程晉石李幫義龔本剛劉 志

(1.南京航空航天大學經濟與管理學院,江蘇南京210093;2.安徽工程大學管理工程學院,安徽蕪湖241000)

1 引 言

環(huán)境保護問題已成為當今社會共同關注的議題.環(huán)境保護不只是針對環(huán)境被污染后的實施治理,還應考慮產品生產初期的一些問題,例如生產原料的節(jié)約使用、回收處理方式等問題[1].再制造活動作為環(huán)保的最佳表現形式,已被很多原始設備制造商(OEM)(例如Kodak、IBM和Xerox等)納入到自身的生產經營活動中,在滿足部分用戶對低價產品的需求[2]的同時也取得較好的經濟效果和環(huán)保效果[3].另外,OEM可通過對其再制造品實施主動宣傳的市場策略[4],在提高其品牌知名度的同時,還可促使其他企業(yè)和社會公眾自發(fā)履行相關環(huán)保義務,并促進社會節(jié)約更多資源和財富,從而達到真正可持續(xù)的環(huán)保效果.

然而,因舊產品回收成本過高以及再制造品較之于其同類新產品市場認同感的劣勢,某些OEM并不愿意親自對其產品實施再制造[5].另外,渠道沖突[6]、信息分享因素[7]以及供應鏈成員的公平關切傾向等問題[8]也會對產品回收的效果產生影響.所以,OEM這種放棄再制造的行為會誘使一些第三方企業(yè)(再制造商)參與到對某品牌產品實施的回收再制造活動.但是,再制造商對某OEM的回收品實施再制造時,會涉及一些技術及法律層面的問題.技術層面問題包括再制造前的回收拆解技術、再制造過程中的關鍵技術及成本節(jié)約能力;法律層面的問題通常是指再制造技術的專利技術許可問題[9],即某些產品的再制造活動不僅僅是簡單的回收翻新、維修或更換零部件的過程,可能還包含技術創(chuàng)新以及技術知識產權轉讓等活動.例如,IT服務商Sun公司就曾通過許可機制阻止其產品進入二手(再制造)市場;Cisco也要求市場購買其專有軟件來運行其翻新產品[10].針對再制造品的技術許可交易活動,表面上OEM和再制造商都是有利可圖的.但是,OEM因出售專利技術獲利的同時,可能要面對其新產品被第三方廠商的再制造品挖走一部分市場份額的風險;同樣,再制造商雖然可通過購買技術許可節(jié)約其再制造生產成本,但可能因為高昂的技術許可費用產生較高的成本風險.此時,技術許可交易發(fā)生的條件是OEM必須認為再制造商的再制造產品不會對其新產品構成太大的威脅,并且再制造商也能承擔因實施技術許可購買帶來的風險.所以,對雙方來說在決策過程中都會出現類似的進退兩難問題.

基于以上背景闡述,本文將研究再制造技術許可交易下的交易組合選擇問題.再制造閉環(huán)供應鏈是供應鏈管理領域重要的研究方向,近期此領域的文獻較多.文獻[11]研究了考慮租賃返回產品的庫存、再制造及租賃商之間的轉運問題;文獻[12]針對零售商和第三方回收情形下的閉環(huán)供應鏈回收定價問題進行了研究;文獻[13]討論了具有回收競爭特性的多再制造商博弈問題;文獻[14]建立了再制造環(huán)境下的隨機動態(tài)模型,對分散決策下的閉環(huán)供應鏈運作問題進行了研究;文獻[15]回收商對舊產品分類錯誤行為對再制造商決策的影響;文獻[16]考慮了制造商和再制造商在回收產品過程中存在競爭行為的問題;文獻[17]討論了電子商務背景下制造商實施雙渠道和產品再制造策略時的定價策略問題;文獻[18]對供應鏈的主導方不同和回收方式之間產生的組合優(yōu)化問題以及與供應鏈穩(wěn)定性進行了研究;文獻[19]討論了強制減排以及碳排放權交易背景下制造商的再制造決策問題.此外,也有學者從再制造品的動態(tài)定價問題[20]以及從市場的角度分析再制造品的定價問題[21].另外,涉及到技術許可的文獻出現的較早.文獻[22]和文獻[23]分別對化學品市場專利許可問題以及二次許可市場行為進行了討論;文獻[24]討論了許可和捆綁在企業(yè)市場戰(zhàn)略中的地位及相互關系.近期,文獻[25]對跨行業(yè)環(huán)境下的選擇技術許可合作伙伴的問題進行了實證分析;文獻[26]研究了一些企業(yè)如何通過技術許可來達到保證其未來新產品的性能的目的;文獻[27]研究了擁有專利的原始制造商許可第三方再制造的閉環(huán)供應鏈模型;文獻[28]研究了不同專利許可模式下再制造商負責回收廢舊品再制造的閉環(huán)供應鏈模型.可見,這些文獻都表現出技術許可對市場上各方合作的推動作用.

由所列文獻得知,當前關于再制造閉環(huán)供應鏈和技術許可的研究點較多,內容也非常廣泛.顯然,再制造和技術許可這兩個活動都需要通過環(huán)?？冃У亩攘坎趴梢愿玫伢w現其延伸價值.但是,可發(fā)現所列文獻大部分是以博弈各主體的經濟效益最大化為目標來研究問題,并未從整條供應鏈的范圍考慮環(huán)保績效的問題.另外,只有文獻[27,28]涉及到再制造產品的專利許可問題,并且只有文獻[18]考慮供應鏈的決策組合選擇問題,但鮮見有文獻考慮供應鏈成員交易組合問題.

基于此,本文將建立原始設備制造商與再制造商在不同交易組合下的博弈模型,得出三產品的最優(yōu)產量和各方利潤;然后,分析各類成本對各產品產量的影響以及各交易組合下的相關參數變化對兩方的利潤變化及排序的影響;最后從環(huán)境影響及環(huán)保效果兩個角度分析了各交易組合的環(huán)?？冃?

2 技術許可交易模型

2.1 問題描述與符號說明

本文討論一個原始設備制造商(OEM)和一個再制造商(remanufacturer,REM)之間的技術許可交易組合問題.OEM生產擁有某種技術優(yōu)勢的新產品(A品),但考慮其品牌價值,故不對其回收產品實施再制造.REM因市場需要也生產同類新產品(B品),但因其新產品的消費者購買意愿(willingness to pay,WTP)較低,所以其同時也對市場上的回收品(包括市場上的A品和B品)實施再制造生產(C品).假設市場上的可供回收的舊產品量足以滿足REM的再制造需要,即REM的回收量不受前一期新產品產量的約束.

REM可針對B品或C品中的關鍵技術向OEM購買技術許可,即雙方進行技術行可交易(technology license deal,TLD),這種關鍵技術的使用可使其產品單位生產成本降低[29].此時,REM在和OEM實施TLD時會產生四種交易組合(如圖1所示)：1)雙方對B品和C品都實施TLD;2)雙方只對B品實施TLD;3)雙方只對C品實施TLD;4)B品和C品都不實施TLD.消費者可以辨識新產品的廠商和新舊產品,所以這三類產品的WTP不會改變,且這三類產品都可市場出清.

圖1 考慮再制造品的四種技術許可交易組合Fig.1 Four types of TLD portfolios of considering remanufactured products

符號說明如下：

pN、pRN、pRR分別為A品、B品和C品的市場價格;由文獻[30],本文選取三類產品的產量為各方的決策變量,規(guī)定qN(OEM的決策變量)、qRN和qRR(REM的決策變量)分別為A品、B品和C品的產量;1、α和β分別為這三類產品的WTP,顯然0＜β＜α＜1.沿用文獻[31]的推導思想,本文假定三類產品的需求替代關系為pN=1-qN-αqRN-βqRR,pRN=α(1-qN-qRN)-βqRR和pRR=β(1-qN-qRN-qRR)(推導過程見附錄).

cN、cRN和cRR分別為A品、B品和C品的單位生產成本.由三產品特點得0＜cRR＜cN＜cRN＜1,即由于REM的技術劣勢,其B品的生產成本要高于OEM的新產品,但其C品的生產成本低于OEM的新產品;雙方若對B品和C品實施TLD后,單位生產成本分別為cRNL=cRN-εN和cRRL=cRR-εR,并且每單位產品需支付給OEM技術許可費分別為wN和wR.這里,顯然wR＜wN.另外,只有當wN＜εN,wR＜εR時,REM才會考慮實施TLD.除了OEM和REM的決策變量,以上所述參數皆為外生參數.由于產品標識較明確,假定即使對B品或C品實施了TLD,市場對REM的產品認同度不會超過OEM的新產品.

假設此供應鏈的銷售、回收、再制造以及再制造后的銷售等活動同時發(fā)生.用(i,j)表示前述四種交易組合,其中i=0,1分別表示雙方對B品不實施TLD和實施TLD,j=0,1分別表示雙方對C品不實施TLD和實施TLD.π表示OEM或REM的利潤,其下標M和R表示分別表示OEM和REM,上標?(i,j)表示某交易組合下的最優(yōu)值.各產品的最優(yōu)產量的最優(yōu)值表達形式與π相同.

2.2 雙方對B品和C品都不實施TLD–(0,0)模型

雙方的利潤函數為

命題1在(0,0)模型中,對cN的變化最敏感,對cRN的變化較敏感,cRR的變化對不起作用;對三類成本的變化都有反應;對cRR的變化最敏感,對cRN的變化較為敏感,對cN的變化不敏感.

由命題1得知,B品可視為中間型產品,其生產成本cRN對各類產品的產量都有一定的影響.所以,cRN的變化對OEM和REM在實施決策時影響較大.由此結論可知,(0,0)模型下各類產品的產量除了對本身的生產成本最敏感以外,對REM的新產品的生產成本的變化較為敏感.A品(C品)的生產成本變化對C品(A品)的產量卻沒有任何影響,說明B品的生產成本是OEM在實施產量決策時必須注意的因素.

2.3 雙方只對C品實施TLD–(0,1)模型

雙方的利潤函數為

雙方Cournot博弈的結果為

命題2在(0,1)模型中,cRN的變化會對三產品的產量都造成影響;εR和wR的變化不會對q?(0,1)N造成影響;εR的增加會使擠占一部分,wR的變化對影響比其對的影響要大.證明見附錄.

與命題1相同,命題2也表明B品生產成本的變化直接影響三類產品的產量;εR的增加代表OEM的研發(fā)努力增加,此時OEM可借助于增加其值來達到增加A品市場份額的目的;此時,OEM若要確保一定的產量,可考慮與REM只針對C品實施TLD;而REM若與OEM只針對C品實施TLD,必然會降低自己B品的市場份額.

2.4 雙方只對B產品實施TLD–(1,0)模型

兩方的利潤函數為

雙方Cournot博弈的結果為

命題3在(1,0)模型中,εN和wN的變化對三類產品的產量都有影響;εN、wN的變化對的影響最大,對也較大,對的影響較小.證明見附錄.

由命題2中εR和wR的變化只對B品和C品的產量有影響,以及命題3中εN和wN的變化對三類產品的產量都有影響得知,雙方只實施B品的TLD時,對雙方決策判斷準確度的影響較大.另外得到,雙方若只實施B品的TLD,OEM需要考慮此交易會對A品的市場份額造成影響與利潤之間的權衡.結合命題2,說明εN和wN的變化對三類產品產量的影響程度較之于εR和wR要大.

2.5 雙方對B品和C品都實施TLD–(1,1)模型

命題4在(1,1)模型中,(1)cRN、εN和wN變化對的影響相同,cN的變化對影響較大;(2)cRN、εN和wN變化對影響相同;(3)REM的B品(C品)所屬參數的變化對的影響相同;(4)cRR、εR和wR的變化對的影響相同.證明見附錄.

命題4表明,A品的產量對其自身生產成本的變化最敏感,所以OEM若想提高A品的市場份額,就必須首先考慮如何降低其產品的生產成本.另外,由命題4的(3)得知,若考慮同時對兩類產品都實施TLD,REM就必須在其兩類產品的產量比例分配時要考慮到各參數的變化對其產量影響相同的情形,一個參數的變化同時影響到兩類產品的產量變化.

2.6 產量綜合分析

為得到四種交易組合下雙方的產量,本節(jié)對四種每種模型下產量進行比較分析,有下列結論:

命題5各交易組合下三類產品的產量大小順序表述如下:

證明將各產量兩兩相減,易得到各條件下的排序.證明過程略.

命題5表明,只要針對B品實施TLD的結果相同,是否為C品實施TLD都不會對qN造成影響,但對B品實施TLD將影響qN.因此,若OEM較為重視A品的市場份額,其與REM對B品實施TLD時必須非常謹慎.另外,REM可通過對其B品實施TLD從而提高qRN.若著眼于蠶食A品的市場份額,REM可考慮對B品實施TLD.從產量的角度看,OEM可能只接受(0,1)交易組合或不與REM實施技術許可交易;REM卻面臨著較難的產量決策選擇,因為B品也是其與OEM進行產量競爭的重要手段,是其無法放棄的.通常情況下,REM可能只會為其某一類產品實施TLD,但最終取決于其未來的競爭策略,是著眼于新產品還是針對再制造品的市場份額問題.

3 各交易組合的利潤比較

本節(jié)將通過數值分析探求各參數的變化對各交易組合下雙方利潤的影響.同樣,各參數的基礎恒定賦值和變化區(qū)間與3.2節(jié)相同.針對不同交易組合首先賦與某些非考慮參數相應的固定值,并給出所需考慮參數的變化區(qū)間.各參數的基礎恒定賦值為cN=0.3,cRN=0.4,cRR=0.1,wN=0.07,εN=0.08,wR=0.05,εR=0.06,α=0.6和β=0.3.由圖2～圖9可得到如下結論.

圖2 wN的變化對四種交易組合下OEM利潤的影響Fig.2 wN ’s change inf l uencing on the OEM’s profits

圖3 wN的變化對四種交易組合下REM利潤的影響Fig.3 wN ’s change inf l uencing on the REM’s profits

結論1無論wN和εN在其區(qū)間內如何變化,OEM的利潤遵循;wN和εN的變化對四種交易組合下的REM利潤大小排序的影響不確定.

由結論1得知,無論wN和εN在其區(qū)間如何變化,對于OEM來說(0,1)交易組合是最優(yōu)的,同時(1,0)交易組合為最劣,并且wN和εN的變化不會影響各交易組合下的OEM的利潤排序,但影響REM的利潤排序.另外由圖2～圖5得知,總是成立,說明對C產品實施TLD會增加REM的利潤,同時會對OEM的利潤造成負影響.

圖4 εN的變化對四種交易組合下OEM利潤的影響Fig.4 εN ’s change inf l uencing on the OEM’s profits

圖5 εN的變化對四種交易組合下REM利潤的影響Fig.5 εN ’s change inf l uencing on the REM’s profits

結論2wN的增加使增加(減少),εN的增加使和減少;總是大于;當wN較小時,小于;當εN較小時,可能大于.

結論2給出了有趣的啟示,作為REM的成本支出(OEM的收入)的wN,其增加卻使增加(減少);作為REM收益增加因素的εN,其增加卻使都有所降低.這說明當雙方只實施B品的TLD時,REM主動增加wN卻可以增加自身利潤,并同時使OEM的利潤降低,此策略具有一定隱蔽性.結論2中也給出較為反常識的啟示,即作為REM的收益增加因素εN較小時,當雙方已經對C品實施TLD后,再對B品實施TLD卻對REM有利.

圖6 wR的變化對四種交易組合下OEM利潤的影響Fig.6 wR’s change inf l uencing on the OEM’s profits

圖7 wR的變化對四種交易組合下REM利潤的影響Fig.7 wR’s change inf l uencing on the REM’s profits

結論3無論wR和εR在其區(qū)間如何變化,都最大且都最小;wR的增加使π增加(減少);εR增加使都增加.

由結論3得到,在wR和εR的變化區(qū)間內,雙方可能只針對C品實施TLD且避免只對B品實施TLD;OEM若能投入更多的研發(fā)資源在C品上從而增加εR,這樣會增加兩方的利潤從而促進雙方的合作.

相比于其他交易組合,(0,1)交易組合可使雙方都較為滿意,而(1,0)交易組合則相反,這說明REM只為其B品實施TLD會讓OEM的A品受到威脅,并會受到OEM的反抗,同時也解釋了為何wN增加反而會降低OEM的利潤并且會增加REM的利潤.雖然wR的增加會使REM的利潤降低,但εR增加會使REM利潤增加且增幅更大,總體上REM利潤得到增加.綜上,從利潤的角度看,OEM和REM都會傾向于(0,1)交易組合,且都不愿選擇(1,0)交易組合.這說明,REM對B品的技術許可的決策過程中需要非常慎重.通常,處于技術劣勢的REM可能會將其技術許可資源用于B品,以求在未來新產品的市場競爭中盡量不落后于OEM,但從短期看,有限的資源用于再制造品是較為經濟的.

圖8 εR的變化對四種交易組合下OEM利潤的影響Fig.8 εR’s change inf l uencing on the OEM’s profits

圖9 εR的變化對四種交易組合下REM利潤的影響Fig.9 εR’s change inf l uencing on the REM’s profits

4 各交易組合的環(huán)境績效

由于三產品中包含了環(huán)保意義較明顯的再制造品,所以實施TLD后對各交易組合的環(huán)境績效有何影響是這個大系統必須考慮的問題.本節(jié)分別從環(huán)境影響和環(huán)保效果兩個角度對各交易組合的環(huán)境績效排序進行分析.

4.1 環(huán)境影響

本節(jié)研究四種交易組合下三產品對環(huán)境造成影響的排序問題.參考文獻[32,33]的定義,采用E和e來分別表示單位新產品(A品和B品)和單位再制造品(C品)對環(huán)境的影響(包括生產和使用時對環(huán)境的影響),S代表各交易組合下各產品對環(huán)境的總影響.所以,各交易組合下三類產品對環(huán)境造成的總影響為,其中i=0或1和j=0或1的組合,代表各策略組合.令

得到命題6.

命題6當時,;當時,

證明見附錄.

命題6表明,當e/E較大(C品對環(huán)境的影響接近于新產品)時,對B品實施TLD可以減少市場的產品對環(huán)境造成的影響;當e/E適中時,可發(fā)現對B品實施TLD反而會增加兩類產品對環(huán)境造成的不利影響;當e/E較小(再制造品對環(huán)境的影響較之于新產品很小)時,只對C品實施TLD對環(huán)境造成的影響是最小的,而此時只對B品實施TLD對環(huán)境造成的影響最大.這些結論都表明e/E是個重要的參考指標,其大小直接影響到雙方實施TLD選擇時對環(huán)境影響的考量.

4.2 環(huán)保效果

本小節(jié)將考察各交易組合下的環(huán)保效果優(yōu)劣.回收率是較為直觀的環(huán)保效果數據,故選取各交易組合下的回收率來度量環(huán)保效果.令,其中i=0或1,j=0或1.由于各交易組合回收率之差的解析式過于復雜且涉及的參數較多,故通過數值分析來探求各交易組合的環(huán)保效果高低.各基礎參數賦值和變化參數的區(qū)間與第3節(jié)相同,可得到圖10～圖13,并得到如下結論.

圖10 wN的變化對四種交易組合下回收率的影響Fig.10 wN’s change inf l uencing on the recovery rate

圖11 εN的變化對四種交易組合下回收率的影響Fig.11 εN’s change inf l uencing on the recovery rate

圖12 wR的變化對四種交易組合下回收率的影響Fig.12 wR’s change inf l uencing on the recovery rate

圖13 εR的變化對四種交易組合下回收率的影響Fig.13 εR’s change inf l uencing on the recovery rate

結論4無論wN、εN、wR和εR在其區(qū)間如何變化,t?(0,1)最大且t?(1,0)最小;wN(εN)增加使t?(1,1)和t?(1,0)增加(減少);wR(εR)增加使t?(0,1)和t?(1,1)減少(增加).

由結論4得知,(0,1)交易組合的回收率最高,(1,0)交易組合的回收率最低,說明技術許可資源全部流向C品時可最大化地促進回收率的提高.另外,(1,1)交易組合的回收率比(0,0)交易組合的略高,說明當有部分技術許可資源流向C品就會增加回收率.結論4同時也表明對B品實施TLD費用的提高會使REM將有限的資金轉向C品.較大的εN將提高REM對其B品實施TLD后效果的期望值,這將導致回收率的降低.

綜上,從環(huán)境的角度看,回收率代表供應鏈中核心企業(yè)的環(huán)保績效,環(huán)境影響代表政府的環(huán)?？冃?OEM作為供應鏈上的核心企業(yè),應當考慮積極地與REM實施C品的TLD,這可以最大限度地促進REM回收再制造活動.若回收過程較為困難,OEM還可以給予REM一定的補貼.從環(huán)境影響的角度看,各交易組合的優(yōu)劣取決于e/E的大小,這取決于產品特性、回收難易度和可利用次數等多方面因素.

5 結束語

包含再制造的技術許可交易活動會使交易各方在決策過程中處于進退兩難的境地.基于三類產品共存于市場的情形,本文考慮原始設備制造商與再制造商的決策選擇的組合問題,建立了三產品競爭下的四個技術許可交易博弈模型,得到各交易組合下各類成本對產量的影響,并得到各方利潤和環(huán)境績效的排序.結果表明:再制造品的生產成本變化對原始設備制造商新產品的產量沒有影響,但再制造的新產品相關參數的變化對另兩類產品的產量都有影響;從利潤的角度看,雙方只針對再制造商的再制造品(新產品)實施技術許可交易是最優(yōu)的(最劣的),但再制造商的新產品技術許可費增加卻可使再制造商利潤增加;從環(huán)保的角度看,新產品的研究投入高會影響回收率,并且雙方只針對再制造品實施技術許可交易是最優(yōu)的交易組合.

當然,本文研究的是OEM和再制造商實施一對一的再制造技術許可交易問題,并未考慮多個廠商之間的交易情形.另外,本文假設市場上回收量不受前期新產品產量的約束,若加入此約束,則更符合大型設備再制造的現實情形.這些問題都會在今后的研宄中不斷完善.