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公平关切下考虑政府回收奖惩的闭环供应链决策研究

2022-03-27王郡坤

技术与创新管理 2022年2期
关键词:博弈论物流管理

王郡坤

摘 要:考虑到企业在决策时会对渠道间收益分配的公平性十分关注,本文通过构建一个由制造商、零售商及政府参与的闭环供应链模型,研究制造商在政府对零售商实施回收奖惩机制下的公平关切行为。重点探讨制造商公平关切程度、政府回收奖惩系数及政府规定的回收量下限值对最优定价决策和各成员利润的影响。结果表明:随着制造商公平关切程度的增大,新产品和再制品的需求量、废旧产品的回收量以及各决策者利润均会降低;政府回收奖惩政策对制造商始终利好,但对零售商利润的影响呈先增长后降低的趋势。在合理的奖惩系数和回收量下限值下,政府回收奖惩措施将提高废旧产品的回收量以及渠道内各成员及渠道整体的利润,有利于闭环供应链的发展。

关键词:物流管理;政府奖惩;公平关切;定价决策;闭环供应链;博弈论

中图分类号:F274   文献标识码:A   文章编号:1672 - 7312(2022)02 - 0245 - 08

Abstract:Considering that companies are very concerned about the fairness of income distribution between channels when making decisions, and that they exhibit certain speculative behaviors subjectively, this article constructs a closedloop supply chain model involving manufacturers, retailers, consumers, and the government, to study the fairness and concern of manufacturers under the government’s implementation of the recycling reward and punishment mechanism for retailers. The focus will be on the impact of manufacturers’ fairness concerns, government recycling rewards and punishment coefficients, and governmentspecified recycling lower limits on optimal pricing decisions and the profits of each member. The results show that as the fairness concern of manufacturer increase, the demand for new products and remanufactured product, the recycling of waste products, and the profits of decision makers will decrease; The government rewardpenalty mechanism has always been good for manufacturers, but the impact on retailers’ profits has shown a trend of increasing first and then decreasing. Under the reasonable reward and punishment coefficient and the lower limit of the recycling volume, the government RewardPenalty mechanism will increase the recycling volume of waste products and the profit of each channel member and the overall channel, which is conducive to the development of the closedloop supply chain.

Key words:logistics management;government rewardpenalty mechanism;fairness concern;pricing decision;closedloop supply chain;game theory

0 引言

随着经济的飞速发展,人们在追求高质量生活品质的同时,使得产品的更新换代速度越来越快,以电器电子产品为例,我国已成为全球最大的生产国和消费国。大量被淘汰的废旧产品因得不到及时的处理,给环境和人类的健康造成了极大的危害。各国政府为应对日益凸显的环境污染和资源匮乏等问题,相继出台了不同的法律法规。例如,德国通过的《物质封闭循环与废物管理法》、日本颁布的《废旧小型电子产品等再资源化促进法》以及中国印发的《再生资源回收体系建设中长期计划》《中国制造2025》等回收法律中,均要求加强对废旧资源的回收管理和再生利用[1]。因此,在国家政策的推动下,制造企业纷纷将产品回收及再制造处理的闭环供应链纳入到企业长期发展战略中,成为不容忽视的部分。闭环供应链即在传统供应链基础上考虑废旧产品的回收再制造/再利用過程,形成包括逆向物流在内的闭合系统,实现资源的高效利用以及减少环境污染的同时降低生产成本[2]。

目前,在闭环供应链领域的相关研究中,考虑政府机制的研究有很多。如WANG等在责任分担和不同权力结构下构建考虑政府奖惩的闭环供应链模型,证明政府奖惩可以提高废旧产品的回收量[3];TANG等在新能源汽车电池的回收渠道选择问题中考虑了政府激励措施,对比不同回收机制与政策对渠道选择的影响[4];王珊珊等在新旧产品的差异性前提下,分别讨论了政府补贴制造商和不补贴制造商的差异[5];王绍凡等分析了产品质量水平、回收努力、销售努力等多因素对闭环供应链绩效水平的影响[6];陈婉婷等从政府奖惩系数、回收难易程度以及政府监管成本3个维度分析政府行为对制造商利润的影响[7];尚春燕等在互惠偏好存在的前提下,讨论政府奖惩干预力度和置换补贴干预系数如何有效抑制闭环供应链成员的利己行为[8]。

然而,上述研究均假设供应链成员是完全理性的。有大量行为经济学研究表明,人们在寻求自身利益最大化时会关注分配结果是否公平,当感受到不公平时,会以不惜牺牲自身利益为代价来追求分配的公平性,并将这种行为称作公平关切[9 - 11],例如,我国电器零售业龙头国美电器在与格力合作中由于无法获得更高的利润分配比例而终止合同。在供应链问题中,决策者的公平关切是影响该企业决策的重要因素之一,因此,有学者将公平关切纳入供应链研究范畴。ZHENG等设计了两种不同的联盟方式,用以优化零售商公平关切下供应链的绩效水平[12];周艳菊等在零售商主导的低碳供应链模型中分析了制造商的公平关切对产品绿色水平和消费者购买决策的影响[13];刘丁瑞等以两个制造商和一个零售商组成的供应链为研究对象,探讨由同行竞争引发的公平关切行为如何影响渠道服务水平[14];MA等将公平关切问题引入闭环供应链,比较了不同回收主体下的最优决策,并讨论零售商公平关切对制造商作为回收主体模型中回收率及自身营销水平的影响[15]。

通过文献梳理可知,尽管现阶段闭环供应链中存在关于政府机制的大量研究,但多局限于政府机制对定价决策及供应链绩效的影响,虽然传统供应链研究中有许多学者考虑了公平关切现象,但在闭环供应链中对公平关切的研究较少。现实中,有限理性的制造商[16],从传统供应链向闭环供应链转型过程中,要求企业初期投入更多的生产成本,包括改进产品设计、引进先进的再制造技术、构建便于回收再制造的循环体系等。而再制造产品的价格通常低于普通产品,价格降低将直接刺激市场需求上升,下游零售企业则可以从闭环供应链中获得更多收益。反观制造商,则需独自承担前期投资的全部风险,并认为零售商存在“搭便车”行为,进而产生不公平感,影响到企业再制造的积极性。此外,闭环供应链的发展,离不开政府政策的支持,政府机制在一定程度上提高了企业再制造的积极性。基于上述原因,本文基于文献[17 - 19]对单边公平关切问题的描述,研究制造商的公平关切行为,同时考虑政府奖惩机制,定性和定量地分析公平关切行为、政府奖惩力度和预期回收量对利润分配及定价决策的影响,以期为政府制定回收奖惩政策以及存在公平关切的闭环供应链管理问题提供借鉴。

1 模型假设和参数设定

1.1 问题描述

文中的闭环供应链模型由单一制造商(M)、单一零售商(R)和消费者构成,其中制造商负责新产品的生产及废旧产品的再制造,零售商负责销售新产品和再制品,同时还负责从消费者手中回收废旧产品。由于传统供应链向闭环供应链转型的初期需要投入大量的成本,且投资回报期相对较长,制造商在这期间承担了再制造投入的全部风险和成本,却不能独享再制造带来的全部收益,进而会产生不满和嫉妒情绪,故假设制造商是具有公平关切的决策者。模型中所涉及的符号及基本常量,见表1。

1.2 模型的相关假设

假设1:由于再制造水平的有限性及消费者的认知偏好不同,再制品和新产品的定价应存在差异,即wn>wr,pn>pr。其中wn,wr为制造商的决策变量;pn,pr为零售商的决策变量。

假设2:再制品和新产品在一定程度可相互替代,两种产品的市场需求相互影响。假设新产品和再制品的市场需求分别为:qn=n-pn+γpr,qr=r-pr+γpn,其中γ(0≤γ≤1)反映两类产品的替代程度。由于现实中消费者对再制品的偏好较低,为不失一般性,则n>r。

假设3:零售商从消费者手中回收废旧产品的数量为零售商收购价格b的线性函数:g=ξ+kb,ξ≥0,k≥0。其中ξ为b=0时消费者自愿退回的废旧产品数量,反映消费者环保意识的强弱。

假设4:政府为了提高废旧产品的回收量,降低废旧产品对环境的污染并提高企业对再制造的积极性,会对回收企业进行奖惩激励。本文假设政府将设置预期数量的回收目标H和奖惩系数ε,若零售商的实际回收量g高于H,此时ε(g-H)>0,表示政府将给予零售商奖励,以鼓励其回收积极性,反之,则对零售商进行惩罚。

假设5:参照文献[17 - 19] 对单边公平关切问题的描述,本文制造商的公平关切效用函数表示为uM=πM-λ(πR-πM),其中λ為制造商对零售商的公平关切程度,且λ>0,λ(πR-πM)为公平关切效用,λ越大,则公平关切程度越大。

假设6:现实中废旧产品的数量远大于再制品需求量[20],回收的废旧产品,也非所有都能用于再制造,因此,假设零售商将回收的废旧产品全部转移给制造商,制造商可以对未用于再制造的废旧产品进行拆解,获得残值s。为了保证制造商再制造过程有利可图,有s>m。

此外,文中变量的下标:M为制造商;R为零售商;上标:N为模型(N);G为模型(G)。

2 模型构建

2.1 不考虑政府回收奖惩的情形(模型N)

在此模型中,第一阶段,制造商以自身利润最大化为目标,制定新产品和再制品的批发价wn,wr以及废旧产品的回购价m;第二阶段,零售商根据制造商的决策确定新产品和再制品的零售价pn,pr以及废旧产品的收购价b。

结论4表明,制造商的公平关切行为对其自身和下游零售商而言,都是不利的,这与结论3一致。制造商的公平关切行为使新产品和再制品的需求量均出现下降,同时还使废旧产品的回收量下降。需求量下降,影响到产品的销售,回收量的下降,则影响到再制造收益,两者均使闭环供应链整体的利润下降。

4 算例分析

本节将通过Matlab进行数值仿真,进一步对上述研究结果进行分析和验证。首先根据LI等的研究成果[21],结合本文的假设条件,对各参数进行赋值:n=30,r=20,cn=20,cr=18,s=16,ξ=2,γ=0.8,k=1,ε=3。重点分析:①制造商的公平关切行为对新产品(再制品)的销售价格和需求量、废旧产品的收购价和回购价及回收数量、上下游决策者及闭环供应链整体利润的影响;②政府回收奖惩机制如何有效引导闭环供应链良性发展。结果如图1至图7所示(注:图均由Matlab软件绘制)。

4.1 制造商公平关切系数对闭环供应链的影响

4.1.1 制造商公平关切系数对定价决策的影响

从图1可见,随着制造商公平关切程度提高,制造商对新产品和再制品的定价策略逐渐升高,零售商销售价也相继升高;从图2可以看出,零售商的收购价格及制造商的回购价格均随制造商的公平关切系数增大而降低,而收购价格的降低将直接影响消费者的利益,因此,制造商的公平关切行为对闭环供应链的发展是不利的。此外,在有政府回收奖惩的情况下,零售商从消费者手中回收废旧产品的收购价格高于无政府回收奖惩时的收购价格,这说明政府的回收奖惩对回收市场中的消费者是有利的,有利于回收更多的废旧产品,促进闭环供应链的绿色可持续发展。

从图3可见,制造商的公平关切行为对产品市场需求和闭环供应链中废旧产品的回收工作都是不利的,即随着制造商公平关切系数的提高,新产品和再制品的需求量以及废旧产品的回收量均呈下降趋势,这与图1和图2的结论相吻合,制造商的公平关切行为对定价决策的影响,将直接反应到市场需求和废旧产品的回收量上。从纵向观察图3可见,在同一制造商公平关切系数下,有政府回收奖惩干预的回收量,比无政府回收奖惩干预的回收量多,这说明政府回收奖惩措施能够在一定程度上弥补制造商公平关切行为给闭环供应链带来的损失。

4.1.3 制造商公平关切系数对制造商和零售商利润的影响  从图4可以看出,两种情形下制造商的公平关切对零售商和制造商自身都是不利的,随着制造商公平关切系数的提高,制造商和零售商的利润,均呈下降趋势,且零售商的下降幅度更大。

4.2 政府回收奖惩对闭环供应链利润的影响

4.2.1 政府回收奖惩对闭环供应链成员利润的影响  从图5和图6可以看出,制造商的利润总是随着政府奖惩系数的增大而增大,但对零售商而言,则需同时考虑政府奖惩系数和废旧产品回收量的下限值。当回收量的下限值低于某一阈值且奖惩系数也在一定阈值内时,零售商的利润随着奖惩系数的增大而增大,随着回收量下限值的增大而减少;当回收量的下限值高于阈值且奖惩系数超过奖惩系数的阈值范围时,零售商利润迅速下降。这表明,即使政府规定的回收量下限值低于阈值,奖惩系数也不是越大越好,这与前面的分析一致,随着政府给零售商奖励金额的增大,制造商会降低其回购价,而奖励金额增加的速率不及回购价导致零售商利润下降的速率,因此,零售商的利润才会随着政府奖惩系数的增大而降低。

4.2.2 政府回收奖惩对闭环供应链整体利润的影响  从图7可见,随着奖惩系数和政府规定回收量下限值的提高,闭环供应链系统整体的利润也呈现出与零售商利润变化相同的趋势,这表明,随着政府回收奖惩系数的提升,制造商的利润即使得到了提升,也不足以弥补零售商的损失,导致闭环供应链整体的利润会随政府回收奖惩系数和回收量下限值提高而降低。

5 结论

本文建立了制造商存在公平关切时闭环供应链成员分别在有无政府回收奖惩情形下的决策模型,对比分析了不同情形下最优决策的变化。研究发现:

1)随着制造商公平关切程度的提高,零售商、制造商以及闭环供应链整体的利润降低。制造商通过提高新产品和再制品的批发价格,以追求更高的渠道利润份额,实现追求分配公平的目的。由于批发价格的提高,零售商不得不提高其销售价,使市场需求降低。而价格提升带来的收益,不足以弥补需求降低的损失,因此,双方利润均呈下降趋势。

2)随着政府奖惩系数的增大,制造商的利润总是增加的,但零售商的利润可能增加也可能减少,这与政府给零售商规定的回收量下限值有关。回收量下限值处于低水平时,政府奖惩系数增大可以提高废旧产品的回收量,因此,制造商和零售商均能同时从再制造过程中获得更多收益;反之,回收量下限值处于高水平时,只有制造商能从再制造过程中获得更多收益。

3)在满足一定条件下,政府回收奖惩机制能够有效缓解制造商存在公平关切的闭环供应链问题。制造商的公平关切行为会阻碍再制造行业的发展,但在政府机制的干预下,采取适当的激励措施,能够提高制造商对再制造的积极性,从而促进闭环供应链的发展。

本文是在零售商负责回收的情形下研究的,并未考虑闭环供应链中制造商回收的情形,且本文僅考虑政府回收奖惩激励负责回收的零售商情形。今后,可以研究政府的回收奖惩政策同时激励制造商和零售商或涉及第三方回收的闭环供应链后对最优决策的影响。

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(责任编辑:韩 莉)

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