考虑消费者双重偏好的低碳供应链减排策略研究

孙嘉楠，肖忠东

(1.西安交通大学管理学院，陕西 西安 710049;2.新疆大学经济与管理学院，新疆 乌鲁木齐 830046;3.过程控制与效率工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049)

1 引言

越来越多的消费者行为研究表明，消费者在购买商品时会考虑其低碳属性。低碳消费偏好是指消费者在购买产品时不再单单只考虑产品的价格，也会考虑产品的低碳水平。王建明和贺爱忠[1]认为政府积极有效的干预政策可以引领低碳消费。Shuai Chuanmin等[2]通过调查发现，消费者的低碳意识会受到知识结构和月收入水平的影响，通过宣传和普及低碳知识，能够提升消费者的低碳意识。此外，随着互联网和移动互联时代的到来，制造商开始通过电商平台进行在线零售，许多知名品牌也开通了官网直销渠道。在与沃尔玛、国美苏宁等强势零售商的交易中，中小制造商明显处于弱势地位，因此双销售渠道策略博弈就成为一个值得深入研究的领域[3]。

低碳供应链是指从原材料的采购、生产、销售等活动都采用低碳化运作管理。Benjaafar等[4]将碳排放考虑到供应链的采购、生产及库存管理中，发现制造商之间应当通过信息共享来降低供应链的碳排放量。Yang Lei等[5]通过制造商的碳排放量来研究碳税、碳交易对供应商和零售商的影响。何华等[6]考虑了在碳限额与碳交易政策下，制造商进行绿色技术投入的定价策略。以上文献的侧重点是低碳背景下制造商如何制定最优的生产决策，却没有考虑到消费者低碳偏好带来的影响。赵道政等[7]研究了当消费者低碳偏好程度不确定时，低碳产品的定价决策问题。Du Shaofu等[8]通过构建考虑了碳足迹和低碳偏好的需求函数，建立了制造商定价决策模型。刘名武等[9]在考虑了消费者低碳偏好的基础上，研究了由制造商主导的投资减排契约协调问题。吴义生等[10]研究了网购背景下低碳供应链的超网络优化模型，通过单体成员和供应链整体超网络模型的对比，发现满足整体利润最大化前提下，企业进行低碳投入，能同时实现经济和环保效益。但上述文献只是基于单一销售渠道，对双销售渠道下的低碳供应链决策鲜有涉及。Martin和Tabouri[11]从动态的角度分析了双渠道供应链集中决策和分散决策时的定价策略。Bo等[12]运用线性需求函数研究了双渠道绿色产品的定价策略。滕文波和庄贵军[13]分析了电子销售渠道与传统销售渠道的区别，重点探讨了信息收集能力对定价决策的影响。Chiang等[14]通过建立博弈模型，发现制造商直接进行销售会制约零售商的定价，但同时会降低批发价格，所以并不一定会给零售商带来负面影响。黄松等[15]研究了当双渠道供应链发生扰动时，供应链成员的定价与生产决策问题。相对现有的研究，本文的理论价值主要体现为：综合考虑了消费者的低碳偏好、渠道偏好、减排对需求-成本的影响等因素，构建了基于消费者双重偏好的低碳供应链决策模型，本研究将进一步丰富低碳供应链的减排策略理论。

先前的研究在构建需求函数时大多采用线性函数，只将低碳偏好作为一个参数加入到需求函数中。而本文创新性地构建了综合反映消费者低碳偏好、渠道偏好和产品减排程度的指数需求函数，来研究不同决策模式下，双渠道低碳供应链减排策略的影响因素。本文首先分析了分散式决策下供应链的减排情况，然后研究制造商和零售商合作减排的情况，并将两种决策模式对比分析，给出不同决策模式下低碳供应链的减排边界，最后，对全文进行总结并得出管理学启示及研究展望。

2 模型假设与变量符号描述

随着互联网的发展，大大降低了企业构建和管理自身销售网络的成本，制造商通过建立官方网站及线下体验店等方式，直接进行产品的发布和销售。对于消费者，通过在线渠道直接向制造商购买更能确保产品的品质，也会享受到更为专业的售后服务。但传统的零售商分销模式仍有其不可替代性，因此研究双销售渠道供应链的低碳决策非常有现实意义。

为了更清楚地分析和描述该问题，本文作如下模型假设：

(1)制造商和零售商关于市场的信息都是对称和完全的，并且市场能够完全出清，产品的市场容量为d，α表示消费者的渠道偏好，假设有αd的消费者直接从制造商处购买，就有(1-α)d的消费者通过零售商购买。当α=0时，消费者只会通过零售商购买，这是传统的销售模式；当α=1时，消费者只会通过制造商购买，这是制造商通过在线渠道的直销模式[16]。

(2)市场上只有一个制造商和一个零售商，二者均可对产品进行销售并独立决策。

(4)制造商初始生产成本为c0，c′=φ-mc0表示制造商减排后的成本，其中m(m>0)表示成本对减排程度的敏感度，敏感度越高，对成本的影响越大[17]。随着φ的减少，减排程度提升，减排对边际成本的影响增加，这与现实中产品低碳程度越高需付出的成本也越高这一现象相吻合。

(5)消费者具有低碳偏好，并愿意为低碳产品付更高的价格。低碳产品的需求会受到消费者渠道偏好、低碳偏好、产品价格及减排程度的影响[18]。从制造商处购买的需求函数为：qm=αd-φkp；从零售商处购买的需求函数为：qr=(1-α)d-φkp。其中，k代表消费者对产品低碳程度的敏感值，φk表示需求的影响因子。为了便于分析，定义T=m/k表示减排对成本-需求影响比率，T>1表示减排对成本的影响大于对需求的影响，这适用于消费者低碳偏好不高，但减排对产品成本影响大的情况；T<1表示减排对成本的影响小于对需求的影响，这适用于消费者低碳偏好高，但减排对成本影响低的情况。

3 双渠道减排决策模型

3.1 分散式决策模式

构建由一个制造商和一个零售商组成的供应链模型，其中制造商和零售商相互独立，均以利润最大化为目标。博弈顺序如下：制造商首先决定批发价格w和减排程度φ，零售商根据制造商的决策以及市场需求情况来决定产品的零售价格以及订货量。此时制造商、零售商以及供应链整体的利润函数为：

πdm=(w-φ-mc0)[(1-α)d-φkp]+(p-φ-mc0)(αd-φkp)

(1)

πdr=(p-w)[(1-α)d-φkp]

(2)

πdmr=(p-φ-mc0)(d-2φkp)

(3)

3.1.1φ=1即非低碳生产时各参与方的最佳决策

命题 1

(1)制造商不生产低碳产品，即φ=1时，可得制造商的最佳决策为：

零售商的最佳决策为：

制造商的价格成本比率除了受到产品初始市场容量d和边际成本c0的影响，还受到消费者渠道偏好α的影响。由此可得制造商、零售商以及供应链整体的利润为：

(4)

(5)

(6)

3.1.2 低碳生产时，各参与方的最佳决策

制造商进行减排后，为保证制造商和零售商的生产销售活动有意义，须满足如下条件：

(7)

命题2

当成本-需求影响比率满足不同条件时，制造商会做出不同的减排决策：

(8)

(9)

(10)

πdmr=

(11)

证明：

将πdm对φ求导可得：

(1)当k>2m，0

图1 当k>2m时的函数图像

(2)当m

图2 当m

(3)当01，v(x)，y(x)图像如图3所示：

图3 当0

命题得证。

同时，由于双渠道下分散式决策减排边界的变化受到消费者渠道偏好的影响，具体分析见推论1。

推论1

供应链分散决策情形下，减排边界受到消费者渠道偏好的影响：

3.2 集中式决策模式

分散式决策存在“双重边际化”现象，会给供应链整体利润带来损失，为了避免这一问题，本文假设有一个决策者从供应链整体利润最大化出发进行决策，该决策者以整体利润最大化为目标。供应链的整体利润为：

πcmr=(p-φ-mc0)(d-2φkp)

(12)

供应链的各参与者必须取得利润才会进行生产销售，需满足：

(13)

当φ=1，最佳决策为：

(14)

命题3

(3)当m

后续证明过程与命题2类似，不在此赘述。

3.3 双渠道下分散决策与集中决策比较

命题 4

分散决策时供应链的减排边界会受到消费者渠道偏好的影响，而集中决策的减排边界却与消费者渠道偏好无关。由于分散决策时，制造商作为决策者，其产品的需求会受到消费者渠道偏好的影响，进而会影响到其减排边界；在集中决策时，是从供应链的整体出发，产品的初始市场容量不变，不会受到消费者渠道偏好的影响，所以减排边界也保持不变。

图4反映了两种模式下减排边界的变化情况，由于双渠道模式下存在渠道竞争，所以当消费者渠道偏好不同时，两种决策模式下减排边界的高低是会发生变化的，具体分析如推论2所示。

图4 双渠道低碳供应链分散式和集中式减排边界变化图

推论2

4 算例分析

为了更加直观地展示和验证文中的结论，本节通过数学仿真软件对相关参数之间的关系进行仿真分析，其中参数取d=60,c0=3,m=5,k=0.5。

1)分散决策下各参与方利润随消费者渠道偏好的变化情况

首先分析分散决策下，不减排和有最佳减排程度时各参与方利润随消费者渠道偏好α的变化情况。从图5的两张图表可以看出制造商及供应链整体的利润随着α的增大而增大，零售商的利润随着α的增大反而降低。这是由于消费者的渠道偏好反映的是消费者对于直接从制造商处购买的偏好程度，即α越大，代表会有更多的消费者从制造商购买，从零售商购买的消费者数量肯定会减少。

图5 不减排时各参与方利润随渠道偏好变化情况

图6 有最佳减排程度时各参与方利润随渠道偏好变化情况

2)分散决策和集中决策减排边界随消费者渠道偏好的变化情况

从图7可以看出，对于分散式决策，其减排边界随着消费者的渠道偏好α的增大先增大后减小，而集中式决策与渠消费者渠道偏好无关，保持不变。当0<α<0.5时，集中决策有更高的减排边界；当0.5<α>0.745时并分散决策的减排边界更高；当α=0.5时，两者的减排边界相同。

图7 双渠道模式下集中决策和分散式决策减排边界变化情况

3)分散决策下最优减排程度随渠道偏好和成本-需求影响比率的变化情况

从图8可以看出，最佳减排程度φ*随着α的增加先减小后增大。对制造商，渠道偏好α增大可以带来更高的利润，但对φ*而言，α并不是越高越好，虽然继续增大α会增加制造商的利润，但φ*的值也会增大，这对供应链的减排是不利的。

图8 双渠道模式下分散决策最优减排程度φ*随α的变化情况

从图9可以看出，最佳减排程度φ*随T的增加而增加。对制造商，要使φ*尽可能小，从而生产出更低碳的产品，需要通过降低T值来实现，可以通过引进低碳技术等方式降低m值，也可以通过低碳产品认证、宣传低碳产品等方式提高k值，使T值减小。

图9 双渠道模式下分散决策最优减排程度φ*随T的变化情况

5 结语

在双渠道低碳供应链减排策略中，制造商的价格成本比是一个非常重要的参数，它决定了低碳供应链的减排边界。分散决策时，制造商的低碳决策会受消费者渠道偏好的影响；集中决策时，制造商的低碳决策保持不变。但是，减排边界的高低却由消费者的渠道偏好来决定，当渠道偏好较大时，分散决策的减排边界更高；渠道偏好较低时，集中决策的减排边界更高；当渠道偏好恰好为中立时，那么两者的减排边界相同。为了减排并提高利润，制造商应当通过引进低碳技术、实行低碳化管理等方式降低成本敏感度，同时通过低碳产品认证、广告宣传等方式提高消费者对自身低碳产品的认知程度，从而吸引更多的消费者购买低碳产品。此外，制造商和零售商都应该通过完善其销售渠道、提高自身的售后服务、优化顾客购物体验等方式来吸引更多的消费者，以提高顾客对本渠道的忠诚度，从而提高自身渠道的竞争力。政府也可以通过向制造商普及低碳技术、对公民进行低碳宣传等方式来帮助制造商提升减排条件。

进一步的研究可以考虑当政府环境规制作用于双渠道低碳供应链时，会对供应链各参与方产生怎样的影响。还可以考虑随机需求下的供应链低碳决策，当非低碳产品与低碳产品存在竞争关系时，低碳供应链决策者应如何制定相应的策略。

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