賀 勇，錢婷婷，廖 諾

(廣東工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院, 廣東 廣州510520)

近年來(lái)，消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，企業(yè)開始將低碳環(huán)保納入其戰(zhàn)略計(jì)劃與日常運(yùn)營(yíng)中。綠色供應(yīng)鏈管理是將環(huán)境管理、供應(yīng)鏈管理兩者的研究集成起來(lái)以滿足更有效率和更具有社會(huì)責(zé)任的商業(yè)需要[1]。經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，企業(yè)之間離不開分工合作，關(guān)于業(yè)務(wù)外包的綠色供應(yīng)鏈管理，還需要考慮到外包制造商是否滿足品牌商的低碳減排要求。蘋果公司于2015年投資建設(shè)超兩千兆瓦的太陽(yáng)能項(xiàng)目用于富士康的制造生產(chǎn)，2017年在iPhone系列新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)部分選用了更低碳的材料。可見，對(duì)外包情境下品牌商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈決策問題的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)于外包情境下的企業(yè)低碳化管理研究方面，王報(bào)梅[2]研究國(guó)際服務(wù)外包的企業(yè)價(jià)值鏈低碳重構(gòu)問題。在制造業(yè)的生產(chǎn)外包情境下，竇一杰等[3]研究品牌商對(duì)上游供應(yīng)商的環(huán)境監(jiān)管問題以及品牌商和制造商之間的產(chǎn)品定價(jià)問題。孫佳琳[4]則分析政府分別補(bǔ)貼上游供應(yīng)商和品牌商兩種模式下買方勢(shì)力、消費(fèi)者的環(huán)保偏好、環(huán)保研發(fā)水平等因素對(duì)于供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)、消費(fèi)者剩余以及社會(huì)福利造成的影響。向麗等[5]研究研發(fā)外包對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新的影響。Hong等[6]考慮將基本生產(chǎn)操作外包于獨(dú)立制造商，研究品牌商的產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)決策問題以及產(chǎn)品運(yùn)輸成本問題。在綠色供應(yīng)鏈管理決策方面，劉名武等[7]分析由零售商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈在碳交易和消費(fèi)者低碳偏好下的減排合作決策問題。王新林等[8]分析在政府約束機(jī)制下制造商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制問題，并給出供應(yīng)鏈最優(yōu)成本共擔(dān)與收益共享比例。劉亮等[9]研究閉環(huán)供應(yīng)鏈中承擔(dān)雙邊社會(huì)責(zé)任的零售商在兩部定價(jià)策略和收益共享策略下如何實(shí)現(xiàn)綠色供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)效果。楊磊等[10]分析由制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈中的渠道模式選擇以及減排決策問題。梁玲等[11]對(duì)比分析制造商主導(dǎo)和零售商主導(dǎo)下的供應(yīng)鏈碳減排博弈問題。Madani等[12]研究由制造商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈和非綠色供應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)對(duì)政府實(shí)施碳減排的影響。Carter等[13]提出政府主導(dǎo)企業(yè)通過環(huán)境購(gòu)買行為來(lái)為供應(yīng)鏈上下游之間發(fā)生的環(huán)境問題買單。駱瑞玲等[14]分析在政府約束機(jī)制下制造商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈碳減排技術(shù)投資決策問題，并探究消費(fèi)者碳足跡敏感系數(shù)、碳限額及碳減排難度系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈利潤(rùn)和碳減排的影響。

綜上，相關(guān)文獻(xiàn)分析了服務(wù)外包情境下的企業(yè)低碳化管理和外包時(shí)的產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)問題，并探討制造商或者零售商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈管理決策問題。但是以上文獻(xiàn)未考慮品牌商針對(duì)制造商碳減排進(jìn)行獎(jiǎng)懲時(shí)，研究外包情境下品牌商作為供應(yīng)鏈主導(dǎo)者的綠色供應(yīng)鏈管理的問題?；诖耍疚尼槍?duì)外包情境下品牌商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈，建立品牌商、制造商與零售商之間的3階段博弈模型，研究在全外包情境下和制造外包情境下，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的最優(yōu)決策問題，并探究碳減排難度以及碳回扣激勵(lì)對(duì)零售商最優(yōu)訂貨量、供應(yīng)鏈碳排放總量與利潤(rùn)的影響，為外包情境下品牌商主導(dǎo)的綠色供應(yīng)鏈管理決策提供理論支持。

1 問題描述

本文考慮由一個(gè)品牌商、制造商和零售商構(gòu)成的綠色供應(yīng)鏈，品牌商負(fù)責(zé)商品的設(shè)計(jì)，制造商負(fù)責(zé)商品的制造，零售商負(fù)責(zé)產(chǎn)品終端售賣。消費(fèi)者日益認(rèn)同并傾向于購(gòu)買低碳產(chǎn)品，政府也出臺(tái)多個(gè)低碳化政策要求，品牌商和制造商愿意通過碳減排投入獲取更多的利益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的共同發(fā)展。按照品牌商將業(yè)務(wù)外包給制造商的程度，分為全外包和制造外包。

全外包是品牌商直接將產(chǎn)品研發(fā)連同生產(chǎn)外包給第三方企業(yè)。全外包情境下，整條供應(yīng)鏈之間的關(guān)系如圖1所示。品牌商通過制定合同價(jià)將產(chǎn)品外包給制造商，并采取碳回扣的方式激勵(lì)外包制造商投入碳減排技術(shù)。品牌商通過批發(fā)價(jià)將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移給零售商，零售商以零售價(jià)銷售給消費(fèi)者。相較于全外包，制造外包是品牌商自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品，通過采用低碳設(shè)計(jì)產(chǎn)品以達(dá)到減排效果，制造商僅作代工廠，如圖2所示。

圖1 全外包流程Figure 1 Flow chart of complete outsourcing

圖2 制造外包流程Figure 2 Flow chart of manufacturing outsourcing

假定滿足以下條件：碳排放信息透明，市場(chǎng)信息透明，消費(fèi)者可以了解產(chǎn)品的碳排放情況；碳減排不影響企業(yè)的生產(chǎn)成本函數(shù)，所以供應(yīng)鏈的最終產(chǎn)品的生產(chǎn)邊際成本不變；品牌商，外包制造商和零售商之間信息完全對(duì)稱；制造商的生產(chǎn)量，零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量以及產(chǎn)品的需求量三者相等。

在此綠色供應(yīng)鏈中，品牌商通過設(shè)立一個(gè)碳標(biāo)簽，如果生產(chǎn)過程中碳排放超過碳標(biāo)簽，外包制造商需要按照單位產(chǎn)品碳懲罰價(jià)格支付一筆罰金給品牌商。單位產(chǎn)品超標(biāo)碳排放的懲罰價(jià)格P0是關(guān)于碳標(biāo)簽的線性函數(shù)P0=a-bL，其中，a、b為常數(shù)；L為碳標(biāo)簽，即品牌商設(shè)定的允許制造商碳排放的上限。

為了激勵(lì)制造商積極進(jìn)行供應(yīng)鏈減排投資，當(dāng)制造商通過技術(shù)投入實(shí)現(xiàn)單位產(chǎn)品碳排放降低時(shí)，品牌商便支付一筆碳回扣給制造商。產(chǎn)品的需求量影響供應(yīng)鏈的碳排放總量E，E=e0q-Δe，其中，e0代表產(chǎn)品單位產(chǎn)量的碳排放量；q是產(chǎn)品需求量；Δe表示碳減排量。此時(shí)，零售商定價(jià)p是與碳排放總量E相關(guān)的線性函數(shù)，p=v-kE，其中，v是常數(shù)；k是消費(fèi)者碳足跡敏感系數(shù)，反映消費(fèi)者對(duì)碳足跡的敏感程度。

供應(yīng)鏈總利潤(rùn)為ΠSC=ΠS+ΠD+ΠM，其中，ΠSC為供應(yīng)鏈總利潤(rùn)； ΠS、 ΠD、 ΠM分別代表零售商、品牌商和外包制造商的利潤(rùn)。全外包時(shí)，外包制造商承擔(dān)碳減排成本，CMe=ξ(Δe)2；制造外包時(shí)，品牌商承擔(dān)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)成本，CDe=λ(Δe)2，其中，ξ為碳減排難度系數(shù)； λ為綠色技術(shù)設(shè)計(jì)成本系數(shù)。

2 模型建立及分析

2.1 全外包情境下的決策分析

2.1.1 全外包情境下的分散式?jīng)Q策

在分散式?jīng)Q策中，品牌商和零售商作為不同的決策主體，各自追求自身利潤(rùn)最大化。他們之間是以品牌商為主導(dǎo)者，零售商為跟隨者的非合作博弈關(guān)系。在該博弈模型中，第1階段是品牌商根據(jù)制定的碳減排碳回扣系數(shù)和碳標(biāo)簽確定給予到零售商的批發(fā)價(jià)，外包制造商在品牌商的碳減排要求下，決策出最優(yōu)碳減排水平；第2階段是零售商根據(jù)市場(chǎng)信息、消費(fèi)者行為及批發(fā)價(jià)格選擇最優(yōu)訂購(gòu)量，采用逆向求解法，用上標(biāo)fd表示分散式?jīng)Q策。

先求博弈第2階段，根據(jù)品牌商給定的批發(fā)價(jià)格，零售商確定最優(yōu)訂購(gòu)量使其利潤(rùn)最大化。因此，零售商的利潤(rùn)策略是

聯(lián)立式(2)、(4)、(6)，可得品牌商、制造商和零售商的最優(yōu)策略，博弈均衡結(jié)果見命題1。

命題1 在以品牌商為領(lǐng)導(dǎo)者，零售商為跟隨者的Stackelberg博弈模型中，可以得到均衡解如下。

最優(yōu)訂購(gòu)量為

2.2 制造外包情境下的決策分析

2.2.1 制造外包情境下的分散式?jīng)Q策

在制造外包情境下，品牌商做為主導(dǎo)者在第1階段通過產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)達(dá)到碳減排效果，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本以及支付外包制造商的品牌承包利益確定給予到零售商的批發(fā)價(jià)；第2階段是零售商做為跟隨者根據(jù)市場(chǎng)信息、消費(fèi)者行為及批發(fā)價(jià)格選擇最優(yōu)訂購(gòu)量。

根據(jù)品牌商給定的批發(fā)價(jià)格，零售商確定最優(yōu)訂購(gòu)量使其利潤(rùn)最大化。

2.3 兩種決策方式下的碳減排量對(duì)比

2.3.1 分散式?jīng)Q策下的碳減排量對(duì)比

3 數(shù)值仿真

通過數(shù)值仿真對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并進(jìn)一步分析主要因素，包括碳減排成本系數(shù)及碳回扣系數(shù)對(duì)最優(yōu)訂購(gòu)量、碳排放總量以及供應(yīng)鏈利潤(rùn)的影響，相關(guān)參數(shù)設(shè)置為v=80，c=3，e0=0.8，a=5，b=0.007，L=250，Cp=100。

3.1 碳減排難度系數(shù)變化的影響分析

設(shè)ξ=2，λ=5，r=5，分析制造外包情境下綠色技術(shù)投入成本系數(shù)變化的影響，用碳減排難度系數(shù)的影響來(lái)表示，得出最優(yōu)訂購(gòu)量、供應(yīng)鏈的碳排放總量以及總利潤(rùn)隨碳減排難度系數(shù)的變化趨勢(shì)圖，如圖3 ～ 5所示。

圖3 碳減排難度系數(shù)對(duì)最優(yōu)訂購(gòu)量的影響Figure 3 The impact of the carbon reduction difficulty coefficient on the optimal order quantity

由圖3可見，隨著碳減排難度系數(shù)的上升，供應(yīng)鏈各成員選擇分散式?jīng)Q策時(shí)的最優(yōu)訂購(gòu)量高于集中式?jīng)Q策時(shí)的最優(yōu)訂購(gòu)量。全外包情境下分散決策時(shí)，隨著碳減排難度系數(shù)增大而小幅上升，其他3種情況下零售商最優(yōu)訂購(gòu)量都隨著碳減排難度系數(shù)增大而下降。由圖4可知，隨著碳減排難度系數(shù)的增大，全外包情境下分散決策時(shí)，碳排放總量隨著碳減排難度系數(shù)增大而下降，其他3種情況下零售商最優(yōu)訂購(gòu)量都隨著碳減排難度系數(shù)增大而增大。通過圖5可見，隨著碳減排難度系數(shù)的上升，供應(yīng)鏈各成員選擇分散決策時(shí)的供應(yīng)鏈總利潤(rùn)高于集中決策時(shí)的供應(yīng)鏈總利潤(rùn)。全外包情境下分散決策時(shí)，隨著碳減排難度系數(shù)增大而小幅上升，其他3種情況下供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)都隨著碳減排難度系數(shù)增大而下降。

圖4 碳減排難度系數(shù)對(duì)碳排放總量的影響Figure 4 The impact of the difficulty coefficient of carbon emission reduction on total carbon emissions

圖5 碳減排難度系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的影響Figure 5 The impact of the difficulty of carbon emission reduction on the total profit of the supply chain

3.2 碳回扣系數(shù)變化的影響分析

在分析碳回扣系數(shù)變化的影響時(shí)，設(shè)k=1，r=5， λ=2.5ξ。在集中決策時(shí)，考慮的是供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)達(dá)到最大，不涉及到品牌商和制造商之間碳回扣，因而只分析分散決策時(shí)碳回扣系數(shù)變化的影響，其最優(yōu)訂購(gòu)量、供應(yīng)鏈的碳排放總量以及利潤(rùn)隨碳回扣系數(shù)的變化趨勢(shì)如圖6 ～ 8所示。

圖6 碳回扣系數(shù)對(duì)最優(yōu)訂購(gòu)量的影響Figure 6 The impact of carbon rebate coefficient on the optimal order quantity

由圖6可見，在全外包情境下，碳回扣系數(shù)越高，制造商的碳減排水平就越高，零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量就會(huì)隨品牌商的碳回扣系數(shù)的增加而上升。在制造外包情境下，碳回扣越高，品牌商的綠色技術(shù)設(shè)計(jì)成本就會(huì)降低，碳減排水平也會(huì)隨之下降，此時(shí)零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量也會(huì)呈下降趨勢(shì)。

通過圖7可見，隨著碳回扣系數(shù)的增大，全外包情境下，制造商承擔(dān)供應(yīng)鏈的碳減排任務(wù)，并受品牌商給予的碳回扣的正向影響，碳回扣越高，碳減排水平越高，供應(yīng)鏈碳排放總量越低。制造外包情境下，供應(yīng)鏈的碳總排放量就會(huì)隨品牌商的碳回扣系數(shù)的增加而上升。因?yàn)橹圃焱獍?，品牌商的研發(fā)投入成本受碳回扣影響，碳回扣越高，品牌商越傾向于減少產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)研發(fā)投入，因而供應(yīng)鏈的碳排放總量有所上升。

圖7 碳回扣系數(shù)對(duì)碳排放總量的影響Figure 7 The impact of carbon rebate coefficient on total carbon emissions

圖8顯示了碳回扣系數(shù)對(duì)品牌商的利潤(rùn)及供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的影響?？梢?，全外包情境下，品牌商的利潤(rùn)和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)隨著碳回扣系數(shù)的增大呈上升趨勢(shì)。制造外包情境下，產(chǎn)品碳減排水平的下降，產(chǎn)品的訂購(gòu)量和定價(jià)都隨之下降，導(dǎo)致品牌商的利潤(rùn)和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)隨碳回扣系數(shù)增大呈下降趨勢(shì)。

圖8 碳回扣系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈的利潤(rùn)的影響Figure 8 The impact of carbon rebate coefficient on supply chain profits

4 結(jié)論

本文針對(duì)外包情境下品牌商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈，構(gòu)建品牌商、制造商和零售商之間的3階段博弈模型，對(duì)比分析全外包情境和制造外包情境下，分別采取分散決策和集中決策時(shí)，最優(yōu)決策對(duì)供應(yīng)鏈的碳減排水平與供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的影響，并采用數(shù)值仿真，進(jìn)一步探討碳減排難度系數(shù)及品牌商的碳回扣系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈最優(yōu)決策及碳減排的影響。研究結(jié)論如下。1) 在全外包情境下和制造外包情境下，集中式?jīng)Q策的碳減排量均低于分散決策；2) 無(wú)論采取分散決策還是集中決策，全外包情境的碳減排水平高于制造外包情境的碳減排水平；3) 品牌商選擇制造外包時(shí)，隨著綠色技術(shù)設(shè)計(jì)難度系數(shù)的增大，對(duì)供應(yīng)鏈的碳減排水平和總利潤(rùn)產(chǎn)生不利影響；在全外包情境下分散決策時(shí)，隨著碳減排難度系數(shù)的增大，供應(yīng)鏈的碳排放總量下降，且零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量和供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)增大。4) 在供應(yīng)鏈各成員分散決策時(shí)，全外包情境下，品牌商給予制造商的碳回扣越高，供應(yīng)鏈的碳減排水平，品牌商的利潤(rùn)以及供應(yīng)鏈總利潤(rùn)均越大。制造外包情境下，品牌商的碳回扣激勵(lì)對(duì)零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量，供應(yīng)鏈的碳減排水平以及總利潤(rùn)均呈反向作用。

需要指出的是，本文僅針對(duì)外包情境下品牌商主導(dǎo)的一個(gè)品牌商、制造商和零售商構(gòu)成的3級(jí)供應(yīng)鏈的減排決策進(jìn)行研究，沒有考慮品牌商的產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)要求對(duì)制造商生產(chǎn)成本的影響，也沒有考慮當(dāng)存在多制造商競(jìng)合關(guān)系時(shí)對(duì)綠色供應(yīng)鏈決策的影響。這些是未來(lái)需要進(jìn)一步研究的問題。