考慮消費者偏好和可替代產(chǎn)品的供應鏈綠色開發(fā)投資與協(xié)調(diào)策略

冉文學　鄭翰雯

關鍵詞：綠色開發(fā)；消費者偏好；可替代產(chǎn)品；節(jié)稅系數(shù)

中圖分類號：F252 文獻標識碼：A 文章編號：2096-7934（2024）01-0031-13

一、引言

伴隨經(jīng)濟飛速發(fā)展，環(huán)境問題愈演愈烈，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，2023年1月國務院新聞辦公室發(fā)布的《新時代的中國綠色發(fā)展》白皮書中提出綠色生產(chǎn)方式廣泛推行、促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色轉型等任務［1］。目前，大量制造業(yè)選擇拓寬原生產(chǎn)線，研發(fā)更具環(huán)保性的綠色產(chǎn)品［2］。消費者日益傾向于購買綠色環(huán)保的綠色產(chǎn)品，并愿意為其支付更高的價格以推動生態(tài)系統(tǒng)保護和建設［3］。因此，研究產(chǎn)品的綠色開發(fā)對如今的供應鏈和企業(yè)至關重要。

目前已有大量學者做過基于消費者偏好的供應鏈研究，包括食品供應鏈中消費者的可追溯性偏好如何影響決策研究［4］，瓷器供應鏈中消費者對包裝水平的偏好如何推動包裝更新［5］。消費者對易腐產(chǎn)品的新鮮度偏好是否激勵零售商采用更先進的保鮮技術［6］等。隨著綠色轉型發(fā)展深入，消費者的綠色偏好越來越受學者關注。林凱等［7］以消費者綠色偏好和渠道間競爭程度差異作為背景探究雙渠道綠色供應鏈的信息共享策略。Zhao et al.［8］研究了消費者綠色偏好下考慮減少商品包裝策略的供應鏈協(xié)調(diào)問題。Liu et al.［9］研究碳稅和補貼雙重政策背景下消費者偏好對供應鏈成員最優(yōu)決策的影響。蔣曉芬等［10］基于消費者低碳偏好及碳限額交易政策探究自主減排及外包減排下供應鏈的最優(yōu)碳減排率及利潤。

針對存在可替代產(chǎn)品的供應鏈，戴雙雙等［11］為研究競爭供應鏈的物流外包決策問題構建含兩家替代制造商的供應鏈模型。Giri et al.［12］研究了兩級模糊供應鏈系統(tǒng)中兩個可替代產(chǎn)品和一個互補產(chǎn)品之間的價格競爭模型。還有部分學者針對存在可替代產(chǎn)品的綠色供應鏈展開研究。陳克兵等［3］基于傳統(tǒng)制造商和綠色制造商的競爭研究不同權力結構下的供應鏈問題。Saha et al.［13］探討了兩家生產(chǎn)可替代綠色產(chǎn)品的競爭廠商在不同市場規(guī)模下的綠色投資決策。王東陽等［14］考慮制造商同時生產(chǎn)普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品時供應鏈減排策略。蔣曼曼等［15］考慮制造商同時生產(chǎn)低碳和高碳產(chǎn)品建立完全自利型和零售商利他型決策模型。韓夢圓等［2］考慮制造商同時生產(chǎn)綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品的情況，構建“質量-定價-服務”三重競爭模型。基于以上的文獻發(fā)現(xiàn)，盡管已有大量學者對基于消費者綠色偏好和存在可替代產(chǎn)品的供應鏈定價及產(chǎn)品綠色開發(fā)策略進行研究，但綜合二者同時對供應鏈進行探究的情況較少?？紤]到有一些學者表示政府綠色政策同樣會對供應鏈的產(chǎn)品綠色開發(fā)產(chǎn)生影響［10］［14］［16］。因此，本文考慮在供應鏈決策過程中存在消費者綠色偏好以及完全替代的傳統(tǒng)產(chǎn)品，同時將綠色開發(fā)引起環(huán)境稅成本的減少作為綠色政策的體現(xiàn)，探討不同決策模式下供應鏈受到的影響。本文的創(chuàng)新點包括：一是考慮到產(chǎn)品綠色開發(fā)過程中，市場上存在可替代的傳統(tǒng)產(chǎn)品與其競爭，探究不同決策模式下的最優(yōu)策略及協(xié)調(diào)；二是同時考慮消費者和政府的因素，探究消費者綠色偏好對決策影響的同時引入環(huán)境稅，致力于更加貼合實際，為制造商制定產(chǎn)品綠色開發(fā)決策以及定價策略提供幫助。

二、問題描述與假設

本文構建由一個制造商和一個零售商組成的兩級結構供應鏈（如圖1所示），制造商生產(chǎn)互為替代的綠色和傳統(tǒng)產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品需要制造商投入一定的綠色開發(fā)成本，與此同時可以節(jié)省一部分環(huán)境稅成本。兩種產(chǎn)品分別以ω1和ω2的批發(fā)價格賣給零售商，零售商再以p1和p2兩種價格將產(chǎn)品賣給具有綠色偏好的消費者。

圖1 供應鏈結構

基于此，本文旨在探究兩種商品完全替代時，制造商和零售商在集中模式、分散模式下的最優(yōu)價格、利潤和綠色開發(fā)程度，以及消費者綠色偏好、兩產(chǎn)品的需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)對決策的影響。

為了便于研究，本文作出如下假設：

①制造商和零售商在決策時信息完全對稱。制造商的生產(chǎn)成本、零售商的銷售成本不計入計算過程，并且不考慮產(chǎn)品缺貨的情況。

②假設傳統(tǒng)產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品的初始碳排放量相等，不在需求函數(shù)中體現(xiàn)。

③根據(jù)董慈蔚等學者的研究［17］，本文選取制造商的減排水平g衡量綠色產(chǎn)品開發(fā)程度，其表示產(chǎn)品每單位所產(chǎn)生污染排放的減少百分比。綠色產(chǎn)品開發(fā)投資成本用C（g）=1/2kg²表示［10］，k為投資成本系數(shù)。

④綠色開發(fā)可以使碳減排減少進而降低制造商環(huán)境稅成本［16］，節(jié)稅收益為：T（g）=tg，t為節(jié)稅系數(shù)。

三、模型構建與求解

四、算例分析

本文分析了集中決策、分散決策以及協(xié)調(diào)決策下消費者綠色偏好和節(jié)稅系數(shù)對供應鏈均衡決策的影響。本章將通過一些算例進一步證明消費者綠色偏好、需求交叉價格彈性以及節(jié)稅系數(shù)對利潤、價格與綠色開發(fā)的影響。根據(jù)前文提到的條件，即b>μ，bλ²-2k（b²-μ²）<0（即A>0），bλ²-4k（b²-μ²）<0（即B>0），本文相關參數(shù)賦值為：a=100，b=0.6，k=0.6，s=0.4。

（一）消費者綠色偏好的影響分析

為分析消費者綠色偏好的影響，令：μ=0.4，t=0.2，λ∈［0.1，0.6］。

觀察圖2結果，當消費者綠色偏好提高，兩種決策下的供應鏈利潤隨之升高，同時無論消費者綠色偏好如何，集中決策較分散決策的供應鏈利潤均更優(yōu)。隨著綠色偏好的增加，兩種決策模式下的利潤差逐漸增大，特別是當消費者綠色偏好較高時，集中決策下的供應鏈利潤驟增，且遠高于分散決策下的利潤。該結果表明，當消費者存在綠色偏好時，制造商和零售商采取集中決策時對供應鏈更加有利，這也為協(xié)調(diào)決策提供了依據(jù)。

觀察圖3的結果不難看出，當消費者綠色偏好較低時，綠色產(chǎn)品在市場上無法具有更高的價格，然而隨著消費者綠色偏好的增加，消費者逐漸傾向于購買綠色產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品的價格也就隨之超越傳統(tǒng)產(chǎn)品且差距逐漸增大。同時伴隨著消費者綠色偏好的增加，集中決策下的產(chǎn)品價格逐漸超越分散決策并且漲幅較大。該結果表明，當消費者綠色偏好較大時，綠色產(chǎn)品在價格方面更有利可圖，同時集中決策下的價格優(yōu)勢更為突出。

圖2 綠色偏好對供應鏈利潤的影響

圖3 綠色偏好對價格的影響

觀察圖4結果，當消費者綠色偏好增加，企業(yè)會傾注更多的精力投入到產(chǎn)品的綠色開發(fā)中。在集中決策下，產(chǎn)品的綠色開發(fā)程度要顯著高于分散決策，站在環(huán)境保護的角度集中決策也是更優(yōu)的選擇。同時兩種決策模式下的綠色開發(fā)程度差值同樣隨著綠色偏好的增加而提高，特別是在集中決策下，當綠色偏好較高時，制造商對產(chǎn)品的綠色開發(fā)投入非?？捎^。

由于在集中決策下供應鏈的利潤、產(chǎn)品的價格以及綠色開發(fā)程度都更優(yōu)于分散決策。因此，需要對供應鏈成員進行協(xié)調(diào)，使得在分散決策模式下仍然可以實現(xiàn)集中決策的效果。用于協(xié)調(diào)的固定費用G的取值范圍如圖5所示，其中π^X*_r-π^MS*_r為G的取值上限，π^MS*_m-π^X*_m為G的取值下限，兩條曲線的差構成固定費用G。不難看出消費者綠色偏好逐漸增加，零售商需要支付的固定費用也隨之增加，這可能是由于制造商投入的綠色開發(fā)成本更高導致的。

圖4 綠色偏好對產(chǎn)品綠色開發(fā)的影響

圖5 綠色偏好對固定費用G的影響

（二）需求交叉價格彈性的影響分析

為分析消費者綠色偏好的影響，令：λ=0.5，t=0.2，μ∈［0.2，0.4］。

觀察圖6可以看出，隨著傳統(tǒng)產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品的替代率提高，供應鏈利潤也會隨之升高，并且集中模式下的供應鏈利潤較分散模式下更優(yōu)，二者之間的差值隨著替代率的升高而擴大。該結果表明，當供應鏈處于分散決策時，即制造商和零售商之間處于競爭關系時供應鏈的利潤會受到負面影響。

觀察圖7至圖9看出，隨著傳統(tǒng)產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品的替代率更高，綠色產(chǎn)品的價格會超越傳統(tǒng)產(chǎn)品的價格，并且優(yōu)勢逐漸明顯；產(chǎn)品的綠色開發(fā)程度也會升高，并且集中決策下的開發(fā)程度更高，對環(huán)境更有利；在協(xié)調(diào)決策下，零售商需要支付的固定費用G也隨之增加。

以上結果表明，由于消費者具有綠色偏好，隨著兩種產(chǎn)品的替代作用增強，綠色產(chǎn)品更加受到消費者歡迎進而在市場上逐漸走向主導地位，因此綠色產(chǎn)品的價格迅速增加并且超越傳統(tǒng)產(chǎn)品，與此同時制造商對綠色開發(fā)的投入增加更加促進了消費者對綠色產(chǎn)品的熱衷，進而價格繼續(xù)增長，制造商對綠色開發(fā)的投入成本升高也就意味著零售商要承擔更多的費用，體現(xiàn)在零售商投入的固定費用G。

（三）節(jié)稅系數(shù)的影響分析

為分析節(jié)稅系數(shù)的影響，令：λ=0.5，μ=0.4，t∈［0.2，0.5］。

觀察圖10的結果可以看出，隨著節(jié)稅系數(shù)的增加供應鏈利潤也隨之增加，并且集中決策下的總利潤要更高。值得注意的是節(jié)稅系數(shù)的增加所引起的利潤增加呈直線變化，與消費者綠色偏好和兩種產(chǎn)品的替代率對供應鏈的影響不同。

圖6 需求交叉價格彈性對供應鏈利潤的影響

圖7 需求交叉價格彈性對價格的影響

圖8 需求交叉價格彈性對產(chǎn)品綠色開發(fā)的影響

圖9 需求交叉價格彈性對固定費用G的影響

圖10 節(jié)稅系數(shù)對供應鏈利潤的影響

根據(jù)表1的結果可以看出，隨著節(jié)稅系數(shù)的增加，兩種產(chǎn)品的價格均會小幅直線上升，與上文得到的結果不同，節(jié)稅系數(shù)對價格的影響微乎其微。

表1 節(jié)稅系數(shù)對價格的影響

觀察圖11至圖12可以看出，隨著節(jié)稅系數(shù)的增加，產(chǎn)品的綠色開發(fā)程度也隨之直線增長，同時集中決策下的綠色開發(fā)程度更高，對環(huán)境更有利，與之相應的零售商需要支付的費用G。

圖11 節(jié)稅系數(shù)對產(chǎn)品綠色開發(fā)的影響

圖12 節(jié)稅系數(shù)對固定費用G的影響

五、結語

本文旨在研究由一個制造商和一個零售商組成的兩級結構供應鏈的定價及產(chǎn)品綠色開發(fā)投資問題，討論在集中模式和分散模式下的最優(yōu)決策，分析消費者綠色偏好、兩產(chǎn)品需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)對最優(yōu)策略的影響，最終引入?yún)f(xié)調(diào)策略使之實現(xiàn)帕累托改進。主要結論如下：

（1）消費者綠色偏好、需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)的增加均可以引起供應鏈利潤的增加。并且集中決策下的供應鏈利潤始終高于分散決策。當綠色偏好和需求交叉價格彈性較高時，集中決策下的供應鏈利潤增長速度加快并且遠高于分散決策。該結果表明，制造商和零售商采取集中決策時對供應鏈更加有利，供應鏈內(nèi)的競爭會導致供應鏈的利益受損。

（2）消費者綠色偏好、需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)的增加均可以引起傳統(tǒng)產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品的價格增加。當消費者綠色偏好較低或需求交叉價格彈性較低時，綠色產(chǎn)品的價格低于傳統(tǒng)產(chǎn)品，這說明綠色產(chǎn)品的市場依賴于消費者的青睞以及對傳統(tǒng)產(chǎn)品的替代。當消費者綠色偏好較高或綠色產(chǎn)品對傳統(tǒng)產(chǎn)品的替代作用更顯著時，綠色產(chǎn)品的價格會超過傳統(tǒng)產(chǎn)品。而節(jié)稅系數(shù)對兩產(chǎn)品價格的影響呈直線、正向變化。

（3）消費者綠色偏好、需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)的增加均可以推動制造商對產(chǎn)品的綠色開發(fā)投資。消費者更傾向于購買綠色產(chǎn)品、綠色產(chǎn)品對傳統(tǒng)產(chǎn)品的替代作用更強以及綠色開發(fā)導致環(huán)境稅成本顯著降低都可以有效激勵制造商投入更多的綠色開發(fā)投資。綠色開發(fā)投資的增加可以促使綠色產(chǎn)品價格的上漲和利潤的升高，同時對環(huán)境也是有益的。

（4）鑒于與集中決策相比，分散模式下的供應鏈整體利潤、產(chǎn)品價格以及綠色開發(fā)程度均不理想，本文提出協(xié)調(diào)策略以實現(xiàn)帕累托改進，即零售商一次性支付給制造商的費用G，以此保證供應鏈可以實現(xiàn)集中決策下的最優(yōu)條件。隨著消費者綠色偏好、需求交叉價格彈性和節(jié)稅系數(shù)的增加，固定費用G也隨之增加?？梢?，當制造商的產(chǎn)品綠色開發(fā)投資更多時，供應鏈可以獲得更多利潤，零售商分得的利潤也就更多，因此需要支付給制造商更多的費用。

本文的研究結論可以為未來研究提供借鑒，未來可以改進以下兩個方面：一方面，決策模式可以進行創(chuàng)新，比如當零售商更具議價能力時零售商會作為斯塔克爾伯格決策的領導者等；另一方面，本文通過綠色開發(fā)引起環(huán)境稅成本降低體現(xiàn)了政府政策，較為單一，未來可引入更具說服力的指標。

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Investment and Coordination Strategies of Supply Chain

Green Development Considering Consumer Preferences

and Substitutable Products

RAN Wen-xue， ZHENG Han-wen

（School of Logistics and Management Engineering， Yunnan University

of Finance and Economics， Kunming， Yunnan 650221）

Abstract：This study focuses on a secondary structure supply chain composed of a manufacturer that produce both traditional products and green products and a retailer.It analyzes the optimal decision-making under centralized and decentralized mode， and explores the effects of consumer preferences， product substitution and tax saving coefficients on the optimal decision-makings.In addition， coordination strategies are proposed through comparison of decision-making models to achieve Pareto improvement.We find that the optimal profit under centralized decision-making is better than that under decentralized decision-making.and as consumer preferences and product substitution increase， manufacturers green development levels will increase significantly.When consumer preference and product substitution are low， green products are cheaper than traditional products， but as they increase， the price of green products will exceed that of traditional products and the price difference will gradually increase.The tax saving coefficient can have a positive impact on supply chain profits， product prices and the degree of green development.In addition， the retailer can achieve Pareto improvement under decentralized decision-making by paying a fixed fee to the manufacturer.

Keywords：green development; consumer preferences; substitutable products; tax saving coefficient