政府补贴下绿色供应链需求预测信息共享研究

士明军，王 勇，吉进迪，文 悦

政府补贴下绿色供应链需求预测信息共享研究

士明军1,2，王 勇1,2，吉进迪3，文 悦1,2

（1.重庆大学 经济与工商管理学院，重庆 400044；2.重庆大学 现代物流重庆重点实验室，重庆 400044；3. 广州工商学院 物流系，广东 广州 510850）

研究了政府补贴下绿色供应链需求预测信息共享问题，其中上、下游企业都参与绿色投入。讨论了无信息共享和信息共享两种情况，得出两种情况下上、下游企业的最优决策和最优期望利润，通过最优期望利润的比较得出信息共享的价值。研究表明，政府对绿色产品的补贴政策能够提升绿色供应链参与成员之间信息共享的意愿，增加他们的利润，同时，也可以有效地引导消费者的行为，促进绿色产品的发展。信息共享价值的分析表明，上游企业始终能从信息共享中获利，而下游企业是否选择信息共享与上游企业的绿色生产技术水平有关：当上游企业的绿色生产技术水平较高时，下游企业会自愿共享信息；当上游企业的绿色生产技术水平中等时，可以通过一个讨价还价合同，促使下游企业进行信息共享；当上游企业的绿色生产技术水平较低时，供应链成员之间不存在信息共享。信息共享对供应链也有很大的影响：只要上游企业的绿色生产技术水平不太低时，信息共享对供应链就有利；反之，当上游企业的绿色生产技术水平非常低时，信息共享对供应链不利。敏感性分析给出了上、下游企业之间绿色投入的影响，需求信息预测的精确度及相关性对绿色供应链参与成员的影响。

绿色供应链；绿色投入；政府补贴；需求信息预测；信息共享

0 引言

随着可再生资源的减少、生态的破坏和环保压力的增加，特别是联合国气候变化大会的召开，使得越来越多的国家开始重视环境保护[1]。为了改善环境，支持环保产业的发展，一些政府对生产或使用绿色、节能产品的企业和消费者给予一定的补贴。2002年，海尔在德国、荷兰、比利时和卢森堡获得了强有力的政府支持，他们每购买6个满足欧盟能源标准的冰箱，将获得100欧元的补贴[2]。2009年，美国复苏与再投资法案规定每辆插电式混合动力电动汽车可以获得2500美元的税收抵免（至少需要4千瓦时的电池容量），超过4千瓦时电池容量的混合动力电动汽车额外增加417美元[3]。我国于2009年开始实施“节能产品惠民工程”，即对能效等级1级或2级以上的十大类高效节能产品进行财政补贴[4]。李克强总理在两会政府工作报告中指出2014年重点工作之一，是要“发展清洁生产、绿色低碳技术和循环经济，提高应对气候变化能力”[5]。2015年，政府对新能源汽车采用了财政支持政策，同时四部委将在2016-2020年继续实施新能源汽车推广应用补助政策（http://fgk.mof.gov.cn/law/ getOneLawInfoAction.do?law_id=83837）。

在此背景下，一些学者开始致力于政府干预对绿色供应链影响的研究。Sheu[6]研究了政府财政干预对竞争绿色供应链的影响，研究表明，政府应该采取绿色税收和补贴政策以保证绿色产品生产的利润是非负的，在绿色补贴条件下，再循环零件供应商应提供低批发价策略，以刺激制造商在绿色税收环境下生产绿色产品的意向。Hafezalkotob[7]研究了政府财政干预影响下，绿色和常规供应链的价格竞争，文章考虑了政府对绿色和常规产品都进行征税，研究表明，关税有明确的界限，这能保证竞争市场的稳定性。Madani[8]首次讨论了在政府主导下绿色供应链和非绿色供应链之间的竞争策略，考虑了政府对绿色产品进行补贴，同时对非绿色产品征税，研究表明，政府提高补贴率的影响远远大于税率，还将导致政府和供应链的利润增加以及产品的可持续性。Dai[2]研究了政府补贴下绿色供应链上、下游成员之间的两种合作行为：卡特尔化和成本分摊合同，通过与非合作行为进行比较发现，对于中等的技术能力和政府补贴，上游企业倾向于卡特尔化，下游倾向于非合作方案，而供应链的利润在成本分摊合同下达到峰值；而较低的技术能力和较高的补贴导致不同的偏好，使得卡特尔化对上游企业不利，但是对下游企业和供应链是有利的。朱庆华[4]研究了基于政府补贴的绿色供应链管理问题，考虑了产品绿色度和政府补贴的三阶段博弈模型，研究表明当绿色产品生产成本系数较高、消费者环保意识较低的情况下，政府应当适当调低补贴下限，同时降低产品的绿色投入；当绿色产品生产成本系数较低、消费者环保意识较高时，则相反。田一辉[9]研究了政府价格补贴下绿色供应链管理扩散博弈模型，分析了价格补贴政策下政府补贴额度确定的方法，并通过数值分析描绘出补贴额度与社会福利、绿色产品销量以及绿色企业比例的关系函数。陈志松[5]研究了政府激励政策下人造板绿色供应链谈判-协调机制，研究表明，收益共享契约能够实现人造板绿色供应链的协调，人造板绿色供应链管理模式优于传统管理模式，制定有“门槛”的增值税即征即退政策和适当的环境税政策，有助于提高人造板供应链运营绩效。这类文献都考虑了政府的干预政策（补贴、征税或者二者同时进行），但是没有信息对绿色供应链的影响。

随着信息技术的快速发展，特别是大数据的应用，供应链成员能够有效地获得大量市场数据，通过对这些数据进行专门的技术分析和加工，可以转化为消费者对产品未来的需求信息。这种借助信息技术来预测产品需求可以有效地降低市场不确定性对工业成员决策造成的不利影响[10]。高鹏[11]考虑了零售商信息预测的分享对绿色供应链的影响，研究表明，与不考虑产品绿色投入相比，绿色供应链信息预测价值更加明显，同时，零售商信息共享对自身利益不利，但能使制造商和供应链预期利润增加。谢印成[12]研究了制造商竞争的绿色供应链信息分享策略，考虑4种模型，研究表明，无论哪种模式零售商进行预测信息分享对其自身都是不利的。Yang[13]研究了模糊情况下，政府干预对绿色供应链的价格和绿色投入决策的影响，研究表明政府补贴制造商，但是零售商最终从中收益，相对较高的绿色投入，补贴会导致制造商的先发劣势。

基于上面的研究，考虑到政府的干预以及信息对绿色供应链成员之间的影响，本文研究了政府补贴下绿色供应链需求预测信息共享的问题。文章考虑了一个由上游企业（如供应商、制造商）和下游企业（如制造商、零售商）组成的绿色供应链，其中上、下游企业都进行产品的绿色投入，并且都进行需求信息预测，同时，政府根据产品的绿色投入对消费者给予一定的补贴。通过本文的研究，得出了一些与以往研究不同的结果。首先，政府对绿色产品的补贴政策能够提升绿色供应链成员之间信息共享的意愿，这在之前研究中没有提到的。与以往研究不同，本文研究发现，信息共享并不总是对下游企业不利，这与上游企业绿色生产技术水平有关：当上游企业的绿色生产技术水平较高时，信息共享对下游企业有利；当上游企业的绿色技术水平较低时，信息共享对下游企业不利。最后，信息共享并不总是对供应链有利：只要上游企业的绿色生产技术水平不太低时，信息共享对供应链就有利；反之，当上游企业的绿色生产技术水平非常低时，信息共享对供应链不利。一些敏感性分析反映出上、下游企业之间绿色投入的影响，政府补贴对消费者以及上、下游企业的影响，信息预测精度对制造商、零售商以及信息共享价值的影响。

1 问题描述与模型假设

其中

类似于文献Andy[21]和Andy[22]，为了保证最优解的存在性，在文章以下的内容中，假设

由假设条件可以看出，政府的补贴是有一定上限的，这表明政府不能一味地补贴。同时，企业的绿色产品生产技术是有一定的上限的，表明企业不能盲目地增加投资。

2 模型分析

本节主要考虑无信息共享和信息共享两种情况，通过两种情况的比较得出信息共享的价值，最后，在一定的条件下，通过一个讨价还价机制可以实现上、下游企业之间的协调。

2.1 无信息共享

将(6)代入到(1)中，得到下游企业最优的订货量

将上面的均衡决策(8)和(9)分别代入(5)中，于是得到上、下游企业的条件期望利润：

下面将给出上、下游企业的无条件期望利润：

引理1 在无信息共享情况下，上、下游企业的无条件期望利润如下：

2.2 信息共享

在信息共享情况下，下游企业先决策，所以最优绿色投入和价格与无信息共享的情况是一样的。由于信息是对称的，上游企业能够推算出下游企业的反应函数。将(6)代入(14)，于是得到信息对称时上、下游企业的最优决策

引理2 在信息共享情况下，上、下游企业的无条件期望利润如下：

证明：和引理1类似。

2.3 信息共享的价值分析

2.4 无信息共享与信息共享的协调

证明：由性质1可知。

图1 政府补贴对信息共享情况的影响

Figure 1 Impacts of government subsidies on information sharing

图2 政府补贴对需求量的影响

Figure 2 Impacts of government subsidies on demand

3 敏感性分析

本节考虑上、下游企业绿色投入之间的影响，政府补贴率对下游企业订购量和上、下游企业绿色投入、利润的影响，需求信息预测精度、信息相关系数对上、下游企业利润和信息共享价值的影响。

性质3：无论上、下游企业是否进行信息共享，（1）上游企业对产品绿色投入的增加会刺激下游企业对产品绿色投入的增加；（2）批发价格的提高则会打击下游企业对产品绿色投入的积极性。

性质3说明，当上游企业对产品追加绿色投入时，必然导致下游企业的“跟风”行为，从而能够大幅度的提升产品的环保性能。而上游企业提价行为，则会打击下游企业的积极性。

结论1无论上、下游企业是否进行信息共享，政府的补贴政策有助于引导消费者转向绿色产品消费。

结论1说明，政府的补贴政策能刺激消费者对绿色产品的需求，进而促进绿色产品的发展。

图3 政府补贴对产品绿色投入的影响

Figure 3 Impacts of government subsidies on green investment

图4 政府补贴对上、下游企业利润的影响

Figure 4 Impacts of government subsidies on the profit of upstream and downstream companies

结论2 无论上、下游企业之间是否存在信息共享，政府的补贴政策都会刺激他们对产品的绿色投入。

结论2说明政府的补贴政策能够促进上、下游企业加大对产品的绿色投入，使企业生产出更环保的产品，从而提高企业自主创新能力。

结论3无论上、下游企业是否进行信息共享，他们都能从政府的补贴政策中获益。

结论3说明，政府对绿色产品的补贴政策，能够使生产企业获得更多的利润。

性质4：（1）在无信息共享情况下，上、下游企业的利润随自身信息预测精度的提高而增加，上游企业的利润不受下游企业信息预测精度及相关性影响，下游企业的利润与对方信息预测精度的关系无法判断，与信息的相关性负相关；（2）在信息共享情况下，上、下游企业的利润都随自身和对方企业信息预测精度的提高而增加，随信息相关性的提高而减少。

性质4说明，当无信息共享时，上、下游企业应努力提高自己信息预测的精度，上游企业不用太关注对方的信息，而下游企业在信息预测时应尽量减少使用与上游企业相似的信息或者方法。当信息共享时，上、下游企业都应努力提高自己信息预测的精度，同时要采取各自特有的信息和不同的方法对消费者需求信息进行预测，以降低预测信息的相关性。

4 结论

本文研究了政府补贴下绿色供应链需求预测信息共享问题。文章考虑了上、下游企业同时进行绿色投入，并且各自进行需求信息预测，讨论了无信息共享和信息共享两种情况，分析了政府补贴对消费者以及绿色供应链参与者的影响，通过比较发现信息共享的价值，最后通过讨价还价机制对供应链进行了协调。

预测信息的精确度及预测信息的相关性对绿色供应链参与成员有很大的影响。在无信息共享情况下，上、下游企业的利润都随自身信息预测精度的提高而增加，上游企业的利润不受下游企业需求预测精度及信息的相关性影响，下游企业的利润与对方需求预测精度的关系无法判断，与信息的相关性负相关；在信息共享情况下，上、下游企业的利润都随自身和对方企业信息预测精度的提高而增加，随信息的相关性的增加而减少。

本文通过绿色供应链的理论研究和数值分析，得出了一些有意义的结果，但是还存在一定的局限性。由于无信息共享情况下政府补贴对需求量、上游企业的利润、下游企业的绿色投入和利润的影响计算比较复杂，只给出数值分析进行讨论，无法通过解析性质进行分析。其次，本文只考虑政府的补贴政策，也可以考虑政府的惩罚政策以及政府的参与所带来的社会福利效应。

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Information sharing with respect to green supply chain demand forecasts under government subsidies

SHI Mingjun1,2, WANG Yong1,2,JI Jindi3, WEN Yue1,2

(1. School of Economics and Business Administration, Chongqing University, Chongqing 400044, China;2. Chongqing Key Laboratory of Logistics, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 3. Logistics Department, Guangzhou Business College, Guangzhou 510850, China)

The 20th century witnessed the rapid development of human society, but this rapid development also brought some threats, such as resource depletion, environmental pollution, and ecological imbalance. Due to the deteriorating global environment, the sustainable development of a low-carbon economy and green GDP has become a hot topic. In order to improve the environment and support industry in the development of environmental protection, some governments will subsidize enterprises and consumers who produce or use green and energy-saving products. At the same time, some enterprises have also begun to engage in green production.

With the development of information technology, members of the supply chain can obtain a large amount of market data, use information technology to process the existing data, and predict the demand from an uncertain market. Because upstream and downstream companies have different sales histories and judgments of current market conditions, information forecasts are also different, so there exists information asymmetry between upstream and downstream companies. Considering information asymmetry among members of the green supply chain in tandem with government subsidies to the green supply chain, this paper studies the issue of information sharing with respect to green supply chain demand forecasts under government subsidies and conditions of consumer demand that depend on product prices and green investment. Both upstream and downstream companies are involved in green investment and market demand forecasting. In order to reduce the adverse impact of market uncertainty and improve production and sales, upstream and downstream companies can choose whether to share their respective forecast information. This paper discusses the two situations of no information sharing and information sharing. In both cases, the optimal decision and optimal expected profit for upstream and downstream companies are obtained. The value of information sharing is found by comparing the optimal expected profit. A bargaining mechanism can coordinate members in the supply chain.

Research shows that government subsidies for green products can increase the willingness of participating members of the green supply chain to share information and increase their profits. At the same time, it can effectively guide consumer behavior and promote the development of green products. Analysis of the value of information sharing shows that upstream companies will always benefit from information sharing, and that whether or not downstream companies choose to share information is related to the level of green production technology of upstream companies: When the green production technology of upstream companies is more advanced, downstream companies will share information voluntarily; when the upstream enterprises have a moderate level of green production technology, a bargaining contract can be used to encourage downstream enterprises to share information; when the upstream enterprises' green production technology is relatively behind, there is no information sharing among members of the supply chain. Information sharing also has a great impact on the supply chain: as long as the level of green production technology of upstream companies is not too low, information sharing is beneficial to the supply chain; conversely, when the green production technology of upstream companies is very behind, information sharing provides no benefit to the supply chain.

Finally, through sensitivity analysis of some key parameters, some important revelations are drawn. The government's subsidy policy for green products is beneficial to the green supply chain. The accuracy and relevance of information prediction has a great impact on the participating members of the green supply chain. In the absence of information sharing, the profits of upstream and downstream companies are positively related to their own accuracy of information prediction. The profits of upstream companies are not affected by the correlation and accuracy of downstream company information prediction. The relationship between the profit of downstream companies and the accuracy of upstream information forecasts cannot be judged, as it is negatively correlated with the relevance of the information. In the case of information sharing, the profits of upstream and downstream companies are positively related to the accuracy of information forecasts made by themselves and each other, and negatively related to the relevance of information.

Green supply chain; Green investment; Government subsidies; Demand forecasts; Information sharing

2017-12-15

2018-06-16

Supported by the National Natural Science Foundation of China (71672015), the Major Project of National Social Science Foundation of China (15ZDB169), the Special Project of Basic Scientific Research Business Expenses of Central Universities (2017CDJSK02PT09) and the Innovation and Strong School Project of Guangdong Province (2014KTSCX187)

F274

A

1004-6062(2020)04-0119-007

10.13587/j.cnki.jieem.2020.04.013

2017-12-15

2018-06-16

国家自然科学基金资助项目（71672015）；国家社会科学基金资助重大项目（15ZDB169）；中央高校基本科研业务费专项项目（2017CDJSK02PT09）；广东省创新强校项目（2014KTSCX187）

士明军（1983—），男，河南息县人；重庆大学经济与工商管理学院博士生；研究方向：管理科学与工程。

中文编辑：杜 健；英文编辑：Boping Yan