李 林，雷雅琳，何建洪

(重慶郵電大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，重慶 400065)

供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新合作是強(qiáng)化企業(yè)核心技術(shù)能力，優(yōu)化配置企業(yè)內(nèi)外部創(chuàng)新資源以及提升企業(yè)對外合作戰(zhàn)略穩(wěn)定性和可靠性的重要途徑[1-2]。在全球化競爭的復(fù)雜格局中，企業(yè)供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動的基本問題是如何協(xié)調(diào)成員企業(yè)之間的關(guān)系，而其中的焦點(diǎn)問題是在市場消費(fèi)者偏好進(jìn)而購買決策快速變化的當(dāng)下，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)如何準(zhǔn)確把握消費(fèi)者偏好并制定合適的市場和生產(chǎn)策略，保障整個(gè)供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動的有效性和可行性[3-5]。特別是供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動本身具有人力投入成本大，盈利時(shí)間緩慢的特點(diǎn)，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)信息不對稱且無法獲取創(chuàng)新產(chǎn)出的階段性成果，進(jìn)一步加劇供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動開展的難度[6-7]。

在供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新問題中的消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)等因素之后，供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動中的供應(yīng)鏈主體博弈決策、產(chǎn)品生產(chǎn)決策、供應(yīng)鏈激勵(lì)和協(xié)調(diào)等問題值得關(guān)注[8-9]。尤其是在供應(yīng)鏈合作與競爭關(guān)系中需考慮消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)如何增強(qiáng)或稀釋供應(yīng)鏈主體的努力水平，并對企業(yè)上下游生態(tài)布局帶來新的影響，甚至創(chuàng)建和構(gòu)造一個(gè)新的以消費(fèi)者需求為導(dǎo)向的綠色系統(tǒng)[10-11]?；诖?，本文嘗試描述供應(yīng)商、制造商和消費(fèi)者三者的互動關(guān)系，供給端通過綠色創(chuàng)新活動的形式向需求端提供綠色產(chǎn)品[12-13]，而消費(fèi)者綠色偏好及其引致的參考價(jià)格效應(yīng)變化直接影響產(chǎn)品需求量，進(jìn)而反向刺激供應(yīng)鏈成員的綠色創(chuàng)新努力行為[14]。探討在此情境下，為提高整個(gè)供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動的利潤水平，供應(yīng)鏈企業(yè)如何通過有效的成本分擔(dān)契約形式去實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商和制造商的決策行為協(xié)調(diào)，以確保各主體的活動收益最大化。

1 問題描述與模型假設(shè)

1.1 問題描述

本文將二級供應(yīng)鏈的綠色創(chuàng)新活動作為研究對象。二級供應(yīng)鏈成員通過使用清潔能源，引入可回收材料，開展產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)和開發(fā)新工藝等形式降低能源污染，并向市面上提供帶有生態(tài)標(biāo)簽的綠色產(chǎn)品。供應(yīng)鏈成員在整個(gè)綠色創(chuàng)新活動中共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)(為激勵(lì)供應(yīng)商，制造商主動提供成本補(bǔ)貼)且按比例分享銷售收入。

此時(shí)供應(yīng)鏈中的綠色創(chuàng)新過程如圖1所示。

圖1 本文研究問題描述Figure 1 Description of the research problem

1.2 符號說明

參考綠色供應(yīng)鏈領(lǐng)域的定義規(guī)范，針對本文供應(yīng)鏈博弈論證中涉及到的主要變量進(jìn)行定義，文中其余變量將在模型假設(shè)部分作相關(guān)說明。

Ii(t)為 在t時(shí) 刻i 的綠色創(chuàng)新努力水平；

Ci為i的綠色創(chuàng)新努力成本；

ki為i的綠色創(chuàng)新成本系數(shù)；

φ為制造商對供應(yīng)商的綠色創(chuàng)新成本補(bǔ)貼比例；

Ji為 企業(yè)i利 潤在t 時(shí)刻的凈現(xiàn)值；

ρi為i單位產(chǎn)品的邊際利潤；

ρ為貼現(xiàn)率；

上標(biāo) j={n,d,c}分別為無成本補(bǔ)貼下的分散式?jīng)Q策、成本補(bǔ)貼下的分散式?jīng)Q策和集中決策下的決策情景；

下標(biāo) i={m,s,sc}分別為制造商、供應(yīng)商及供應(yīng)鏈系統(tǒng)；

r(t)為 產(chǎn)品在時(shí)刻t 的參考價(jià)格；

r˙(t)為 參考價(jià)格r (t)在 時(shí)刻t 的變化率；

r0為 產(chǎn)品i 的初始參考價(jià)格；

α(α＞0)為消費(fèi)者“記憶參數(shù)”；

β(β＞0)為產(chǎn)品綠色創(chuàng)新投入對參考價(jià)格的影響因子；

a(a＞0)為綠色產(chǎn)品的潛在市場需求；

b為 需求量 Q 的價(jià)格彈性系數(shù)；

δ(δ＞0)為消費(fèi)者對于實(shí)際價(jià)格和參考價(jià)格之間的敏感度；

η(η∈[0,1])為消費(fèi)者綠色度敏感系數(shù)。

1.3 模型假設(shè)

1) 供應(yīng)鏈成員綠色創(chuàng)新努力水平越高，所投入的綠色創(chuàng)新成本也越高?？紤]到綠色創(chuàng)新活動成本的凸性特征，因此假設(shè)供應(yīng)鏈成員綠色創(chuàng)新成本為Ii(t)的 凸函數(shù)i =m,s。企業(yè)的綠色創(chuàng)新努力水平越高，表明該產(chǎn)品的綠色度越高，越具有環(huán)保性。

2) 參考文獻(xiàn)[15]，假設(shè)綠色供應(yīng)鏈中的消費(fèi)者參考價(jià)格是動態(tài)變化的，其動態(tài)變化率受產(chǎn)品價(jià)格差異(價(jià)格記憶)和產(chǎn)品綠色度(外部刺激)的影響。消費(fèi)者對產(chǎn)品的參考價(jià)格r (t)變化服從的動態(tài)方程為

3) 參考Fibich等[16]的做法，消費(fèi)者實(shí)際購買綠色產(chǎn)品的數(shù)量受到綠色產(chǎn)品本身的價(jià)格、綠色度水平、同類型產(chǎn)品價(jià)格等因素的影響。則t時(shí)刻消費(fèi)者對于綠色產(chǎn)品的實(shí)際需求量可以表示為

2 模型構(gòu)建與求解

2.1 集中決策

理想化情形下，供應(yīng)鏈中制造商和供應(yīng)商以實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)最大化為決策依據(jù)，被看作一個(gè)整體來決定各自在綠色創(chuàng)新活動中的努力程度Im(t)和 Is(t)。因此，首先對集中式?jīng)Q策進(jìn)行分析，此時(shí)整個(gè)供應(yīng)鏈的決策問題為

參考HJB方程 (Hamilton-Jacobi-Bellman equation)最優(yōu)控制的解法，由式(2)可得，供應(yīng)鏈系統(tǒng)在t時(shí)刻的最優(yōu)利潤值函數(shù)為

將t時(shí)刻供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)利潤值函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可得

此時(shí)，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題滿足的HJB方程為

求解最優(yōu)控制問題，可以得到供應(yīng)鏈系統(tǒng)的均衡解為

可得消費(fèi)者參考價(jià)格的反應(yīng)函數(shù)為

此時(shí)，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)利潤值函數(shù)為

其中，

2.2 無成本分擔(dān)的分散式?jīng)Q策

各自的利潤最大化是供應(yīng)商和制造商最關(guān)注的問題，因此供應(yīng)鏈成員會據(jù)此來決策各自在綠色創(chuàng)新活動中的綠色創(chuàng)新努力水平，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

此時(shí)，制造商和供應(yīng)商的決策問題分別為

制造商的最優(yōu)控制問題滿足的HJB方程為

可得制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)綠色創(chuàng)新努力水平分別為

狀態(tài)方程求解可得消費(fèi)者參考價(jià)格的反應(yīng)函數(shù)為

此時(shí)，得到制造商和供應(yīng)商的利潤最優(yōu)值函數(shù)為

2.3 成本分擔(dān)下的分散式?jīng)Q策

為激勵(lì)供應(yīng)商，制造商承諾向供應(yīng)商提供一定比例的成本分擔(dān)，與此同時(shí)，供應(yīng)商和制造商以各自利潤最大化進(jìn)行獨(dú)立決策。首先，可以得到制造商決策問題為

給定 Im和 φ，供應(yīng)商的決策問題為

其中，供應(yīng)商最優(yōu)控制問題滿足的HJB方程為

制造商最優(yōu)控制問題滿足的HJB方程為

求解最優(yōu)控制問題，可得制造商和供應(yīng)商的均衡解分別為

狀態(tài)方程求解可得消費(fèi)者參考價(jià)格的反應(yīng)函數(shù)為

此時(shí)，制造商和供應(yīng)商的利潤最優(yōu)值函數(shù)為

命題1分散式?jīng)Q策下，當(dāng)供應(yīng)商邊際利潤小于兩倍制造商邊際利潤時(shí)，有無成本分擔(dān)不影響制造商的最優(yōu)綠色創(chuàng)新努力水平，僅幫助提升供應(yīng)商的最優(yōu)綠色創(chuàng)新努力水平。

證明

當(dāng)ρs＞2ρm時(shí)，當(dāng)ρs＜2ρm時(shí)

由命題1可知，成本分擔(dān)契約會對供應(yīng)商的最優(yōu)綠色創(chuàng)新努力水平造成影響。同等條件下，綠色創(chuàng)新活動投入的成本越低，供應(yīng)商更愿意去參與綠色創(chuàng)新活動并且不斷提高自身的綠色創(chuàng)新投入。對供應(yīng)商來說，參與供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動可建立其與大型制造商之間的戰(zhàn)略合作，從而帶來更多的機(jī)會。

推論1供應(yīng)商和制造商的邊際利潤比存在閾值在閾值范圍內(nèi)成本分擔(dān)契約對供應(yīng)商的綠色創(chuàng)新努力具有明顯的激勵(lì)效果；超出閾值范圍，成本分擔(dān)契約對其激勵(lì)效果降低。

命題2邊際利潤和創(chuàng)新成本之間的比值、市場貼現(xiàn)率、綠色產(chǎn)品邊際利潤等均會影響消費(fèi)者行為特征對供應(yīng)鏈成員綠色創(chuàng)新努力水平的作用效果。

證明

命題3制造商邊際利潤與成本分擔(dān)比例呈正相關(guān)關(guān)系，供應(yīng)商邊際利潤和成本分擔(dān)比例呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

證明

供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動中，由于綠色創(chuàng)新成果的不確定性，供應(yīng)商承擔(dān)較大的成本損失風(fēng)險(xiǎn)，因此制造商作為活動發(fā)起者，主動通過成本分擔(dān)加強(qiáng)與供應(yīng)商的合作協(xié)同關(guān)系，并保障雙方綠色創(chuàng)新活動收益的最大化，提升供應(yīng)鏈系統(tǒng)綠色創(chuàng)新效率。

3 數(shù)值仿真

在考慮市場需求端的消費(fèi)者綠色偏好及參考價(jià)格效應(yīng)變化的情況下，制造商和供應(yīng)商在不同的決策情境下會作出不同的綠色創(chuàng)新努力行為，以保證自身的利益最大化。通過理論和公式推論證明消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)對供應(yīng)鏈均衡結(jié)果的影響，為保證結(jié)論的準(zhǔn)確性和可信度，本節(jié)通過Mathematica軟件對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行靈敏度分析[17-18]。本節(jié)主要對3種決策情景進(jìn)行數(shù)值仿真，分析不同決策情境下供應(yīng)鏈成員的利潤變化趨勢，以及消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)對成本分擔(dān)契約的帕累托改善效果。具體變量賦值情況見表1。

表1 變量賦值Table 1 Variable assignment

圖2反映如下結(jié)果。1) 成本分擔(dān)契約形式是一種有效手段，可以幫助改善供應(yīng)鏈上下游合作的利潤分配問題。在二級供應(yīng)鏈閉環(huán)的綠色創(chuàng)新活動中，制造商通過成本分擔(dān)契約有效幫助供應(yīng)商降低資金周轉(zhuǎn)壓力，提高供應(yīng)鏈成員協(xié)同的積極性，進(jìn)而保證綠色產(chǎn)品的綠色度提升，整個(gè)供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動趨于可持續(xù)發(fā)展。2) 在一定的時(shí)間周期內(nèi)，供應(yīng)鏈成員的利潤均呈現(xiàn)先快速上升后穩(wěn)步下降的趨勢。這也反映出供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動通過成本補(bǔ)貼能在一定時(shí)間內(nèi)促進(jìn)協(xié)同，為成員帶來較好的利潤收入。但由于其本身的溢出效應(yīng)和外部環(huán)境成本，且市場尚未成熟等原因，無法維持長時(shí)間的有效運(yùn)營?？煽紤]將政府或生態(tài)企業(yè)納入綠色創(chuàng)新活動的框架中，以共同探索長期盈利的方案。

圖2 成本分擔(dān)前后供應(yīng)鏈成員利潤對比Figure 2 Comparison of profit among supply chain members before and after cost sharing

從圖3可以看出，集中決策下供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤最優(yōu)，成本分擔(dān)下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤次之，無成本分擔(dān)下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤最低。這表明成本分擔(dān)契約能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤的Pareto改善，但是無法實(shí)現(xiàn)Pareto最優(yōu)。成本分擔(dān)的形式一定程度提高了整個(gè)供應(yīng)鏈活動的系統(tǒng)利潤水平，這也客觀反映出供應(yīng)鏈成員相互之間的合作和協(xié)調(diào)關(guān)系都有所改善。

圖3 3種情況下供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤對比Figure 3 Comparison of profit of supply chain system in three cases

圖4 反映出，成本分擔(dān)契約對供應(yīng)鏈成員利潤的Pareto改善效果隨消費(fèi)者參考價(jià)格效應(yīng)的變化而變化，且綠色創(chuàng)新成本補(bǔ)貼對供應(yīng)商的利潤具有較好的改善效果。只有當(dāng)綠色產(chǎn)品的價(jià)位處在消費(fèi)者可接受的參考區(qū)間之內(nèi)，才有一定的機(jī)會被消費(fèi)者所購買。同等產(chǎn)品綠色度的條件下，只有加強(qiáng)綠色創(chuàng)新努力水平，以規(guī)?；档彤a(chǎn)品生產(chǎn)成本，才能使得產(chǎn)品在同類型產(chǎn)品競爭中保有一定的競爭優(yōu)勢，打造差異化競爭路徑，以滿足不同消費(fèi)偏好的個(gè)性化需求。

圖4 參數(shù)δ 對成本分擔(dān)契約Pareto改善效果的影響Figure 4 The influence of parameter on the improvement effect of the cost-sharing contract Pareto

從圖5可知，消費(fèi)者綠色偏好行為的變化，也會影響成本分擔(dān)契約對供應(yīng)鏈成員的利潤改善效果。消費(fèi)者偏好系數(shù)一定時(shí)，對供應(yīng)商的影響遠(yuǎn)大于制造商；對供應(yīng)商來說，其利潤絕對值變化隨消費(fèi)者偏好系數(shù)的增加而增加。消費(fèi)者偏好系數(shù)越大，說明同等條件下產(chǎn)品的綠色度水平對消費(fèi)者的購買決策影響越大，而價(jià)格對購買決策的影響越小，用戶愿意為綠色產(chǎn)品支付更多的綠色溢價(jià)，且供應(yīng)鏈成員的利潤空間也越高。

圖5 參數(shù)η 對成本分擔(dān)契約Pareto改善效果的影響Figure 5 The influence of parameter on the improvement effect of the cost-sharing contract Pareto

4 結(jié)語

本文將消費(fèi)者綠色偏好及其引致的參考價(jià)格效應(yīng)引入供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新相關(guān)決策的研究中，分別從分散決策和集中決策模式探討了其對供應(yīng)鏈中制造商和供應(yīng)商綠色創(chuàng)新努力水平的影響，并比較各種情景下決策結(jié)果的差異，得到以下主要結(jié)論。

1) 消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)均與供應(yīng)鏈成員的綠色創(chuàng)新努力水平呈正相關(guān)關(guān)系，且消費(fèi)者偏好特征對供應(yīng)商的影響效果更加明顯。

2) 存在消費(fèi)者綠色偏好與參考價(jià)格效應(yīng)影響的情況下，當(dāng)供應(yīng)商邊際利潤小于制造商邊際利潤的兩倍時(shí)，成本分擔(dān)契約可激勵(lì)供應(yīng)商提升綠色創(chuàng)新努力行為。

3) 在促進(jìn)供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新努力的過程中，消費(fèi)者綠色偏好與參考價(jià)格效應(yīng)間存在著交互效應(yīng)，這種交互效應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化了其對供應(yīng)鏈成員綠色創(chuàng)新努力的激勵(lì)作用。

這些結(jié)論為企業(yè)帶來的策略建議如下。1) 在供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動尚處于探索的階段，由于其本身的高風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，極易出現(xiàn)供應(yīng)商資金周轉(zhuǎn)不足，缺乏有效激勵(lì)等問題。因此，資金雄厚的制造商應(yīng)加強(qiáng)同上下游企業(yè)的合作交流，及時(shí)解決弱勢企業(yè)出現(xiàn)的不可控問題，使供應(yīng)鏈上下游企業(yè)在供應(yīng)鏈活動中都能獲取較好的收益，保證合作聯(lián)盟關(guān)系的穩(wěn)定和牢固。2) 對于大型制造商來說，成本分擔(dān)這種傳統(tǒng)的激勵(lì)方式仍適用于供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新活動，且在一定范圍內(nèi)能提升供應(yīng)商的綠色創(chuàng)新努力水平，保證供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新系統(tǒng)的收益可觀，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈利潤的帕累托改進(jìn)。3) 供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的戰(zhàn)略決策應(yīng)充分考慮消費(fèi)者市場的偏好性。因信息技術(shù)手段的不斷革新，產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費(fèi)的路徑大大縮短，消費(fèi)者的實(shí)際需求也應(yīng)該被納入生產(chǎn)者的考量決策之中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)端和消費(fèi)端的高效協(xié)同，這也是綠色消費(fèi)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)涵所在。

當(dāng)然，本文研究還存在一些局限。本文的研究對象僅是由一個(gè)制造商與供應(yīng)商組成的二級供應(yīng)鏈系統(tǒng)，未能引入供應(yīng)商的競爭性環(huán)境。消費(fèi)者綠色偏好及相應(yīng)的參考價(jià)格效應(yīng)對供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新決策的影響可能是一個(gè)間接或非線性的過程，并受到政府補(bǔ)貼、市場規(guī)模等一些擾動性因素的影響。未來的研究中可進(jìn)一步探討這些影響因素的存在性及影響方式。