不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下低碳供應(yīng)鏈的謊報(bào)行為研究

高順利,郭詩瑤

(1.武漢理工大學(xué) 交通與物流工程學(xué)院,湖北 武漢430063;2.燕山大學(xué) 車輛與能源學(xué)院,河北 秦皇島 066004)

隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,資源短缺和環(huán)境破壞等社會(huì)問題越來越嚴(yán)重,因此綠色經(jīng)濟(jì)和節(jié)能環(huán)保越來越受到世界各國的重視。從2011年開始,我國作為最具發(fā)展?jié)摿Φ膰?率先在北京、天津和上海開展碳交易試點(diǎn)工作,截至目前已有7個(gè)省(直轄市),隨著碳交易試點(diǎn)工作的不斷摸索和實(shí)踐,全國性的碳交易市場也在不斷完善。黨的二十大報(bào)告中也再次強(qiáng)調(diào)了我國的雙碳目標(biāo),表示要積極穩(wěn)妥地推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,并從碳排放雙控、能源革命、健全碳市場、提升碳匯能力等方面做了具體部署。在這一背景下,如何實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展引來諸多關(guān)注。

目前,有很多學(xué)者對(duì)供應(yīng)鏈的低碳減排進(jìn)行決策研究。楊靛青等[1]利用聯(lián)盟鏈和私有鏈實(shí)現(xiàn)碳交易匹配的透明性、安全性,通過證據(jù)推理方法融合多時(shí)點(diǎn)指標(biāo)值提高減排努力值的合理性、全面性;LI等[2]考慮制造商的碳減排水平和零售商的低碳推廣努力,研究了低碳閉環(huán)供應(yīng)鏈在不同情形下的最優(yōu)決策和績效。ZHANG等[3]考慮了碳總量管制、交易規(guī)則和制造商的不同策略時(shí),不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下供應(yīng)鏈中的政府排放總量管制和制造商的生產(chǎn)減排決策。陳建華等[4]考慮市場需求受消費(fèi)者低碳偏好的影響,比較了有無政府補(bǔ)貼兩種模式下制造商的最優(yōu)碳減排水平。夏西強(qiáng)等[5]基于外包制造分別構(gòu)建由低碳產(chǎn)品制造商、普通產(chǎn)品制造商和零售商參與的分散決策和集中決策博弈模型,分析了碳交易對(duì)低碳供應(yīng)鏈的影響,并探究了低碳供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制。

在供應(yīng)鏈中,各參與主體的決策權(quán)和信息是分散的,企業(yè)為了自身利益最大化,信息不對(duì)稱現(xiàn)象普遍存在,如運(yùn)營成本信息(生產(chǎn)成本、回收成本、運(yùn)輸成本和碳減排成本)、能力信息(回收能力、生產(chǎn)能力和碳減排能力)和需求信息等[6]。丁斌等[7]考慮再制造水平信息不對(duì)稱,分析了不同謊報(bào)情況對(duì)供應(yīng)鏈成員的影響,分別從制造商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的角度討論最優(yōu)謊報(bào)策略。XIE等[8]通過建立Stackelberg模型探討了碳總量管制與碳交易機(jī)制下信息不對(duì)稱對(duì)供應(yīng)鏈成員決策的影響,結(jié)果表明在信息不對(duì)稱時(shí),低類型制造商有動(dòng)機(jī)模仿高類型制造商的定價(jià)行為。張令榮等[9]考慮碳配額交易政策下制造商回收努力難度和新產(chǎn)品單位碳排放量信息不對(duì)稱,探討不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下制造商的謊報(bào)行為。ZHAO等[10]考慮制造商的碳減排努力成本信息不對(duì)稱,分析碳減排努力成本和低碳偏好對(duì)供應(yīng)鏈成員決策的影響,并系統(tǒng)比較了信息對(duì)稱與不對(duì)稱兩種場景下獲得制造商共享私人信息的條件。徐偉等[11]同時(shí)考慮單位產(chǎn)品的初始碳排放量和碳減排量信息不對(duì)稱,分析謊報(bào)因子和消費(fèi)者低碳偏好對(duì)供應(yīng)鏈的影響。

此外,也有學(xué)者探討不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下的供應(yīng)鏈決策問題。王道平等[12]在政府獎(jiǎng)懲機(jī)制下,研究零售商主導(dǎo)的閉環(huán)供應(yīng)鏈中成員的動(dòng)態(tài)均衡策略。王竟竟等[13]考慮產(chǎn)品需求和廢舊產(chǎn)品回收的不確定性及決策者的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避特性,在不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下分別構(gòu)建了制造商與零售商聯(lián)盟和不聯(lián)盟時(shí)的閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型。CHOI等[14]針對(duì)不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價(jià)問題,基于制造商主導(dǎo)、零售商主導(dǎo)和回收商主導(dǎo)3種情景構(gòu)建博弈模型,發(fā)現(xiàn)零售商主導(dǎo)時(shí)供應(yīng)鏈的利潤最優(yōu)。YANG等[15]針對(duì)消費(fèi)者預(yù)期后悔行為對(duì)原始設(shè)備制造商和第三方再制造商定價(jià)決策的影響,構(gòu)建不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下的Stackelberg博弈模型。

綜上,目前對(duì)信息不對(duì)稱的供應(yīng)鏈成員謊報(bào)行為研究較多,但鮮有文獻(xiàn)同時(shí)考慮不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下低碳供應(yīng)鏈的能力信息和成本信息的謊報(bào)行為問題。此外,在實(shí)際運(yùn)營中,與零售商相比,制造商擁有更多的碳減排效率信息。因此,筆者構(gòu)建一個(gè)制造商和一個(gè)零售商組成的兩級(jí)低碳供應(yīng)鏈,考慮制造商碳減排難度和初始碳排放成本信息不對(duì)稱,研究不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下制造商的謊報(bào)行為及其對(duì)供應(yīng)鏈績效的影響,以期為企業(yè)決策提供理論依據(jù)。

1 問題描述與相關(guān)假設(shè)

在低碳背景下,考慮單一周期內(nèi)制造商M和零售商R所組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。其中供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)排放碳,為了減少碳稅的征收,制造商會(huì)采用低碳技術(shù)來減少生產(chǎn)制造過程中的碳排放量,同時(shí)需要一定的碳減排技術(shù)成本的投入。在信息不對(duì)稱的情況下,碳減排難度和初始碳排放成本是制造商的私有信息。為使自身利益最大化,制造商可能會(huì)向零售商謊報(bào)其私有信息,從而使得在博弈過程中零售商偏離最優(yōu)決策。故制造商的決策變量為批發(fā)價(jià)w、單位碳減排量e、碳減排難度謊報(bào)系數(shù)α和初始碳排放成本謊報(bào)系數(shù)β,零售商的決策變量為零售價(jià)p。在供應(yīng)鏈分散決策模式下,二者均以自身利益最大化為目標(biāo)進(jìn)行決策。

假設(shè)1供應(yīng)鏈中除了碳減排難度和初始碳排放成本信息外,其余信息均對(duì)稱。

假設(shè)2單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本為c,因其不受減排投資影響,為便于計(jì)算,假設(shè)c=0。

假設(shè)3市場需求D與單位產(chǎn)品零售價(jià)格p和單位碳減排量e線性相關(guān)[16],即D=a-bp+θe,其中a為市場容量參數(shù),θ為單位碳減排量對(duì)需求的影響系數(shù),b為價(jià)格彈性系數(shù),對(duì)最優(yōu)結(jié)果并無影響,為便于計(jì)算,假設(shè)b=1。

假設(shè)4市場容量足夠大,且滿足a>βtc0,其中t為碳交易價(jià)格,c0為初始碳排放成本,c0=t(e0-ec),e0為單位產(chǎn)品生產(chǎn)的初始碳排放量,ec為單位產(chǎn)品免費(fèi)碳配額。

假設(shè)6參考文獻(xiàn)[17]中制造商謊報(bào)生產(chǎn)成本的謊報(bào)因子設(shè)計(jì)思路,假設(shè)制造商對(duì)零售商公布的碳減排難度為αk,初始碳排放成本為βc0。α,β等于1,表示制造商不謊報(bào)私有信息,α,β于小于1,表示制造商低報(bào)其私有信息,α,β大于1,表示制造商高報(bào)其私有信息。

假設(shè)7為了更加符合實(shí)際,令p>w,e0>ec,e0>e。

2 模型建立及求解

為探究不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下供應(yīng)商的謊報(bào)行為,分別對(duì)制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈、零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈和權(quán)力均等供應(yīng)鏈這3種情況進(jìn)行建模分析。其中,產(chǎn)品的市場需求D為:

D=a-p+θe

(1)

制造商的真實(shí)利潤函數(shù)πM為:

(2)

參考文獻(xiàn)[10],在謊報(bào)情形下,制造商的公開利潤函數(shù)ΦM為:

(3)

零售商的利潤函數(shù)πR為:

πR=(p-w)D

(4)

供應(yīng)鏈整體的利潤函數(shù)π為:

(5)

2.1 制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈

(6)

為了使決策行為與謊報(bào)行為一致,制造商指定最優(yōu)批發(fā)價(jià)w和單位碳減排量e使其公開利潤取得最大值。將式(1)和式(6)代入式(3),可得到制造商的公開利潤函數(shù),求ΦM關(guān)于w和e的海瑟矩陣H1:

(7)

(8)

(9)

根據(jù)式(8)和式(9)可得:

(10)

πM1=

(11)

(12)

式中:A=t3(-β-2α+2αβ)+t2(-2βθ-4αθ+4αβθ)+t(-βθ2-2αθ2+8α2k+2αβθ2-4α2βk)。

定理2當(dāng)制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商不會(huì)謊報(bào)其私有信息。

由定理2可知,在制造商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈中,制造商已經(jīng)擁有足夠大的權(quán)力使得自身利益最大化,無需再額外采取謊報(bào)策略。

2.2 零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈

(13)

(14)

(15)

πM2=

(16)

(17)

式中:B=t3(-β-4α+4αβ)+t2(-2βθ-8αθ+8αβθ)+t(-βθ2-4αθ2+8α2k+4αβθ2-6α2βk)。

定理4當(dāng)零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商會(huì)低報(bào)碳減排難度,高報(bào)初始碳減排成本。

由定理4可知,在零售商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈中,制造商處于劣勢地位。受自身利益驅(qū)使,制造商會(huì)利用信息優(yōu)勢,采取雙因子謊報(bào)策略。

推論1當(dāng)零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商謊報(bào)行為會(huì)提高產(chǎn)品批發(fā)價(jià)、零售價(jià)、單位碳減排量及制造商利潤,但會(huì)降低零售商利潤及供應(yīng)鏈總利潤。

由推論1可知,當(dāng)制造商低報(bào)碳減排難度時(shí),同樣會(huì)加大碳減排力度,單位碳減排量提高;同時(shí),高報(bào)初始碳減排成本時(shí),將增加的碳交易成本通過提高批發(fā)價(jià)的方式轉(zhuǎn)移給零售商,零售商再提高零售價(jià)賣給消費(fèi)者。最終制造商利潤增加,零售商和供應(yīng)鏈整體利潤減少,消費(fèi)者需支付更高的產(chǎn)品價(jià)格,產(chǎn)品需求也會(huì)隨之下降。制造商的謊報(bào)行為不利于供應(yīng)鏈的良好持續(xù)發(fā)展。

2.3 權(quán)力均等供應(yīng)鏈

(18)

(19)

(20)

πM3=

(21)

(22)

式中:C=t3(-β-2α+2αβ)+t2(-2βθ-4αθ+4αβθ)+t(-βθ2-2αθ2+6α2k+2αβθ2-4α2βk)。

定理6當(dāng)制造商和零售商權(quán)力均等時(shí),制造商不會(huì)謊報(bào)碳減排難度,但會(huì)高報(bào)初始碳減排成本。

由定理6可知,在權(quán)力均等供應(yīng)鏈中,制造商并未處于絕對(duì)主導(dǎo)地位。受自身利益驅(qū)使,制造商仍會(huì)采取謊報(bào)策略。

推論2當(dāng)制造商和零售商權(quán)力均等時(shí),制造商謊報(bào)行為會(huì)提高產(chǎn)品批發(fā)價(jià)、零售價(jià)和供應(yīng)商利潤,但會(huì)降低單位碳減排量、零售商利潤和供應(yīng)鏈整體利潤。

由推論2可知,制造商只高報(bào)初始碳排放成本,制造商公開利潤中會(huì)支付更多的碳交易成本,而碳減排節(jié)約的成本是有限的,但碳減排成本卻隨著單位碳減排量的增加呈指數(shù)增加,因此制造商會(huì)減少碳減排投入來控制成本。制造商的謊報(bào)行為只對(duì)自己有利,卻損壞了零售商和供應(yīng)鏈整體的利潤。

推論3當(dāng)制造商和零售商權(quán)力均等時(shí),制造商的謊報(bào)行為使得供應(yīng)鏈最優(yōu)決策與制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí)的最優(yōu)決策相同,且制造商、零售商與供應(yīng)鏈整體利潤相等。

由推論3可知,在權(quán)力均等情形下,制造商可以通過謊報(bào)行為使自己處于主導(dǎo)地位,因此在信息不對(duì)稱下,制造商和零售商的權(quán)力不會(huì)均等。

2.4 供應(yīng)鏈集中式?jīng)Q策

(23)

(24)

(25)

3 算例分析

為了更直觀地展示和驗(yàn)證文中的結(jié)論,運(yùn)用Matlab軟件對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行算例分析,在滿足模型假設(shè)條件下,依照限定條件選擇參數(shù),借鑒文獻(xiàn)[16]的參數(shù)賦值思想,假定a=50,θ=2,k=100,e0=10,ec=6,t=6。不同權(quán)利結(jié)構(gòu)下雙因子謊報(bào)靈敏度分析結(jié)果如表1～表3所示,可以看出隨著謊報(bào)因子α和β的增大,制造商總能找到最優(yōu)謊報(bào)因子α*和β*使得利潤最大化。零售商利潤和單位碳減排量隨著謊報(bào)因子α和β的增大而減小,可知制造商高報(bào)碳減排難度和初始碳減排成本會(huì)損害零售商的利潤,且不利于產(chǎn)品的碳減排。隨著謊報(bào)因子α的增大,供應(yīng)鏈整體利潤并不是一直減少,說明制造商謊報(bào)碳減排難度并不總是損害供應(yīng)鏈整體利潤。隨著謊報(bào)因子β的增大,供應(yīng)鏈整體利潤減少,可知制造商高報(bào)產(chǎn)品初始碳減排成本會(huì)損害供應(yīng)鏈整體利潤。

表1 制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí)雙因子謊報(bào)靈敏度分析

表2 零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí)雙因子謊報(bào)靈敏度分析

表3 權(quán)力均等供應(yīng)鏈時(shí)雙因子謊報(bào)靈敏度分析

4 結(jié)論

(1)制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商不會(huì)謊報(bào)其私有信息。

(2)零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商會(huì)低報(bào)碳減排難度,同時(shí)高報(bào)初始碳排放成本.

(3)制造商和零售商權(quán)力均等時(shí),制造商僅高報(bào)初始碳排放成本。

(4)制造商的謊報(bào)行為會(huì)一直對(duì)制造商有利,但會(huì)一直損害零售商和供應(yīng)鏈整體的利潤。零售商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí),制造商的謊報(bào)行為會(huì)提高單位碳減排量,而制造商和零售商權(quán)力均衡時(shí),制造商的謊報(bào)行為會(huì)降低單位碳減排量。

(5)制造商和零售商權(quán)力均等時(shí),制造商的謊報(bào)行為使得供應(yīng)鏈最優(yōu)決策與制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈時(shí)的最優(yōu)決策相同,且制造商、零售商和供應(yīng)鏈整體利潤相等。

(6)筆者在探討不同權(quán)力結(jié)構(gòu)下低碳供應(yīng)鏈中制造商的謊報(bào)策略時(shí),僅研究了供應(yīng)鏈的單邊信息不對(duì)稱,但在實(shí)際中,供應(yīng)鏈的雙邊信息不對(duì)稱現(xiàn)象普遍存在。因此,未來可作進(jìn)一步研究。