成本分擔(dān)契約對(duì)企業(yè)減排決策的影響研究

潘文硯,朱雅姿,王玲玲

(1.武漢理工大學(xué) 安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院,湖北 武漢 430070;2.湖北省社會(huì)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)研究所,湖北 武漢 430077)

近年來,汽車產(chǎn)業(yè)的減排問題成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。許多學(xué)者將研究主體放在了對(duì)企業(yè)有監(jiān)管主導(dǎo)作用的政府上,例如對(duì)高碳排放限制政策與對(duì)低碳排放補(bǔ)貼政策的制定等[1]。徐琪等[2]建立了回購與補(bǔ)貼政策聯(lián)合時(shí)的供應(yīng)鏈決策模型。曹細(xì)玉等[3]探究政府碳減排補(bǔ)貼政策的制定及供應(yīng)鏈碳減排優(yōu)化的決策。ZHANG等[4]在考慮政府碳限額與交易管制的情景下,研究不同供應(yīng)鏈權(quán)力結(jié)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)決策、減排決策和排放上限的影響。王興棠[5]研究了在綠色研發(fā)補(bǔ)貼政策背景下,成本分擔(dān)契約與收益共享契約對(duì)供應(yīng)鏈的影響。低碳汽車市場(chǎng)具有較為典型的多寡頭壟斷競(jìng)爭型市場(chǎng)特征[6],因此可從多寡頭企業(yè)競(jìng)爭模型出發(fā)開展相關(guān)研究。同時(shí),也有學(xué)者運(yùn)用博弈論對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)企業(yè)的行為決策進(jìn)行研究。如BENJAAFAR等[7]研究了供應(yīng)鏈企業(yè)合作降低成本及碳排放的問題。KESKIN等[8]研究了汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)流程中各個(gè)環(huán)節(jié)的碳排放情況。NAGURNEY等[9]借鑒博弈論分析了綠色供應(yīng)鏈成員的決策行為,并建立了相應(yīng)的多目標(biāo)決策框架模型。李友東等[10]分析了兩種分成契約下供應(yīng)鏈企業(yè)合作減排決策機(jī)制。林志炳等[11]討論了零售商企業(yè)的社會(huì)責(zé)任對(duì)供應(yīng)鏈減排決策及政府補(bǔ)貼效率的影響。BARARI等[12]構(gòu)建了由制造商和零售商組成的動(dòng)態(tài)博弈模型,分析得到了能夠協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的獎(jiǎng)懲契約。

綜上,目前關(guān)于碳排放限制及碳交易補(bǔ)貼政策下的企業(yè)決策的研究較多,大多立足于以政府以主導(dǎo)、制造商與零售商跟隨的博弈模型,以制造商為中心考慮整個(gè)產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)間博弈關(guān)系的研究并不多見。汽車產(chǎn)業(yè)企業(yè)的減排決策為推進(jìn)社會(huì)節(jié)能減排起到了舉足輕重的作用,汽車的研發(fā)生產(chǎn)與售后等環(huán)節(jié)相互影響、相互制約,所以企業(yè)合作減排是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。鑒于此,假設(shè)處于汽車產(chǎn)業(yè)中心位置的制造商發(fā)起減排決策,決定生產(chǎn)低碳汽車,處于同一產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)商、銷售商隨之參與減排,簽訂成本分擔(dān)契約,根據(jù)自身利益決定是否遵守契約。通過三方演化博弈及仿真分析推演出三方合作意愿對(duì)產(chǎn)業(yè)整體穩(wěn)定性的影響,并進(jìn)一步分析影響企業(yè)合作策略選擇的因素,探討企業(yè)合作減排機(jī)制。

1 研究假設(shè)

假設(shè)1考慮一個(gè)3層的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu),供應(yīng)鏈中的供應(yīng)商、制造商、銷售商是3個(gè)完全獨(dú)立的個(gè)體且均為完全理性風(fēng)險(xiǎn)決策者。

假設(shè)2制造商為汽車產(chǎn)業(yè)中的核心企業(yè),決定是否生產(chǎn)低碳汽車;供應(yīng)商負(fù)責(zé)供應(yīng)生產(chǎn)汽車的零件;銷售商對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝、宣傳與銷售。由于制造商占據(jù)了中間產(chǎn)品市場(chǎng),成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)的主體企業(yè),其行為影響著其他客體企業(yè),每兩級(jí)之間進(jìn)行Stackelberg博弈。其中,制造商為博弈主方,供應(yīng)商與銷售商為博弈從方。

假設(shè)3汽車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)中企業(yè)合作模式如圖1所示。汽車產(chǎn)業(yè)中的制造商決定生產(chǎn)低碳汽車,減排意味著須承擔(dān)更高的生產(chǎn)成本,故制造商向供應(yīng)商與銷售商提出成本分擔(dān)契約。由于合作能獲得部分由低碳市場(chǎng)帶來的收益,因此供應(yīng)商與銷售商選擇與制造商簽訂契約形成減排聯(lián)盟。簽訂契約后,各企業(yè)須承擔(dān)相應(yīng)的減排成本,其中制造商的減排成本用于低碳汽車研發(fā)生產(chǎn)、技術(shù)提升等;供應(yīng)商的減排成本用于低碳汽車零件材料研發(fā)生產(chǎn)等;銷售商的減排成本用于低碳汽車廣告包裝、宣傳及售后服務(wù)等。在成本分擔(dān)契約下,制造商根據(jù)自身意愿選擇是否進(jìn)行合作生產(chǎn),即是否遵守契約,策略集合為[守約,違約];供應(yīng)商與銷售商根據(jù)自身利益決定是否承擔(dān)減排成本,即是否遵守契約,策略集合為[守約,違約]。

圖1 汽車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)中的合作模式

假設(shè)4汽車產(chǎn)業(yè)中的減排總成本為T,制造商分擔(dān)成本為C,則供應(yīng)商與銷售商共同分擔(dān)的成本為T-C。令供應(yīng)商分擔(dān)成本的比例為p,0

假設(shè)5制造商生產(chǎn)低碳汽車獲得的初始收益為R1,供應(yīng)商、銷售商未參與減排聯(lián)盟前的初始收益分別為R2、R3,參與減排聯(lián)盟后獲得由低碳市場(chǎng)帶來的總額外收益R。其中供應(yīng)商享受額外收益的比例為q,則銷售商享受額外收益的比例為1-q,其中0

假設(shè)6違約方違約即另外選擇企業(yè)進(jìn)行合作生產(chǎn)或銷售。供應(yīng)商與銷售商違約獲得的收益分別為L1、L2。當(dāng)制造商作為聯(lián)盟的發(fā)起者違約,違約后收益占守約的收益之比為r,即制造商的收益為rR1。供應(yīng)商違約須繳納違約金F給守約方,制造商與銷售商享受違約金占比分別為i與1-i,0

2 模型構(gòu)建

基于研究假設(shè)構(gòu)建博弈三方支付矩陣,根據(jù)支付矩陣構(gòu)建三方的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程,得到雅可比矩陣,推出均衡點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的特征值,并推算各均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。為增強(qiáng)研究結(jié)果的可讀性,賦予支付矩陣中各參數(shù)一定數(shù)值,運(yùn)用Matlab對(duì)供應(yīng)商、制造商、銷售商三方的動(dòng)態(tài)演化過程進(jìn)行仿真模擬,得到三方合作意愿對(duì)產(chǎn)業(yè)整體穩(wěn)定性的影響。

2.1 支付矩陣構(gòu)建

假設(shè)制造商、供應(yīng)商、銷售商選擇守約的意愿的概率分別為x、y、z,則其選擇違約的概率分別為1-x、1-y、1-z。x、y、z∈[0,1]。結(jié)合假設(shè)構(gòu)建三方博弈支付矩陣,如表1和表2所示。

表1 制造商選擇守約(x)下的企業(yè)三方博弈支付矩陣

表2 制造商選擇違約(1-x)下的企業(yè)三方博弈支付矩陣

2.2 復(fù)制動(dòng)態(tài)方程構(gòu)建

πm1=yzR1+(1-y)z(R1+iF)+y(1-z)(R1+

jW)+(1-y)(1-z)(R1+F+W)

(1)

πm2=yzrR1+(1-y)zrR1+

y(1-z)rR1+(1-y)(1-z)rR1

(2)

(3)

πs1=xz[R2-p(T-C)+qR]+

x(1-z)[R2-p(T-C)+(1-j)W]+

(1-x)z[R2-p(T-C)+qR]+

(1-x)(1-z)[R2-p(T-C)+W]

(4)

πs2=xz(R2-F+L1)+x(1-z)(R2-F)+

(1-x)z(R2-F+L1)+(1-x)(1-z)R2

(5)

(6)

πd1=xy[R3-(1-p)(T-C)+(1-q)R]+

x(1-y)[R3+(1-i)F-(1-p)(T-C)]+

(1-x)y[R3-(1-p)(T-C)+(1-q)R]+

(1-x)(1-y)[R3+F-(1-p)(T-C)]

(7)

πd2=xy[R3-W+L2]+x(1-y)(R3-W)+

(1-x)y(R3-W+L2]+(1-x)(1-y)R3

(8)

(9)

進(jìn)一步,根據(jù)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行演化博弈均衡點(diǎn)分析,得出制造商、供應(yīng)商和銷售商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程,分別如式(10)～式(12)所示。

x(1-x)[F+W+(1-r)R1+y(jW-F-W)+

z(iF-F-W)+yz(F-iF+W-jW)]

(10)

y(1-y)[W+PC-PT+x(F-jW)+z(F+

qR-L1-W)+xz(PR-qR+jW-F)]

(11)

z(1-z)[F-(1-p)(T-C)+x(W-iF)+

y(W-F-L2+(1-q)R)+xy(iF-W)

(12)

聯(lián)立各復(fù)制動(dòng)態(tài)方程得到復(fù)制動(dòng)力方程:

(13)

2.3 汽車產(chǎn)業(yè)企業(yè)主體的穩(wěn)定性分析

由上述復(fù)制動(dòng)力方程可知該系統(tǒng)的雅可比矩陣為:

式中:A=F+W+(1-r)R1+y(jW-F-W)+z(iF-F-W)+yz(F-iF+W-jW);B=W-p(T-C)+x(F-jW)+z(F+qR-L1-W)+xz(pR-qR+jW-F);C=F-(1-p)(T-C)+x(W-iF)+y(W-F-L2+(1-q)R)+xy(iF-W)。

表3 各均衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)特征值

為便于分析各均衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特征值的符號(hào),對(duì)上述模型做基本假設(shè):(1-r)R1>0;R2-p(T-C)+qR-R2+F-L1>0,即qR-p(T-C)+F-L1>0;R3-(1-p)(T-C)+(1-q)R-R3+W-L2>0,即W+(1-q)R-(1-p)(T-C)-L2>0。即制造商、供應(yīng)商、銷售商三方在減排聯(lián)盟中選擇守約時(shí)的利潤高于違約時(shí)的利潤,各均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性如表4所示。

表4 均衡點(diǎn)在假設(shè)情景下的穩(wěn)定性

2.4 數(shù)值分析

為增強(qiáng)研究結(jié)果的可讀性,對(duì)博弈支付矩陣中各參數(shù)做如下假設(shè):規(guī)定單位為百萬元?？倻p排成本T=60,制造商分擔(dān)成本C=40;在合作聯(lián)盟中制造商守約收益R1=50,違約獲得收益與守約獲得收益之比r=0.5;供應(yīng)商選擇違約獲得利潤L1=30,支付違約金F=5;銷售商選擇違約獲得利潤L2=25,支付違約金W=5;當(dāng)契約中有一方違約,其他方獲得違約金的比例均為0.5;供應(yīng)商與銷售商在守約時(shí)獲得額外利潤R=100,分?jǐn)偙壤齫=0.5,供應(yīng)商參與減排承擔(dān)的成本占其與銷售商共同承擔(dān)成本的比例p=0.5。假設(shè)企業(yè)三方初始合作意愿x=y=z=0.5,即在減排聯(lián)盟中三方守約與違約的概率相同。通過以上參數(shù)的設(shè)置,運(yùn)用Matlab對(duì)供應(yīng)商、制造商、銷售商三方的動(dòng)態(tài)演化過程進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 三方企業(yè)在守約與違約意愿相同情況下的演化結(jié)果

由圖2可知,供應(yīng)商與銷售商參與制造商低碳生產(chǎn)合作能取得帕累托改進(jìn)。當(dāng)供應(yīng)商、制造商、銷售商守約與違約意愿相同時(shí),隨著時(shí)間的推移,企業(yè)三方的守約意愿均會(huì)上升直至演化曲線收斂于(1,1,1)。制造商作為減排合作的發(fā)起者,在汽車產(chǎn)業(yè)中的決策行為占主動(dòng)地位,收斂速度明顯快于其他兩方,其他企業(yè)為規(guī)避減排帶來的未知風(fēng)險(xiǎn)在初始不做出顯性改變。當(dāng)制造商守約意愿逐漸上升直至飽和時(shí),對(duì)其他企業(yè)產(chǎn)生明顯影響。制造商對(duì)低碳汽車的零件需求量十分大,于是向聯(lián)盟供應(yīng)商購買零件。收到大量訂單需求后,供應(yīng)商做出快速反應(yīng),逐漸提高守約意愿直至飽和;同時(shí)銷售商的庫存補(bǔ)給得到保障,故也逐漸提高守約意愿直至飽和。因此,當(dāng)聯(lián)盟三方初始守約意愿與違約意愿相同時(shí),產(chǎn)業(yè)整體穩(wěn)定時(shí)制造商、供應(yīng)商、銷售商三方表現(xiàn)出的行為決策為(守約,守約,守約)。

3 守約意愿影響因素分析

3.1 初始意愿對(duì)產(chǎn)業(yè)整體的影響

在其他參數(shù)保持不變的情形下,分別設(shè)定制造商、供應(yīng)商、銷售商的初始意愿x=y=z=0.2,x=y=z=0.5,x=y=z=0.8,制造商、供應(yīng)商、銷售商三方企業(yè)參與減排聯(lián)盟時(shí)初始守約意愿變化對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)整體的影響如圖3所示。

圖3 三方企業(yè)守約意愿同時(shí)變化時(shí)的演化結(jié)果

由圖3可知,處于減排聯(lián)盟的企業(yè)三方不管初始守約意愿多高,最終都保持守約的行為決策。制造商作為減排合作的發(fā)起者,只有守約才能實(shí)現(xiàn)利益最大化,故無論初始守約意愿高低,一定會(huì)增大守約意愿直至飽和。而供應(yīng)商與銷售商作為博弈從方在其中起協(xié)同作用,在博弈主方未做出明顯的行為決策變化前采取“觀望”態(tài)度。當(dāng)制造商表現(xiàn)出完全守約后,考慮到作為減排聯(lián)盟的成員享受一部分由減排帶來的額外收益,參與意愿也逐漸增加直至飽和,并且收斂速度與初始意愿呈正相關(guān)。即在減排聯(lián)盟中,當(dāng)其他參數(shù)保持不變的情形下,初始意愿會(huì)影響汽車產(chǎn)業(yè)中三方企業(yè)的收斂速度,但不影響收斂值。初始意愿越高,其收斂速度越快;反之,初始意愿越小,起收斂速度越慢。但無論初始意愿多高,制造商、供應(yīng)商、銷售商的演化曲線均收斂于(1,1,1),即無論三方企業(yè)的初始意愿為多高,產(chǎn)業(yè)整體穩(wěn)定時(shí)制造商、供應(yīng)商、銷售商三方表現(xiàn)出的決策均為(守約,守約,守約)。

3.2 制造商分擔(dān)的減排成本對(duì)產(chǎn)業(yè)整體的影響

上述結(jié)果表明減排聯(lián)盟中的三方均有強(qiáng)烈的守約意愿,為進(jìn)一步提升自身利潤,制造商試圖降低分擔(dān)的減排成本。為探討制造商分擔(dān)的減排成本對(duì)產(chǎn)業(yè)整體穩(wěn)定性的影響,假設(shè)其他參數(shù)保持不變,分別設(shè)定制造商承擔(dān)的減排成本為C=40、C=30、C=20,對(duì)3種情景下制造商、供應(yīng)商、銷售商三方企業(yè)的守約意愿變化進(jìn)行仿真,結(jié)果如圖4所示。

圖4 制造商分擔(dān)的減排成本變化時(shí)的演化結(jié)果

由圖4可知,制造商可以通過適當(dāng)?shù)販p少分擔(dān)的減排成本獲取更高收益,但過大地調(diào)整參數(shù)后將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)整體失穩(wěn)。當(dāng)制造商逐漸降低其分擔(dān)的減排成本后,供應(yīng)商與銷售商須承擔(dān)更多的減排成本。若參與減排聯(lián)盟的收益仍高于減排成本,仍采取守約決策,但守約意愿的上升速度隨分擔(dān)的減排成本的升高而減慢,此時(shí)制造商、供應(yīng)商、銷售商三方表現(xiàn)出的決策為(守約,守約,守約)。當(dāng)供應(yīng)商與銷售商須分擔(dān)較高的減排成本,且該成本高于參與減排帶來的額外收益,即守約時(shí)獲取的收益低于違約時(shí)獲取的收益時(shí),遵守契約將給供應(yīng)商與銷售商的利益帶來極大的損傷,故兩方均選擇違約。此時(shí)制造商、供應(yīng)商、銷售商的演化曲線收斂于(1,0,0),即制造商、供應(yīng)商、銷售商三方表現(xiàn)出的決策為(守約,違約,違約),系統(tǒng)失穩(wěn)。

4 結(jié)論

(1)運(yùn)用演化博弈建立了汽車產(chǎn)業(yè)中以制造商為博弈主方,供應(yīng)商、銷售商作為博弈從方的三方合作行為決策動(dòng)態(tài)演化模型。通過博弈過程與數(shù)值分析,得出以下結(jié)論:①當(dāng)供應(yīng)商、銷售商與制造商達(dá)成合作共識(shí)簽訂成本分擔(dān)契約時(shí),不管三方初始意愿如何,最終決策均為守約。②制造商可在一定范圍內(nèi)調(diào)整自身分擔(dān)的減排成本且仍使汽車產(chǎn)業(yè)得到帕累托改進(jìn),一旦調(diào)整超過供應(yīng)商與銷售商的可接受范圍,將導(dǎo)致供應(yīng)商與銷售商違約。

(2)制造商作為汽車產(chǎn)業(yè)的核心企業(yè),具有先動(dòng)優(yōu)勢(shì),其行為決策占主導(dǎo)地位。為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,制造商需要兼顧其他企業(yè)的利益及產(chǎn)業(yè)整體的穩(wěn)定性做出科學(xué)的調(diào)整。

(3)基于制造商、供應(yīng)商、銷售商達(dá)成合作協(xié)議后選擇守約的利潤高于違約時(shí)的利潤的假設(shè)進(jìn)行分析,而我國目前的減排市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)尚不成熟,企業(yè)需將其運(yùn)營各環(huán)節(jié)的外部性尤其是負(fù)外部性問題內(nèi)化到自身的盈利中。因此,企業(yè)需要政府的相關(guān)法律約束與政策補(bǔ)貼等扶持行為才能實(shí)現(xiàn)在國內(nèi)外市場(chǎng)上占有較高的市場(chǎng)份額。即該假設(shè)具有一定的局限性。