn)一步，可得產(chǎn)品銷量、總銷量、企業(yè)利潤及CLSC總利潤為

2.3 固定費(fèi)用專利授權(quán)模式(G模式)下的決策分析

G模式下的結(jié)構(gòu)和博弈順序與D模式相同。不同之處在于，D模式下OEM對TPR的每單位再制品收取專利費(fèi)，而G模式下TPR從事再制造時需一次性向OEM支付一筆固定費(fèi)用。

在G模式中，CLSC成員、供應(yīng)鏈利潤函數(shù)分別為

命題3在G模式中，新品、OEM再制品和TPR再制品的最優(yōu)價格決策為

命題3的證明過程與命題1類似，故省略。

進(jìn)一步，可得各產(chǎn)品銷量、總銷量、企業(yè)利潤及CLSC總利潤為

3 模型比較及分析

推論1表明：1) 新品銷量不受OEM授權(quán)策略的影響；當(dāng)OEM對TPR進(jìn)行專利授權(quán)后，TPR再制成本優(yōu)勢的擴(kuò)大會對OEM再制品市場產(chǎn)生擠兌，從而降低OEM再制品銷量；2) G模式下TPR再制品銷量最高；3) 固定費(fèi)用授權(quán)模式有利于擴(kuò)大市場總需求量。

推論2表明：1) G模式下3種產(chǎn)品的零售價均為最低，則G模式更有利于消費(fèi)者購買；2) N模式與D模式間產(chǎn)品的價格比較取決于授權(quán)后TPR再制成本節(jié)約 ?的大小，當(dāng) ?較 小時(? ＜?3)，D模式相較于N模式對消費(fèi)者購買OEM產(chǎn)品更有利，反之，N模式更優(yōu)；3)當(dāng)?較 小時(? ＜?2)，N模式相較于D模式對消費(fèi)者購買TPR再制品更有利，反之，D模式更優(yōu)。

推論3表明如下。1) 對于OEM，D模式優(yōu)于N模式，但對于TPR，N模式優(yōu)于D模式。2) 固定專利授權(quán)費(fèi)的大小會影響OEM、TPR的授權(quán)模式偏好。當(dāng)F＞F1時，OEM選擇G模式更有利；反之，D模式更有利。3) 當(dāng)F＜F4時，TPR選擇G模式更有利；反之，N模式更有利。又F1＞F4，說明OEM與TPR不能在同一模式下取得最優(yōu)利潤，兩者存在一定的利益沖突，需進(jìn)行契約協(xié)調(diào)來調(diào)整分配。

推論4在N、D和G 3種模式下，新品銷量不隨β 和?的 變化而變化；OEM再制品銷量隨著β和?的增加而減少；TPR再制品銷量以及最優(yōu)單位專利授權(quán)費(fèi)f?均 隨著 β 和 ?的增加而增加，且不同模式下3種產(chǎn)品的市場總銷量均隨著β 和? 的增加而增加。

推論4表明，TPR再制品會對OEM再制品造成擠兌，且隨著消費(fèi)者對TPR再制品接受度β及授權(quán)后再制成本節(jié)約的? 增加，擠兌效應(yīng)不斷加劇；OEM可以通過提高專利授權(quán)費(fèi)來維護(hù)自己的收益，即專利授權(quán)費(fèi)可幫助CLSC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)再制造額外收益的有效分配，有助于解決OEM與TPR之間存在的利益沖突；當(dāng)OEM與TPR進(jìn)行市場競爭時，β 和? 的增加有利于擴(kuò)大市場總需求量。

4 數(shù)值分析

鑒于CLSC成員利潤、固定專利授權(quán)費(fèi)用解的復(fù)雜性，難以進(jìn)行理論分析，本文通過數(shù)值仿真進(jìn)行討論。有關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置如下。Q=200，cn=50，cr=30 ，ct=20， α =0.8， β=0.6 ， ? =4[19]。

4.1 消費(fèi)者對TPR再制品接受度β對CLSC運(yùn)營的影響

1) 由表2可知，在異質(zhì)需求情形下，OEM若采取授權(quán)策略，其選擇何種方式則取決于固定專利授權(quán)費(fèi)的臨界值F1， 且隨著β 的增加，臨界值F1呈現(xiàn)出大幅度增加(從1 329.37增到2 454.80)，這也會極大地提高OEM選擇G模式的可能性。

表2 β對OEM利潤以及固定專利授權(quán)費(fèi)的影響Table2 The impact of β on OEM profit and fixed patent licensing fees

2) 由圖2可知，D模式下TPR再制品價格最高，說明D模式最不利于消費(fèi)者選擇購買TPR再制品。根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置可知，條件 ?成＜立?2，故推論2得到了驗(yàn)證。在D模式下，結(jié)合推論4可知，隨著β的增加，TPR所支付的單位專利授權(quán)費(fèi)也在增加，故TPR會提高再制品售價來彌補(bǔ)這一費(fèi)用增加所造成的損失。但在N與G兩種模式下，TPR再制品批發(fā)價隨著增β加而降低，而其零售價卻隨著 增β加而增加。這說明隨著的增β加，TPR更愿意通過降價來刺激零售商銷售其產(chǎn)品，加上零售商提高TPR再制品零售價，這使得零售商在TPR再制品銷售上可獲得更高的單位利潤，進(jìn)而激勵零售商為提高TPR再制品份額而努力。

圖2 TPR再制品價格隨β的變化情況Figure2 The change of TPR remanufactured product price withβ

3) 由圖3可知，隨著β增加，TPR再制品銷量呈現(xiàn)出上升趨勢，作為競爭對手，OEM再制品受到?jīng)_擊，導(dǎo)致其銷量下降。這說明β的增加有利于擴(kuò)大TPR再制品市場份額，但會對OEM再制品市場造成擠兌，從而驗(yàn)證了推論4。

圖3 OEM、TPR再制品銷量隨β的變化情況Figure3 The change of OEM and TPR remanufactured products sales with β

4) 由圖4可知，無論如β何變化，OEM在授權(quán)下的利潤均高于無授權(quán)下的利潤。這說明OEM更傾向通過授權(quán)方式來分享再制造的經(jīng)濟(jì)效益，且OEM授權(quán)模式選擇取決于固定專利費(fèi)用的大小，推論3得到驗(yàn)證。由圖5可知，零售商利潤與CLSC總利潤都在G模式下達(dá)到最優(yōu)，但OEM并不一定在G模式達(dá)到最優(yōu)，故若要各方利潤以及CLSC總利潤都達(dá)到最優(yōu)，需要進(jìn)行契約協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)。

圖4 OEM利潤隨β 、F的變化Figure4 The change of OEM profit with β、F

圖5 零售商、供應(yīng)鏈總利潤隨β的變化Figure5 The change of retailer and supply chain profit with β

4.2 授權(quán)后TPR再制造成本節(jié)約?對CLSC運(yùn)營的影響

表3 ?對OEM利潤以及固定專利授權(quán)費(fèi)用的影響Table3 The impact of ? on OEM profits and fixed patent licensing fees

2) 由圖6可知，隨著 的?增加，TPR再制品價格在D與G 兩種模式下均呈現(xiàn)出下降的趨勢，且G模式的價格下降趨勢更為明顯(TPR再制品售價最低)，更利于消費(fèi)者選擇購買TPR再制品，且 ?越高，TPR就更愿意通過降低價格與零售商、消費(fèi)者分享專利授權(quán)所帶來的再制造效益。

圖6 TPR再制品價格隨?的變化Figure6 The change of TPR remanufactured product price with ?

3) 由圖7可知，在D與G模式中，?的增加可以擴(kuò)大TPR再制品市場份額，促使其銷量增加，OEM再制品銷量卻隨之減少。這是由于兩者直接形成了外部市場競爭，?是競爭最直接的因素。隨著 ?的增加，TPR再制品成本下降，其售價也在降低，從而提升了TPR再制品銷量，而與之形成競爭的OEM再制品銷量則呈現(xiàn)出下降趨勢。

圖7 TPR、OEM再制品銷量隨?的變化Figure7 The Changes of TPR and OEM remanufactured products sales with ?

圖8 OEM利潤隨?、F 的變化Figure8 The change of OEM profit with ?、F

圖9 零售商、供應(yīng)鏈總利潤隨?的變化Figure9 The change of retailer profit and supply chain total profit with ?

5 結(jié)語

本文針對OEM和TPR同時進(jìn)行再制造，在異質(zhì)需求的情形下，分別構(gòu)建了無專利授權(quán)、單位費(fèi)用專利授權(quán)和固定費(fèi)用專利授權(quán)下CLSC運(yùn)營的3種決策模型，得出不同模式下的最優(yōu)定價策略，并從價格、銷量、利潤等不同角度，對3種模式進(jìn)行了對比分析。主要研究結(jié)論如下。1) OEM更傾向于對TPR進(jìn)行授權(quán)，因?yàn)榭赏ㄟ^專利授權(quán)來分享再制造所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，并根據(jù)固定專利授權(quán)費(fèi)的大小來選擇何種授權(quán)模式。2) OEM是否選擇進(jìn)行授權(quán)并不會對新品銷量產(chǎn)生影響，但會對其再制品銷量產(chǎn)生影響，且授權(quán)模式對市場總需求產(chǎn)生的影響不同，G模式可使得市場總需求量達(dá)到最大，且此模式下新品和再制品的價格最低，進(jìn)而更利于消費(fèi)者購買；CLSC的利潤也可在G模式下達(dá)到最優(yōu)。3)β和?的增加有利于TPR再制品的銷量、市場的盈利空間和產(chǎn)品總需求量的擴(kuò)大，但會對OME再制品市場產(chǎn)生擠兌，同時也會促使OEM提高其專利授權(quán)費(fèi)用來彌補(bǔ)其市場收益損失。

本文的不足之處和后續(xù)研究方向?yàn)?，再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開政府的參與和支持，可將政府行為引入到OEM專利授權(quán)和再制造活動中，進(jìn)一步分析政府策略對CLSC企業(yè)成員以及專利授權(quán)模式的影響。