绿色供应链协同创新合作策略研究

孙健慧，张海波

(1.天津商业大学 会计学院，天津 300134；2.中国邮政储蓄银行 授信管理部，北京 100808)

当前，气候变化、大气污染等环境问题日益突出，绿色发展已成为普遍共识，绿色供应链作为保护环境、防治污染的关键路径，越来越受到关注[1-2]。供应链的“绿色化”要求供应链上所有企业的通力合作，特别是在采购和生产环节，如果供应链条的某一环节是“黑色”或“漂绿”的，也就无法生产出“绿色产品”。因而，许多知名核心企业积极担负起绿色供应链管理的关键核心作用，通过向配套企业制定绿色采购标准等方式开展绿色供应链创新合作。然而，由于企业绿色创新投入短期内可能会导致利润空间的压缩[3]，因此，多数配套企业迫于资金、经营甚至是生存压力，使得绿色管理很难得到真正实施。这种绿色创新投入压力和短期利润最大化之间的矛盾，严重影响了配套企业的积极性，并进一步影响整个绿色供应链的管理成效[4]。核心企业有必要通过向配套企业提供绿色创新投入补贴的方式加强绿色供应链协同创新合作，从而提高整个绿色供应链的经济效益[5]。可见，绿色供应链管理中，核心企业和配套企业之间具有协同创新合作的需求和可能，但也存在着持续性的博弈行为，研究绿色供应链中二者之间的协同创新合作博弈问题意义重大。

国内外学者对绿色供应链问题做了一定的研究工作，大多集中在其内涵、驱动机制和影响因素、实施对策建议等，且多以定性分析为主[6-8]。近年来，一些学者对政府和绿色供应链主体间的博弈过程进行了探讨。政府和核心企业方面，朱庆华等[9]基于构建的政府与核心企业绿色供应链演化博弈模型，分析政府补贴对供应链核心企业绿色决策的促进作用；Sheu等[10]通过构建的三阶段博弈模型，探讨政府补贴对绿色供应链整体收益的可能影响；金常飞等[11]建立两个销售商之间绿色营销行为的演化博弈和Hotelling模型，分析政府补贴对其选择策略的影响；田一辉等[12]构建考虑政府补贴的两个竞争企业之间的绿色供应链博弈模型；曹裕等[13]探讨认为在无政府补贴模型下，绿色供应链也具有合作的主动性和可行性；温兴琦等[14]通过博弈模型考察不同政府补贴情形对制造商和零售商的补贴效果。绿色供应链内部主体间的博弈行为研究，主要集中在核心制造商和下游零售商、上游供应商等之间。Barari等[15]运用演化博弈方法分析制造商和销售商之间提高产品绿色度的博弈行为；Ghosh等[16]分析认为，由制造商与零售商构成的绿色供应链中，产品的市场需求函数受其绿色度和价格的共同影响；江世英等[17]围绕由单个制造商与单个零售商构成的绿色供应链，探讨了收益共享契约的重要作用；石平等[18]考虑绿色供应链中制造商关注利润分配公平性的问题，基于博弈分析探讨这种公平关切行为对绿色供应链整体运营效益效率的影响；白春光等[19]探讨绿色供应链制造商和销售商环境投入的合作问题，认为合作决策能够有效提高供应链整体环境绩效和利润；刘会燕等[20]考察产品绿色度对制造商和零售商研发策略的影响；杨渠等[21]研究不同博弈情形下制造商和零售商价格的决策依据；吴东静等[22]考察绿色供应链成员过度自信情况下双方的博弈结果；何彬斌等[23]利用博弈理论重点考察绿色供应链的营销决策问题。

此外，学者们对于绿色供应链创新问题也进行了一定的研究。伊晟等[24]聚焦我国制造业企业，利用问卷数据分析供应链管理与企业绿色创新绩效的关系；刘娜等[25]以我国各省份面板数据为依据，考察绿色供应链的创新机制；王鸣华[26]利用实证方法研究绿色供应链创新的影响因素；曲优等[27]考虑CVaR准则对供应链绿色创新策略的影响，分析制造商和供应商对待风险的态度与绿色供应链绩效之间的关系。

综上，当前对绿色供应链主体间博弈行为的研究，主要集中在政府补贴与核心企业绿色决策的博弈，关于内部主体间多是基于单期时间的静态博弈分析。现实中，供应链中的企业具有长期、动态、稳定的合作关系，且绿色声誉存在随时间变化的复杂性特点，因此对连续时间背景下绿色供应链协同创新合作的动态研究更加贴合实际。为此，本文考虑供应链绿色声誉对整体收益的影响，通过构建微分博弈模型，考察动态框架下绿色供应链中核心企业和配套企业之间的协同创新合作问题，分析绿色供应链在不合作契约、成本分担契约和合作契约3种情形下的最优绿色创新投入和收益水平。

1 模型构建

本文研究由单个核心企业(m)和单个配套企业(s)组成的绿色供应链。绿色供应链中，核心企业主要通过研发、设计和生产等环节的资金、技术、人力等创新投入来提升产品的绿色度，在绿色供应链中占据绝对的主导地位。而配套企业围绕核心企业完成相关的辅助工作，也通过相应的创新投入来为核心企业提供符合绿色要求的原材料或零部件。

企业开展这些绿色活动所付出的资金、技术、人力等相关资源成本，统称为企业的绿色创新投入，并以绿色创新投入水平来衡量。假设t时刻核心企业的绿色创新投入水平为Em(t)，配套企业的绿色创新投入水平为Es(t)，其中，t为时间变量。核心企业和配套企业在绿色创新上的投入能够树立良好的绿色声誉，假设供应链的绿色声誉G(t)随时间的变化规律为

其中，λm、λs代表核心企业和配套企业的绿色创新投入对供应链绿色声誉的影响；ε代表市场竞争等外部因素导致的供应链绿色声誉的自然衰减率；G0代表供应链初始绿色声誉水平。

假设核心企业的绿色创新投入成本Cm(t)和配套企业的绿色创新投入成本Cs(t)均是关于各自绿色创新投入水平的二次函数，符合边际成本递增，即

其中，µm、µs代表核心企业和配套企业的绿色创新成本系数。

假设在环境恶化、气候变暖的背景下，消费者更愿意购买具有绿色声誉的产品，即t时刻市场需求与供应链绿色声誉呈线性关系，因此，可把产品的需求函数D(t)定义为

其中，D0代表正常情况下产品的市场需求；δ代表绿色商誉对产品市场需求的影响。

考虑到核心企业在绿色供应链中的主导地位，本文以核心企业作为领导者，配套企业作为跟随者。假设πm、πs分别表示核心企业和配套企业的边际利润率(πm＞πs)，双方信息完全且拥有相同的贴现率ρ。同时，核心企业为激励配套企业进行绿色创新，会对配套企业提供一定比例的绿色创新投入成本补贴，补贴比例为η(t)，其中，η(t)∈[0,1]。假设上述模型中的所有参数均为与时间无关的正常数，核心企业和配套企业的目标函数均为寻求自身收益最大化的最优决策，因而有(下文将省略时间t)

2 博弈模型构建与分析

2.1 不合作契约

不合作契约下，核心企业不分担配套企业的绿色创新投入成本，即η=0，此时核心企业和配套企业的决策问题为

2.2 成本分担契约

成本分担契约下，核心企业在绿色供应链中占据绝对的主导地位，是绿色供应链协同创新合作过程的领导者，而配套企业是跟随者。核心企业为激励配套企业增加绿色创新投入，从而提供符合绿色标准的原材料或零部件，会主动分摊其一部分的绿色创新投入成本。此时，核心企业先确定其绿色创新投入水平为EmS，以及对配套企业承担的补贴成本比例ηS；配套企业根据核心企业的决策确定自己的绿色创新投入水平为EsS，双方决策过程可视为Stackelberg主从博弈过程。

此时核心企业和配套企业的决策问题为

然后分析核心企业的最优收益问题，即

理性的核心企业将会预测到配套企业的反应函数，并据此来确定自己的最优策略，因而此时核心企业的HJB方程为

令一阶偏导等于零，整理可得

代入HJB方程，整理可得

2.3 合作契约

合作模式下，核心企业和配套企业作为一个有机整体以绿色供应链整体收益最大化为目标，共同协商确定各自最优的绿色创新投入水平。此时，成本分担仅仅属于绿色供应链内部资金转移，不影响各参与方的策略选择。绿色供应链系统的决策问题为

假设绿色供应链的最优收益函数为VC(GC)满足如下HJB方程，即

令一阶偏导等于零，整理可得

3 比较分析

推论1与不合作契约相比，成本分担契约下，核心企业的绿色创新投入水平保持不变，配套企业的绿色创新投入水平得到提高，提升幅度等于核心企业对配套企业投入成本的最优分摊比例。合作契约下，核心企业和配套企业的绿色创新投入水平达到最大，即

推论2成本分担契约下，核心企业和配套企业各自的最优收益水平及绿色供应链整体收益水平均优于不合作契约下的相应值，是Pareto有效的。合作契约下，绿色供应链整体收益水平达到最高，是系统Pareto最优的，即

值得注意的是，虽然合作契约下核心企业和配套企业的绿色创新投入达到最优，绿色供应链的整体收益水平也达到最高，但各参与方还有自身的利益诉求。当各参与方在合作契约下各自的最优收益低于成本分担契约时，理性的决策者不会选择合作，即使一开始建立合作关系，也不会长久。因而，为实现绿色供应链核心企业和配套企业的协调发展，须满足如下参与约束条件此问题的解决方案建议延续成本分担契约中供应链成员的收益状况，并根据双方的讨价还价能力，通过协商确定合作契约下超额收益VC∗−VS∗的分配比例，从而保证供应链成员的个体Pareto最优。

4 算例分析

假设模型中的参数设置为λm=0.6，λs=0.4，µm=0.3，µs=0.2，πm=0.4，πs=0.2，ε=0.1 ，δ=0.2，D0=0.8，ρ=0.1，G(0)=G0=2。将各参数值代入式(8) ~ (12)、(16) ~ (21)、(24) ~ (26)。通过计算可得3种契约下绿色供应链中核心企业和配套企业的均衡结果，如表1所示。

表 1 3种契约下均衡结果的比较Table 1 Comparison of equilibrium results under three contracts

由表1可知，与不合作契约相比，成本分担契约下核心企业的绿色创新投入水平虽然保持不变，但配套企业的绿色创新投入水平得到提高；而合作契约下，核心企业和配套企业的绿色创新投入水平达到最高。即满足且有与推论1的结论相符。

5 结论

考虑供应链绿色声誉对整体收益的影响，本文构建了单一核心企业和单一配套企业组成的绿色供应链协同创新合作的微分博弈模型，分别考察并比较在不合作契约、成本分担契约和合作契约3种情形下，核心企业和配套企业的最优绿色创新投入，各自的最优收益水平及绿色供应链整体的最优收益情况。

图 1 核心企业最优收益对比Figure 1 Comparison of the core enterprise's optimal profit

图 2 配套企业最优收益对比Figure 2 Comparison of the supporting enterprise's optimal profit

图 3 绿色供应链整体收益对比Figure 3 Comparison of the overall profit of green supply chain

研究结果表明：1) 核心企业分摊配套企业的绿色创新投入成本是绿色供应链双方个体收益及绿色供应链整体收益增加的Pareto优化机制；2) 与不合作契约相比，成本分担契约下，核心企业的绿色创新投入水平保持不变，并不受成本分担的影响，而配套企业的绿色创新投入水平得到提高，改善幅度等于核心企业对其绿色创新投入成本的最优分摊比例；3) 在合作契约下，各参与方的绿色创新投入水平达到最优；4) 在合作契约下，绿色供应链的整体收益达到最大，是Pareto最优的，但须同时满足绿色供应链双方的参与约束条件。

研究结论从理论层面论证核心企业在绿色供应链协同创新合作中的关键作用。但本文仅考虑单一核心企业和单一配套企业组成的绿色供应链协同创新合作问题，现实中绿色供应链涉及许多主体，复杂的绿色供应链系统问题有待进一步研究。此外，如何将理论模型得到的一般结论应用于解决实际问题也有待深入探讨。