公平偏好信息非對稱下E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機制設(shè)計

覃燕紅，高能

(重慶理工大學(xué) 管理學(xué)院，重慶 400054)

隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展和工業(yè)急劇擴張，資源環(huán)境約束趨緊、生態(tài)系統(tǒng)退化等問題越來越突出，十九屆六中全會和政府工作報告多次強調(diào)要加快推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展[1-2]?，F(xiàn)有企業(yè)將電商平臺和傳統(tǒng)閉環(huán)供應(yīng)鏈相結(jié)合形成電商閉環(huán)供應(yīng)鏈 (E-commerce closed-loop supply chain)，簡稱E-閉環(huán)供應(yīng)鏈[3]，能顯著提高廢舊品回收率和促進(jìn)資源循環(huán)利用。例如，華為商城與第三方回收平臺合作回收電子產(chǎn)品，極大提高廢舊品回收再利用率。電商平臺作為E-閉環(huán)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵成員，往往更加關(guān)注E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤分配的公平性，可能會隱瞞或夸大公平偏好信息以獲取更多利益，造成回收效率低下及閉環(huán)供應(yīng)鏈不協(xié)調(diào)等問題。因此，研究電商平臺公平偏好信息非對稱對E-閉環(huán)供應(yīng)鏈回收決策和協(xié)調(diào)性的影響具有重要現(xiàn)實意義。

雖然E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)是研究熱點，但目前大多研究仍以傳統(tǒng)閉環(huán)供應(yīng)鏈為主。Savaskan等[4]和Hong等[5-6]證明兩部定價契約能協(xié)調(diào)閉環(huán)供應(yīng)鏈；Wu等[7]分析零售商競爭行為對閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略的影響；路正南等[8]證明再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈中回收品質(zhì)量對回收價格起到正向影響。以上文獻(xiàn)均假設(shè)決策者是完全理性的，然而大量研究證明決策者在進(jìn)行決策時往往受到公平偏好行為的影響。Cui等[9]證明考慮公平偏好的批發(fā)價格契約能實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)；尚春燕等[10]證明雙重公平偏好對收益共享-成本共擔(dān)契約的協(xié)調(diào)區(qū)域有顯著影響；Zheng等[11-12]證明基于Shapley值的分配機制能夠協(xié)調(diào)具有公平偏好的閉環(huán)供應(yīng)鏈；王文賓等[13]證明回收商公平偏好增強會降低回收率；Huang等[14]和曹曉剛等[15]考慮公平偏好分別設(shè)計混合協(xié)調(diào)契約、收益共享契約實現(xiàn)閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。部分學(xué)者開始研究公平偏好對E-閉環(huán)供應(yīng)鏈回收決策與協(xié)調(diào)的影響。王曉迪等[16]證明電商平臺公平偏好增強會提高電商平臺傭金從而降低閉環(huán)供應(yīng)鏈運作效率；王玉燕等[17]證明電商平臺公平偏好會增大“傭金聯(lián)合成本共擔(dān)”契約的協(xié)調(diào)難度。

雖然以上文獻(xiàn)考慮公平偏好研究閉環(huán)供應(yīng)鏈回收決策和協(xié)調(diào)性并得到很多結(jié)論，但仍存在以下不足：1) 較多文獻(xiàn)研究傳統(tǒng)閉環(huán)供應(yīng)鏈回收與定價決策，較少涉及E-閉環(huán)供應(yīng)鏈，而E-閉環(huán)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、運行模式與傳統(tǒng)閉環(huán)供應(yīng)鏈存在顯著差異；2) 現(xiàn)有關(guān)于E-閉環(huán)供應(yīng)鏈回收決策的研究基本都假設(shè)決策者完全理性，僅文獻(xiàn)[16]和[17]考慮公平偏好對回收決策的影響，但都以公平偏好信息對稱為研究前提，而公平偏好屬于主觀、私有信息，存在故意隱瞞、偽裝的問題，因此考慮公平偏好信息非對稱研究E-閉環(huán)供應(yīng)鏈更符合現(xiàn)實；3) 現(xiàn)有研究沒有同時涉及廢舊品回收率提高與供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，而提高回收率是閉環(huán)供應(yīng)鏈的重要目標(biāo)，供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)性則直接決定供應(yīng)鏈運作的穩(wěn)定程度。因此，本文以制造商主導(dǎo)的E-閉環(huán)供應(yīng)鏈為研究對象，考慮電商平臺公平偏好信息非對稱，構(gòu)建回收與定價決策模型，采用逆向歸納法和對比分析法研究公平偏好對E-閉環(huán)供應(yīng)鏈各方?jīng)Q策與協(xié)調(diào)性的影響，并設(shè)計收益共享-成本共擔(dān)契約協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈、提高廢舊品回收率，同時實現(xiàn)各方利潤的帕累托改進(jìn)。

1 模型描述與基本假設(shè)

本研究考慮由單個制造商、單個電商平臺及單個回收商組成的E-閉環(huán)供應(yīng)鏈，如圖1所示。正向供應(yīng)鏈中，制造商生產(chǎn)新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品，并以一定批發(fā)價格賣給電商平臺，電商平臺 (自營式電商平臺，如京東、小米商城等) 通過網(wǎng)絡(luò)渠道銷售新產(chǎn)品與再制造品，同時為消費者提供郵寄、線上交易、產(chǎn)品售后以及信息咨詢等服務(wù)。逆向供應(yīng)鏈中，回收商從消費者處回收廢舊產(chǎn)品，再以一定轉(zhuǎn)移價格賣給制造商。現(xiàn)實中，愛回收將收購的廢舊手機轉(zhuǎn)交給制造商進(jìn)行再制造，再通過京東商城進(jìn)行銷售[18]。

圖1 E-閉環(huán)供應(yīng)鏈的運行模式Figure 1 The operation mode of an E-commerce closed-loop supply chain

在E-閉環(huán)供應(yīng)鏈中，制造商處于主導(dǎo)地位，電商平臺與回收商同時處于跟隨地位，他們之間構(gòu)成Stackelberg博弈。制造商作為博弈主導(dǎo)者首先決策批發(fā)價格w；然后電商平臺與回收商作為博弈跟隨者同時決策，電商平臺決策零售價格p、服務(wù)水平s和回收商決策廢舊品回收率t。

電商平臺起到銜接供應(yīng)鏈上下游關(guān)系的作用，通過發(fā)布產(chǎn)品信息同時影響銷售和回收環(huán)節(jié)，因此電商平臺更注重供應(yīng)鏈利潤分配的公平問題。假設(shè)電商平臺僅關(guān)注處于主導(dǎo)地位的制造商利潤，同時參考王文賓等[13]的研究，引入電商平臺公平偏好強 度θ (0 ≤θ≤1)，構(gòu)建電 商平臺效用函數(shù)Ue(πe)=πe-θ(πm-πe)。

模型假設(shè)如下。

1) 回收商對回收的廢舊品進(jìn)行嚴(yán)格檢測，以確保回收的廢舊品全部能加工處理成再制造品，假設(shè)再制造產(chǎn)品與新產(chǎn)品沒有差異，以相同價格銷售給消費者[6]。

2) 新產(chǎn)品的單位制造成本為cm，再制造品的單位制造成本為cr，記?=cm-cr，則? 表示再制造成本節(jié)省?；厥丈桃曰厥諆r格 ψ從消費者手中收集廢舊品，再以轉(zhuǎn)移價格b將廢舊品轉(zhuǎn)交給制造商，則制造商的單位制造成本c=cm(1-t)+t(cr+b)=cm-t(?-b)。其中，b、ψ分別是由制造商、回收商事先確定的外生變量，為使再制造具有意義，假設(shè)? ＞b＞ψ＞0。

3) 參考王玉燕等[19]的研究，電商平臺的市場需求量q=α-p+γs，其中，α(α＞0)表示潛在的市場最大需求量，γ表示服務(wù)水平影響系數(shù)。一般而言，消費者對零售價格的敏感程度大于對服務(wù)水平的敏感程度，因此 0＜γ＜1。在不考慮參數(shù)量綱時，為保證市場需求非負(fù)，則α ＞p＞cm。

5) 為保證各方都參與博弈，假設(shè)各方利潤始終為正，即滿足約束 1 -γ2-2(?-ψ)2＞0。

其他符號說明如下。πm、πe、πr、πsc分別表示制造商、電商平臺、回收商以及E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤；Ue表示電商平臺的效用；上標(biāo) C表示集中決策情形；上標(biāo)N、F分別表示電商平臺公平中性和公平偏好情形；上標(biāo)S、A分別表示信息對稱和信息非對稱情形；上標(biāo) RC表示收益共享-成本共擔(dān)契約情形；上標(biāo)*表示均衡解。

根據(jù)模型描述與基本假設(shè)，制造商、電商平臺、回收商及E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤函數(shù)分別為

2 集中決策

集中決策下，制造商、電商平臺和回收商三方合作作為一個整體，以E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤最大化來決策零售價格p、服務(wù)水平s和廢舊品回收率t，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型表示為

結(jié)合式 (4)，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)利潤為

3 分散決策

由于公平偏好是內(nèi)在、主觀心理信息，制造商未必了解關(guān)于電商平臺準(zhǔn)確的公平偏好信息。根據(jù)電商平臺是否公平偏好的實際情況和制造商對其公平偏好信息的認(rèn)知，電商平臺公平偏好信息非對稱體現(xiàn)為4種情況。1) 情形Ⅰ：電商平臺公平中性且信息對稱，此時電商平臺公平中性信息是E-閉環(huán)供應(yīng)鏈中的共同知識；2) 情形Ⅱ：電商平臺公平中性且信息非對稱，此時電商平臺公平中性是私有信息，而制造商認(rèn)為電商平臺是公平偏好的；3) 情形Ⅲ：電商平臺公平偏好且信息對稱，此時電商平臺公平偏好信息是E-閉環(huán)供應(yīng)鏈中的共同知識；4) 情形Ⅳ：電商平臺公平偏好且信息非對稱，此時電商平臺公平偏好是私有信息，而制造商認(rèn)為電商平臺是公平中性的。

3.1 情形I

情形Ⅰ下，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型表示為

于是，情形Ⅰ下各方和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)利潤分別為

3.2 情形II

情形Ⅱ下，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型表示為

與情形Ⅰ相同，采用逆向歸納法求解。情形Ⅱ下，由于電商平臺公平中性，但制造商認(rèn)為其是公平偏好的，于是制造商認(rèn)為電商平臺的最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)為

同時回收商的最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)為

其中，B=(1+3θ)(2-γ2)+θ(b-?)(b-ψ)。

于是，情形Ⅱ下各方和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)利潤分別為

3.3 情形III

情形Ⅲ下，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型表示為

同理，電商平臺和回收商的最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)為

將式pFS?(w)、sFS?(w)、tFS?(w)代入 式 (10)，可得wFS?=wNA?，即情形Ⅲ下的制造商最優(yōu)批發(fā)價格與情形Ⅱ一致，將wFS?代入pFS?(w)、sFS?(w)和tFS?(w)，可得電商平臺和回收商的最優(yōu)決策分別為

于是，情形Ⅲ下各方和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)利潤分別為

3.4 情形IV

情形Ⅳ下，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型表示為

于是，情形Ⅳ下各方和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)利潤分別為

4 均衡結(jié)果比較與分析

性質(zhì)11) 當(dāng)電商平臺公平中性且信息非對稱時，批發(fā)價格和零售價格都隨制造商認(rèn)為的電商平臺公平偏好強度遞減，服務(wù)水平和回收率都隨之遞增；2) 當(dāng)電商平臺公平偏好且信息對稱時，批發(fā)價格隨電商平臺公平偏好強度遞減，零售價格、服務(wù)水平和回收率都始終不變；3) 而公平偏好信息非對稱時，零售價格隨電商平臺公平偏好強度遞增，服務(wù)水平和回收率隨之遞減，批發(fā)價格不變。

證明通過對各情形下均衡解指標(biāo)關(guān)于公平偏好強度求導(dǎo)即可求得，見表1。

表1 4種情形下公平偏好對最優(yōu)解的影響Table 1 The impact of fairness concern on the optimal solutions in four cases

由性質(zhì)1可知，當(dāng)電商平臺公平偏好且信息對稱時，制造商通過降低批發(fā)價格來提高電商平臺利潤，緩解電商平臺的公平負(fù)效用。而公平偏好信息非對稱時，電商平臺為獲取更多利潤會提高零售價格和降低服務(wù)水平，直接造成市場需求量減少、回收率降低，最終導(dǎo)致E-閉環(huán)供應(yīng)鏈和各方利潤減少。但是當(dāng)電商平臺公平中性而制造商認(rèn)為其公平偏好時，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈和各方利潤全部提高。

命題1wNS?=wFA?＞wNA?=wFS?，pFA?＞pNS?=pFS?＞pNA?＞pC?，sC?＞sNA?＞sNS?=sFS?＞sFA?，tC?＞tNA?＞tNS?=tFS?＞tFA?。

證明對各情形下任意兩個最優(yōu)決策指標(biāo)相減即可得證。

由命題1可知，相比于分散決策，集中決策下零售價格更低，服務(wù)水平和廢舊品回收率更高。此外，無論電商平臺公平偏好信息是否對稱，電商平臺公平偏好都不利于降低零售價格、提高服務(wù)水平和廢舊品回收率。但是當(dāng)電商平臺公平中性時，信息非對稱有利于降低批發(fā)價格和零售價格，也有利于提高服務(wù)水平和廢舊品回收率。

結(jié)合性質(zhì)1和命題1，無論電商平臺公平偏好信息是否對稱，只要制造商考慮電商平臺公平偏好進(jìn)行決策，就有利于降低零售價格、提高服務(wù)水平和廢舊品回收率。

證明對各情形下任意兩個利潤指標(biāo)相減即可得證。

5 基于收益共享-成本共擔(dān)契約的協(xié)調(diào)機制設(shè)計

依據(jù)命題2，批發(fā)價格契約不能協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈，且電商平臺公平偏好和信息非對稱使E-閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)一步偏離最優(yōu)。為克服電商平臺公平偏好信息非對稱對回收決策和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈的不利影響，本節(jié)設(shè)計收益共享-成本共擔(dān)契約進(jìn)行協(xié)調(diào)。收益共享-成本共擔(dān)契約中，制造商為電商平臺提供較低的批發(fā)價格，緩解電商平臺的資金成本壓力，激勵電商平臺提高服務(wù)水平、增加市場需求，但在銷售期末電商平臺要將部分銷售利潤分享給制造商，降低制造商利潤風(fēng)險；同時，制造商分擔(dān)回收商的部分回收成本，緩解回收壓力，激勵回收商提高廢舊品回收率，從而節(jié)約制造商的生產(chǎn)制造成本。

收益共享-成本共擔(dān)契約具體執(zhí)行如下。首先，制造商向電商平臺提供一個較低的產(chǎn)品批發(fā)價格wRC，電商平臺分享自身1 -λ比例的銷售利潤給制造商；同時制造商承諾分擔(dān)回收商1 -μ比例的回收成本，但回收商必須保證自身較高的回收率tRC，兩個比例因子滿足 λ,μ∈[0,1]。為保證收益共享-成本共擔(dān)契約能最大程度實現(xiàn)協(xié)調(diào)目標(biāo)，令該契約下的電商平臺服務(wù)水平等于集中決策下的最優(yōu)服務(wù)水平，即滿足sRC?=sC?。于是，收益共享-成本共擔(dān)契約下，制造商、電商平臺、回收商利潤以及電商平臺效用分別為

將μ?和wNS-RC?代入式 (14)～ (16)，可得收益共享-成本共擔(dān)契約下制造商、電商平臺、回收商和E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤分別為

證明通過對各情形下收益分享比例上下限關(guān)于公平偏好強度求導(dǎo)即可得證。

根據(jù)推論1，在情形Ⅱ、Ⅲ下，收益分享比例上下限都隨電商平臺公平偏好的增強而變大，這說明電商平臺公平偏好越強，制造商獲得的收益分享比例越小，留給電商平臺的收益分享比例越大，才能有效克服電商平臺的公平負(fù)效用，實現(xiàn)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。此外，情形Ⅳ下收益分享比例上限隨電商平臺公平偏好的增強而變大，收益分享比例下限隨之增強而變小，這說明當(dāng)電商平臺公平偏好且信息非對稱時，收益分享比例范圍變大，更容易實現(xiàn)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，也反映制造商與電商平臺的協(xié)調(diào)談判難度變小。

6 數(shù)值分析

供應(yīng)鏈成員公平偏好引起各方利益糾紛，不利于E-閉環(huán)供應(yīng)鏈正常運作。2016年，“再生活”網(wǎng)絡(luò)回收平臺因利潤分配不公，最終無奈停擺。2019年，蘇寧易購憑借主導(dǎo)地位優(yōu)勢壓低供應(yīng)商批發(fā)價格以提升利潤空間，導(dǎo)致E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利益分配嚴(yán)重失衡，供應(yīng)商流失。同時，公平偏好作為主觀私人信息，具有信息非對稱性，公平偏好信息非對稱將進(jìn)一步影響回收決策和各方利潤。于是，為驗證電商平臺公平偏好信息非對稱對E-閉環(huán)供應(yīng)鏈回收決策、各方利潤的影響及收益共享-成本共擔(dān)契約協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈的有效性，以下采用數(shù)值算例進(jìn)行分析。參照王玉燕等[21]數(shù)值分析所用參數(shù)，令?=7，b=6.8，ψ=6.5，γ=0.7，α=12，cm=10，θ ∈[0,1]。

6.1 批發(fā)價格契約的協(xié)調(diào)性分析

由圖2～ 5可知，集中決策下零售價格最低、服務(wù)水平和廢舊品回收率最高。當(dāng)電商平臺公平偏好且信息非對稱時，電商平臺公平偏好越強，零售價格越高，而批發(fā)價格、服務(wù)水平和廢舊品回收率越低。當(dāng)公平偏好信息對稱時，電商平臺公平偏好不能提高服務(wù)水平和廢舊品回收率。但只要制造商考慮電商平臺公平偏好，就有利于降低零售價格、改進(jìn)服務(wù)水平和促進(jìn)廢舊品回收，驗證性質(zhì)1和命題1。

圖2 批發(fā)價格Figure 2 Wholesale prices

圖3 零售價格Figure 3 Retail prices

圖4 服務(wù)水平Figure 4 Service levels

圖5 廢舊品回收率Figure 5 Return rates of used products

由圖6～ 8可知，當(dāng)電商平臺公平偏好且信息非對稱時，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈和各方利潤都最低。而信息對稱時，電商平臺公平偏好只會調(diào)節(jié)制造商和電商平臺利潤，不會影響回收商與E-閉環(huán)供應(yīng)鏈整體利潤，驗證命題2。結(jié)合圖9可知，集中決策下E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤始終最高，批發(fā)價格契約不能協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈。

圖6 制造商利潤Figure 6 Manufacturer’s profits

圖7 電商平臺利潤Figure 7 E-commerce platform’s profits

圖8 回收商利潤Figure 8 Recycler’s profits

圖9 E-閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤Figure 9 E-commerce closed-loop supply chain’s profits

6.2 收益共享-成本共擔(dān)契約的協(xié)調(diào)性分析

收益分享比例 λ取值范圍的變化如圖10所示。將λ取值0.52，根據(jù)電商平臺公平偏好強度 θ對各方利潤的影響，以橫軸 θ ∈(0,0.6)為例進(jìn)行分析，實施收益共享-成本共擔(dān)契約前后各方利潤如圖11～ 13所示。

圖10 收益分享比例Figure 10 Revenue-sharing ratios

圖11 協(xié)調(diào)前后制造商利潤Figure 11 Manufacturer’s profits before and after coordination

圖12 協(xié)調(diào)前后電商平臺利潤Figure 12 E-commerce platform’s profits before and after coordination

圖13 協(xié)調(diào)前后回收商利潤Figure 13 Recycler’s profits before and after coordination

根據(jù)圖10，隨電商平臺公平偏好增強，情形Ⅱ、Ⅲ下收益分享比例上下限都呈上升趨勢。同時，情形Ⅳ下收益分享比例上限呈上升趨勢，收益分享比例下限呈下降趨勢，收益分享比例范圍變大，制造商與電商平臺之間的協(xié)調(diào)難度減小，驗證推論1。由圖10～ 13可知，當(dāng)成本分擔(dān)比例為0.6，且收益分享比例滿足(即圖10中深色區(qū)域為4種情形下的共同協(xié)調(diào)區(qū)間)時，實施收益共享-成本共擔(dān)契約后的制造商、電商平臺和回收商利潤都得到改進(jìn)，即收益共享-成本共擔(dān)契約能夠協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈，帕累托改進(jìn)各方利潤，驗證結(jié)論1。

7 結(jié)論

本文以制造商主導(dǎo)的E-閉環(huán)供應(yīng)鏈為研究對象，考慮電商平臺公平偏好信息非對稱，構(gòu)建回收與定價決策模型，采用逆向歸納法和對比分析法研究公平偏好對E-閉環(huán)供應(yīng)鏈各方?jīng)Q策與協(xié)調(diào)性的影響，并設(shè)計收益共享-成本共擔(dān)契約協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈。最后，通過數(shù)值分析驗證收益共享-成本共擔(dān)契約的有效性。研究表明：1) 當(dāng)電商平臺公平偏好且信息非對稱時，電商平臺公平偏好越強，E-閉環(huán)供應(yīng)鏈各方利潤越低，而信息對稱時電商平臺公平偏好起到“利潤調(diào)節(jié)機制”的作用。2) 無論電商平臺公平偏好信息是否對稱，批發(fā)價格契約都不能協(xié)調(diào)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈，但只要制造商考慮電商平臺公平偏好，就有利于降低零售價格、提高服務(wù)水平和廢舊品回收率。3) 無論電商平臺公平偏好信息是否對稱，收益共享-成本共擔(dān)契約總能優(yōu)化各方?jīng)Q策，提高廢舊品回收率，實現(xiàn)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)以及帕累托改進(jìn)各方利潤。4) 電商平臺公平偏好會使收益分享比例范圍變大，更容易實現(xiàn)E-閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。