石 偉，張雪梅

考慮消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的供應(yīng)鏈決策與協(xié)調(diào)

石 偉，張雪梅*

（阜陽(yáng)師范學(xué)院商學(xué)院區(qū)域物流規(guī)劃與現(xiàn)代物流工程安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安徽阜陽(yáng)236037）

由單一制造商與單一零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，考慮消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品與普通產(chǎn)品的偏好不同，建立供應(yīng)鏈差別定價(jià)模型，研究制造商自身利益最大化的生產(chǎn)決策過(guò)程。制造商有三種生產(chǎn)方式，通過(guò)比較三種生產(chǎn)方式下的最優(yōu)值發(fā)現(xiàn)，選擇既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品能使制造商和零售商獲得更大的利潤(rùn)，所以制造商會(huì)選擇兩種產(chǎn)品都生產(chǎn)。在此生產(chǎn)方式下，分散式?jīng)Q策與集中式?jīng)Q策相比，產(chǎn)品零售價(jià)格升高，企業(yè)利潤(rùn)降低，通過(guò)設(shè)計(jì)收益共享契約可以使供應(yīng)鏈達(dá)到協(xié)調(diào)。

市場(chǎng)細(xì)分；消費(fèi)者偏好；Stackelberg博弈；收益共享契約

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，不可避免的對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的影響，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為政府和公眾日益關(guān)心的話題。柯曉等[1]對(duì)深圳市場(chǎng)消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的接受程度進(jìn)行了調(diào)查，消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品接受程度平均溢價(jià)約為25%，產(chǎn)品的綠色性能很大程度影響著消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)行為。

國(guó)外早期由Pigou[2]提出三級(jí)價(jià)格歧視理論，在三級(jí)價(jià)格歧視條件下，制造商對(duì)不同的消費(fèi)者群體收取不同的價(jià)格，從而增加了制造商利潤(rùn)。Moorthy[3]在Pigou[2]提出的三級(jí)價(jià)格歧視理論的基礎(chǔ)上，提出制造商根據(jù)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量偏好的不同，對(duì)不同的消費(fèi)者市場(chǎng)提供差異性的產(chǎn)品和價(jià)格。Mussa和Rosen[4]研究了壟斷廠商關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格的選擇策略。Conrad[5]假定市場(chǎng)中有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性壟斷制造商，研究在區(qū)分消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)水平下的制造商生產(chǎn)決策及定價(jià)問(wèn)題。Conrad[6]得出消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)水平與其意愿支付的價(jià)格呈正相關(guān)關(guān)系。

在國(guó)內(nèi)，劉家國(guó)等[7]區(qū)分了消費(fèi)者對(duì)再制造產(chǎn)品與新產(chǎn)品存在的不同市場(chǎng)需求，并設(shè)計(jì)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)。尹敬東[8]在顧客效用函數(shù)中考慮質(zhì)量因素，效用函數(shù)為u=u(x,e),其中x和e代表產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，研究了制造商產(chǎn)品質(zhì)量的最優(yōu)選擇。高舉紅等[9]探討了承擔(dān)社會(huì)責(zé)任對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響，并設(shè)計(jì)收益共享契約與兩部定價(jià)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)。張雪梅等[10-12]研究了基于消費(fèi)者的環(huán)保偏好制造商的產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略以及政府的宏觀調(diào)控作用，同時(shí)其還研究了兩種消費(fèi)者市場(chǎng)下制造商基于通用件的生產(chǎn)決策問(wèn)題研究。文獻(xiàn)[13-16]考慮了消費(fèi)者產(chǎn)品質(zhì)量偏好引發(fā)的顧客轉(zhuǎn)移問(wèn)題，從而研究制造商為使自身利潤(rùn)最大化做出的產(chǎn)品線設(shè)計(jì)和定價(jià)行為。

以上文獻(xiàn)研究主要集中于產(chǎn)品的差異定價(jià)問(wèn)題，且都假設(shè)制造商的生產(chǎn)方式已知，未考慮制造生產(chǎn)方式未知的情況。劉家國(guó)[7]通過(guò)比較單位價(jià)格產(chǎn)品的質(zhì)量來(lái)建立新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的需求函數(shù)，與之不同，本文將基于消費(fèi)者選擇模型構(gòu)建環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的需求函數(shù)?；贛oorthy[3]提出的消費(fèi)者選擇模型，結(jié)合消費(fèi)者效用函數(shù)推導(dǎo)出環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的需求函數(shù)，通過(guò)消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的不同偏好對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分，分析制造商的生產(chǎn)決策，對(duì)分散式?jīng)Q策和集中式?jīng)Q策的結(jié)果進(jìn)行比較，并通過(guò)設(shè)計(jì)契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)。

1 問(wèn)題描述及基本假設(shè)

假設(shè)市場(chǎng)由單一制造商和零售商簡(jiǎn)單的二級(jí)供應(yīng)鏈構(gòu)成，制造商和零售商信息共享且均為風(fēng)險(xiǎn)中性。環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品給不同的消費(fèi)者提供不同的消費(fèi)者滿(mǎn)足，制造商向消費(fèi)者提供環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的單位成本分別為cg和cc，制造商為Stackelberg的領(lǐng)導(dǎo)者，零售商的批發(fā)價(jià)格分別為wg和wc，消費(fèi)者從零售商處購(gòu)買(mǎi)環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的價(jià)格分別為pg和 pc。在這里不妨假設(shè)市場(chǎng)容量固定為1，消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的支付意愿均勻分布在[ ] 0,1區(qū)間，其分布函數(shù)為F(a)=a，a為消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的支付意愿。由于環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品處于不同的環(huán)保水平，不同的環(huán)保水平給消費(fèi)者帶來(lái)差別的消費(fèi)者滿(mǎn)足，普通產(chǎn)品給消費(fèi)者帶來(lái)的滿(mǎn)足為θa，顯然的，0＜θ＜1。

用πm、πr、π分別表示供應(yīng)鏈系統(tǒng)中制造商、零售商和整個(gè)系統(tǒng)的利潤(rùn)；上標(biāo)“g”、“c”、“gc”分別代表只生產(chǎn)普通產(chǎn)品、只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品、兩種產(chǎn)品都生產(chǎn)的情況，上標(biāo)“dgc”、“cgc”分別代表兩種產(chǎn)品都生產(chǎn)時(shí)的分散式?jīng)Q策和集中式?jīng)Q策的情況；qg和qc代表環(huán)保產(chǎn)品和普通產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。

對(duì)消費(fèi)者而言，單位環(huán)保產(chǎn)品帶來(lái)的消費(fèi)者滿(mǎn)足為ug=a-pg，單位普通產(chǎn)品帶來(lái)的消費(fèi)者滿(mǎn)足為uc=θa-pc，制造商有三種生產(chǎn)方式可供選擇，在不同的生產(chǎn)方式下，產(chǎn)品的需求可分為以下三種情況：

消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)環(huán)保產(chǎn)品，需滿(mǎn)足 ug≥uc，，也即；消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)普通產(chǎn) 品 ，需 滿(mǎn) 足 uc≥ug，uc≥0 ，也 即

于是當(dāng) pg-(1-θ)＜pc＜θpg時(shí)，環(huán)保產(chǎn)品與普通產(chǎn)品共同存在，有：

2 非合作情況下的生產(chǎn)決策方式分析

制造商有三種生產(chǎn)方式可供選擇，通過(guò)比較不同生產(chǎn)方式下的供應(yīng)鏈利潤(rùn)和產(chǎn)品零售價(jià)格，制造商會(huì)選擇能獲得最大利潤(rùn)的生產(chǎn)方式。

2.1 制造商只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)決策（g）

制造商的利潤(rùn)函數(shù)：

零售商的利潤(rùn)函數(shù)：

在分散式?jīng)Q策條件下，制造商和零售商為使自身利潤(rùn)最大化各自決策，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得制造商給零售商的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格為，零售商的最優(yōu)銷(xiāo)售價(jià)格為，最優(yōu)銷(xiāo)量為，制造商的最優(yōu)利潤(rùn)為零售商的最優(yōu)利潤(rùn)為

2.2 制造商只生產(chǎn)普通產(chǎn)品的生產(chǎn)決策（c）

制造商的利潤(rùn)函數(shù)：

零售商的利潤(rùn)函數(shù)：

2.3 制造商既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品的生產(chǎn)決策(gc)

制造商的利潤(rùn)函數(shù)：

零售商的利潤(rùn)函數(shù)：

供應(yīng)鏈總利潤(rùn)函數(shù)：

2.3.1 分散式?jīng)Q策情況

利用逆向推導(dǎo)法求出最優(yōu)解：

制造商的最優(yōu)利潤(rùn)為：

零售商的最優(yōu)利潤(rùn)為：

可得供應(yīng)鏈的最優(yōu)利潤(rùn)為：

2.3.2 集中式?jīng)Q策情況

制造商在供應(yīng)鏈中起到領(lǐng)導(dǎo)作用，直接對(duì)零售價(jià)pi進(jìn)行決策。此時(shí)整個(gè)供應(yīng)鏈的利潤(rùn)為：

將πg(shù)c對(duì)pi求導(dǎo)，可求得最優(yōu)零售價(jià)如下：

可得供應(yīng)鏈的最優(yōu)總利潤(rùn)為：

2.4 三種生產(chǎn)方式的比較

命題1 制造商既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品與只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品或普通產(chǎn)品相比零售價(jià)格相等，最優(yōu)銷(xiāo)量小于只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品或普通產(chǎn)品，制造商與零售商能獲得更高的利潤(rùn)。

由命題1可以得出，為追求最大利潤(rùn)，制造商會(huì)選擇既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品，將消費(fèi)者市場(chǎng)進(jìn)行市場(chǎng)細(xì)分，通過(guò)生產(chǎn)差異性的產(chǎn)品滿(mǎn)足了不同的消費(fèi)者偏好，從而提高了消費(fèi)者效用，也使得制造商和零售商獲得更高的利潤(rùn)，提高了社會(huì)福利。

命題2 與集中式?jīng)Q策相比，分散式?jīng)Q策下的零售價(jià)格更高，供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)更低。

由命題1和命題2可知，為追求最大利潤(rùn)，制造商會(huì)選擇既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品，在此條件下，集中式?jīng)Q策所獲利潤(rùn)要高于分散式?jīng)Q策情況，于是制造商和零售商就有了相互協(xié)調(diào)來(lái)運(yùn)行供應(yīng)鏈以追逐“額外利潤(rùn)”，其金額為，分散式?jīng)Q策相對(duì)于集中式?jīng)Q策而言，由于信息不共享，缺乏相互之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，從而提高了產(chǎn)品價(jià)格，使制造商、零售商和消費(fèi)者三方蒙受損失。

3 合作情況的決策分析

假設(shè)制造商和零售商經(jīng)過(guò)商議談判設(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)牟铑~利潤(rùn)分配比率λ（0＜λ＜1），λ表示“額外利潤(rùn)”中制造商所能得到的比例，在此契約約束的作用下，供應(yīng)鏈渠道各成員的利潤(rùn)變?yōu)椋?/p>

通過(guò)該契約的協(xié)調(diào)增加了制造商和零售商的利潤(rùn)，λ取決于供應(yīng)鏈各方的實(shí)力，如果供應(yīng)鏈中制造商處于更強(qiáng)勢(shì)的地位，制造商將獲得分配更多的“額外利潤(rùn)”。

4 算例分析

產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模為100，單位環(huán)保產(chǎn)品的制造成本為60，單位普通產(chǎn)品的制造成本為40。將以上參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，則市場(chǎng)規(guī)模為 1，cg=0.6，cc=0.4，令θ在[0.4,0.8]內(nèi)變化。運(yùn)用Matlab7.1編程求解，比較只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品或普通產(chǎn)品和既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品制造商、零售商利潤(rùn)的大小，如下圖1和圖2所示。

圖1 和圖2可以說(shuō)明，制造商會(huì)選擇既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品，是因?yàn)楫a(chǎn)品差異的特性滿(mǎn)足了不同的消費(fèi)者偏好，使得消費(fèi)者效用得到滿(mǎn)足，同時(shí)也使得制造商和零售商獲得更高的利潤(rùn)，社會(huì)福利增加。

當(dāng)供應(yīng)鏈上兩個(gè)企業(yè)確定一定的比例來(lái)分享集中決策獲得的差額利潤(rùn)時(shí)，隨著λ的變化制造商與零售商的利潤(rùn)也會(huì)發(fā)生變化，而λ取決于企業(yè)在供應(yīng)鏈中所處的地位或付出的努力程度。在收益共享契約的協(xié)調(diào)下，制造商和零售商的利潤(rùn)函數(shù)為：

分別取θ為0.4,0.6,0.8，制造商和零售商的利潤(rùn)隨λ取值的變化而變化，利潤(rùn)變化情況如圖3所示。

從圖3可以看出，在該契約的協(xié)調(diào)下，制造商利潤(rùn)在逐漸增加，零售商利潤(rùn)在逐漸增加，但制造商與零售商利潤(rùn)較分散式?jīng)Q策時(shí)相比仍有提高，都獲得額外利潤(rùn)，額外利潤(rùn)的分配取決于制造商和零售商在渠道中所處的地位。

5 結(jié)論

本文首先考慮消費(fèi)者環(huán)境購(gòu)買(mǎi)偏好對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分，在此前提下制造商的生產(chǎn)決策行為。研究表明與制造商只生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品或普通產(chǎn)品相比，制造商既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品對(duì)制造商和零售商都有利。在制造商既生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品又生產(chǎn)普通產(chǎn)品的情形下，分散式?jīng)Q策提高了產(chǎn)品的銷(xiāo)售價(jià)格，制造商、零售商的總利潤(rùn)小于集中式?jīng)Q策下供應(yīng)鏈總利潤(rùn)，消費(fèi)者效用和社會(huì)福利水平受到損失。本文只研究了單一制造商與零售商的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)情況要復(fù)雜的多，供應(yīng)鏈也可能由多個(gè)制造商和零售商組成，以及政府在綠色供應(yīng)鏈可以起到的作用。另外，本文研究單周期制造商和零售商的最優(yōu)決策，后期可以研究?jī)芍芷诨蚨嘀芷趦?nèi)的情況。

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Decision-making and coordination of supply chain considering consumer's environmental awareness

SHI Wei,ZHANG Xue-mei*
(School of Business,Anhui Provincial Key Laboratory of Regional Logistics Planning and Modern Logistics Engineering, Fuyang Normal University,Fuyang Anhui 236037,China)

Based on two echelon supply chains composed of a single manufacturer and a single retailer which considers the consumer preferences for environment-friendly products and ordinary products,supply chain pricing model is established,and the decision-making process to maximize their own interests of manufacturers is investigated.The manufacturer has three production modes.By comparing the three optimal values under the three kinds of modes,it is found that choosing the production of environment-friendly products and ordinary products enable manufacturers and retailers to gain more profit,so manufacturers choose two kinds of products.Under this production mode,compared the centralized and decentralized decision making,product price increases while the profit of the enterprise decreases.And then supply chain can be coordinated by designing revenue sharing contract.

market segmentation;consumer preferences;Stackelberg game;revenue sharing contract

F276

A

1004-4329（2017）01-085-06

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329（2017）01-085-06

2016-10-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71201034），安徽省高校人文社會(huì)科學(xué)研究重大項(xiàng)目（SK2016SD46）資助。

石 偉（1990- ），男，碩士生，研究方向：供應(yīng)鏈管理。

張雪梅（1984- ），女，博士，副教授，研究方向：服務(wù)運(yùn)作管理。Email:xmz@mail.ustc.edu.cn。