考慮回收質(zhì)量不確定的新能源汽車(chē)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈決策研究

文/曾欣 賴(lài)晨蕓

本文研究了制造商、零售商、消費(fèi)者組成的新能源汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈，以新能源汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷(xiāo)售和回收過(guò)程為研究對(duì)象，利用Stackelberg博弈理論的方法，探討了新能源汽車(chē)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策，研究了回收品質(zhì)量對(duì)新能源汽車(chē)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈決策的影響。研究表明：新產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量隨著可再制造的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高而上升；再制品需求量隨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高而下降。

一、引言

隨著傳統(tǒng)石化能源的日益枯竭，國(guó)家越來(lái)越重視新能源的開(kāi)發(fā)和利用，并且大力的支持新能源汽車(chē)的發(fā)展。隨著人們可持續(xù)發(fā)展和低碳意識(shí)的提升，新能源汽車(chē)及其供應(yīng)鏈的管理已經(jīng)成了許多企業(yè)及學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。廢舊產(chǎn)品的回收再制造問(wèn)題也日益成為社會(huì)關(guān)注與研究的重點(diǎn)。據(jù)分析，滿(mǎn)足回收再制造質(zhì)量要求的廢舊品經(jīng)再制造生成的產(chǎn)品質(zhì)量及性能等各方面與新制造的產(chǎn)品并無(wú)二異，但是在生產(chǎn)過(guò)程中，相對(duì)于新產(chǎn)品可減少原材料、生產(chǎn)資源等一半以上的消耗量，提高了資源的循環(huán)利用率，同時(shí)也降低對(duì)環(huán)境的消極影響。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Stackelberg博弈理論，構(gòu)建了考慮回收品質(zhì)量的新能源汽車(chē)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型，并研究了回收品質(zhì)量水平對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響。

二、問(wèn)題描述與模型假設(shè)

（一）問(wèn)題描述。本文在考慮回收質(zhì)量不確定的情形下，構(gòu)建了一個(gè)由單個(gè)零售商與單個(gè)制造商的二級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈，在該模型中，制造商以全新材料和廢舊新能源汽車(chē)產(chǎn)品為原材料生產(chǎn)新產(chǎn)品，并將這些產(chǎn)品批發(fā)給零售商，零售商再將這些產(chǎn)品銷(xiāo)售給消費(fèi)者。零售商從消費(fèi)者手中回收廢舊產(chǎn)品，從而為制造商提供再制造的原材料，制造商根據(jù)產(chǎn)品回收質(zhì)量進(jìn)行再制造或報(bào)廢處理，如下圖1所示：

圖1 閉環(huán)供應(yīng)鏈運(yùn)作模式圖

（二）基本假設(shè)。為解決本文中的研究問(wèn)題，在符合一般性和可行性的前提下，對(duì)研究模型做出如下假設(shè)：假設(shè)1：假設(shè)回收質(zhì)量在［0，1］上均勻分布，f（q）為質(zhì)量密度函數(shù)。假設(shè)q0為新能源汽車(chē)可再制造的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，若q在q0至1之間則可以再制造，否則需要進(jìn)行廢棄處理，且產(chǎn)品報(bào)廢處理的成本為C1。假設(shè)2：F=θq，θ 代表回收質(zhì)量的價(jià)值系數(shù)，F(xiàn)表示制造商向零售商回收廢舊新能源汽車(chē)的價(jià)格；f=（1-r）F=（1-r）θq，f為零售商回收產(chǎn)品的價(jià)格，其中r∈（0，1）表示供應(yīng)鏈中零售商對(duì)廢舊產(chǎn)品處理能獲得的單位利潤(rùn)率。假設(shè)3：其中G=h+kf，G表示實(shí)際回收的數(shù)量，h表示消費(fèi)者無(wú)償提供的廢舊產(chǎn)品數(shù)量，k表示回收價(jià)格敏感系數(shù)，可再制造的廢舊產(chǎn)品數(shù)量為。假設(shè)4：D=a-bp（D>G）。其中，p表示市場(chǎng)需求量a為市場(chǎng)潛在需求量，b為銷(xiāo)售價(jià)格敏感系數(shù)。制造商生產(chǎn)的再制造產(chǎn)品和新產(chǎn)品的數(shù)量分別為Dr=G0和Dn=G-G0，以?xún)r(jià)格w批發(fā)給零售商。假設(shè)5：新品、再制品的生產(chǎn)成本為cn，cr，cr=cn-?q，其中? 為質(zhì)量成本系數(shù)，回收再制造產(chǎn)品的質(zhì)量越高，再制品的生產(chǎn)成本越低。

三、模型構(gòu)建分析

在設(shè)計(jì)和建立閉環(huán)供應(yīng)鏈模型時(shí)，制造商為領(lǐng)導(dǎo)者，以實(shí)現(xiàn)利益最大化為原則確定產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格和回購(gòu)價(jià)格。零售商為跟隨者，根據(jù)制造商的決策確定產(chǎn)品的零售價(jià)和廢舊產(chǎn)品回收價(jià)。根據(jù)假設(shè)，制造商和零售商利潤(rùn)表示如下：

由上述分析結(jié)果可以得到以下結(jié)論：

結(jié)論1：制造商的批發(fā)價(jià)格和由零售商的銷(xiāo)售價(jià)格與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)q0無(wú)關(guān)；制造商回收價(jià)格F和零售商回收價(jià)格f*隨著質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)q0的增加而降低。

證明：對(duì)制造商回收價(jià)格F*，零售商回收價(jià)格f*分別求質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的q0一階導(dǎo)數(shù)可得：證畢

結(jié)論2：新產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量隨著質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)q0的提高而上升；再制品隨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)q0提高而下降。

證明：對(duì)市場(chǎng)需求量D求關(guān)于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)q0的一階導(dǎo)數(shù)得：

即新產(chǎn)品需求量Dn隨著q0增大而增大；同理再制造產(chǎn)品的需求量Dr*隨著q0增大而減小。

分析結(jié)論可知，可再制造的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高時(shí)，供應(yīng)鏈中制造商的再制造產(chǎn)品質(zhì)量必然提高，但制造商最終給出的回收廢舊產(chǎn)品的價(jià)格必然升高，實(shí)際上制造商生產(chǎn)回收再制品的利潤(rùn)反而因此降低。在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高的前提下，制造商和零售商將盡可能多的降低廢舊產(chǎn)品的回收價(jià)格F與f，而回收數(shù)量將進(jìn)一步下降。

四、結(jié)語(yǔ)

本文利用斯塔克爾伯格博弈論的方法，通過(guò)建立可再制造的新能源汽車(chē)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，探討分析了新能源汽車(chē)的回收質(zhì)量對(duì)于閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響。得出相關(guān)結(jié)論如下：如果可再制造的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，從表面來(lái)看，或許會(huì)對(duì)再制造的產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生積極影響。但事實(shí)上并非如此，制造商生產(chǎn)的再制造品不會(huì)給自己帶來(lái)額外的利潤(rùn)。制造商將通過(guò)壓低產(chǎn)品回收價(jià)格來(lái)降低再制造成本。另外，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，導(dǎo)致了可再制造的廢舊產(chǎn)品數(shù)量的減少，制造商將著重生產(chǎn)新產(chǎn)品，而放緩再制品的生產(chǎn)，因而會(huì)產(chǎn)生一定的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題。本文的研究為新能源汽車(chē)再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈中的企業(yè)決策提供了參考與借鑒，但本文尚存在一定的不足之處，為方便研究，并未考慮政府的補(bǔ)償政策、供應(yīng)鏈的綠色偏好等，這也是今后進(jìn)一步研究的方向。