維修中心參與回收時閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價決策及回收模式選擇

卞文良, 潘 岳, 王文賓, 全詩苑, 劉笑顏

(1.北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100044; 2.中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司 上海貨運中心,上海 200040; 3.中國礦業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院,江蘇 徐州 221116; 4.北京移動平臺生態(tài)部,北京 100007)

0 引言

科技的發(fā)展和激烈的市場競爭使得電子產(chǎn)品的生命周期日益縮短。由于更新?lián)Q代，市場上存在大量的廢舊電子產(chǎn)品。廢舊電子產(chǎn)品既存在潛在的環(huán)境風(fēng)險，又具有一定的資源價值[1～3]。對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行回收再制造成為節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的必然選擇，并引起了社會各界的關(guān)注。2008年，國務(wù)院出臺《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理條例》，鼓勵電子產(chǎn)品制造商積極承擔(dān)回收再制造廢舊產(chǎn)品的責(zé)任。2013年，國務(wù)院頒布《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》推進(jìn)回收再制造的實施。2018年，我國舉辦了《電器電子產(chǎn)品回收處理技術(shù)及生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度國際會議》，旨在推行落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，推動回收再制造行業(yè)走向規(guī)范。

近年來，為了落實生產(chǎn)者延伸責(zé)任制，制造商開始擔(dān)負(fù)起對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行回收處理的責(zé)任。由于回收并非制造商的核心業(yè)務(wù)，將其外包給專業(yè)的回收商能提高企業(yè)整體效率。因此，現(xiàn)實中，制造商大多依靠回收商進(jìn)行回收。一些學(xué)者對回收商負(fù)責(zé)回收的情形進(jìn)行了研究，王文賓等[4]在考慮回收商負(fù)責(zé)回收的基礎(chǔ)上，比較了政府獎懲機(jī)制和稅收-補(bǔ)貼機(jī)制對于提高逆向供應(yīng)鏈回收率的有效性。黃祖慶等[5]將回收投入成本與回收量假設(shè)為回收率的函數(shù),在此基礎(chǔ)上研究了第三方回收商回收時再制造供應(yīng)鏈的決策與收益。陳逸倫等[6]將回收率細(xì)化為回收價和回收努力程度, 研究了第三方回收商主導(dǎo)下的回收拆卸以及增值服務(wù)。Goh等[7]分別從理論和案例方面研究了當(dāng)?shù)谌交厥丈虛碛挟a(chǎn)品再制造能力的情形下制造商的再制造策略，并比較了原始制造商和外包給第三方回收商兩種策略下的決策與收益。

除了以回收商為代表的回收渠道，現(xiàn)實中還出現(xiàn)了維修中心進(jìn)行回收的情形，如“Hi維修”、“極客修”。這些維修中心不僅可以像回收商一樣有償回收廢舊的電子產(chǎn)品，更重要的一點是在維修過程中還可以免費獲得維修替換下的舊零部件。例如，在產(chǎn)品質(zhì)保期內(nèi)，維修中心有權(quán)將維修替換下的零部件進(jìn)行回收且無需支付回收費用；同時，隨著消費者環(huán)保意識的增強(qiáng)，越來越多的消費者也主動選擇將維修替換下的舊零部件無償交給維修中心。在現(xiàn)實中，聯(lián)想集團(tuán)在依靠傳統(tǒng)回收商進(jìn)行回收的基礎(chǔ)上，也通過第三方維修中心有償回收廢舊電子產(chǎn)品。事實上，在整個回收過程中涉及到的維修中心有兩種類型，一種為聯(lián)想的官方維修中心，另一種為第三方維修中心。不過出于專業(yè)化運營的考慮，官方維修中心只提供維修服務(wù)，不提供有償回收服務(wù)。而第三方維修中心既提供維修服務(wù)也提供有償回收服務(wù)。采用第三方維修中心既比官方維修中心功能豐富，又比傳統(tǒng)回收商成本低廉。這種以回收商和第三方維修中心組成的雙回收渠道模式不僅使得回收渠道更加多樣化便利于顧客的選擇，而且使得售后維修服務(wù)與回收再制造活動完美結(jié)合有助于實現(xiàn)企業(yè)運營成本的整體最優(yōu)。在學(xué)術(shù)界，已有少數(shù)學(xué)者注意到維修中心可作為傳統(tǒng)回收渠道的有益補(bǔ)充，倪明和莫露驊[8]對比了維修中心負(fù)責(zé)回收和零售商負(fù)責(zé)回收時制造商利潤的差異，研究表明當(dāng)維修中心的維修成本高于再造時節(jié)約的單位成本時可選擇維修中心回收模式。但該研究沒有考慮維修中心可以免費獲得零部件的情況。

考慮到維修中心既可以免費獲得零部件，也可以有償回收廢舊產(chǎn)品，因此在對其進(jìn)行研究時需要注意到產(chǎn)品和零部件的質(zhì)量問題。一些學(xué)者對產(chǎn)品和零部件質(zhì)量的研究做出了貢獻(xiàn)，江兵等[9]將回收產(chǎn)品的質(zhì)量作為研究重點，分析了產(chǎn)品回收質(zhì)量對各節(jié)點企業(yè)決策的影響。Modak[10]進(jìn)一步考慮了不同回收渠道廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量差異，研究了廢舊產(chǎn)品質(zhì)量和回收渠道對各企業(yè)回收定價策略的影響。馮章偉等[11]從產(chǎn)品拆解之后得到不同質(zhì)量零部件的角度出發(fā)，構(gòu)造了兩級再制造情形下和僅產(chǎn)品再制造情形下的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型并進(jìn)行了分析。在以上研究的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步考慮了有償回收產(chǎn)品拆解后的零部件與免費獲得零部件質(zhì)量差異的情形。對于有償回收的產(chǎn)品而言，拆解檢驗后既有能滿足產(chǎn)品再制造性能的有效零部件，又有無效零部件[12]。對于維修中心免費獲得的零部件而言，損壞程度相對較高，其有效零部件的比例通常比有償回收產(chǎn)品拆解獲得的有效零部件的比例要低。

維修中心參與回收是閉環(huán)供應(yīng)鏈研究面臨的新情境。維修中心參與下企業(yè)的最優(yōu)定價決策將發(fā)生什么變化？如果引入第三方維修中心參與回收，能否比僅靠回收商回收更好？為了研究這些問題，本文在制造商進(jìn)行再制造的前提下，考慮了維修中心可以免費獲得零部件，不同回收來源的回收產(chǎn)品或零部件存在質(zhì)量差異，不同回收渠道之間存在競爭等情形，分別提出回收商單回收渠道模式、回收商與第三方維修中心雙回收渠道模式，并從制造商利潤以及有償回收產(chǎn)品總數(shù)量的角度對兩種回收模式進(jìn)行了比較分析。

1 問題描述與基本假設(shè)

首先構(gòu)建由制造商、零售商、回收商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈，如圖1所示，其中，制造商包括制造中心和官方維修中心，制造中心負(fù)責(zé)產(chǎn)品的制造和再制造，官方維修中心負(fù)責(zé)產(chǎn)品的維修。在正向供應(yīng)鏈中，制造商先將產(chǎn)品以批發(fā)價PM出售給零售商。然后，零售商以零售價PR出售給消費者。在逆向供應(yīng)鏈中，回收商先以回收價μC從顧客手中回收舊產(chǎn)品，拆解后，將有效零部件提取出來。然后，制造商以回購價μM從回收商處回購有效的零部件。同時，制造商還可以通過官方維修中心免費獲得數(shù)量為M1的零部件。出于專業(yè)化運營及管理復(fù)雜度的考慮，這里設(shè)定官方維修中心并不提供產(chǎn)品的有償回收服務(wù)(如聯(lián)想公司)，所以該模式稱為回收商單回收渠道模式(S模式)。

圖1 模式下的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈

進(jìn)一步，將第三方維修中心考慮進(jìn)來，構(gòu)建了回收商與第三方維修中心雙回收渠道模式(D模式)，如圖2所示。其中，正向供應(yīng)鏈運作模式與S模式類似。在逆向供應(yīng)鏈中，新進(jìn)入的第三方維修中心不僅能以價格μT對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行回收，還可以通過維修免費獲得數(shù)量為M3的零部件。制造商一方面以回購價μM從第三方維修中心和回收商處回購有效零部件，另一方面通過官方維修中心免費獲得數(shù)量為M2的零部件。

圖2 D模式下的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈

為了刻畫兩種模式中產(chǎn)品的需求情況，引入需求函數(shù)Q=α-βPR[13]，其中，α為產(chǎn)品的市場容量，β為消費者對產(chǎn)品銷售價格的敏感系數(shù)。銷售環(huán)節(jié)中制造商生產(chǎn)新產(chǎn)品的單位成本為CN，利用有效零部件進(jìn)行再制造的單位成本為CP，且CP

相關(guān)假設(shè)如下:

(1)再制品和新產(chǎn)品是同質(zhì)的，銷售價格相同[14,15]。

(2)企業(yè)只對符合再制造要求的有效零部件加以利用。維修中心免費獲得的全部為零部件，有效零部件的比例為ε1；有償回收來的全部為完整產(chǎn)品，需要進(jìn)行拆解處理，每個產(chǎn)品的平均拆解處理成本為F，拆解處理后有效零部件占總零部件的比例為ε2[16]，且ε1<ε2。對于兩種方式獲得的無效零部件直接進(jìn)行環(huán)保的處理，收益忽略不計。

2 模型構(gòu)建與分析

2.1 單回收渠道模式

在單回收渠道模式下，回收商負(fù)責(zé)有償回收廢舊的電子產(chǎn)品。假設(shè)其回收量函數(shù)為：

NC=d0+d1μC

(1)

其中d0表示具有環(huán)保意識又追求公平的消費者人數(shù)。d1表示消費者對回收商有償回收價的敏感參數(shù)[17]。

S模式下，制造商首先確定產(chǎn)品的批發(fā)價和回購價，零售商和回收商隨后確定產(chǎn)品的零售價和回收價。

根據(jù)上面的描述可得出S模式下各企業(yè)的利潤函數(shù)，并得到命題1。

[ε1M1+ε2NC]-μMε2NC

(2)

(3)

(4)

命題1單回收渠道模式下，制造商的最優(yōu)批發(fā)價和最優(yōu)回購價分別為

(5)

(6)

零售商的最優(yōu)零售價為

(7)

回收商的最優(yōu)回收價為

(8)

根據(jù)最優(yōu)定價，可得出S模式下企業(yè)的最優(yōu)利潤及總回收量(見表1)。

2.2 雙回收渠道模式

該模式下，回收商與第三方維修中心都可以有償回收電子產(chǎn)品。參考Seong等[18]和倪明等[20]的研究，本文設(shè)計回收商和第三方維修中心的有償回收量函數(shù)分別為

NC=d0+d1μC-d2(μT-μC)

(9)

NT=d2(μT-μC)

(10)

其中，d2表示兩種回收渠道之間的競爭程度。參考倪明等[19]的研究，這里假設(shè)μT>μC。一方面，考慮到第三方維修中心在回收方面提供的便利性不如回收商，其必須給予消費者更高的回收價格，才能保證有一定的產(chǎn)品回收量[20]。另一方面，由于第三方維修中心的核心業(yè)務(wù)是維修，其本身已擁有相對完善的運營體系，再開展回收業(yè)務(wù)時不用額外投入過多的固定成本，能夠有更多的利潤空間讓利給消費者，因此可以給予消費者更高的回收價格。

在決策順序上，D模式與S模式類似，但增加了第三方維修中心最后決策回收價。

根據(jù)上面的描述，可以寫出雙回收渠道模式下制造商、零售商、回收商、第三方維修中心的利潤函數(shù)并得到命題2。

(CN-CP)[ε1(M2+M3)+ε2(NT+NC)]

(11)

(12)

(13)

(14)

命題2雙回收渠道模式下，制造商的最優(yōu)批發(fā)價和最優(yōu)回購價分別為

(15)

(16)

零售商的最優(yōu)零售價為

(17)

回收商的最優(yōu)回收價為

(18)

第三方維修中心的最優(yōu)回收價為

(19)

根據(jù)最優(yōu)定價，可得出D模式下企業(yè)的最優(yōu)利潤及總有償回收量(見表1)。

此外，兩種渠道之間的競爭程度d2也會對制造商的定價和利潤產(chǎn)生影響。鑒于其表達(dá)式相對復(fù)雜，這里通過數(shù)值仿真進(jìn)行分析。表2給出了某電子產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)，圖3展示d2對制造商定價和利潤的影響。

表1 不同模式下的均衡解

表2 參數(shù)取值

圖3表明，隨著d2的增大，D模式下制造商有效零部件的回購價不斷增加。這是因為當(dāng)d2較大時，消費者對第三方維修中心與回收商的回收價之差較為敏感，這時候第三方維修中心能夠從回收商處吸引來更多的消費者。而此時回收商為了避免自身顧客的流失，也會提高產(chǎn)品有償回收價。制造商考慮到這一情況，會增加有效零部件的回購價以鼓勵回收商和第三方維修中心提高回收價?？紤]到d2的增大促進(jìn)了回收價格的增加，消費者更愿意將手中的舊產(chǎn)品交給回收企業(yè)，進(jìn)而使得制造商能夠回收更多的零部件用于再制造，導(dǎo)致制造商的最大利潤不斷增大。

圖3 d2對制造商回購價和利潤的影響

3 回收模式選擇

通過分析，可推導(dǎo)出以下命題：

命題3表明，從有償回收產(chǎn)品總數(shù)量的角度來看，當(dāng)M3較低且d2較高時，供應(yīng)鏈更趨向于選擇D模式，即考慮讓第三方維修中心加入供應(yīng)鏈中，承擔(dān)維修和回收工作。這樣有償回收產(chǎn)品的總數(shù)量更多，也更有利于環(huán)境的保護(hù)。這是因為當(dāng)M3較小時，第三方維修中心有償回收的動力較大，有償回收價格會提高，此時有償回收的廢舊電子產(chǎn)品數(shù)量也會相應(yīng)增大；同時，當(dāng)兩種渠道之間的競爭程度d2增加時，第三方維修中心和回收商的有償回收價格均會增加，這時消費者更愿意將手中的舊產(chǎn)品交給回收企業(yè)，導(dǎo)致回收產(chǎn)品的總數(shù)量增加。在這兩者的共同作用下D模式可以有償回收更多的產(chǎn)品。若M3較大，或者M(jìn)3和d2均較低時，供應(yīng)鏈更適合采用S模式。相應(yīng)的模式選擇如圖4所示。

圖4 模式選擇-有償回收總數(shù)量

由于

類似命題3，同樣以M3和d2為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。通過觀察發(fā)現(xiàn)，M3或者d2的增加不會對S模式下制造商的最優(yōu)利潤產(chǎn)生影響，但會使得D模式下制造商的最優(yōu)利潤增大。因此，當(dāng)M3或者d2較大時，D模式下制造商的最優(yōu)利潤更大；當(dāng)M3或者d2較小時，S模式下制造商的最優(yōu)利潤更大。

相比于S模式，D模式中由于第三方維修中心的加入，官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量可能會變化，一方面，隨著第三方維修中心的加入，官方維修中心的維修數(shù)量一部分會被分流走，導(dǎo)致其免費獲得零部件數(shù)量有所減少；另一方面，維修渠道多樣性的增加促進(jìn)了維修的便利性，刺激了維修需求的釋放，促使官方維修中心免費獲得零部件數(shù)量增加。如果最終結(jié)果是D模式下官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量不小于S模式，那么制造商選擇D模式可以獲得更大的利潤。這是因為兩種模式下制造商的利潤差別主要是官方維修中心免費獲得零部件進(jìn)行再制造的總節(jié)約成本以及有償回收的有效零部件進(jìn)行再制造的總節(jié)約成本，對于有償回收的有效零部件進(jìn)行再制造的總節(jié)約成本，D模式大于S(見命題4的證明)。當(dāng)M1≤M2時，雙回收渠道模式下官方維修中心免費獲得零部件進(jìn)行再制造的總節(jié)約成本(ε1M2Δ)大于單回收渠道模式下對應(yīng)的值(ε1M1Δ)。因此，這時候D模式下制造商的利潤更大。如果最終結(jié)果是D模式下官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量小于S模式，那么只有當(dāng)M1-M2的值較小，滿足S模式下免費零部件再制造帶來的總節(jié)約成本優(yōu)勢不超過D模式下有償回收的有效零部件再制造帶來的總節(jié)約成本優(yōu)勢時，制造商選擇D模式可以獲得更大的利潤。

圖5 模式選擇-制造商利潤

4 結(jié)論

本文研究了回收商單回收渠道模式、回收商與第三方維修中心雙回收渠道模式下回收再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈上企業(yè)的定價策略及回收模式選擇問題，得出一些有價值的結(jié)論：一是兩種模式下，官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量都只會對制造商的利潤產(chǎn)生影響，不會對制造商的回購價和回收商回收價產(chǎn)生影響。二是雙回收渠道模式下，第三方維修中心免費獲得的零部件數(shù)量增加會使制造商回購價降低、利潤增加。此外，第三方維修中心和回收商之間競爭程度的增加會使制造商有效零部件的回購價和利潤增加。不同于一般文獻(xiàn)的結(jié)論，本文發(fā)現(xiàn)雙回收渠道模式并不總是優(yōu)于單一回收模式。有趣的是維修中心免費獲得零部件的數(shù)量將較大地影響到供應(yīng)鏈回收模式的選擇。具體來說，從有償回收產(chǎn)品總數(shù)量最大化的角度來看，當(dāng)?shù)谌骄S修中心免費獲得零部件的數(shù)量較低且兩種渠道之間的競爭程度較高時，應(yīng)該選擇雙回收渠道模式。反之，當(dāng)?shù)谌骄S修中心免費獲得零部件的數(shù)量較高，或第三方維修中心免費獲得的零部件數(shù)量和兩種渠道之間的競爭程度都較低時，應(yīng)該選擇單回收渠道模式。從制造商利潤最大化的角度來看，若雙回收渠道模式下官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量相對于單回收渠道模式下的數(shù)量占優(yōu)，或者不占優(yōu)但比較接近時，制造商選擇雙回收渠道模式可以獲得更大的利潤；相反，若雙回收渠道模式下官方維修中心免費獲得零部件的數(shù)量比單回收渠道模式下相應(yīng)的數(shù)量少到一定程度時，選擇單回收渠道模式可獲得更大的利潤。

本文僅對回收商以及第三方維修中心這兩種回收渠道進(jìn)行了分析，市場上可能存在更多的回收渠道，在未來的研究中可以考慮多種渠道的選擇問題。此外，本文假設(shè)再制品和新產(chǎn)品是同質(zhì)的，然而現(xiàn)實中消費者對再制造和新制造產(chǎn)品的偏好可能有所不同。放松該假設(shè)，可以作為本文后續(xù)研究的方向。