政府补贴政策下考虑风险规避的绿色供应链定价决策研究
2019-10-24傅端香张子元原白云
傅端香， 张子元， 原白云
(河南理工大学 工商管理学院能源经济研究中心，河南 焦作 454000)
0 引言
随着公众环保意识的不断提高，绿色产品越来越受到消费者的欢迎，一种在供应链的基础上充分考虑资源消耗和环境影响的绿色供应链模式受到社会各界的广泛关注[1]。我国为鼓励企业推行绿色供应链管理模式，于2009年开始推行“节能产品惠民工程”，将对能效等级1级以上的十大类高效节能产品进行补贴[2]。2015年我国财政部又发布了《关于2016～2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，将依据新能源汽车节能情况的不同给予不同数量的财政补贴。“十三五”期间，国务院印发的《中国制造2025》更是提出要全面推行绿色制造，构建高效、清洁的绿色制造体系，所以我国政府对于绿色产品的财政补贴政策将在相当长的一段时间内保持存在。此外，随着全球化的发展，企业运营面临着诸多风险。在绿色供应链中，制造企业生产绿色产品需要付出大量的设计、研发费用，但研发新产品具有很大的不确定性，甚至可能导致失败，如英特尔研发的新型处理器使设备发烫，最终项目搁浅。同时，绿色产品在销售过程中由于存在产品性价比较低、消费者购买欲望不足等一系列原因，可能导致其市场需求远远低于预期，如特斯拉生产的电动环保汽车就因售价过高导致其在国内销量远不如预期，因此零售企业也同样承担着巨大的市场需求不足风险。由于受到多种不确定因素的影响，企业的风险规避特性日趋强烈，并对其决策产生了显著的影响。
从实践价值上来说，本文揭示了政府绿色补贴、制造商和零售商的风险规避行为对绿色供应链定价决策的影响机理，不仅可以为绿色供应链企业应对对方风险规避特性时做出合理决策提供参考，而且可为政府相关部门在绿色供应链企业具有风险规避特性时确定合适的补贴力度提供理论支持。
1 文献综述
与本文研究内容相关的文献主要包括绿色供应链定价决策以及考虑风险规避的绿色供应链定价决策两方面。Zhang等[3]研究了具有环保意识的消费者和产品替代性对绿色供应链定价策略及供应链利润的影响。Li等[4]则探究了双渠道绿色供应链的定价决策问题。江世英等[5]在绿色供应链的基础上构建了博弈模型，对比分析了多种模型下的产品绿色度和定价策略等。在此基础上引入政府补贴或监管因素的绿色供应链决策研究也有不少。如Xie等[6]研究了政府节能水平监督对绿色供应链决策模型的影响。Sheu等[7]建立了三阶段博弈模型，研究了政府补贴对绿色供应链成员决策的影响。张艳丽等[8]基于消费者策略行为,建立了三种绿色供应链决策模型，分析了政府补贴对绿色供应链成员决策的影响。李友东等[9]构建了三种不同的博弈模型，研究了低碳供应链减排合作的政府补贴问题。夏西强等[10]建立了包含原始制造商、再制造商与零售商的两阶段博弈模型,对比了政府不同补贴策略对再制造供应链成员决策的影响。朱庆华等[2]建立了基于绿色度和政府补贴的绿色供应链模型，探讨了多种政府补贴对绿色供应链决策的影响。温兴琦等[11]构建了基于3种政府补贴策略的绿色供应链博弈模型，比较了在相同的政府补贴支出条件下不同补贴策略的效果。但上述研究均忽视了决策者的行为因素对其决策的影响，因此研究结论具有很大的局限性。
到目前为止，将风险规避引入供应链决策问题的文献也不少。秦娟娟等[12]分别在传统模式、VMI模式和收益共享契约下,研究了供应商的损失规避对供应链生产运作决策的影响。Xiao等[13]运用均值方差理论探讨了零售商具有风险规避时供应链各方的决策情况。郭金森等[14]以零售商存在风险厌恶的双渠道闭环供应链为对象,探讨了多种回收再制造模式下供应链各主体的运作决策。而将风险规避引入绿色供应链决策问题的文献则不是很多，Jiang等[15]综合考虑消费者偏好和风险规避等因素，研究了制造商风险规避对绿色供应链成员决策的影响。刘京等[16]分别在多种决策情形下,研究了零售商的公平关切及风险规避对绿色供应链最优决策的影响。江世英等[17]考虑了风险规避度和产品绿色度等因素，研究了产品绿色度、批发价格、产品价格与风险规避度的相互影响。然而在上述考虑风险规避的绿色供应链决策问题的研究中或者未涉及政府的补贴政策，忽视了其对绿色供应链各成员决策的影响，或者仅考虑了一方的风险规避行为，并未对制造商和零售商风险规避作用的差异进行对比分析，所以研究内容尚有待完善。
综上所述，从理论意义上来说，由于目前鲜有文献在政府补贴背景下，将制造商和零售商的风险规避行为引入绿色供应链定价决策研究中，探讨政府补贴、制造商和零售商风险规避行为的共同作用对绿色供应链定价决策的影响，所以本文研究进一步丰富了绿色供应链定价决策问题的研究内容。
2 相关假设及基本模型
在政府补贴背景下，考虑由一个制造商和一个零售商组成的两级绿色供应链，制造商生产绿色产品并通过零售商出售给消费者，作为博弈主导者的制造商首先确定产品的批发价格w和产品绿色度g，作为跟随者的零售商则依据制造商做出的决策确定产品的零售价格p。为方便后续研究，本文做出如下假设：(1)制造商生产绿色产品除了需要付出产品单位固定成本c之外，还需要额外支付绿色产品的研发成本，设研发成本为ηg2/2，其中η>0为研发投入成本系数。(2)绿色产品的市场需求受零售价格和消费者绿色偏好的共同影响，且消费者偏好于购买绿色度高，价格低廉的产品[18]，借鉴Swami S[19]的处理方法，用ε反映市场需求的不确定性，即产品的市场需求为D=α-βp+γg+ε，其中α为绿色产品的潜在市场需求，β为市场需求的价格敏感系数，γ为消费者的绿色偏好系数，ε～N(0,σ2)，α>0,β>0,α-βp>0。(3)借鉴Yang[20]和Dai[21]的处理方法，设单位产品政府补贴为θg，其中θ>0为单位产品补贴系数。
由上述假设可得制造商、零售商及供应链整体利润分别为：
(1)
πR=(p-w)(α-βp+γg+ε)
(2)
(3)
进而可得制造商、零售商及供应链整体期望利润分别为：
(4)
E(πR)=(p-w)(α-βp+γg)
(5)
(6)
3 模型求解
这里首先说明一下变量下角标的含义，本文变量的下角标是依据决策模式讨论的顺序进行安排的，如p1表示集中式决策模式下确定的产品最优零售价格，E(πSC2)表示制造商和零售商均风险中性分散式决策模式下确定的供应链整体最优期望利润，其它变量以此类推。由于篇幅有限，具体求解过程不再赘述。
3.1 集中式决策
首先可得供应链整体期望利润关于零售价格和绿色度的Hessian矩阵为:
(7)
观察矩阵，当(γ+βθ)2-2βη<0时矩阵负定。
求得绿色供应链整体期望利润最大时的产品零售价和绿色度分别为:
(8)
(9)
集中决策模式下绿色供应链的整体最优期望利润为
(10)
3.2 制造商和零售商均为风险中性分散式决策
采用逆向归纳法求解该博弈模型，首先可求得制造商期望利润关于批发价格和绿色度的Hessian矩阵为:
(11)
观察上述矩阵可得：当(γ+βθ)2-4βη<0时，矩阵负定。
求得制造商确定的最优产品批发价格和绿色度分别为:
(12)
(13)
零售商制定的产品最优零售价格为:
(14)
制造商、零售商以及供应链整体最优期望利润分别为：
(15)
(16)
(17)
3.3 仅制造商风险规避分散式决策
借鉴叶飞[22]的处理方法，以均值-方差理论来刻画制造商对于风险的感知，可得风险规避制造商的效用函数为:
UM=(w+θg-c)(α-βp+γg)-
(18)
其中φM表示制造商的风险规避系数，其值越大表明制造商越害怕风险。
由于本情形仅考虑制造商的风险规避，零售商仍然是风险中性，所以零售商效用函数为：UR=E(πR)，采用逆向归纳法求解。
首先可得制造商效用函数UM关于批发价格和绿色度的Hessian矩阵为:
(19)
观察上述矩阵可得：当(γ+βθ)2-(4βη+8ηφMσ2)<0时，矩阵负定。
求得制造商确定的最优批发价格和绿色度分别为:
(20)
(21)
零售商确定的最优零售价格为：
(22)
制造商、零售商以及供应链整体最优期望利润分别为：
(23)
(24)
(25)
3.4 仅零售商风险规避分散式决策
同样，根据均值-方差理论，可得风险规避零售商的效用函数为：
UR=(p-w)(α-βp+γg)-φR(p-w)2σ2
(26)
其中φR表示零售商的风险规避系数，其值越大表明零售商越害怕风险。
同理制造商效用函数为：UM=E(πM)，仍采用逆向归纳法求解。
首先求得制造商期望利润关于批发价格和绿色度的Hessian矩阵为：
(27)
观察可得，当(β+2φRσ2)(γ+βθ)2-4βη(β+φRσ2)<0时，矩阵负定。
求得制造商确定的最优批发价格和绿色度分别为:
(28)
(29)
零售商确定的最优零售价格为：
(30)
制造商、零售商以及供应链整体最优期望利润分别为：
(31)
(32)
(33)
4 可行性条件分析
5 分析与讨论
命题1表明：集中决策和双方均风险中性分散决策这两种决策模式下产品零售价格的大小关系受到γ2/βη和政府补贴系数θ的共同影响，这里将γ2/βη定义为绿色产品扩张效率系数，该值越大说明绿色产品的市场扩张效应越明显，市场对绿色产品的反映越强烈。当绿色产品扩张效率较低时，即此时市场对绿色产品的反映不明显，零售商将不得不通过提高零售价格，扩大产品的边际利润来弥补产品需求不足所带来的利润损失。当绿色产品扩张效率上升到较高水平时，此时市场对绿色产品的反映比较强烈，以至于绿色产品的扩张效应抵消了其零售价格稍微提高对需求的负作用。而当绿色产品扩张效率处于中等水平时，即市场对绿色产品的反映也处于一般水平，此时政府补贴力度的大小将起到决定性作用。
命题2表明：当制造商风险规避时，其决策往往更加保守，所以其一方面将通过降低产品绿色度，降低产品研发风险，另一方面将通过降低产品批发价格，进一步降低销售风险。由于受到产品绿色度下降的影响，绿色产品市场销售乏力，为保证绿色产品销量维持在一定水平，零售商将不得不采取降价保销量的措施，且随着制造商风险规避程度的不断增大，其决策会越来越保守，从而导致产品绿色度和批发价格持续下降，零售商将不得不通过持续降低零售价格来应对。
当零售商风险规避时，其决策同样会比较保守。当绿色产品扩张效率较低时，即此时市场对绿色产品的反映不明显，那么其将通过降低零售价格来降低过高的市场需求风险，随着零售商风险规避程度不断增大，这种行为会更加强烈，且此时其降低零售价格的意图不受政府补贴力度的影响。由于零售商的风险规避导致产品绿色度上升，制造商的研发成本上升，如果此时政府对制造商的补贴力度较小，那么制造商将通过提高批发价格将这部分成本转移给零售商，若政府补贴力度足够大，那么制造商将适当降低批发价格。当绿色产品扩张效率上升到中等水平时，零售商虽仍惧怕风险，但此时其决策会受到政府补贴力度的影响，当政府补贴力度较小时，零售商仍会通过降低零售价格来降低潜在的市场风险，而当政府补贴力度较大时，零售商将通过提高零售价格转移政府补贴来抵消市场风险所带来的损失，且随着零售商风险规避程度的增大，这种行为会更加强烈。而此时制造商的决策意图不受政府补贴力度的影响，其会通过不断提高批发价格来保证自身的利益。当绿色产品扩张效率上升到较高水平时，即此时绿色产品的市场扩张效应非常高，零售商虽仍惧怕风险，但此时提高零售价格所带来的收益完全可以抵消产品价格提升带来的市场损失，所以随着零售商风险规避程度的不断增大，其仍会不断提高零售价格，同时制造商为确保自身利益，也将随之不断提高批发价格。
命题3表明：当制造商风险规避时，其出于对风险考虑所做出的保守决策是有利于零售商的，但相较于双方均为风险中性时，供应链整体利润是否有所上升取决于(γ+βθ)2/βη和制造商风险规避系数φM取值，即在其他参数取值不变的情况下，特别当制造商的风险规避程度较大且政府补贴力度较大时，制造商的风险规避将导致供应链整体利润下降，当制造商风险规避程度较小且政府补贴力度较小时，制造商的风险规避将导致供应链整体利润上升。
当零售商风险规避时，其出于对风险考虑所做出的保守决策是有利于制造商的，但相较于双方均为风险中性时，其自身利润则可能上升也可能下降，取决于(γ+βθ)2/βη和零售商风险规避系数φR取值，即在其他参数取值不变的情况下，特别当零售商的风险规避程度较小且政府补贴力度较大时，零售商的风险规避将导致自身利润上升，当零售商风险规避程度较大且政府补贴力度较小时，零售商的风险规避将导致自身利润下降，然而无论政府补贴力度或零售商风险规避程度如何，零售商的风险规避均会使得供应链整体利润上升，说明零售商出于对风险考虑所做出的保守决策是有利于绿色供应链整体利益的。
6 数值仿真
(1)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对产品绿色度的灵敏度分析
通过图1可以看出，无论政府补贴力度如何，始终存在g1>g4>g2>g3，g3始终随着制造商风险规避程度的增大而下降，g4始终随着零售商风险规避程度的增大而上升，不过可以明显看出，随着政府补贴力度的加大，g3随着制造商风险规避程度的增大而下降的幅度也在增大，g4随着零售商风险规避程度的增大而上升的幅度也在增大，正如前文结论所得，这说明政府加大补贴力度会在一定程度上加重制造商的风险规避对产品绿色度的损害作用，增强零售商的风险规避对产品绿色度的提升作用。
图1θ,φM(φR)对g的影响
图2θ,φM(φR)对w的影响
(2)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对产品批发价格的灵敏度分析
(3)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对产品零售价格的灵敏度分析
由图3可以看出，无论政府补贴力度如何，始终存在p4 (4)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对制造商利润的灵敏度分析 图3θ,φM(φR)对p的影响 图4θ,φM(φR)对E(πM)的影响 通过图4可以看出，无论政府补贴力度如何，始终存在E(πM4)>E(πM2)>E(πM3),E(πM3)始终随着制造商风险规避程度的增大而下降，始终随着零售商风险规避程度的增大而上升，不过可以明显看出，随着政府补贴力度的加大，E(πM3)随着制造商风险规避程度的增大而下降的幅度也在增大，E(πM4)随着零售商风险规避程度的增大而上升的幅度也在增大，正如前文结论所得，这说明政府加大补贴力度会在一定程度上加重制造商的风险规避对自身利润造成的损害作用，增强零售商的风险规避对制造商利润的提升作用。特别地，当政府补贴力度非常大且制造商风险规避程度非常大时，E(πM3)趋近于0。 (5)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对零售商利润的灵敏度分析 图5 θ,φR对E(πR)的影响 图6 θ,φM对E(πR)的影响 结合图5和图6可以看出，随着政府补贴力度的加大，E(πR2)、E(πR3)及E(πR4)的整体水平均逐步上升，但无论政府补贴力度如何，始终存在E(πR3)>E(πR2),且E(πR3)始终随着制造商风险规避程度的增大而上升。此外随着政府补贴力度的加大，特别当政府补贴力度非常大且零售商风险规避程度非常小时，E(πR4)和E(πR2)的大小关系由E(πR4) (6)政府补贴系数、制造商风险规避系数及零售商风险规避系数对供应链整体利润的灵敏度分析 图7 θ,φR对E(πSC)的影响 图8 θ,φM对E(πSC)的影响 结合图7和图8可以看出，E(πSC1)始终是最大的，无论政府补贴力度如何，始终存在E(πSC4)>E(πSC2)且E(πSC4)始终随着零售商风险规避程度的增大而上升，但随着政府补贴力度的加大，E(πSC4)随着零售商风险规避程度的增大而上升的幅度也在增大，特别当政府补贴力度非常大且零售商风险规避程度非常大时，E(πSC4)趋近于E(πSC1)，这与上文所得结论是相符的，说明政府加大补贴力度可以在一定程度上增强零售商的风险规避对于供应链整体利益的提升作用。此外随着政府补贴力度的加大，特别当政府补贴力度非常大且制造商风险规避程度非常大时，E(πSC3)和E(πSC2)的大小关系由E(πSC3)>E(πSC2)变化为E(πSC3) 经过上述分析与讨论，本文得到了如下结论： (1)在分散式决策模式下，相较于制造商和零售商均为风险中性，仅制造商风险规避时产品绿色度、批发价格、零售价格、制造商利润均下降了，零售商利润上升了，且无论政府补贴力度如何，随着制造商风险规避程度的增大，产品绿色度、批发价格、零售价格、制造商利润将持续下降，零售商利润将持续上升，而供应链整体利润既存在上升也存在下降的情况，当绿色产品扩张效率一定时，取决于政府补贴力度和制造商风险规避程度。 (2)在分散式决策模式下，相较于制造商和零售商均为风险中性，仅零售商风险规避时产品绿色度、制造商利润、供应链整体利润均上升了，且无论政府补贴力度如何，随着零售商风险规避程度的增大，产品绿色度、制造商利润、供应链整体利润将持续上升，而产品批发价格和零售价格既存在上升也存在下降的情况，受到绿色产品扩张效率和政府补贴力度的影响，零售商自身利润也是既存在上升也存在下降的情况，当绿色产品扩张效率一定时，取决于政府补贴力度和零售商风险规避程度。 (3)仅制造商风险规避时，制造商利润始终低于其风险中性时，且政府加大补贴力度会在一定程度上加重制造商的风险规避对其自身利润的损害作用。而仅零售商风险规避时，零售商利润则存在高于其风险中性时的情况，且政府加大补贴力度可以在一定程度上减弱零售商的风险规避对其自身利润的损害作用。 由于本文仅探讨了制造商占据主导的绿色供应链，所以研究结论难免具有一定的局限性，下一步可以从绿色供应链主导方等角度进行拓展。
7 结论
