基于區(qū)塊鏈和消費(fèi)者敏感的供應(yīng)鏈減排定價(jià)與模式選擇研究

杜嘉倩 梁喜

摘 要：針對(duì)制造商主導(dǎo)下的聯(lián)合減排問(wèn)題，設(shè)計(jì)研究區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)成本分擔(dān)契約的影響，引入?yún)^(qū)塊鏈單位驗(yàn)證費(fèi)等參數(shù)，分析不同減排模式下區(qū)塊鏈技術(shù)和消費(fèi)者敏感對(duì)碳減排量、定價(jià)和利潤(rùn)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：不采用區(qū)塊鏈技術(shù)，當(dāng)零售商的成本分擔(dān)系數(shù)控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，聯(lián)合減排模式下的零售商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈利潤(rùn)都增加。采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，聯(lián)合減排模式下的制造商利潤(rùn)總是高于單獨(dú)減排模式，當(dāng)成本分擔(dān)系數(shù)小于某一閾值時(shí)，聯(lián)合減排模式下的零售商利潤(rùn)高于單獨(dú)減排模式。單位驗(yàn)證費(fèi)用只對(duì)批發(fā)價(jià)格有影響，對(duì)零售價(jià)格沒(méi)有影響。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；消費(fèi)者敏感；低碳供應(yīng)鏈；成本分擔(dān)；聯(lián)合減排

中圖分類(lèi)號(hào)：F274文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.10.026

Abstract： In response to the issue of joint emission reduction led by manufacturers， the paper designs and studies the impact of blockchain technology on cost sharing contracts， introduces parameters such as blockchain unit verification fees， and analyzes the impact of blockchain technology and consumer sensitivity on carbon emissions reduction， pricing， and profits under different emission reduction modes. Research has found that without the use of blockchain technology， when the cost sharing coefficient of retailers is controlled within a certain range， both retailer profits and supply chain profits under the joint emission reduction model increase. When using blockchain technology， the profits of manufacturers under the joint emission reduction model are always higher than those under the individual emission reduction model. When the cost sharing coefficient is less than a certain threshold， the profits of retailers under the joint emission reduction model are higher than those under the individual emission reduction model. The unit verification fee only affects wholesale prices and has no impact on retail prices.

Key words： blockchain; consumer sensitivity; low carbon supply chain; cost sharing; joint emission reduction

0? ? 引? ? 言

近年來(lái)，我國(guó)政府大力推進(jìn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，《關(guān)于積極推進(jìn)供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出要用新發(fā)展理念打造高水平綠色供應(yīng)鏈。但是制造商偏于運(yùn)用研究和直接制造低碳產(chǎn)品的方式來(lái)減少供應(yīng)鏈上下游的碳排放（如華為），而大型零售商通常更喜歡通過(guò)培養(yǎng)消費(fèi)者的低碳意識(shí)，增加消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)，以此推動(dòng)上游制造商采取低碳減排的生產(chǎn)方式（如沃爾瑪）。

縱觀市場(chǎng)，依舊存在信息不透明、不可溯源等一系列難題，考慮到區(qū)塊鏈具有的可追溯、公開(kāi)透明等特點(diǎn)[1]，其能夠支持產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息的全面?zhèn)鬟f[2]。

針對(duì)以上問(wèn)題，張成堂等[3]分析了在半合作、合作模式下制造商和零售商分別為主導(dǎo)者時(shí)對(duì)減排效果和利潤(rùn)的影響。KRU?等[4]在成本分擔(dān)契約下考慮合作博弈。劉俊華等[5]研究了銷(xiāo)售努力程度下的不同成本分擔(dān)模式。王一雷等[6]比較了低碳供應(yīng)鏈下的批發(fā)價(jià)格契約和成本分擔(dān)契約。Tian[7]提出將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用到供應(yīng)鏈中可以增加客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的信任度。Choi等[8]指出區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)施有助于提高供應(yīng)鏈透明度，但會(huì)降低供應(yīng)鏈利潤(rùn)。李劍等[9]基于區(qū)塊鏈技術(shù)研究了協(xié)同減排信息共享機(jī)制。

綜上所述，在碳排放的相關(guān)文獻(xiàn)中，很少涉及不同減排模式的縱向?qū)Ρ取Ｔ诼?lián)合減排的相關(guān)文獻(xiàn)中，很少有文獻(xiàn)考慮區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)決策的影響。在區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)低碳減排的影響文獻(xiàn)中，很少考慮到區(qū)塊鏈技術(shù)的定量研究。因此，本文引入?yún)^(qū)塊鏈單位驗(yàn)證費(fèi)用等特定參數(shù)，研究基于消費(fèi)者低碳偏好和區(qū)塊鏈特定參數(shù)下的多種減排模式，為區(qū)塊鏈技術(shù)在低碳減排綠色供應(yīng)鏈中的運(yùn)用提供理論指導(dǎo)。

1? ? 模型描述和假設(shè)

1.1? ? 模型描述

以制造商和零售商構(gòu)成的兩級(jí)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，其中制造商為主導(dǎo)者，零售商為追隨者，服從Stackelberg博弈。

本文存在以下四個(gè)模型之間的對(duì)比。

ND模式：在此模式下，制造商沒(méi)有引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，由制造商單獨(dú)減排，產(chǎn)生減排技術(shù)成本，制造商以一定的批發(fā)價(jià)批發(fā)給零售商，在生產(chǎn)低碳產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生生產(chǎn)成本。

NL模式：在此模式下，制造商同樣不引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，采取聯(lián)合減排模式，此時(shí)由制造商和零售商共同承擔(dān)減排成本，制造商以一定的批發(fā)價(jià)批發(fā)給零售商，在生產(chǎn)低碳產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生生產(chǎn)成本。

BD模式：在此模式下，制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，使其擁有檢驗(yàn)平臺(tái)的功能，對(duì)制造商生產(chǎn)的低碳產(chǎn)品進(jìn)行真假檢驗(yàn)，此過(guò)程由制造商單獨(dú)減排，制造商以一定的批發(fā)價(jià)批發(fā)給零售商，在生產(chǎn)低碳產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生生產(chǎn)成本。

BL模式：在此模式下，制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，使其擁有檢驗(yàn)平臺(tái)的功能，對(duì)制造商生產(chǎn)的低碳產(chǎn)品進(jìn)行真假檢驗(yàn)，此過(guò)程由零售商以成本分擔(dān)模式參與到聯(lián)合減排，由制造商和零售商共同承擔(dān)減排成本。

1.2? ? 基本假設(shè)

不考慮碳配額購(gòu)買(mǎi)和出售的實(shí)際價(jià)格，即碳交易金額不影響企業(yè)利潤(rùn)[10]。

供應(yīng)鏈只生產(chǎn)單一低碳產(chǎn)品，制造商只是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行碳排放。

市場(chǎng)上具有低碳偏好的消費(fèi)者，并為了購(gòu)買(mǎi)低碳產(chǎn)品可支付更高的價(jià)格。

表示為單位產(chǎn)品減排量，表示碳減排成本系數(shù)，此時(shí)減排技術(shù)投入成本表示為[11]。

產(chǎn)品的檢測(cè)和評(píng)估需要時(shí)間，在不采用區(qū)塊鏈技術(shù)的情況下，產(chǎn)品檢測(cè)與評(píng)估所需時(shí)間為，采用區(qū)塊鏈技術(shù)的情況下，產(chǎn)品檢測(cè)與評(píng)估所需時(shí)間為，并且[12]。

在不采用區(qū)塊鏈技術(shù)的情況下，產(chǎn)品的真實(shí)性用來(lái)表示，則表示認(rèn)證為假的概率，而采用區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證產(chǎn)品一定為真，即[12]。

產(chǎn)品檢驗(yàn)與評(píng)估需要時(shí)間和檢驗(yàn)結(jié)果為假概率的敏感系數(shù)分別為、。

f表示在采用區(qū)塊鏈技術(shù)的情況下，零售商支付的單位驗(yàn)證費(fèi)用。

F表示制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)一次性需支付的固定費(fèi)用[13]。

不采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，市場(chǎng)需求為，采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，市場(chǎng)需求為。

表示產(chǎn)品在市場(chǎng)上潛在需求量，表示單位零售價(jià)格對(duì)消費(fèi)者需求的影響，表示零售商分擔(dān)減排投資成本比例。

2? ? 不采用區(qū)塊鏈的減排結(jié)構(gòu)

2.1? ? 制造商單獨(dú)減排（ND模式）

制造商、零售商、供應(yīng)鏈利潤(rùn)函數(shù)如下。

（1）

（2）

（3）

采用逆向求解法，得到均衡解如下。

（4）? ? ? （5）

（6）? ? ? ? ? （7）

（8）? ? ? ? ? （9）

（10）

2.2? ? 成本分擔(dān)下的聯(lián)合減排模式（NL模式）

制造商、零售商、供應(yīng)鏈利潤(rùn)函數(shù)如下。

（11）

（12）

（13）

采用逆向求解法，得到均衡解如下。

（14）? ? ? ? ? ? ? （15）

（16） （17）

（18）

（19）

（20）

2.3? ? 兩種模式對(duì)比

命題1：當(dāng)不采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，，，，；，，，。

命題1表明在ND模式和NL模式下批發(fā)價(jià)和零售價(jià)都隨著消費(fèi)者低碳偏好系數(shù)k的增大而增大，同時(shí)也隨減小而減小。

命題2：在制造商單獨(dú)減排下，，； ，；

在成本分擔(dān)聯(lián)合減排模式下，，；，。

命題2表明，不采用區(qū)塊鏈技術(shù)的情形下，單獨(dú)減排模式和聯(lián)合減排模式下的變化趨勢(shì)一樣，當(dāng)系數(shù)、增大時(shí)，制造商的批發(fā)價(jià)和零售商零售價(jià)都隨之減小。

命題3：，，，；；

當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。

命題3表明，當(dāng)零售商參與到聯(lián)合減排后，與制造商單獨(dú)減排相比，聯(lián)合減排模式下的減排水平會(huì)得到提升，與制造商單獨(dú)減排相比，聯(lián)合減排之后制造商的利潤(rùn)會(huì)增加，當(dāng)成本分擔(dān)比例小于某一閾值時(shí)，零售商利潤(rùn)與ND模型相比，NL模型下零售商利潤(rùn)會(huì)增加，反之降低。

3? ? 采用區(qū)塊鏈的減排結(jié)構(gòu)

3.1? ? 制造商單獨(dú)減排（BD模式）

制造商、零售商、供應(yīng)鏈利潤(rùn)函數(shù)如下。

（21）

（22）

（23）

采用逆向求解法，得到均衡解如下。

（24）? ? ? ? ? ? ? （25）

（26）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （27）

（28）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（29）

（30）

3.2? ? 成本分擔(dān)下的聯(lián)合減排模式（BL模式）

制造商、零售商、供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)函數(shù)如下。

采用逆向求解法，得到均衡解如下。

（34） （35）

（36）? ? ? （37）

（38）

（39）

（40）

3.3? ? 兩種模式對(duì)比

命題4：在采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，，，，；，，，。

命題4表示，在BD模式和BL模式下，批發(fā)價(jià)和零售價(jià)都和消費(fèi)者低碳偏好系數(shù)成反比關(guān)系，隨著系數(shù)的變大而減小。

命題5：在制造商單獨(dú)減排下，，；，在成本分擔(dān)的聯(lián)合減排模式下，，；，。

命題5表明，在BL模式下，無(wú)論是制造商單獨(dú)減排模式還是聯(lián)合減排模式，在產(chǎn)品檢驗(yàn)與評(píng)估所需時(shí)間的系數(shù)、增加時(shí)，批發(fā)價(jià)和零售價(jià)都隨之減??；單位驗(yàn)證費(fèi)用變大，批發(fā)價(jià)變小，但是和單位驗(yàn)證費(fèi)用無(wú)關(guān)。

命題6：制造商單獨(dú)減排下，，，，，，；成本分擔(dān)的聯(lián)合減排模式下，，，，， ，。

命題6表明，采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，包括制造商、零售商和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)在內(nèi)的所有供應(yīng)鏈成員，利潤(rùn)和單位驗(yàn)證費(fèi)用無(wú)關(guān)，零售商的利潤(rùn)和所繳納的使用技術(shù)成本費(fèi)用無(wú)關(guān)，由于制造商是引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的主體，其主體利潤(rùn)隨著固定成本的增大而減小。

命題7：，，，；；當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。

命題7表明，采用區(qū)塊鏈技術(shù)之后，成本分擔(dān)下的聯(lián)合減排模式的減排量、批發(fā)價(jià)格、零售價(jià)格和銷(xiāo)售量均大于制造商單獨(dú)減排模式。分析得知，BL模式下的制造商利潤(rùn)也會(huì)得到增加。當(dāng)成本分擔(dān)比例小于某一閾值時(shí)，BL模式下的零售商利潤(rùn)大于BD模式下的零售商利潤(rùn)。這表明，當(dāng)零售商進(jìn)行成本分擔(dān)之后，利潤(rùn)的增加激發(fā)了制造商低碳減排的積極性，這樣生產(chǎn)出的低碳產(chǎn)品更加吸引具有低碳環(huán)保意識(shí)的消費(fèi)者，使整體需求量提升。

4? ? 區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)減排模式?jīng)Q策的影響分析

4.1? ? WD與YD模式對(duì)比

命題8：當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

其中，。

命題8表明，制造商選擇單獨(dú)減排模式時(shí)，當(dāng)系數(shù)β大于某一閾值時(shí)，與不引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)相比，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)下的批發(fā)價(jià)和零售價(jià)都會(huì)增長(zhǎng)，不然就會(huì)變小。這可能是因?yàn)楫?dāng)對(duì)制造商生產(chǎn)出來(lái)的低碳綠色產(chǎn)品進(jìn)行真假檢驗(yàn)時(shí)，若系數(shù)較大，說(shuō)明消費(fèi)者在等待供應(yīng)鏈產(chǎn)出合格真產(chǎn)品的過(guò)程中會(huì)付出較長(zhǎng)的時(shí)間，消費(fèi)者十分在意多出的時(shí)間成本，在這種情況下，低碳偏好的消費(fèi)者寧愿花費(fèi)更高的價(jià)格來(lái)抵消原本需要付出的時(shí)間成本；當(dāng)系數(shù)β小于某一閾值時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)會(huì)帶動(dòng)供應(yīng)鏈全體成員的利潤(rùn)變大，當(dāng)制造商付出的區(qū)塊鏈技術(shù)固定成本費(fèi)用小于某一閾值時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)同樣會(huì)帶動(dòng)整個(gè)供應(yīng)鏈的效益增加。

4.2? ? WL與YL模式對(duì)比

命題9：當(dāng)時(shí)，。當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。當(dāng)時(shí)，。當(dāng)時(shí)，。

當(dāng)時(shí)，。

其中，。

命題9表示，在零售商成本分擔(dān)的聯(lián)合減排模式下，當(dāng)系數(shù)β小于某一閾值時(shí)，引入?yún)^(qū)塊鏈之后的批發(fā)價(jià)、單位減排量和零售價(jià)都會(huì)變大，反之，會(huì)變小，這表明，當(dāng)系數(shù)β較小時(shí)，說(shuō)明整個(gè)平臺(tái)對(duì)低碳綠色產(chǎn)品的檢驗(yàn)時(shí)間會(huì)變短，同時(shí)也可以保證產(chǎn)品的真實(shí)性，就會(huì)吸引到更多的低碳偏好消費(fèi)者。當(dāng)系數(shù)β大于某一閾值時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)會(huì)帶動(dòng)供應(yīng)鏈全體成員的利潤(rùn)變大，這也側(cè)面反映出只有投資區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)生的固定費(fèi)用成本控制在可控范圍內(nèi)時(shí)，才會(huì)調(diào)動(dòng)供應(yīng)鏈引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的積極性。

5? ? 算例分析

為討論的敏感分析，假設(shè)其余各參數(shù)值為，，，，，，，，。

當(dāng)大于某一閾值時(shí)，由圖1（a）可以得出，制造商利潤(rùn)存在以下關(guān)系：BL模式＞NL模式＞BD模式＞ND模式；由圖1（b）可以得出，零售商利潤(rùn)存在以下關(guān)系：BL模式＞NL模式＞BD模式＞ND模式；由圖（c）可以得出，供應(yīng)鏈總利潤(rùn)存在以下關(guān)系：BL模式＞NL模式＞BD模式＞ND模式。

6? ? 結(jié)論與啟示

本文針對(duì)二級(jí)單渠道供應(yīng)鏈系統(tǒng)，在考慮低碳減排模式的基礎(chǔ)上，引入?yún)^(qū)塊鏈的多個(gè)相關(guān)參數(shù)，在制造商主導(dǎo)的博弈下研究分析了區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)于減排模式選擇的影響，得到的結(jié)論主要如下。

第一，采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，單位驗(yàn)證費(fèi)只會(huì)影響批發(fā)價(jià)使其產(chǎn)生波動(dòng)，對(duì)零售價(jià)不會(huì)產(chǎn)生影響。和BD模式對(duì)比，BL模式下的碳減排量、批發(fā)價(jià)格、零售價(jià)格都增加。BL模式下的制造商利潤(rùn)總是高于BD模式，當(dāng)成本分擔(dān)系數(shù)小于某一閾值時(shí)，BL模式下的零售商利潤(rùn)高于BD模式，BL模式下的供應(yīng)鏈總利潤(rùn)高于BD模式。

第二，不采用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，NL模式下的碳減排量、批發(fā)價(jià)格、零售價(jià)格、市場(chǎng)需求量和制造商利潤(rùn)都高于ND模式，當(dāng)成本分擔(dān)系數(shù)小于某一閾值時(shí)，NL模式下的零售商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈利潤(rùn)都增加。

第三，單獨(dú)減排模式，當(dāng)制造商投資區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)所支付的技術(shù)固定費(fèi)用較小時(shí)，采用區(qū)塊鏈技術(shù)下所產(chǎn)生的碳排放、制造商利潤(rùn)、零售商利潤(rùn)和供應(yīng)鏈總體利潤(rùn)都更高。

第四，聯(lián)合減排模式下，當(dāng)產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果為假的敏感系數(shù)較小時(shí)，采用區(qū)塊鏈技術(shù)下所產(chǎn)生的碳排放、制造商利潤(rùn)、零售商利潤(rùn)和制造商總體利潤(rùn)都更高。

上述結(jié)論對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)在低碳減排模式中的應(yīng)用有如下啟示。

第一，對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，是否采用區(qū)塊鏈技術(shù)的決策與減排模式?jīng)]有關(guān)系，不管零售商成本分擔(dān)比例有多小，制造商都傾向于選擇聯(lián)合減排模式；當(dāng)制造商決定引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)后，選擇聯(lián)合減排模式更有利于企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。如果減排模式固定，制造商是否做出引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)的決策，主要取決于消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)與評(píng)估所需要的時(shí)間和制造商投入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的固定費(fèi)用的大小。

第二，對(duì)于零售商來(lái)說(shuō)，不管制造商是否引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)檢驗(yàn)平臺(tái)，當(dāng)成本分擔(dān)比例較小時(shí)，選擇聯(lián)合減排模式都是最優(yōu)決策，反之，不參與聯(lián)合減排是最優(yōu)決策。當(dāng)減排模式固定時(shí)，如果消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)與評(píng)估所需要的時(shí)間較小時(shí)，選擇引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)檢驗(yàn)平臺(tái)下的模式更有利。

第三，對(duì)于供應(yīng)鏈整體來(lái)說(shuō)，無(wú)論制造商是投入使用區(qū)塊鏈技術(shù)，都是聯(lián)合減排模式優(yōu)于單獨(dú)減排。當(dāng)減排模式固定時(shí)，無(wú)論是單獨(dú)減排模式還是聯(lián)合減排模式，都是制造商投入使用區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)之后的利潤(rùn)更高。

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