考慮再制造設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈競(jìng)合策略

蹇 潔，胡洪源，張鳳婷，李婷婷，蘇加福，3

(1.重慶郵電大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，重慶 400065；2.重慶工商大學(xué) 智能制造服務(wù)國(guó)際科技合作基地，重慶 400067;3.格樂(lè)大學(xué)，曼谷 泰國(guó) 10240)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，為應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化和資源短缺等問(wèn)題，兼顧環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的閉環(huán)供應(yīng)鏈成為了政府、企業(yè)和學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，再制造作為閉環(huán)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效減少了對(duì)資源的需求，提升了廢舊產(chǎn)品的利用率，對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，各國(guó)政府相繼制定強(qiáng)制法規(guī)，要求生產(chǎn)企業(yè)主動(dòng)承擔(dān)環(huán)保責(zé)任，尤其是在廢物處置和回收再制造方面[1]。我國(guó)也于2016年12月出臺(tái)了《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，對(duì)生產(chǎn)者提出了明確要求，積極推動(dòng)制造商加入到再制造環(huán)節(jié)。

為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展模式的深度實(shí)施，學(xué)者們探討了制造商進(jìn)行再制造的積極意義[2-5]，但由于缺乏相關(guān)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備，多數(shù)制造商無(wú)法開(kāi)展再制造業(yè)務(wù)[6-7]，進(jìn)而轉(zhuǎn)向了實(shí)施再制造設(shè)計(jì)，即將產(chǎn)品設(shè)計(jì)得有利于再制造(Design for Remanufacturing，DfRem)。如施樂(lè)和柯達(dá)公司通過(guò)再制造設(shè)計(jì)降低了復(fù)印機(jī)的再制造成本，資源消耗和廢物產(chǎn)生也減少了3倍[8-9]。然而，由于市場(chǎng)上存在大量獨(dú)立的再制造商，再制造設(shè)計(jì)降低了其再制造成本，卻增加了制造商的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本，形成再制造商“搭便車”現(xiàn)象；另一方面，新產(chǎn)品的市場(chǎng)份額也會(huì)被再制造品擠壓。因此，制造商通常不會(huì)也不愿意實(shí)施高水平的再制造設(shè)計(jì)，他們往往只追求最低要求水平，甚至出現(xiàn)虛假再制造設(shè)計(jì)的現(xiàn)象[10]。那么，如何提高再制造設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，又有效解決制造商與再制造商之間的矛盾是目前亟待解決的問(wèn)題。

目前，關(guān)于再制造設(shè)計(jì)的研究主要可分為兩個(gè)方面：①關(guān)于提升產(chǎn)品可再制造性的再制造設(shè)計(jì)方法研究，②關(guān)于再制造設(shè)計(jì)對(duì)制造商/再制造商決策的影響研究。關(guān)于提升產(chǎn)品可再制造性的再制造設(shè)計(jì)方法研究主要有：IJOMAH等[11]通過(guò)文獻(xiàn)回顧和案例研究分析了影響再制造設(shè)計(jì)的技術(shù)因素(材料、結(jié)構(gòu)、連接方式等)，并對(duì)再制造設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了優(yōu)化；HATCHER等[12]通過(guò)案例分析進(jìn)一步確定了影響再制造設(shè)計(jì)的內(nèi)外部運(yùn)營(yíng)因素(管理承諾、設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)、設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)等)；YANG等[13]采用模糊TOPSIS方法構(gòu)建了再制造性評(píng)估工具，以促進(jìn)再制造設(shè)計(jì)；KE等[14]提出了基于向量空間模型(Vector Space Model，VSM)和案例推理(Cases Based Reasoning，CBR)的智能再制造設(shè)計(jì)方法，以準(zhǔn)確提取再制造設(shè)計(jì)目標(biāo)并提高效率；ZHANG等[15]認(rèn)為在新產(chǎn)品再制造設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮舊產(chǎn)品報(bào)廢失效的因素，并提出一種基于舊產(chǎn)品故障信息反饋和多色集合的逆向再制造設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)出產(chǎn)品的新結(jié)構(gòu)和重新設(shè)計(jì)策略,以提高可再制造性。

關(guān)于再制造設(shè)計(jì)對(duì)制造商/再制造商決策的影響研究主要有：WU[16]構(gòu)建了基于再制造設(shè)計(jì)的博弈模型，指出制造商可通過(guò)調(diào)節(jié)再制造設(shè)計(jì)來(lái)應(yīng)對(duì)再制造商的威脅；SUBRAMANIAN等[17]在制造商再制造和再制造商再制造兩種模式下，探究了產(chǎn)品通用性對(duì)再制造供應(yīng)鏈決策的影響；朱慶華等[18]建立三階段博弈模型，探討了再制造設(shè)計(jì)在閉環(huán)供應(yīng)鏈的作用，并分析了集中與分散決策下利潤(rùn)的變化。肖璐等[19]在再制造設(shè)計(jì)下研究了政府生產(chǎn)稅對(duì)制造商/再制造商的影響，提出了制造商可以調(diào)整產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)改變舊產(chǎn)品的回收數(shù)量；夏西強(qiáng)等[20-21]研究了再制造設(shè)計(jì)在不同補(bǔ)貼政策下的變化情況，進(jìn)一步分析了主動(dòng)再制造設(shè)計(jì)下制造商與再制造商的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；劉志等[1]從產(chǎn)品模塊化水平出發(fā)，探究了其對(duì)制造商/再制造商的決策、再制造率以及環(huán)保效率的影響。

上述文獻(xiàn)分別從再制造設(shè)計(jì)的方法和影響兩個(gè)角度研究了再制造設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，但均未探討再制造設(shè)計(jì)背景下制造商和再制造商的競(jìng)合策略選擇問(wèn)題，以及不同策略下再制造設(shè)計(jì)水平的差異情況。此外，也有學(xué)者從專利保護(hù)視角研究了制造商如何應(yīng)對(duì)再制造商的競(jìng)爭(zhēng)威脅；熊中楷等[22]提出制造商設(shè)置專利授權(quán)費(fèi)來(lái)削弱再制造商的競(jìng)爭(zhēng)地位；易余胤等[23]，ZHANG等[24]，曹柬等[25]分別分析了不同專利費(fèi)用模式、不同再制造模式以及不同專利保護(hù)模式對(duì)供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)、環(huán)境以及再制造績(jī)效的影響；朱賓欣等[26]則指出了當(dāng)再制造商進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，制造商將進(jìn)一步提高專利許可費(fèi)；趙曉敏等[27]也從制造商綠色創(chuàng)新視角出發(fā)研究了專利授權(quán)下制造商與再制造商的博弈決策。

以上研究多是從競(jìng)爭(zhēng)角度出發(fā)討論制造商利用再制造設(shè)計(jì)或?qū)＠Ｗo(hù)來(lái)應(yīng)對(duì)再制造商的挑戰(zhàn)，但沒(méi)有探究雙方是否存在合作互利的可能。除了競(jìng)爭(zhēng)模式，制造商與再制造商采取合作模式時(shí)，是否會(huì)促進(jìn)再制造設(shè)計(jì)水平的提高？何種條件下雙方愿意接受這種合作？與專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式相比，再制造設(shè)計(jì)水平、雙方利潤(rùn)、供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)以及環(huán)境績(jī)效等又將如何變化？目前這些問(wèn)題都尚待進(jìn)一步深入探討，僅少數(shù)關(guān)于制造商與再制造商合作的研究為本文提供了啟發(fā)：王凱等[28]研究了合作模式(制造商銷售再制造商再制造的產(chǎn)品)下，雙方的最優(yōu)價(jià)格策略，并給出了雙方選擇合作的必要條件；WU等[29]研究了在兩種合作模式下(技術(shù)許可以及成立合資企業(yè))制造商與再制造商的均衡決策，比較了兩種合作模式的性能；孫浩等[30]研究了在兩種競(jìng)爭(zhēng)模式以及合作模式下制造商與再制造商的最優(yōu)策略；王娜等[31]在碳排放約束和不同消費(fèi)者偏好的背景下，構(gòu)建了制造商與再制造商的競(jìng)合博弈模型，探討了碳稅對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響；夏西強(qiáng)等[32]研究了在外包再制造的合作模式下再制造設(shè)計(jì)對(duì)供應(yīng)鏈的影響，并分析了制造商承擔(dān)再制造設(shè)計(jì)費(fèi)用以及再制造商承擔(dān)再制造設(shè)計(jì)費(fèi)用兩種方式對(duì)再制造設(shè)計(jì)努力程度、回收率、利潤(rùn)的影響。但以上研究仍存在不足之處，文獻(xiàn)[28-31]分別從不同權(quán)力主導(dǎo)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下對(duì)競(jìng)爭(zhēng)與合作模式進(jìn)行了比較，文獻(xiàn)[28]將再制造商視為市場(chǎng)主導(dǎo)者，文獻(xiàn)[30]也認(rèn)為在合作模式下再制造商擁有再制造品轉(zhuǎn)移價(jià)格的定價(jià)權(quán)，而在現(xiàn)實(shí)中更常見(jiàn)的是制造商作為市場(chǎng)主導(dǎo)者且在雙方合作時(shí)更具價(jià)格話語(yǔ)權(quán)，同時(shí)這些研究均未考慮再制造設(shè)計(jì)對(duì)競(jìng)合策略的影響。僅有文獻(xiàn)[32]在外包再制造的合作模式下研究了再制造設(shè)計(jì)對(duì)供應(yīng)鏈的影響，但也沒(méi)有與競(jìng)爭(zhēng)模式進(jìn)行比較。

因此，本文在制造商開(kāi)展再制造設(shè)計(jì)的背景下，研究制造商與再制造商在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式、不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式以及合作模式下的最優(yōu)博弈策略。旨在探討與競(jìng)爭(zhēng)模式相比，合作模式能否在提高再制造設(shè)計(jì)水平的同時(shí)又有效緩解雙方的矛盾，進(jìn)一步分析再制造設(shè)計(jì)背景下雙方競(jìng)合策略的選擇，并找出策略選擇的條件，最終為現(xiàn)實(shí)中閉環(huán)供應(yīng)鏈參與方的策略選擇提供重要理論指導(dǎo)。本文的創(chuàng)新之處在于：①在競(jìng)爭(zhēng)模式中，同時(shí)考慮了再制造設(shè)計(jì)水平和專利保護(hù)對(duì)制造商和再制造商競(jìng)合策略的影響，更符合現(xiàn)實(shí)情況；②在制造商作為市場(chǎng)主導(dǎo)者的背景下探究了雙方新的合作模式，即制造商提升再制造設(shè)計(jì)水平并免收專利許可費(fèi)，推動(dòng)再制造商進(jìn)行回收再制造，同時(shí)再制造商不進(jìn)行銷售，而是由制造商收購(gòu)再制造產(chǎn)品并進(jìn)行統(tǒng)一銷售，其中再制造品轉(zhuǎn)移價(jià)格也是由制造商主導(dǎo)確定；③在模型求解方面，本文將博弈雙方視為遠(yuǎn)視者，在第一周期決策的同時(shí)就考慮該決策對(duì)第二周期的影響，將兩周期總收益最大化視為各自的決策目標(biāo)。

1 模型描述與相關(guān)假設(shè)

1.1 模型描述

本文研究的兩周期閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)由單一制造商和再制造商構(gòu)成。其中:第一周期是指新產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售，直至出現(xiàn)再制造商回收廢舊產(chǎn)品的全過(guò)程，第一周期內(nèi)市場(chǎng)中還不存在再制造品；第二周期是指再制造商從消費(fèi)者手中回收廢舊產(chǎn)品并再制造，到再制造品銷售給消費(fèi)者的全過(guò)程，同時(shí)該周期內(nèi)制造商也不斷地生產(chǎn)銷售新產(chǎn)品，第二周期內(nèi)市場(chǎng)中同時(shí)存在新產(chǎn)品和再制造品?？紤]再制造設(shè)計(jì)下，建立模型A：專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式；模型B：不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式；模型C：合作模式，這3種再制造博弈模型如圖1所示。

在3種模型下，制造商都只在第一周期進(jìn)行再制造設(shè)計(jì)，并在第二周期保持產(chǎn)品設(shè)計(jì)不變。第二周期中，在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，再制造商需向制造商交納專利授權(quán)費(fèi)用，才能進(jìn)行再制造和銷售業(yè)務(wù)(如三一重工、彼得卡勒等公司通過(guò)專利授權(quán)允許再制造企業(yè)實(shí)施回收再制造[25])；而在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，再制造商則不需要向制造商繳納專利授權(quán)費(fèi)用即可進(jìn)行再制造和銷售活動(dòng)(如Repeat-O-Type公司再制造惠普公司生產(chǎn)的墨盒[33])；在合作模式下，再制造商回收再制造廢舊產(chǎn)品后，將再制造產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)賣給制造商，此時(shí)制造商不向再制造商收取專利授權(quán)費(fèi)用，而是主導(dǎo)確定再制造產(chǎn)品的轉(zhuǎn)賣價(jià)格，最后由制造商統(tǒng)一銷售新舊兩種產(chǎn)品。

1.2 符號(hào)說(shuō)明

本文符號(hào)說(shuō)明如表1所示。其中：i=A,B,C分別表示考慮再制造設(shè)計(jì)下，專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式、不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式以及合作模式；j=1,2分別表示第一周期和第二周期。

表1 符號(hào)說(shuō)明

1.3 相關(guān)假設(shè)

假設(shè)1制造商與再制造商在對(duì)稱且完全的信息下追求兩周期利潤(rùn)最大化，且雙方都是遠(yuǎn)見(jiàn)的決策者，其中制造商為Stackelberg博弈的主導(dǎo)者。

假設(shè)2再制造商將廢舊產(chǎn)品全部投入再制造，且再制造產(chǎn)品在第二周期全部投放市場(chǎng)。

假設(shè)4再制造產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本小于新產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本，即Cr

2 三種再制造博弈模型

2.1 模型A：專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式

(1)

(2)

(3)

上述問(wèn)題為完全信息動(dòng)態(tài)博弈，采用逆向歸納法求解，即從動(dòng)態(tài)博弈的最后一個(gè)階段逐步往前推理歸納，以求解動(dòng)態(tài)博弈的均衡結(jié)果。求解過(guò)程如下：

(4)

求解式(4)可得τA的反應(yīng)函數(shù)為：

(5)

根據(jù)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

將式(11)和式(12)反代回式(5)～式(7)，得到

的反應(yīng)函數(shù)為：

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

即可求得最優(yōu)解。定理1得證。

將式(18)和式(19)反代回式(11)～式(14)，并結(jié)合需求與價(jià)格的關(guān)系，可推出

整理如下：

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

2.2 模型B：不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式

(26)

(27)

(28)

上述問(wèn)題為完全信息動(dòng)態(tài)博弈，求解過(guò)程與模型A的求解過(guò)程類似，在此省略，具體求解過(guò)程及定理證明過(guò)程詳見(jiàn)附錄。最終得到模型B的各最優(yōu)解和定理3如下：

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

2.3 模型C：合作模式

(34)

(35)

(36)

上述問(wèn)題為完全信息動(dòng)態(tài)博弈，求解過(guò)程與模型A的求解過(guò)程類似，在此省略，具體求解過(guò)程及定理證明過(guò)程詳見(jiàn)附錄。最終得到模型C的各最優(yōu)解和定理4如下：

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

3 模型對(duì)比分析

由定理1～定理4可以總結(jié)得到本文3個(gè)模型都存在最優(yōu)解的約束條件為：

(43)

為確保模型之間的可對(duì)比性，本文后續(xù)的對(duì)比分析和數(shù)值仿真，均在滿足式(43)的約束條件下進(jìn)行。

證明根據(jù)定理1～定理4，并結(jié)合

的表達(dá)式便可得出

同時(shí)，為比較

的大小，不妨將二者作差得到：

(44)

(1)在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，制造商由于僅有渠道主導(dǎo)權(quán)而無(wú)專利權(quán)，同時(shí)在第一周期內(nèi)市場(chǎng)中尚不存在再制造品，因此制造商將提高第一期新產(chǎn)品價(jià)格，進(jìn)而削減可回收的廢舊產(chǎn)品數(shù)量，從源頭限制再制造品的產(chǎn)出，此時(shí)第一期新產(chǎn)品價(jià)格高于另外兩種模式；而在第二周期內(nèi)市場(chǎng)中出現(xiàn)再制造品，又由于缺乏專利權(quán)來(lái)保障自身利益，制造商不得不通過(guò)降低第二期新產(chǎn)品價(jià)格來(lái)?yè)Q取銷量以削弱再制造產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)地位，此時(shí)第二期新產(chǎn)品價(jià)格低于另外兩種模式。

(2)在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，制造商既有渠道主導(dǎo)權(quán)又有專利權(quán)，雖然需要承擔(dān)再制造設(shè)計(jì)的成本，但可通過(guò)收取專利授權(quán)費(fèi)用來(lái)轉(zhuǎn)嫁成本，以阻止再制造商搭便車。同樣地，在合作模式下，由于制造商掌握了再制造產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移價(jià)格定價(jià)權(quán)和銷售權(quán)，可通過(guò)調(diào)整再制造品的轉(zhuǎn)移價(jià)格和銷售策略，亦可避免再制造產(chǎn)品對(duì)新產(chǎn)品市場(chǎng)份額的擠壓。因此，在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式以及合作模式下，制造商愿意設(shè)置相對(duì)較低的第一期新產(chǎn)品價(jià)格，并在第二周期保持新產(chǎn)品價(jià)格不變，為再制造商提供更多的舊產(chǎn)品，最終為自身帶來(lái)更大的利潤(rùn)空間。更進(jìn)一步地，相較于專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式，在合作模式下制造商會(huì)設(shè)置更低的第一期產(chǎn)品價(jià)格，這也反映了在應(yīng)對(duì)再制造商的挑戰(zhàn)時(shí)，再制造產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移價(jià)格定價(jià)權(quán)和銷售權(quán)的雙重作用要大于專利權(quán)的作用。

定理7在滿足式(43)的約束條件下，最優(yōu)再制造設(shè)計(jì)水平有ξB*<ξA*<ξC*。

證明根據(jù)定理1～定理4，并結(jié)合ξA*，ξB*，ξC*的表達(dá)式便可得出ξB*<ξA*，ξB*<ξC*。同時(shí)，為比較ξA*，ξC*的大小，不妨將二者作差得到：

(45)

由定理2可知，式(45)分子小于0，又由定理1和定理4可知式(45)分母大于0，可知式(45)小于0，因此可得ξA*<ξC*。定理7得證。

定理7表明，與另外兩種模式相比，在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，制造商僅有渠道主導(dǎo)權(quán)而無(wú)專利權(quán)，同時(shí)其也需承擔(dān)再制造設(shè)計(jì)成本，制造商由于無(wú)法有效地阻止再制造商搭便車，自身利潤(rùn)將受損，會(huì)主動(dòng)降低再制造設(shè)計(jì)水平，甚至拒絕進(jìn)行再制造設(shè)計(jì)來(lái)保障自身權(quán)益，此時(shí)再制造設(shè)計(jì)水平低于另外兩種模式。進(jìn)一步分析，與專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式相比，制造商在合作模式下更愿意投入再制造設(shè)計(jì)，這表明在促進(jìn)新產(chǎn)品的再制造設(shè)計(jì)方面，制造商與再制造商的協(xié)同作用大于單一的專利限制的競(jìng)爭(zhēng)作用。

4 數(shù)值仿真

鑒于模型的復(fù)雜性，本章通過(guò)數(shù)值仿真對(duì)三種模式下新產(chǎn)品和再制造品的價(jià)格、回收率、雙方利潤(rùn)和供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)等進(jìn)行比較，并對(duì)模型和定理的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。參考文獻(xiàn)[30,32]，并在滿足約束條件下設(shè)定G=50,Cn=20,Cr=20,θ=0.7,λ=1.1,k=1.2,δn=0.4,δr=0.5，3種模式的均衡結(jié)果如表2所示。

表2 三種模式下的均衡結(jié)果

由表2可知，在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下，新產(chǎn)品第一期價(jià)格最高，新產(chǎn)品第二期價(jià)格最低，再制造設(shè)計(jì)水平最低。這表明制造商在無(wú)專利權(quán)保護(hù)時(shí)，其通過(guò)提高第一期新產(chǎn)品價(jià)格來(lái)削減可回收的廢舊產(chǎn)品數(shù)量，在第二期實(shí)施降價(jià)促銷來(lái)提升新產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)主動(dòng)降低再制造設(shè)計(jì)水平以阻止再制造商搭便車，這也驗(yàn)證了定理5～定理7；然而，此時(shí)制造商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)最低，再制造品價(jià)格最低，再制造品數(shù)量、舊產(chǎn)品回收率和再制造商利潤(rùn)均最高。這也表明在無(wú)專利保護(hù)時(shí)，雖然制造商積極采取行動(dòng)來(lái)抵御再制造的威脅，但仍無(wú)濟(jì)于事，制造商以及供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)出現(xiàn)了大幅下滑。此時(shí)再制造商將積極從事舊產(chǎn)品的回收再制造，回收率達(dá)到最大，更有利于綠色發(fā)展；此外，由于在第二周期能夠買到相對(duì)低價(jià)的新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品，對(duì)于消費(fèi)者而言也更加有利。

在另外兩種模式下，與專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式相比，合作模式下新產(chǎn)品第一期價(jià)格、第二期價(jià)格以及再制造品價(jià)格均更低，再制造設(shè)計(jì)水平、再制造品數(shù)量、舊產(chǎn)品回收率、制造商利潤(rùn)、再制造商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)都更高。這表明在合作模式下，雖然制造商以失去專利權(quán)為代價(jià)獲得了再制造品的銷售權(quán)，但其仍然可以通過(guò)調(diào)整再制造品轉(zhuǎn)移價(jià)格來(lái)保障自身權(quán)益，并沒(méi)有失去Stackelberg博弈的領(lǐng)導(dǎo)地位，再制造產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移價(jià)格定價(jià)權(quán)和銷售權(quán)的雙重作用要大于專利權(quán)的作用。更進(jìn)一步地，合作模式下新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的價(jià)格均更低，更有利于消費(fèi)者；回收率更高，更有利于綠色發(fā)展；再制造設(shè)計(jì)水平達(dá)到最高，表明在促進(jìn)再制造設(shè)計(jì)方面，制造商與再制造商的協(xié)同作用大于單一專利限制的競(jìng)爭(zhēng)作用，這也進(jìn)一步驗(yàn)證了定理7；制造商以及供應(yīng)鏈的整體利潤(rùn)均達(dá)到了最高，再制造商利潤(rùn)也相對(duì)更高。

由此可見(jiàn)，相較于競(jìng)爭(zhēng)模式，在合作模式下制造商將主動(dòng)提升再制造設(shè)計(jì)水平并免收專利許可費(fèi)，再制造商則將生產(chǎn)的再制造產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)賣給制造商，由制造商統(tǒng)一銷售。此時(shí)，制造商利潤(rùn)、供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)將達(dá)到最大，而回收率和再制造商利潤(rùn)也將高于專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式。由此論證了這一新的合作模式，無(wú)論是在促進(jìn)再制造設(shè)計(jì)水平、回收率的提升，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的方面，還是在促進(jìn)雙方利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)的提升方面，都優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)模式。

此外，本文分析了3種模式下，消費(fèi)者的再制造產(chǎn)品支付意愿變化對(duì)博弈雙方最優(yōu)決策的影響，仿真結(jié)果如圖2～圖10所示。

由圖2和圖3可知，在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式時(shí)，第一期新產(chǎn)品價(jià)格逐漸遞增，這是由于隨著消費(fèi)者對(duì)再制造品支付意愿的提升，再制造品的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)進(jìn)一步增加，此時(shí)制造商由于沒(méi)有足夠權(quán)力來(lái)保障自身權(quán)益，則會(huì)通過(guò)提高第一期新產(chǎn)品價(jià)格并降低再制造設(shè)計(jì)水平來(lái)限制再制造品數(shù)量。而在另外兩種模式下，第一期新產(chǎn)品價(jià)格則是先降低后增長(zhǎng)，這是因?yàn)樵谶@兩種模式下制造商能夠通過(guò)專利權(quán)和轉(zhuǎn)移價(jià)格定價(jià)權(quán)來(lái)保障自身權(quán)益，當(dāng)消費(fèi)者支付意愿在一定范圍內(nèi)增長(zhǎng)時(shí)，制造商通過(guò)降低第一期新產(chǎn)品價(jià)格和提高再制造設(shè)計(jì)水平來(lái)促進(jìn)回收再制造，反而會(huì)提升自身收益；而當(dāng)消費(fèi)者支付意愿超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，再制造品給制造商帶來(lái)的損失將超過(guò)其帶來(lái)的收益，此時(shí)制造商不得不重新提高價(jià)格并降低再制造設(shè)計(jì)水平來(lái)保障自身利益；更進(jìn)一步地，合作模式下的第一期新產(chǎn)品價(jià)格低于專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式，這驗(yàn)證了定理5，而合作模式下的再制造設(shè)計(jì)水平則高于專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式，從而也驗(yàn)證了定理7。

由圖4～圖7可知，再制造品價(jià)格、回收率、專利授權(quán)費(fèi)以及再制造品單位轉(zhuǎn)移價(jià)格都是隨著消費(fèi)者支付意愿的提高而增加的。這是由于隨著消費(fèi)者對(duì)再制造產(chǎn)品認(rèn)可度的提升，再制造商的議價(jià)能力得到提升，再制造品的售價(jià)和轉(zhuǎn)移價(jià)格都會(huì)相應(yīng)增加，同時(shí)也將促進(jìn)再制造商進(jìn)行回收再制造，而此時(shí)制造商則會(huì)提升專利授權(quán)費(fèi)來(lái)限制再制造商。

由圖8可知，制造商總利潤(rùn)在合作模式下最高，在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下最低，且隨著消費(fèi)者支付意愿的增長(zhǎng)，合作模式下總利潤(rùn)逐步增加，但不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下總利潤(rùn)逐步降低。由圖9可知，再制造商總利潤(rùn)，在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下最高，在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下最低，且都隨著消費(fèi)者支付意愿的增長(zhǎng)而逐步增加。上述結(jié)果表明，制造商無(wú)論是否具有專利權(quán)都更愿意選擇合作，而再制造商只有在具有專利保護(hù)的情況下才愿意與制造商合作。因此，對(duì)制造商而言，當(dāng)進(jìn)行再制造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能掌握產(chǎn)品專利權(quán)并積極尋求合作，而非主張專利保護(hù)來(lái)抵制再制造商。當(dāng)制造商擁有專利權(quán)時(shí)，再制造商也具備合作意向，此時(shí)雙方將同時(shí)致力于提升再制造品的認(rèn)可程度；而當(dāng)制造商無(wú)法獲得專利保護(hù)時(shí)，雙方都將致力于提升各自產(chǎn)品的消費(fèi)者支付意愿。由圖10可知，從渠道收益的角度分析，合作模式下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)最高，不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下最低，因此雙方合作也是保障供應(yīng)鏈系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的最佳選擇。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文在制造商開(kāi)展再制造設(shè)計(jì)的背景下，分別建立了制造商與再制造商在專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式、不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式以及合作模式下的兩周期博弈模型。采用逆向歸納和數(shù)值仿真比較了3種模式下的價(jià)格、再制造設(shè)計(jì)水平、回收率和利潤(rùn)等，進(jìn)一步分析了消費(fèi)者支付意愿對(duì)各均衡解和利潤(rùn)的影響。主要結(jié)論有：①只有當(dāng)制造商擁有專利權(quán)時(shí)再制造商才會(huì)選擇合作，否則會(huì)選擇競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)再制造商會(huì)努力提升再制造品的市場(chǎng)認(rèn)可度以獲得更多利潤(rùn)；②制造商無(wú)論是否擁有專利權(quán)都更愿意選擇合作，當(dāng)制造商擁有專利權(quán)時(shí)并不會(huì)主張專利保護(hù)來(lái)抵制再制造商，而是會(huì)利用專利權(quán)迫使再制造商與其合作，此時(shí)制造商也將致力于提升再制造品的市場(chǎng)認(rèn)可度以獲得更多利潤(rùn)；③當(dāng)雙方合作時(shí)，制造商將主動(dòng)提高再制造設(shè)計(jì)水平并免收專利許可費(fèi)，以此促進(jìn)回收再制造，此時(shí)再制造設(shè)計(jì)水平達(dá)到最高，同時(shí)再制造商也不再銷售再制造品，而是由制造商收購(gòu)后統(tǒng)一銷售新產(chǎn)品和再制造品，此時(shí)制造商利潤(rùn)達(dá)到最高，再制造商利潤(rùn)也將高于專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式；④渠道總利潤(rùn)在不具專利保護(hù)的競(jìng)爭(zhēng)模式下最低，在合作模式下最高，因此需避免缺乏專利保護(hù)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，并推動(dòng)協(xié)同合作來(lái)保障供應(yīng)鏈系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展。

然而本文只考慮了由制造商和單一再制造商組成的簡(jiǎn)單閉環(huán)供應(yīng)鏈，沒(méi)有考慮由制造商、零售商以及再制造商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，以及多個(gè)再制造商進(jìn)行回收再制造的情況。因此，考慮由制造商、零售商以及多個(gè)再制造商構(gòu)成的供應(yīng)鏈，探究各方的競(jìng)合策略選擇，是值得進(jìn)一步研究的。同時(shí)，由于市場(chǎng)需求的不確定性，將模型拓展至不確定需求環(huán)境也將是未來(lái)研究的方向。