政府规制下混合渠道销售/回收的电器电子产品闭环供应链决策

马祖军，胡 书，代 颖

(1.西南交通大学经济管理学院物流与应急管理研究所，四川 成都 610031；2.西南交通大学交通运输与物流学院，四川 成都 610031)



政府规制下混合渠道销售/回收的电器电子产品闭环供应链决策

马祖军1，胡 书2，代 颖1

(1.西南交通大学经济管理学院物流与应急管理研究所，四川 成都 610031；2.西南交通大学交通运输与物流学院，四川 成都 610031)

针对混合渠道销售及回收的电器电子产品闭环供应链(CLSC)，考虑当前我国实施的WEEE规制政策的影响，建立CLSC决策模型，并基于博弈分析方法求得政府规制工具的最优参数和CLSC中各成员企业的最优经营策略及利润，以及社会福利和消费者剩余。结果表明：政府向电器电子产品制造商征收的WEEE处理基金越高，则产品批发价、直销价和分销价均越高；政府给予WEEE处理商的处理补贴越高，则各WEEE回收企业的回收价格及回收量均越高；消费者环保意识越高以及对WEEE回收价越敏感，都越有助于各回收企业增加WEEE回收量，提高CLSC各成员企业的利润，以及促进社会福利和消费者剩余的增加；消费者对产品分销价与直销价的价格差越敏感，则对制造商和销售商的利润、社会福利以及消费者剩余越无益，但不影响第三方回收企业和处理企业的利润。

WEEE；闭环供应链；销售渠道；回收渠道；政府规制

1 引言

废旧电器电子产品(WEEE)的回收处理问题已成为全球关注的热点，许多国家和地区都纷纷研究制定相关法律法规，对WEEE回收处理体系及管理机制进行积极的探索。目前我国WEEE回收处理的整体水平还很低，尚未建立起规范有效的回收处理体系及管理机制。而我国是电器电子产品生产和消费大国，实施电器电子产品回收，一方面可以实现其组成材料的回收再利用，为企业节约生产成本、产生经济效益，另一方面可以改善人类社会生存的环境，带来社会效益。因此立足现实，迫切需要相关理论来研究WEEE的回收及循环利用问题。

目前已有不少学者研究了不同回收渠道下的闭环供应链(Closed-loop Supply Chain，CLSC)决策问题。例如，Savaskan等[1]研究了从消费者手中回收废弃产品的最优逆向物流结构，分别在制造商回收、销售商回收以及第三方企业回收模式下建立了Stackelberg博弈模型。Savaskan和Van Wassenhove[2]进一步研究了一个制造商和两个竞争零售商组成的CLSC回收渠道决策。在此基础上，国内外很多学者从各个方向对逆向供应链/CLSC中的回收渠道选择问题进行了拓展，如Gu Qiaolun等[3]分别在制造商回收、零售商回收和第三方企业回收模式下研究CLSC各成员的最优决策，并通过比较最优回收价和各成员的利润发现制造商回收模式最可取。易余胤和陈月霄[4]研究了需求不确定环境下一个制造商和两个竞争零售商组成的再制造CLSC中三种不同回收渠道的决策模型。黄宗盛等[5]研究了再制造CLSC的两种回收渠道，假设产品回收率为回收努力投入水平的微分方程，分别建立了制造商回收和零售商回收的动态CLSC模型。付小勇等[6]基于废旧电子产品回收市场中存在处理商选择回收渠道的问题，构建了双链竞争下处理商回收渠道选择的博弈模型。

现有研究大多是通过对比来探寻最优回收渠道，但现实情况中不可能只存在一种回收渠道，而往往是几种回收渠道并存，且相互之间呈现竞争合作的关系。为此，有少量文献研究了多种回收渠道并存情况下的CLSC决策问题，如叶佑林和吴文秀[7]研究了零售商和第三方企业同时负责废旧产品回收情况下的CLSC定价模型。张成堂和杨善林[8]针对新产品与再制造产品存在销售价格差异以及废旧产品有两种回收渠道的情形，研究了CLSC的回收与销售定价策略。Hong Xianpei等[9]分别对制造商和销售商混合回收、销售商和第三方企业混合回收、制造商和第三方企业混合回收这三种模式下的CLSC决策问题进行了比较。易余胤和袁江[10]在混合回收的情形下建立了再制造CLSC模型，分析了混合回收所带来的竞争和冲突对节点企业定价决策和利润的影响。

回收WEEE并非最终目的，从可持续发展角度看，对回收来的WEEE进行再制造并销往市场，才能真正实现资源循环利用，并为各相关企业带来盈利。而电器电子产品除了传统的分销渠道外，制造商也可通过电子商务等方式进行直销，由此构成了混合销售渠道。为此，也有少量文献研究了混合渠道回收和混合渠道销售并存的CLSC决策问题，如易余胤和袁江[11]在销售渠道和回收渠道均存在冲突的情形下建立了CLSC模型，分析了渠道冲突对CLSC定价决策、制造商和零售商的收益比，以及CLSC渠道运作效率的影响。罗兵等[12]也对混合渠道竞争环境下制造商和零售商非合作和合作集中决策模型进行了比较。洪宪培等[13]研究了具有直接销售渠道和间接销售渠道、直接回收渠道和间接回收渠道的CLSC定价、回收和利润等问题。李伟等[14]针对混合渠道销售和回收情形，分别建立了三种混合回收模式下的CLSC定价模型。

然而，上述文献均未考虑政府规制政策的影响，而我国已于2011年1月1日开始施行《废弃电器电子产品回收处理管理条例》，该条例最重要的配套法规《废弃电器电子产品处理基金征收使用管理办法》也已于2012年7月1日开始执行。该办法中提出分别按照电器电子产品生产者销售、进口电器电子产品的收货人或者其代理人进口的电器电子产品数量定额征收WEEE处理基金，并对处理企业按照实际完成拆解处理的WEEE数量给予定额补贴。目前国内外有关CLSC决策的研究中，只有少量文献考虑了政府规制政策的影响。如Atasu等[15]针对延伸生产者责任(Extended Producer Responsibility，EPR)制度下生产者付费情形，考虑政府、生产企业和消费者之间的博弈，分析了回收法规的环境和经济影响。Webster和Mitra[16]建立了一个两阶段模型，用来分析制造商自行回收和委托回收情况下制造商和再制造商的竞争策略，以及回收法律的影响。Hammond和Beullens[17]建立了一个由电器电子产品制造商和消费者构成的两层CLSC网络均衡模型，并分析了WEEE指令规定的最低回收率和再生利用率的影响。Georgiadis和Besiou[18]采用系统动力学方法分析了环境立法、绿色形象等因素对电器电子产品CLSC的环境和经济可持续性的影响。Ma Weimin等[19]研究了消费补贴对多渠道CLSC的影响，并分析了政府规制前后供应链成员企业的最优决策。余福茂等[20]把电子废弃物回收处理归纳为四种模式，建立了相应模式下考虑回收补贴激励的回收渠道决策模型。刘慧慧等[21]建立了废旧电器电子产品双渠道(正规渠道和非正规渠道)回收竞争模型，并讨论了不同竞争情景下政府补贴的影响。

上述文献尽管在一定程度上考虑了回收法规、回收补贴等政府规制政策对CLSC决策的影响，但大多依据欧盟WEEE指令或类似的EPR政策进行探讨，而实际上不同国家和地区在成本结构、环保意识水平和市场竞争等方面是不同的，不能照搬WEEE指令[15]。例如，目前我国实施的《废弃电器电子产品处理基金征收使用管理办法》中只规定按照生产企业、进口企业生产/进口的电器电子产品数量对其定额征收处理费，对处理企业按照实际完成拆卸处理的WEEE数量给予定额补贴。但现有研究均未考虑这一WEEE规制政策的特点，导致研究结论缺乏实践指导意义。此外，现实中通常是混合回收渠道和混合销售渠道并存的情形，那么在上述具有中国特色的WEEE规制政策的作用下，CLSC成员企业又该如何决策呢？这正是本文试图解决的问题。

鉴于此，本文以当前我国实施的WEEE规制政策为依据，研究混合渠道销售和混合回收渠道并存环境下的CLSC决策问题。与以往研究相比，本文的创新之处在于：结合当前我国实施的WEEE规制政策，考虑三种回收渠道(即第三方企业回收、销售商回收和处理商回收)和两种销售渠道(即销售商分销、制造商直销)混合并存且各自进行价格竞争的情形，及其对CLSC决策的影响。通过建立CLSC决策模型，基于博弈分析方法求得CLSC中各成员企业的最优经营策略和政府规制政策的最优参数，以及CLSC各成员企业的利润、社会福利和消费者剩余，并分析混合渠道相关参数和政府规制政策对供应链各成员企业的经营决策变量和利润、社会福利以及消费者剩余的影响，从而为政策制定和供应链成员企业决策提供参考。

2 问题描述与假设

2.1 问题描述

根据《废弃电器电子产品回收处理管理条例》，我国对WEEE实行多渠道回收和集中处理制度，即鼓励电器电子产品生产者自行或者委托销售者、维修机构、售后服务机构、废弃电器电子产品回收经营者回收WEEE，再交给有WEEE处理资格的处理企业处理。为此，考虑如图1所示的由制造商、处理商、销售商、消费者和第三方回收企业构成的电器电子产品CLSC，包括由第三方企业回收、销售商回收以及处理商回收组成的混合回收渠道，以及由销售商分销以及制造商直销组成的混合销售渠道，其中实线表示正向物流，虚线表示逆向物流。第三方回收企业只负责回收WEEE；销售商负责销售新电器电子产品并回收WEEE；处理商负责回收WEEE并处理来自三种回收渠道的WEEE；制造商负责生产新电器电子产品并通过两种销售渠道销售。此外，政府通过对制造商征收WEEE处理基金和给予处理商WEEE处理补贴，来宏观调控WEEE的回收处理。

图1 混合渠道销售/回收的电器电子产品CLSC结构

目的是探讨由混合回收渠道和混合销售渠道构成的电器电子产品CLSC，在政府追求社会福利最大化与企业追求自身利益最大化相互冲突的目标下，制定出最佳的政府规制政策和企业运营策略。

2.2 模型假设

(1)制造商可利用全新原材料或由处理商拆解处理后得到的再利用材料生产新电器电子产品，由两种材料生产的电器电子产品在质量上没有区别，售价也相同，但使用全新的原材料生产的单位成本为cm，利用拆解处理后得到的再利用材料再制造的单位成本为cr。制造商以单位成本bmp向处理商购买拆解处理后的再利用材料(bmp取决于制造商和处理商的谈判能力)，且cm-cr-bmp>0，即制造商进行再制造可以节约成本，是有利可图的。

(2)生产的电器电子产品通过销售商分销和制造商直销两种销售渠道混合销售，制造商的批发价为w，直销价为pm，销售商的分销价为pr，且pm≤pr。市场总容量由分销价决定且直销渠道的加入不会拓展市场总容量，但会抢占原分销渠道下的销售量，则假设混合销售渠道下通过分销渠道销售的销售量为Dr=r0-r1pr-r2(pr-pm)，通过直销渠道销售的销售量为Dm=r2(pr-pm)，其中r0、r1、r2均为大于0的常数[22]，r0为市场容量，r1为消费者对分销价的敏感系数，r2为消费者对分销价与直销价价格差的敏感系数。

(3)WEEE由第三方企业回收、销售商回收和处理商回收三种回收渠道混合回收，且第三方回收企业和销售商回收的WEEE均交由处理商来处理。第三方回收企业付给消费者的单位WEEE回收价格为btc；销售商付给消费者的单位WEEE回收价格为brc；处理商付给第三方回收企业、销售商和消费者的单位WEEE回收价格分别为bpt、bpr以及bpc。由于相对不便利的回收渠道需要通过提高回收价来吸引消费者参与回收，而第三方回收企业的回收方式为上门回收，销售商的回收方式为以旧换新，处理商的回收方式为社区废旧家电回收站回收，因此根据回收渠道的便利度可假设btc

(4)政府对制造商生产的每台电器电子产品征收处理基金h，对处理商拆解处理单位WEEE给予补贴s。

(5)处理商对WEEE拆解处理的单位成本为ch，且s+bmp-ch-bpc>0，即处理商进行拆解处理是有利可图的。

(6)消费每台电器电子产品所产生的环境成本为C，而回收处理每台WEEE的环境效益为V[23]。

2.3 CLSC各成员企业及政府的目标

考虑政府规制下具有混合销售渠道和回收渠道的CLSC，政府、制造商、处理商、销售商和第三方回收企业之间的互动关系可构建为一个三阶段博弈模型，其决策顺序如下：第一阶段为环境政策制定阶段，此时政府以社会福利最大化为目标，决定对制造商征收的单位处理基金h以及给予处理商的单位WEEE处理补贴s；第二阶段为制造商根据政府的处理基金政策，以自身收益最大化为目标，决定电器电子产品批发价格w和电器电子产品直销价格pm，同时处理商根据政府的处理补贴政策，决定支付给第三方回收企业、销售商以及消费者的WEEE回收价格bpt、bpr和bpc以使自身收益最大化；第三阶段为销售商根据制造商给定w和pm，处理商给定bpr的条件下，以自身收益最大化为目标，决定电器电子产品分销价格pr和支付给消费者的WEEE回收价格brc，同时第三方回收企业根据处理商制定的回收价bpt决定支付给消费者的WEEE回收价格btc以使自己的收益最大。

此时，第三方回收企业、销售商、处理商、制造商以及政府的目标及决策可分别描述为：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

其中，函数π带下标t、r、p、m、和c分别表示第三方回收企业利润、销售商利润、处理商利润、制造商利润和消费者剩余；无下标的函数π表示社会福利，它等于第三方回收企业、销售商、处理商和制造商的利润之和，再加上消费者剩余，加上政府处理基金的收入和减去政府处理补贴，最后减去消费每台新电器电子产品带来的环境成本以及加上回收每台WEEE带来的环境效益。

此外，消费者剩余包括正向供应链和逆向供应链中的消费者剩余(计算见附录1)，即：

(6)

假设所有参与方均在完全信息条件下进行决策，因此可用逆向归纳法进行求解。

3 政府规制下混合渠道销售/回收的CLSC决策

3.1 第三方回收企业的决策

(7)

3.2 销售商的决策

(8)

(9)

3.3 处理商的决策

(10)

(11)

(12)

将式(10)-(12)代回式(7)-(8)，可得：

(13)

(14)

3.4 制造商的决策

(15)

将式(15)代回式(9)，可得：

(16)

3.5 政府的决策

(17)

(18)

其中，Δ=cm-cr-ch。

将式(17)-(18)代回式(10)-(16)，得第三方回收企业的最终决策为：

(19)

销售商的最终决策为：

(20)

(21)

处理商的最终决策为：

(22)

(23)

(24)

制造商的最终决策为：

(25)

3.6 CLSC各参与方的收益

将CLSC各成员企业的决策代回式(1)-(6)，得各成员企业的最终利润、社会福利以及消费者剩余分别为：

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

4 政府规制和混合渠道的影响分析

4.1 政府规制工具的影响分析

命题1：政府给处理商的WEEE处理补贴越高，各回收企业的回收价及回收量均越高，且各成员企业的利润及消费者剩余也越高，但社会福利呈先增加后减少的趋势。

命题1表明政府给处理商的WEEE处理补贴会通过供应链影响各成员企业的决策。此外，供应链中各成员企业及消费者都希望政府提高处理补贴，但政府从社会福利最大化角度考虑，不可能无限提高处理补贴。

命题2：政府向制造商征收的WEEE处理基金越高，电器电子产品的批发价、直销价和分销价均越高。此外，制造商和销售商的利润及消费者剩余均随处理基金的增加而减少，社会福利呈先增加后减少的趋势，但第三方回收企业和处理企业的利润与处理基金无关。

命题2表明政府向制造商征收的WEEE处理基金会通过供应链影响销售商的决策。此外，制造商、销售商和消费者都希望政府减少处理基金，而第三方回收企业和处理企业不关心处理基金政策，但政府从社会福利最大化角度考虑，不可能过度减少处理基金。

4.2 混合渠道回收的影响分析

命题3：消费者愿意无偿交付的WEEE越多，各回收企业将能回收到越多的WEEE。此外，处理商支付给第三方回收企业的回收价、第三方回收企业和销售商支付给消费者的回收价将减少，而处理商支付给销售商和消费者的回收价将增加，同时政府的处理补贴、各成员企业的利润、社会福利以及消费者剩余都将增加。

命题4：消费者对WEEE回收价越敏感，各回收企业将能回收到越多的WEEE。此外，处理商支付给第三方回收企业的回收价、第三方回收企业和销售商支付给消费者的回收价将增加，而处理商支付给销售商和消费者的回收价将减少，同时政府的处理补贴也将减少，而各成员企业的利润、社会福利以及消费者剩余都将增加。

命题3和命题4表明，消费者环保意识越高以及对WEEE回收价越敏感都有助于各回收企业提高WEEE回收量，并促进CLSC各成员企业的利润、社会福利和消费者剩余的增加。但两者的激励方式有所差异：前者是从消费者素质这一感性层面直接促进的，而后者是从市场经济这一理性层面间接促进的。

4.3 混合渠道销售的影响分析

考虑到混合渠道销售对CLSC决策的影响较复杂，无法通过解析的方法进行分析，下面利用Matlab7.0软件分析消费者对分销价与直销价价格差的敏感系数r2对销售商分销量Dr、制造商直销量Dm、分销价pr和直销价pm的影响，以及第三方回收企业的利润πt、销售商利润πr、处理商利润πp、制造商利润πm、消费者剩余πc和社会福利π随r2的变化情况。

以计算机行业为背景，假设模型参数取值如下：c=10万台，d=5万台/元，cm=4000元/台，cr=2500元/台，ch=1300元/台，bmp=1450元/台，C=100元/台，V=5元/台，r0=13000万台，r1=3万台/元，r2∈[0，10]万台/元。计算结果如图2-图4所示。

图2 敏感系数r2对销售量的影响

图3 敏感系数r2对销售价的影响

图4 敏感系数r2对利润的影响

由图2-图4可以看出，随着敏感系数r2的增大，分销渠道下的销售量降低，而直销渠道下的销售量增加；分销价和直销价都增加。此外，制造商和销售商的利润、社会福利以及消费者剩余都减少，而第三方回收企业和处理商的利润都保持不变，特别地，当r2的值较小时，其影响较显著，而随着r2的增大，其影响越来越小。

由此表明，若消费者对分销价与直销价的价格差越敏感，越倾向于选择直销渠道(因为直销渠道的价格更低)，可见直销渠道的加入会抢占原分销渠道的市场。此时，制造商便会提高直销价以期从增加的市场需求中获得更高的收益，同时销售商也会因为直销价格的提高而相应地提高分销价。而实际上直销价和分销价同时提高会使得市场总需求降低，从而导致制造商和销售商的利润、社会福利以及消费者剩余减少。但由于第三方回收企业和处理企业的利润与正向渠道无关，因此不会受到敏感系数的影响。

5 结语

本文在政府规制下综合考虑具有电器电子产品混合销售渠道和WEEE混合回收渠道的CLSC决策模型，基于博弈分析方法求得了CLSC中各成员企业的最优经营策略，政府规制工具的最优参数，以及CLSC各成员企业利润、社会福利和消费者剩余。研究表明，政府向制造商征收的处理基金以及给予处理商的处理补贴都能通过供应链影响各成员企业的决策，且处理基金越高，批发价、直销价和分销价均越高；处理补贴越高，各成员企业的回收价格及回收量均越高。此外，CLSC中各成员企业及消费者都希望政府提高处理补贴并减少处理基金，但政府从社会福利最大化角度考虑，既不会无限提高处理补贴，也不会过度减少处理基金。消费者环保意识越高以及对WEEE回收价越敏感都越有助于各企业提高WEEE回收量，并使CLSC各成员企业的利润都增加。消费者对分销与直销价格差越敏感，将会导致制造商和销售商的利润、社会福利以及消费者剩余减少，但不影响第三方回收企业和处理企业的利润。

进一步的研究可考虑电器电子产品需求量和WEEE回收量的不确定性，CLSC中各成员企业决策时信息不对称性，以及各成员企业和消费者在决策过程中的有限理性行为等。

附录1 消费者剩余的计算

在正向供应链中，电器电子产品通过分销渠道销售的销售量为Dr=r0-r1pr+r2(pr-pm)，是关于分销价pr的一次函数；通过直销渠道销售的销售量为Dm=r2(pr-pm)，是关于直销价pm的一次函数，且总销售量为Dr+Dm=r0-r1pr。故通过分销渠道购买电器电子产品的消费者能接受的价格上限为r0/r1；由于pm≤pr，通过直销渠道购买电器电子产品的消费者能接受的价格上限为pr。综上所述，正向供应链中的消费者剩余如下图中阴影部分所示。

即正向供应链中的消费者剩余为：

在逆向供应链中，第三方回收企业的WEEE回收数量为G(btc)=c+dbtc，销售商的WEEE回收数量为G(brc)=d(brc-btc)，处理商的WEEE回收数量为G(bpc)=d(bpc-brc)，因此回收量关于回收价格的函数为G(b)=c+db。根据回收的便利性有btc

即逆向供应链中的消费者剩余为：

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Decision Models for A Closed-loop Supply Chain with Hybrid Sale/Collection Channels for Electrical and Electronic Equipment under Government Regulations

MA Zu-jun1, HU Shu2, DAI Ying1

(1.Institute for Logistics and Emergency Management, School of Economics and Management, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,China;2.School of Transportation and Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)

To investigate the impact of competition among collection channels and sale channels on the decision-makings of closed-loop supply chain (CLSC) members and the optimal government regulations for this CLSC, decision models for electrical and electronic equipment CLSC with hybrid sale/collection channels under government regulations were developed. Based on game analysis method, the optimal parameters for government regulation, optimal decisions and profits of CLSC members, social welfare and consumer surplus were obtained. The results show that the higher the fee levied for WEEE disposal, the higher the wholesale price, the direct selling price and distribution price; the higher the subsidy for WEEE recycling, the higher the collection price and collection amount of WEEE. With the increase of consumer environmental consciousness and sensitivity to WEEE collection price, the collection amount of WEEE, the profits of CLSC members, social welfare and consumer surplus will increase. A numerical example in computer industry was taken to investigate the impact of customer sensitivity on the gap between direct selling price and distribution price. It is found that an increase in customer sensitivity would decrease the profits of manufacturer and retailer, social welfare and customer surplus, but it has no influence on the profits of third-party collector and recycler. The main contributions of this paper are as follows: first, decision models are devoloped for CLSC with hybrid sale/collection channels and the optimal government regulations are deduced for this CLSC, as well as the influence of government regulations on the decisions of CLSC members; second, a new way is provided to calculate customer surplus under hybrid sale/collection channels based on the classical definition of customer surplus.

WEEE; closed-loop supply chain; sales channel; collection channel; government regulations

1003-207(2016)01-0082-09

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2016.01.010

2013-10-21；

2014-12-19

国家自然科学基金青年项目(71103149)；国家自然科学基金重大项目(71090402)；教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-10-0706)

简介：马祖军(1974-)，男(汉族)，浙江开化人，西南交通大学经济管理学院教授，博士生导师，研究方向：物流与供应链管理、应急管理，E-mail:zjma@swjtu.edu.cn.

F252

A