消费者环境公平意识下的绿色供应链决策分析

周 辉 李桂兰 柳 璐

(江西财经大学,江西 南昌 330013)

跨入新世纪之后,中国经济快速发展,人们的物质生活水平得到很大提高。然而过去高投入低产出的经济增长模式导致了一系列问题,如物质资源的大量消耗、全球变暖、雾霾等。这些问题严重危害了人类的生存环境,损害了人体健康,加剧了人口、资源与环境之间的矛盾。有效地改善生态环境需要多方的共同努力,除采取科学有效的环境治理技术外,还需要培养人们的环境公平意识,杜绝破坏环境的行为。已有研究表明,收入水平和受教育程度对人们的环境认知和环境公平意识产生重要影响,并且这种认知与意识影响人们的消费行为。反过来,消费者的消费行为同样可以影响企业的环保行为。邓德军、肖文娟(2011)以石化塑胶行业上市公司为样本,探讨了消费者压力对企业环境绩效的影响,研究发现,消费者能够通过自己的购买行为对企业施压,消费者的压力越大,企业的环保绩效越好。因此,消费者的环境公平意识对企业的决策有重要影响,而一些迎合消费者环境公平意识需求的企业也取得了良好的经济效益和社会效益。2015年，巨化股份大力降低碳排放量,提高了其产品绿色度,走上了一条可持续发展、绿色发展之路。上海艾尔贝包装科技发展有限公司以其创新的由99%空气和1%树脂组成的包装材料,引领中国物流包装市场的绿色发展方向,2016年被评为“十大绿色创新企业”。在消费者普遍具有环境公平意识的时代背景下,为消费者提供更多更好的绿色产品已成为企业的优先发展战略。生产何种绿色度的产品、制定恰当的价格以获取更多市场份额与利润,成为企业面临的迫切问题。因此,本文在考虑消费者环境公平意识的情形下,研究绿色产品的绿色度、定价决策,分析消费者环境公平意识等因素对产品绿色度、价格、产量和利润的影响,具有重要的现实意义。

一、问题描述与模型假设

本文考虑由一个制造商和一个零售商组成的绿色供应链,制造商和零售商都是风险中性的,他们的目标是追求利润最大化。随着环境问题的日益突出,消费者的环境公平意识逐渐增强,其不但关注产品的使用价值,还注重产品在生命周期过程中对环境的影响。因此,对环境友好的绿色产品受到消费者的青睐。为此,各类企业竞相研发对环境友好的绿色产品,积极开拓绿色产品市场。绿色产品不仅为绿色消费者带来基本的消费效用,还享受到额外的绿色效用。为衡量产品在生产、消费和分解等整个生命周期中对环境友好的程度,研究人员提出了“绿色度”的概念,并提出了产品绿色度的评价方法。现实中,可以用能效等级、碳标签及有害物质含量、产品零件的可回收程度等来反映产品绿色度水平。产品绿色度等级越高,产品对环境越友好,即产品整个生命周期中对环境的破坏越小。消费者环境公平意识越高,越偏爱高绿色度的产品,因而绿色产品的需求除了受价格影响之外,还与消费者的环境公平意识息息相关。为了将普通产品绿色化,制造商需要大量的资金投入,产品绿色度越高,资金投入量越大。为了简化计算,本文仅以研发密集型绿色产品为例展开研究。所谓研发密集型绿色产品,主要是指产品绿色度水平的大小主要由研发投资决定,如研发过程的投入、机器设备投入等。研发密集型绿化产品所需要的投资与产量关系甚小,因而对变动成本的影响也很小。本文中的绿色产品指的是研发密集型绿色产品,如Led灯、混合动力车等。基于上述分析,本文做如下假设:

假设1 绿色产品的需求函数为

q=a-bp+θg

(1)

其中,a为市场总需求;p为零售价格;b为消费者对价格的敏感系数;θ为消费者整体环境公平意识水平,受经济状况、教育水平等多种因素的影响;g为产品的绿色度。为了保证需求非负,一般有a-bp>0。

假设2 生产绿色产品需要绿色投资,假定生产绿色度为g的产品的投资成本为C(g)。当产品绿色度水平较高时,提高绿色度需要的成本也较高。因此,为方便计算,假定C(g)=Ig2/2,其中I为投资成本系数。I越大表明生产绿色产品需要的绿化投资越高，并且假定绿色投资成本全部由制造商承担。

假设3 单位产品的生产成本为c,研发密集型绿色产品绿色度的增加不改变产品的单位成本。一般情况下,p>c,因此有a-bc>0。

假设4 假定制造商是领导者、零售商是追随者,零售商以批发价w向制造商订购数量为q的绿色产品,并以零售价p出售给用户。假定产品采购、销售过程中的运营成本为零。

二、绿色产品制造商决策分析

(一)模型求解

制造商和零售商的博弈过程为:制造商确定绿色产品的绿色度和批发价;零售商在观察到以上信息的基础上确定产品的零售价格和订货量。双方构成斯坦伯格博弈,因此我们采用逆向归纳法进行求解。

零售商和制造商的利润函数分别为

πr=(p-w)(a-bp+θg)

(2)

πm=(w-c)(a-bp+θg)-Ig2/2

(3)

先计算零售商确定的最优价格。求式(2)关于p求一阶导数,令其等于零,可得

(4)

将式(4)代入式(3)得到制造商的利润为

(5)

πm的Hessian矩阵

(6)

当式(6)的Hessian矩阵为负定时,式(5)存在极大值。因此,为了便于分析,假定2bI>θ2。

令式(5)分别对g和w一阶偏导数等于零,联立方程组,可得最优的产品绿色度和批发价分别为:

(7)

(8)

将式(7)和式(8)代入式(4)中,可得零售商制定的零售价为

(9)

将式(7)和式(9)代入式(1)的需求函数,得销量/订货量为

(10)

将式(7)～式(10)代入式(2)和式(3),可得零售商和制造商的利润分别为

(11)

(12)

(二)模型结论

定理1 随着消费者环境公平意识的增强,产品的绿色度、批发价、零售价、销量和制造商、零售商的利润均增加。

以上偏导数均大于零,可以直接得到定理1。

消费者环境公平意识增强的压力促使制造商生产更高绿色度的产品(g上升)，迎合消费者的需求。然而,生产高绿色度的产品需要制造商更多的资金投入。为了收回该部分投资资金,制造商只有提高产品的批发价(w上升);批发价上升挤压了零售商的利润,因而零售商也会提价销售(p上升)。产品绿色度和消费者环境公平意识的提高使市场实际需求增大,并且市场增加的幅度超过零售价上升导致的需求下降幅度,因而整体上看,销售量是增加的(q上升)。伴随着多个决策值的增加,制造商和零售商的利润均增加,利润的源泉来自于消费者环境公平意识的增强,实际上由消费者为绿色产品的研发投资买单。

定理2 随着绿色投资成本系数的下降,产品的绿色度、批发价、零售价、销量和制造商、零售商的利润均增加。

证明:计算各均衡值对绿色投资成本系数的偏导数,因各偏导数的符号均为正,直接可以得到定理2。证明过程同定理1,这里不再赘述。

绿色投资成本系数I增大,意味着产品绿色度的提高变得更加困难。因此,在保持投资总额不变的情况下,制造商无法将产品绿色度提高到较高水平,相对于较低投资成本系数的情形,产品绿色度必然会降低(g下降)。在消费者环境公平意识不变时,产品绿色度下降,必然引起需求的下降(q下降)。需求下降,达到新的均衡时零售价也必然下降(p下降),进而制造商也会降低批发价(w下降)。伴随着多个决策值的下降,制造商和零售商的利润都减少。因此,外部因素导致的投资成本增加最终由制造商和零售商买单。

定理3 随着单位生产成本的增加,批发价增加,而产品的绿色度、销量和制造商、零售商的利润却均下降,零售价的变化取决于消费者的环境公平意识、价格敏感性及绿色投资成本系数的关系。

证明:证明过程同定理1,这里仅证明生产成本对零售价的影响。

单位生产成本c增加时,意味着在保持投资总额不变的情况下,分配给产品绿化的投资减少,因而产品绿色度会下降(g降低)。产品绿色度的下降,使产品对消费者的吸引力下降,必然导致市场需求降低(q下降)。单位成本的增加挤压了制造商的利润,因而制造商会提高产品批发价(w上升)来弥补这部分成本。当消费者价格敏感性较弱时,提价并不会导致市场需求快速下滑,此时零售商通过提高零售价格(p上升)能获得更多收入。当消费者价格敏感性较强时,提高价格会导致需求快速下滑,而降价则会吸引更多消费者,因而零售商将降低价格(p下降)以促进销售,由此获得更多利润。但是,无论价格如何变动,只要单位生产成本上升,对制造商和零售商,甚至消费者都是不利的。

三、算例分析

为了验证模型所得结论的正确性,本节通过数值算例对模型仿真。

(一)消费者环境公平意识的影响

各参数的具体赋值为:a=1000,b=50,I=200,c=5。消费者环境公平意识对产品绿色度、销量、价格和利润的影响分别如图1和图2所示。

图1 消费者环境公平意识对产品绿色度和销量的影响

图2 消费者环境公平意识对价格和利润的影响

从图1可以看出,制造商选择的产品绿色度和产品销量均随着消费者环境公平意识的增强而增加;从图2可以看出,产品的批发价、零售价以及制造商、零售商的利润均随着消费者环境公平意识的增强而增加。

(二)单位生产成本对产品价格的影响

各参数的具体赋值为:a=1000,I=200,θ=80。在b=22和b=40时，单位生产成本的变化对产品批发价和零售价的影响分别如图3所示。

图3 单位生产成本对价格的影响

从图3可以看出,当b<θ2/I,即消费者的价格敏感系数较低时,随着单位生产成本的增加,批发价提高而零售价却降低;b>θ2/I,即消费者的价格敏感系数较高时,随着单位生产成本的增加,批发价和零售价均呈上升趋势。

四、结语

本文在考虑消费者环境公平意识的情形下,研究绿色产品的绿色度、定价决策,分析消费者环境公平意识等因素对产品绿色度、价格、产量和利润的影响,并通过算例对所得结论进行验证。研究发现,增强消费者环境公平意识、降低绿色投资成本及单位产品生产成本,不但有助于绿色产品制造商提高产品绿色度,而且还能增加制造商和零售商的利润。随着单位产品生产成本的增加,在较高价格敏感系数时产品的零售价上升,而在较低价格敏感系数时产品的零售价却下降。

因此,为了生产更多更高绿色度的产品、缓解人类与环境的矛盾,企业、政府和社会要携手共创美好未来。企业是社会财富的创造者,要加大绿色产品创新,做好绿色产品推广,激发潜在的消费需求,积极开拓区域市场。政府要提供有利于绿色发展的生产环境,如在企业绿色创新上予以扶持,优化企业绿色生产的外部环境,努力降低生产企业实施绿色制造商的外部成本。社会公益组织需要加强对绿色产品的宣传,鼓励消费者消费节能、环保的绿色产品,通过各种方式将更多的非绿色消费者引导成为绿色消费者,进一步扩大潜在的绿色需求。