大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與下考慮生態(tài)設(shè)計和動態(tài)回收率的閉環(huán)供應(yīng)鏈決策研究

王建華，張明瑤，陳慧敏

（江南大學(xué)商學(xué)院，江蘇無錫 214122）

1 研究背景

我們已經(jīng)步入大數(shù)據(jù)時代，越來越多的信息以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，大數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展正在推動社會和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與轉(zhuǎn)型。隨著時代的發(fā)展，大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)量愈加龐大，數(shù)據(jù)類型愈加豐富，數(shù)據(jù)的價值密度不斷下降，所需處理技術(shù)更強(qiáng)等特點，這對企業(yè)來說既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。在閉環(huán)供應(yīng)鏈中運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以幫助決策者克服有限理性，提升數(shù)據(jù)帶來的科學(xué)化決策水平，提高企業(yè)的競爭優(yōu)勢［1］，優(yōu)化企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，以及推進(jìn)企業(yè)技術(shù)升級［2］，提升企業(yè)應(yīng)對供應(yīng)鏈風(fēng)險的水平［3］，提升企業(yè)聲譽［4］，使企業(yè)在大數(shù)據(jù)背景下獲得新的發(fā)展動力［5］，實現(xiàn)閉環(huán)供應(yīng)鏈經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及社會三重效益的提升。對于零售企業(yè)來說，大數(shù)據(jù)可以幫助其了解市場的變化，分析顧客習(xí)慣，從而優(yōu)化產(chǎn)品供給，吸引顧客，促進(jìn)差異化市場競爭［6］，還可以優(yōu)化物流，增強(qiáng)客戶滿意度［7］。對于回收企業(yè)來說，利用大數(shù)據(jù)可以改善逆向物流網(wǎng)點布局，促進(jìn)回收［8］，可以改變回收行業(yè)的盈利模式，促進(jìn)回收行業(yè)的發(fā)展［9］。零售商與回收商合作，利用大數(shù)據(jù)服務(wù)商的大數(shù)據(jù)服務(wù)，可以提高回收率，提高供應(yīng)鏈的整體利益［10］。

隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化程度的加深，我國產(chǎn)品正面臨綠色貿(mào)易壁壘的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，來自各方面的壓力促使制造業(yè)向綠色轉(zhuǎn)型，切實開展生態(tài)設(shè)計,以順應(yīng)綠色供應(yīng)鏈發(fā)展的潮流［11］，我國《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》也明確將促進(jìn)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計列入制度建設(shè)目標(biāo)：到2025年，產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計普遍推行［12］。對產(chǎn)品進(jìn)行生態(tài)設(shè)計，可以提高廢棄產(chǎn)品的循環(huán)再利用水平［13］，提高回收效率以及再制造效率［14］，滿足環(huán)保意識日益增強(qiáng)的消費者綠色需求，增強(qiáng)再制造產(chǎn)品的市場競爭力，減少產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的污染。此外，生態(tài)設(shè)計可以降低新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的成本［15］，可以提升企業(yè)的核心競爭力，增加企業(yè)利潤［16］，制造商還可以通過改變產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計水平來控制產(chǎn)品的數(shù)量［17］，提高消費者對產(chǎn)品的支付意愿［18］，提高銷量［19］，促進(jìn)制造商和零售商獲得更高的收益［20］，增加閉環(huán)供應(yīng)鏈的整體收益。

政府政策可以影響企業(yè)的決策，在提高閉環(huán)供應(yīng)鏈效率中扮演著重要的角色。政府采用不同的政策對企業(yè)的激勵效果也不同［21］，當(dāng)其采用獎勵—懲罰機(jī)制時，可以提高制造企業(yè)回收率和綠色努力水平［22］。當(dāng)其采用混同政策時，可以促進(jìn)制造商與回收商簽訂激勵機(jī)制［23］，提高回收商回收努力水平［24］。當(dāng)政府采用合適的減費模式時，可以提高回收率［25］，實現(xiàn)“前端生態(tài)設(shè)計”和“后端回收利用”雙贏優(yōu)勢［26］。政府補(bǔ)貼政策可以引導(dǎo)制造企業(yè)承擔(dān)生態(tài)設(shè)計的責(zé)任［27］，可以提高回收商回收積極性，促使其不斷改變回收方法，促進(jìn)閉環(huán)供應(yīng)鏈各主體利潤的增長，補(bǔ)貼的增加還能夠促進(jìn)社會福利的發(fā)展［28］。

大數(shù)據(jù)服務(wù)商既可以協(xié)助營銷又可以協(xié)助回收，零售商與回收商共同承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費優(yōu)于只有一方承擔(dān)［29］。對不同服務(wù)類型的選擇以及相關(guān)定價決策都會影響閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的平衡。但是目前有關(guān)大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與下考慮制造商生態(tài)設(shè)計水平以及政府補(bǔ)貼的閉環(huán)供應(yīng)鏈決策研究成果不多。因此，本文綜合考慮了生態(tài)設(shè)計水平與政府補(bǔ)貼，研究了零售商與回收商共同承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷與回收的均衡策略，探究了不同大數(shù)據(jù)服務(wù)方式以及政府補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響。

2 模型建立與求解

2.1 模型假設(shè)與符號說明

本文考慮由單個制造商、單個零售商、單個第三方回收商以及單個大數(shù)據(jù)服務(wù)商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈動態(tài)系統(tǒng)，制造商負(fù)責(zé)生產(chǎn)新產(chǎn)品和再制造品。零售商負(fù)責(zé)銷售兩種產(chǎn)品?；厥丈特?fù)責(zé)回收廢舊產(chǎn)品并將其轉(zhuǎn)移給制造商。大數(shù)據(jù)服務(wù)商負(fù)責(zé)協(xié)助零售商營銷和協(xié)助回收商回收，零售商和回收商共同承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費。4個主體之間進(jìn)行Stackelberg博弈，制造商為領(lǐng)導(dǎo)者，博弈順序為：首先，制造商決定批發(fā)價和生態(tài)設(shè)計水平。其次，零售商決定售價。再次，回收商決定其回收努力水平。最后，大數(shù)據(jù)服務(wù)商決定其服務(wù)努力水平。

為簡化模型，做如下假設(shè)：

（1）新產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本大于再制造產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本。回收的全部廢舊產(chǎn)品都能被加工成再制造產(chǎn)品，且Δ＞i(Δ=cn-cr)。新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品同質(zhì)，各方面無明顯差異，采用相同定價。

（2）各主體均為風(fēng)險中性且完全理性，所有信息為共有知識。

（3）市場供需關(guān)系平衡。制造商產(chǎn)量為市場需求量。涉及符號如表1所示，其中0≤λ≤1，0≤f≤1，f=0時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商只協(xié)助回收，f=1時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商只協(xié)助營銷，f=0.5時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商以相同的服務(wù)水平同時協(xié)助回收與營銷。

表1 參數(shù)符號及含義

表1（續(xù)）

（4）制造商的生態(tài)設(shè)計成本是一次性投入，為kg2/2［30］。回收商的回收成本為k1φ2/2。

回收率除了受回收商回收努力水平和大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收的影響外，還會受到其他外部環(huán)境和不可控因素的影響。例如：政府頒布回收補(bǔ)貼政策、加大對廢舊產(chǎn)品回收的宣傳等外部激勵可以促進(jìn)回收工作，這些激勵對回收率的影響程度用η表示；政府出臺更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)、消費者環(huán)境意識衰退等外部約束會阻礙回收工作，這些約束對回收率的影響程度用γ表示；廢舊產(chǎn)品回收過程中受消費者習(xí)慣等不可控因素的隨機(jī)擾動影響，用表示。綜合上述影響因素，參考Ma等［31］的研究，且為了簡化計算復(fù)雜程度，假設(shè)，最終回收率演進(jìn)過程可刻畫為如下伊藤過程：

市場需求受產(chǎn)品零售價格的影響，隨著零售價格的上升而減少，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷能夠使需求量增加。此外，產(chǎn)品采用生態(tài)設(shè)計，能滿足消費者的綠色需求，也可以增加市場需求量。因此，市場需求可以描述為：

2.2 閉環(huán)供應(yīng)鏈隨機(jī)微分博弈模型

制造商通過批發(fā)新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品給零售商獲得收益，其成本涉及新產(chǎn)品與再制品的制造成本、支付給回收商的廢舊產(chǎn)品回收成本以及生態(tài)設(shè)計成本，此外，每售出一單位產(chǎn)品還可以獲得政府的生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼s。為了簡化，下文表述方程時都省略時間變量t，因此，制造商目標(biāo)泛函表示為：

零售商的收益主要為產(chǎn)品銷售收入，成本為產(chǎn)品的購入成本和大數(shù)據(jù)服務(wù)費。因此，零售商目標(biāo)泛函表示為：

回收商的收益主要源于向制造商轉(zhuǎn)售廢舊產(chǎn)品以及每回收一單位廢舊產(chǎn)品獲得的政府補(bǔ)貼，其成本為回收設(shè)施投入、支付給消費者的廢舊產(chǎn)品回收成本以及大數(shù)據(jù)服務(wù)費用。因此，回收商目標(biāo)泛函表示為：

大數(shù)據(jù)服務(wù)商的收益為零售商和回收商支付的大數(shù)據(jù)服務(wù)費，成本為提供大數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)成本。因此，大數(shù)據(jù)服務(wù)商目標(biāo)泛函表示為：

用Vi(i=m,r,t,d)分別表示制造商、零售商、回收商、大數(shù)據(jù)服務(wù)商的價值函數(shù)，Vi'為閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員最優(yōu)利潤關(guān)于回收率的一階偏導(dǎo)，Vi'為各成員最優(yōu)利潤關(guān)于回收率的二階偏導(dǎo)。利用最優(yōu)控制連續(xù)動態(tài)規(guī)劃理論，制造商、零售商、回收商和大數(shù)據(jù)服務(wù)商決策階段HJB方程表示如下：

命題1制造商最優(yōu)批發(fā)價格和最優(yōu)生態(tài)設(shè)計水平、零售商最優(yōu)零售價、回收商最優(yōu)回收努力水平以及大數(shù)據(jù)服務(wù)商最優(yōu)服務(wù)水平分別為：

證明：閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員之間進(jìn)行制造商為領(lǐng)導(dǎo)者的Stackelberg主從博弈，制造商首先進(jìn)行決策，所以進(jìn)行逆向求解。首先求解式（10）關(guān)于h的一階偏導(dǎo)數(shù)以及式（9）關(guān)于φ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0，可以得出大數(shù)據(jù)服務(wù)商服務(wù)努力水平策略和回收商回收努力水平策略分別為：

將式（16）和式（17）代入式（8），求解其關(guān)于p的一階偏導(dǎo)數(shù)并等于0，得出零售商的零售價策略為：

將式（16）、式（17）、式（18）代入式（7），分別求解其關(guān)于w和g的一階偏導(dǎo)數(shù)并等于0，得出制造商最優(yōu)批發(fā)價策略和最優(yōu)生態(tài)設(shè)計水平策略為：

將w和g代入式（18），可得零售商最優(yōu)零售價策略為：

將閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員的最優(yōu)控制策略分別代入價值函數(shù)，會發(fā)現(xiàn)價值函數(shù)是關(guān)于回收率的二次函數(shù)，進(jìn)一步推測閉環(huán)供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)值函數(shù)形式為：

求解最優(yōu)值函數(shù)關(guān)于回收率的一階偏導(dǎo)數(shù)和二階偏導(dǎo)數(shù)，將最優(yōu)值函數(shù)以及偏導(dǎo)數(shù)分別帶入各個HJB方程，利用恒等關(guān)系得出各個待定系數(shù)應(yīng)該滿足的非線性方程組，得出相關(guān)系數(shù)之間的關(guān)系，求解待定系數(shù)。最終求解得，其中。為了確保真實存在，假定。

命題2回收率的期望為：

由命題1和命題2可知，隨著時間的推移，回收率會動態(tài)地變化，制造商的最優(yōu)批發(fā)價、最優(yōu)生態(tài)設(shè)計水平、零售商的最優(yōu)零售價和回收商的最優(yōu)回收努力水平都會受到回收率的影響而動態(tài)地變化，受不確定因素的擾動圍繞期望值上下小幅波動。但是制造商、零售商、回收商的最優(yōu)決策會隨著時間的推移逐漸趨于穩(wěn)定。大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)努力水平主要受大數(shù)據(jù)服務(wù)費的支付水平和大數(shù)據(jù)服務(wù)固定成本系數(shù)的影響。

通過上述命題得到如下推論：

推論1：大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助下，閉環(huán)供應(yīng)鏈的回收率不一定增加，多數(shù)情況下協(xié)助回收可以比協(xié)助營銷更顯著地提高回收率；而當(dāng)市場相對飽和時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商不管是協(xié)助回收還是協(xié)助營銷，對回收率的影響都很小。

證明：根據(jù)式（27），可以得出大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷和回收程度f的系數(shù) 為, 當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷更有利于回收率的提升，當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收更有利于回收率的提升。當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商不管協(xié)助營銷還是協(xié)助回收，對回收率都不會有較大的影響。

推論1說明了大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收并不是總能提升回收率，存在協(xié)助營銷時的回收率高于協(xié)助回收時的回收率的情況，但是大多數(shù)情況下，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收時由于可以直接參與到產(chǎn)品回收中去，因此可以比協(xié)助營銷更有效地提高回收率。當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)努力水平對市場需求和回收率的影響系數(shù)滿足一定比例時，對回收率沒有明顯的影響，說明此時閉環(huán)供應(yīng)鏈的運營模式、回收體系較成熟，市場相對飽和。所以，企業(yè)應(yīng)該在分析行業(yè)所處的生命周期的基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)服務(wù)的優(yōu)勢，合理地選擇大數(shù)據(jù)服務(wù)的類型，實現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的共同提高。

推論2：回收行業(yè)所面臨的環(huán)境不同時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助企業(yè)提升市場需求的最佳協(xié)助方式也不同。當(dāng)外部環(huán)境有利于回收時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收更能提升市場需求，而當(dāng)外部環(huán)境不利于回收時，協(xié)助營銷更能提升市場需求。

證明：將式（12）、式（13）和式（15）代入式（2），假設(shè)，可得f的系數(shù)為，當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷更有利于市場需求的提升；當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助類型對市場需求的影響不大； 當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收更有利于市場需求的提升。

推論2說明了當(dāng)消費者回收意識不強(qiáng)或政府提高回收標(biāo)準(zhǔn)等外部環(huán)境不利于回收時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商可以通過分析消費者的瀏覽記錄、購物車記錄甚至是GPS定位數(shù)據(jù)等，準(zhǔn)確地理解和預(yù)測消費者需求，幫助企業(yè)篩選出目標(biāo)消費者，對其精準(zhǔn)投放宣傳廣告，促進(jìn)消費者購買產(chǎn)品，提高市場需求量，此時大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷能比協(xié)助回收更有效地提高市場需求。當(dāng)消費者環(huán)保意識較強(qiáng)或者政府頒布補(bǔ)貼政策等導(dǎo)致外部環(huán)境有利于回收時，協(xié)助回收更能提升市場需求。當(dāng)市場較為成熟且回收體系較為健全時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商不管是協(xié)助回收還是營銷對市場需求的影響都不大。因此，企業(yè)應(yīng)該有效地利用各種數(shù)據(jù)把握外部環(huán)境的變化，準(zhǔn)確地選擇當(dāng)下最有利于提升市場需求的大數(shù)據(jù)協(xié)助類型。

推論3：當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動較敏感時，市場需求會發(fā)生較大波動，產(chǎn)品批發(fā)價和零售價會在一定程度上提升，此時協(xié)助營銷下批發(fā)價和零售價更高。當(dāng)市場對協(xié)助營銷活動較不敏感時，市場需求波動較小，此時協(xié)助回收下批發(fā)價和零售價更高。

證明：根據(jù)式（19）和式（21），得出批發(fā)價和零售價中f的系數(shù)分別為和，當(dāng)時，批發(fā)價隨大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷程度的增加而提升，當(dāng)時，批發(fā)價隨協(xié)助營銷程度的增加而降低，當(dāng)時，協(xié)助營銷或回收對批發(fā)價影響不大；當(dāng)時，零售價隨大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷程度的增加而提升，當(dāng)時，零售價隨協(xié)助營銷程度的增加而降低，當(dāng)時，協(xié)助營銷或回收對批發(fā)價影響不大。

推論3說明了當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動反應(yīng)較大時，制造商和零售商會通過提升價格來追求更高的利潤，但是這種情況往往出現(xiàn)在行業(yè)發(fā)展初期，從長遠(yuǎn)來看，市場需求大幅度波動不利于企業(yè)的長久發(fā)展。當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商的不同協(xié)助方式都不能有效地引起市場反應(yīng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)類型對批發(fā)價和零售價影響較小，這種情況往往出現(xiàn)在市場成熟期，此時企業(yè)很難影響市場價格。當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動反應(yīng)較小時，制造商和零售商會通過降低價格來留住或吸引對價格較為敏感的消費者，從而保證利潤。所以，企業(yè)需要關(guān)注市場需求的變化，合理判斷大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動是否有效，從而做出科學(xué)的決策。

推論4：由于受到大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收時服務(wù)水平對市場需求和回收率的影響，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收程度的加深，并不一定能夠使回收商的回收努力水平提升。

證明：回收商回收努力水平表達(dá)式中，f的系數(shù)為，當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷更有利于回收商回收努力水平的提升；當(dāng)時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助類型對回收努力水平影響不大；當(dāng)時，回收努力水平會隨著大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收程度的增加而提升。

結(jié)合推論2和推論4可知，當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動能夠有效刺激市場時，可以提升市場需求，從而引起廢舊產(chǎn)品數(shù)量的增多，因此回收商會通過增加回收站點、安排上門取件等措施提升回收努力水平，以期獲得更多的利潤。當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動無法提升市場需求，但是可以通過數(shù)據(jù)服務(wù)為回收商合理規(guī)劃回收路徑、回收站點時，協(xié)助回收更能提高回收商回收努力水平。存在協(xié)助營銷比協(xié)助回收更能提高回收努力水平的情況，還有可能是因為大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收，為回收商分擔(dān)了一部分回收壓力，導(dǎo)致回收商不提升自身的回收努力水平。當(dāng)回收行業(yè)較為飽和時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助類型對回收商回收努力水平影響不大，但是回收商依舊可以借助大數(shù)據(jù)服務(wù)商的數(shù)據(jù)服務(wù)挖掘新的競爭優(yōu)勢，如創(chuàng)新經(jīng)營模式、提供差異化服務(wù)等，穩(wěn)固自己在回收行業(yè)中的地位。

推論5：政府對制造商生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼的提升有助于制造商生態(tài)設(shè)計水平的提升，對回收商回收補(bǔ)貼的提升有助于回收商回收努力水平的提升。當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷時，這種影響更為顯著。此外，對制造商單位補(bǔ)貼的提升也會導(dǎo)致批發(fā)價和零售價的提升。

證明：將生態(tài)設(shè)計水平對政府補(bǔ)貼求偏導(dǎo)，通過判斷得：

因此，隨著政府補(bǔ)貼的提升，制造商生態(tài)設(shè)計水平也會提升。同理可得，政府補(bǔ)貼的提升會導(dǎo)致回收商回收努力水平、批發(fā)價和零售價的上升。

由推論5可知，政府提升對制造商生態(tài)設(shè)計的補(bǔ)貼可以減少制造商生態(tài)設(shè)計的壓力，提高制造商生態(tài)設(shè)計的積極性。政府提升對回收商的補(bǔ)貼，在提高回收商回收積極性的同時，還能引導(dǎo)消費者積極參與廢舊產(chǎn)品回收。大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷對政府補(bǔ)貼的影響更顯著，這是因為大數(shù)據(jù)服務(wù)商通過廣告宣傳等營銷活動可以促進(jìn)消費者對采用生態(tài)設(shè)計產(chǎn)品的消費，增加了市場需求與廢棄產(chǎn)品數(shù)量。此外，隨著消費者綠色需求越來越強(qiáng)烈，制造商和零售商可以通過提升價格獲得更多的利潤。因此，政府應(yīng)該合理地加大補(bǔ)貼力度以及對采用生態(tài)設(shè)計產(chǎn)品、再制造產(chǎn)品的宣傳力度，為閉環(huán)供應(yīng)鏈營造良好的綠色發(fā)展環(huán)境。

3 數(shù)值算例分析

參考李婧婧等［11］、黃新等［20］對相關(guān)數(shù)值的設(shè)置研究 ,假設(shè)cn=10，cr=8，Δ=2，d=10，α=1.2，β=1.5，δ=0.5，λ=0.7，ε=0.5，k=0.1，r=0.15，m=0.4，k1=3，k2=5，n=2，i=1.2，b=1，η=2，γ=6，s=1，y=1，σ=3。相關(guān)利潤或者價格按“元”計，政府補(bǔ)貼按“元”計。

3.1 大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助方式影響比較

回收率的演化過程（見圖1）表明廢舊產(chǎn)品的期望回收率會隨著時間的推移逐漸變得穩(wěn)定，由于受到隨機(jī)因素的干擾，回收率會在期望值上下小幅波動。在大數(shù)據(jù)服務(wù)商服務(wù)努力水平相同時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收的程度越高，回收率的提升越顯著，但同時回收率達(dá)到穩(wěn)定所需要的時間也越長。

圖1 不同協(xié)助下期望回收率的演化過程

圖2表明當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動反應(yīng)較大時，隨著協(xié)助營銷程度的增加，市場需求會提升，廢舊產(chǎn)品數(shù)量增加，回收商回收努力水平提升更顯著。

圖2 不同協(xié)助下回收努力水平的演化過程

圖3 和圖4說明了大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動在有效地刺激市場時，能夠提升批發(fā)價和零售價，并且批發(fā)價和零售價很快便可以達(dá)到穩(wěn)定。

圖3 不同協(xié)助下批發(fā)價的演化過程

圖4 不同協(xié)助下零售價的演化過程

市場需求的演化過程（見圖5）表明，當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動較敏感時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷方式比協(xié)助回收方式對市場需求的影響更為顯著，此時協(xié)助營銷更有利于提升市場需求。結(jié)合圖5，當(dāng)市場需求增加時，制造商更有動力進(jìn)行生態(tài)設(shè)計（見圖6），因此其生態(tài)設(shè)計水平也會提高。

圖5 不同協(xié)助下市場需求演化過程

圖6 不同協(xié)助下生態(tài)設(shè)計水平演化過程

圖7、圖8、圖9、圖10表明了市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助活動越敏感，大數(shù)據(jù)服務(wù)協(xié)助營銷下越能提升制造商、零售商以及閉環(huán)供應(yīng)鏈整體的利潤。較高的生態(tài)設(shè)計水平會在一定程度上增加制造商的成本，但是在大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助以及政府補(bǔ)貼下，制造商利潤總體上是提升的。雖然制造商是閉環(huán)供應(yīng)鏈的領(lǐng)導(dǎo)者，但是零售商的總體利潤高于制造商，主要原因有：（1）制造商生態(tài)設(shè)計成本較高；（2）在大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助下，零售商可以通過提高服務(wù)水平、差異化經(jīng)營管理等方式提高零售價；（3）回收商承擔(dān)了一部分大數(shù)據(jù)服務(wù)費，降低了零售商成本?；厥丈淘诎l(fā)展初期需要不斷投入回收設(shè)施設(shè)備以及增設(shè)回收站點，再加上初期消費者環(huán)保意識不強(qiáng)等，短時間內(nèi)很難盈利，但是隨著時間的推移，在大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助回收以及政府補(bǔ)貼下，回收體系不斷完善，回收商的利潤會不斷增加，最后趨于穩(wěn)定。由于受到政府補(bǔ)貼、回收率等眾多因素的影響，各成員的利潤達(dá)到穩(wěn)定需要較長時間，且相較于制造商，零售商利潤達(dá)到穩(wěn)定的時間更長。各個成員在追求利益的同時必須關(guān)注市場的變化，把握市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助的反饋，及時確定大數(shù)據(jù)服務(wù)商的最佳協(xié)助類型。零售商距離消費者更近，對市場變化更敏感，因此必須充分利用大數(shù)據(jù)，提高運營管理水平，規(guī)避市場需求波動所帶來的風(fēng)險。

圖7 不同協(xié)助下制造商利潤演化過程

圖8 不同協(xié)助下零售商利潤演化過程

圖9 不同協(xié)助下回收商利潤演化過程

圖10 不同協(xié)助下閉環(huán)供應(yīng)鏈總利潤演化過程

3.2 參數(shù)敏感性分析

由于受到隨機(jī) 因素的干擾，回收率、回收努力水平、利潤等會圍繞其期望值上下小幅波動，但是為了更直觀地表示出各個參數(shù)對回收率等的影響，接下來回收率、回收努力水平等均取其期望值。

圖11、圖12和圖13表明，當(dāng)市場較為活躍時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷能夠有效地提升制造商和零售商的利潤，且零售商利潤的提升更為顯著，但此時回收商的利潤會降低，當(dāng)協(xié)助回收程度不斷加深時，回收商利潤會提升，大數(shù)據(jù)服務(wù)商的利潤不受其協(xié)助營銷或回收程度的影響。零售商獲得更多收益的同時所面臨的風(fēng)險也更多，因此為了可持續(xù)發(fā)展，零售商需要利用大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)加強(qiáng)自身風(fēng)險管控能力。

圖11、圖12和13還表明在一定范圍內(nèi)，零售商提高對大數(shù)據(jù)服務(wù)商的支付水平能夠提升制造商、零售商的利潤和回收商的利潤，圖14表明大數(shù)據(jù)服務(wù)商的利潤總是隨著零售商對大數(shù)據(jù)服務(wù)商支付水平的提高而提升。但是圖12和圖13表明，當(dāng)支付水平高于一定閾值時，大數(shù)據(jù)服務(wù)成本過高，零售商和回收商的利潤會隨著支付水平的提升而降低，而且回收商支付水平的閾值比零售商支付水平的閾值小，因此零售商和回收商應(yīng)該合理商定支付水平的大小。當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動較為敏感或者回收行業(yè)所面臨的約束較多時，協(xié)助營銷更能使支付水平的閾值增大，此時零售商和制造商的利潤也較高。

圖11 n和f對制造商利潤的影響

圖12 n和f對零售商利潤的影響

圖13 n和f對回收商利潤的影響

圖14 n和f對大數(shù)據(jù)服務(wù)商利潤的影響

從圖15可以看出，在大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助方式不變時，隨著回收商分擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費的比例增加，回收商的利潤會降低，但是零售商的利潤會增加，制造商的利潤和閉環(huán)供應(yīng)鏈整體的利潤（見圖16）較穩(wěn)定。這說明零售商與回收商共同承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費可以促進(jìn)雙方之間信息交流，從而建立良好的合作關(guān)系，有利于閉環(huán)供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展。此外，零售商與回收商要合理協(xié)商費用分擔(dān)比例，與此同時，零售商還可以通過在銷售產(chǎn)品時加大對產(chǎn)品回收的宣傳等方式增加回收商回收量，優(yōu)化與回收商的合作關(guān)系，促進(jìn)閉環(huán)供應(yīng)鏈的穩(wěn)定。

圖15 λ和f對各成員利潤的影響

圖16 λ和f對閉環(huán)供應(yīng)鏈整體利潤的影響

由圖17和圖18可以看出政府提高生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼和回收補(bǔ)貼，可以提高生態(tài)設(shè)計水平和回收努力水平。提高生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼可以直接提高制造商生態(tài)設(shè)計積極性，增強(qiáng)其保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感，從而促進(jìn)生態(tài)設(shè)計水平的提升，因此生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼對生態(tài)設(shè)計水平的影響更顯著。生態(tài)設(shè)計水平的提升增加了市場需求量，降低了產(chǎn)品回收難度，一定程度上會促進(jìn)回收努力水平的提升。提高回收補(bǔ)貼可以直接提高回收商回收積極性，促進(jìn)其提升回收努力水平，提高廢舊產(chǎn)品回收率，因此回收補(bǔ)貼對回收努力水平的影響更為顯著。制造商負(fù)責(zé)產(chǎn)品的再制造，高生態(tài)設(shè)計水平可以降低再制造難度，降低再制造成本，因此當(dāng)回收量不斷增加時，制造商也會適當(dāng)?shù)靥岣呱鷳B(tài)設(shè)計水平。

圖17 補(bǔ)貼對生態(tài)設(shè)計水平的影響

圖18 補(bǔ)貼對回收努力水平的影響

從圖19至圖20可以看出，政府補(bǔ)貼可以提高產(chǎn)品批發(fā)價（下面）和零售價（上面），其中生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼對批發(fā)價和零售價的影響更顯著，兩種補(bǔ)貼對零售價的影響都比對批發(fā)價的影響更顯著。生態(tài)設(shè)計投入增加了制造商的成本，制造商為了轉(zhuǎn)移成本從而提高批發(fā)價，導(dǎo)致零售價也提高。采用生態(tài)設(shè)計的產(chǎn)品可以滿足消費者日益增強(qiáng)的綠色需求，提高了消費者對產(chǎn)品的整體價值評價以及支付意愿，因此制造商和零售商有機(jī)會提價。由于受到大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助，零售商精準(zhǔn)營銷、差異化營銷等使零售商更有機(jī)會提價，因此零售價的提高比批發(fā)價的提高更顯著。

圖19 補(bǔ)貼對批發(fā)價和零售價的影響

圖20 補(bǔ)貼對市場需求的影響

政府對生態(tài)設(shè)計和回收進(jìn)行補(bǔ)貼，實際上是對采用生態(tài)設(shè)計的產(chǎn)品以及再制造產(chǎn)品的肯定，政府加大補(bǔ)貼力度，能夠引導(dǎo)消費者購買這些產(chǎn)品，從而增加市場需求。由于市場需求直接受到生態(tài)設(shè)計水平的影響，因此生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼對市場需求的影響更顯著。

從圖21可以看出政府補(bǔ)貼可以提高制造商、零售商和回收商的利潤。提高生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼可以增加市場需求，提高批發(fā)價和零售價，因此零售商利潤的提升更顯著。提高回收補(bǔ)貼可以提升回收努力水平以及增加回收量，因此回收商利潤的提升更顯著。圖22表明政府提高補(bǔ)貼可以提升閉環(huán)供應(yīng)鏈的整體利潤，且生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼對整體利潤的影響更顯著，這是因為閉環(huán)供應(yīng)鏈中零售商和制造商利潤更高，而生態(tài)設(shè)計補(bǔ)貼對零售商和制造商的影響更顯著。

圖21 補(bǔ)貼對各成員利潤的影響

圖22 補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈整體利潤的影響

4 結(jié)論與展望

本文綜合考慮了生態(tài)設(shè)計與政府補(bǔ)貼，借助伊藤過程刻畫了動態(tài)變化的回收率，探討了大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷與協(xié)助回收的不同協(xié)助類型和政府補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈各個成員的決策以及利潤的影響，主要研究結(jié)論有：

（1）閉環(huán)供應(yīng)鏈所處環(huán)境不同時，大數(shù)據(jù)服務(wù)商最佳協(xié)助方式也不同。當(dāng)市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷活動反應(yīng)較大或者回收行業(yè)約束較多時，協(xié)助營銷能夠提高批發(fā)價和零售價，提升生態(tài)設(shè)計水平、回收率以及回收商回收努力水平，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益雙贏。當(dāng)市場相對飽和時，不管是協(xié)助營銷還是協(xié)助回收，對回收率、回收努力水平、生態(tài)設(shè)計水平、利潤等影響都不大。

（2）企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析行業(yè)所處的生命周期以及所面臨的外部環(huán)境，把握市場對大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助活動的反應(yīng)和市場需求的變化，合理選擇大數(shù)據(jù)服務(wù)類型。但是行業(yè)所處環(huán)境的變化可能會影響大數(shù)據(jù)服務(wù)商的協(xié)助效果，因此企業(yè)應(yīng)該避免過于依賴大數(shù)據(jù)服務(wù)商，要不斷提升自身的競爭優(yōu)勢和注重成員之間的合作，完善閉環(huán)供應(yīng)鏈體系。

（3）零售商提高對大數(shù)據(jù)服務(wù)商支付水平并不總能提升利潤，當(dāng)支付水平高于一定閾值時，反而會降低利潤。零售商和回收商合理協(xié)商大數(shù)據(jù)服務(wù)費分擔(dān)比例有助于閉環(huán)供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展。

（4）政府補(bǔ)貼可以提高生態(tài)設(shè)計水平和回收努力水平。政府補(bǔ)貼生態(tài)設(shè)計比補(bǔ)貼回收對零售價、批發(fā)價以及利潤的影響更顯著，但是補(bǔ)貼回收更有利于回收商回收努力水平的提升，政府需要根據(jù)其目標(biāo)平衡經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，合理設(shè)置補(bǔ)貼水平。

本文的研究結(jié)果可以為處于大數(shù)據(jù)時代的閉環(huán)供應(yīng)鏈決策提供參考價值，不足之處在于將新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品當(dāng)作同質(zhì)產(chǎn)品采用相同的定價，可以進(jìn)一步探討消費者對兩種產(chǎn)品有不同支付意愿時的閉環(huán)供應(yīng)鏈最優(yōu)決策。