基于消费者偏好的低碳双渠道供应链定价与减排策略

梁 喜，张余婷

(重庆交通大学 经济与管理学院，重庆 400074)

0 引言

《2017年中国国内贸易发展回顾与展望》中显示，2017年社会消费品零售总额达36.6万亿元，比上年增长10.2%。其中，线上零售额为7.18万亿元，比上年增长32.2%。上述数据表明，我国网络零售市场成熟度越来越高，线上线下加速融合。工业绿色发展计划(2016～2020)提出，要推动绿色制造+互联网的发展，并鼓励合理使用互联网对绿色产品进行销售，以满足不同消费者的环保消费需求。以制造商格力集团为例，其坚持节能减排为核心竞争力，并同时开通传统零售渠道、网上直销渠道和网上分销渠道，2017年线下营收910亿，比上年增长26.5%，线上营收105亿，比上年增长218%，增长速度远高于线下。然而，制造商在拓宽销售渠道的同时，还要考虑减排成本对企业利润的影响，即低碳产品生产成本较高使得低碳产品的价格高于普通产品[1]。制造商一味追求提高减排量势必不利于企业降低成本，而消费者的低碳偏好程度对低碳供应链成员利润的影响程度如何，在单一传统零售渠道结构的基础上增加网上销售渠道能否有效提高利润，在寻求自身利润最大化且满足消费者的低碳需求是众多制造商面临的一个难题。

在低碳供应链研究方面，Du等[2]分析了由一个制造商和一个拥有碳排放许可的供应商组成的低碳供应链在受不同决策和社会福利的影响下，当供应商减少时，制造商利润随碳排放上限而增加。Ghosh和Shah[3]研究了单一传统渠道下低碳供应链两部定价协调问题以及成本分摊合同对供应链参与者的决策影响。Xu等[4]使用批发价和成本分摊合同调节机制，研究了在单一渠道下碳限额与交易监管对供应链生产和减排策略的影响。谢鑫鹏和赵道致[5]研究了制造商在面临政府对碳排放进行规制时，上下游企业在不同合作情况下的减排水平和利润变化。骆瑞玲等[6]对比分析了在有无减排技术投资的情况下，消费者碳足迹敏感系数，碳限额及碳减排成本系数对供应链减排水平的影响。刘名武等[7]探讨了在碳交易制度的影响下，具有低碳偏好的消费者和承担减排成本的供应商在单一传统零售渠道中的协调问题。魏守道和周建波[8]在政府征收碳税的背景下，通过构建博弈模型，从减排水平、供应链成员利润和碳排放量三个方面分析研究了低碳供应链的减排策略。王一雷等[9]针对供应链中制造商和零售商的联合减排机制在集中决策模型、批发价格契约模型和成本分担契约模型进行了研究。与这些研究相比，本文的研究主要集中在低碳双渠道中网上直销双渠道和网上分销双渠道的对比研究与协调。通过研究得出，网上直销双渠道和网上分销双渠道的最优单位减排量均高于单一传统零售渠道。

在低碳双渠道供应链研究方面，He等[10]研究了在传统零售商和网上零售商组成的双渠道供应链中消费者搭便车的行为，研究表明，政府对企业征税可以减少消费者搭便车的行为，同时降低碳排放总量。Ji等[11]使用Stackelberg博弈模型对双渠道供应链的减排行为进行研究，得出不同情况下各成员的渠道协调策略。Xu等[12]考虑了强制性碳排放量监管下双渠道供应链的协调，阐述了碳排放能力和客户忠诚度参数对双渠道供应链决策的影响。Zhou和Ye[13]研究了由一个制造商和一个零售商组成的低碳双渠道供应链，分析了集中式和分散式供应链中的最优均衡策略。孙嘉楠和肖忠东[14]研究了单一传统零售渠道和网上双渠道在政府补贴和以奖代补两种情形下的低碳供应链决策模型。周熙登[15]通过构建低碳双渠道供应链微分博弈模型，探讨了减排成本、减排宣传和品牌宣传对供应链的影响。杨磊等[16]在碳交易机制下研究了四种不同渠道结构下企业的最优定价决策和减排策略。梁喜等[17]在以制造商占主导的低碳双渠道供应链中，区分单一传统零售渠道、网上直销双渠道和网上分销双渠道三种结构，分析了消费者渠道偏好对渠道成员最优定价与减排策略的影响。在本文中，考虑了消费者渠道偏好和低碳偏好对不同渠道结构间的影响，研究比较了各个渠道结构间的最优定价决策和减排策略，以及渠道间的协调问题。

实践中，政府和商家通过对环境保护、节能减排的大力宣传，提高消费者的环保敏感度，鼓励制造商生产环保产品[18]。国内家电零售巨头苏宁公司从单一传统零售渠道的基础上开通了网上直销渠道和网上分销渠道，通过增强线下体验和店面陈设突出展示节能环保产品，引导消费者进行低碳消费[19]。沃尔玛、东芝和IBM通过低碳产品的营销和低碳品牌的推广等低碳行为树立企业的节能环保形象，从而成功获得低碳竞争优势[20]。

综上所述，现有低碳供应链研究只是基于单一传统零售渠道进行低碳供应链研究，而没有进行低碳双渠道供应链研究；现有低碳双渠道供应链研究是在低碳背景下考虑双渠道供应链决策问题，但主要关注网上直销双渠道下如何提高碳排放总量，以及在政府补贴和低碳宣传下的最优决策，而没有关注网上分销双渠道供应链在低碳背景下的相关决策。基于以上研究和实践背景，本文将网上直销渠道和网上分销渠道引入单一传统零售渠道，在综合考虑消费者渠道偏好、消费者低碳偏好以及减排创新投入成本参数的基础上，构建了低碳双渠道供应链分析模型，对比分析了单一传统零售渠道、网上直销双渠道和网上分销双渠道下各成员间的定价决策与减排策略，同时设计了直销双渠道和分销双渠道的利润分享协调契约。

1 模型描述与模型假设

1.1 模型描述

本文根据不同渠道结构的特征分别建立了单一传统零售渠道，即制造商生产的产品只批发给传统零售商，并通过单一传统零售渠道进行销售，如宝马、奔驰等汽车行业；网上直销双渠道，即制造商同时开通单一传统零售渠道和网上直销渠道，如苹果、海尔等企业；网上分销双渠道，即制造商同时开通单一传统零售渠道和网上分销渠道，如天猫、京东等网上零售商。在上述三种供应链结构模型中，制造商只生产一种产品且在生产过程中进行碳排放，零售商不进行碳排放，只有制造商付出减排创新投入成本。在以制造商为主导地位的情况下，使用Stackelberg博弈，研究制造商在单一传统零售渠道的基础上加入网上直销渠道和网上分销渠道后对供应链各成员的定价决策和减排策略产生的影响，其渠道结构如图1所示：

图1 制造商主导下的三种不同的渠道结构

1.2 模型假设

(1)本文不考虑碳配额购买和出售的实际价格，即碳交易金额不影响企业利润[21]；

(2)供应链只销售单一低碳产品，且只考虑制造商生产环节的碳排放[17]；

(3)需求函数不受碳排放影响，即供应链最终产品的生产边际成本不变[6]；

1.3 模型参数及符号说明

(1)假设a表示产品在市场上的潜在需求量；

(2)h表示消费者对网上销售渠道的偏好，0

(4)e表示单位减排量；

(5)η表示消费者低碳偏好系数；

(7)k表示碳减排成本系数；

(8)为简化分析过程，本文假设制造商生产成本为0；

(9)Wri和Wd3分别表示制造商提供给传统零售商和网上零售商的批发价格,i=1,2,3。

(10)Pri；Pd2；Pd3分别表示传统零售商、网上直销渠道、网上零售商的零售价格,i=1,2,3。

(11)Dri和Ddj分别表示传统零售渠道和网上零售渠道的渠道需求，i=1,2,3,;j=2,3。

(12)Πri；Πd3；Πmi；Πi分别表示传统零售商、网上零售商、制造商和供应链整体的利润。

2 模型的建立与分析

2.1 单一传统零售渠道

参考Liu[28]和周艳菊[1]等相关文献，假设在单一传统零售渠道中，所有产品都通过该渠道进行销售，传统零售商的需求函数如下:

Dr1=a-Pr1+ηe

(1)

占主导的制造商首先决策批发价和减排量，然后传统零售商再决策零售价格，此时相关利润函数如下:

Πr1=(Pr1-Wr1)Dr1

(2)

(3)

(4)

表1 单一传统零售渠道结构中各项均衡解

2.2 网上直销双渠道

在该结构中，制造商同时通过传统零售渠道和网上直销渠道进行销售，此时相关需求函数如下：

Dr2=a(1-h)-Pr2+γPd2+ηe

(5)

Dd2=ah-Pd2+γPr2+ηe

(6)

制造商优先决策传统零售渠道的批发价格Wr2和网上直销渠道的零售价格Pd2，以寻求利润Πm2最大化。零售商根据制造商提供的Wr2和Pd2对零售价格Pr2进行决策，以寻求利润Πr2最大化，此时传统零售商、制造商和供应链的利润函数如下:

Πr2=(Pr2-Wr2)Dr2

(7)

(8)

(9)

采用逆向归纳法求解。将(5)式代入(7)式，并对Pr2求偏导：

将其带入(8)式中，并对Wr2和Pd2求偏导：

得到Πm2关于Wr2和Dd2的Hessian矩阵：

可以判断H(Πm2)为负定矩阵，得到关于Wr2和Pd2的凹函数，将Wr2和Pd2代入上述各式可得表2。

表2 网上直销双渠道结构中各项均衡解

2.3 网上分销双渠道

在网上分销双渠道中，制造商同时通过传统零售渠道和网上分销渠道进行销售，相关需求函数如下:

Dr3=a(1-h)-Pr3+γPd3+ηe

(10)

Dd3=ah-Pd3+γPr3+ηe

(11)

在此渠道结构中，制造商以批发价格Wr3和Wd3分别给传统零售商和网上零售商，以寻求利润Πm3最大化；传统零售商根据Wr3再决策传统渠道零售价格Pr3；最后，网上零售商根据批发价格Wd3决策网上渠道零售价格Pd3，此时传统零售商、网上零售商、制造商和供应链的利润函数如下:

Πr3=(Pr3-Wr3)Dr3

(12)

Πd3=(Pd3-Wd3)Dd3

(13)

(14)

(15)

采用逆向归纳法求解。网上零售商决策网上渠道零售价格，将(11)式代入(13)式，并对Pd3求偏导:

将其代入(12)式中，并对Pr3求偏导：

将最优解Pr3带入最优解Pd3中得：

再将最优解Pr3和Pd3带入(14)式中，并对Wr3和Wd3求偏导：

得到Πm3关于Wr3和Wd3的Hessian矩阵

表3 网上分销双渠道结构中各项均衡解

命题6表明，减排成本系数k存在kcm

2.4 渠道结构比较分析

命题7表明，在三种渠道结构中，制造商节能减排和消费者低碳偏好既会提高最优批发价、最优零售价、最优需求量，同时也会增加传统零售商和网上零售商的利润。当消费者低碳偏好程度越高，对制造商和零售商都有利，整个供应链的利润也会更高。因此，政府和社会企业应该提高环保宣传力度，增强消费者的环保意识，从而提高消费者的低碳偏好系数。制造商引入网上渠道后，随着消费者对网上销售渠道的偏好增加，更有利于网上渠道的销售，传统零售商的利润受到威胁。

命题10表明，网上直销双渠道的网上零售价格相对网上分销双渠道更具有价格优势。

命题11当k>kdm时，存在edm>ecm>esm。

命题11表明，存在kdm，当k>kdm时，制造商最优单位减排量有网上直销双渠道>网上分销双渠道>单一传统零售渠道，说明制造商开通网上渠道后，有利于其提高单位减排量，且网上直销双渠道的最优单位减排量最大。

命题12表明，传统零售商的利润有如下关系：单一传统零售渠道>网上直销双渠道>网上分销双渠道，说明网上直销渠道和网上分销渠道的出现对传统零售商的利润造成了威胁，使其利润下降。

其中:

命题13表明，随着消费者对网上渠道偏好的变化，制造商的利润也随之变化。当消费者渠道偏好小于某一阈值时，因为双渠道中增加了新的结构成员，制造商的需求增加，所以网上直销双渠道和网上分销双渠道中制造商占有优势；当消费者渠道偏好处于中间范围内，由于网上直销双渠道和网上分销双渠道中存在渠道竞争，此时单一传统零售渠道更具有优势；当消费者对网上渠道的偏好大于某一阈值时，网上直销双渠道和网上分销双渠道具有更为明显的优势。

3 优化协调

从上述命题结果可知，单一传统零售渠道、网上直销双渠道和网上分销双渠道中传统零售商的利润和制造商的利润随着消费者对网上销售渠道偏好的变化而变化。制造商开通网上直销渠道和网上分销渠道后，传统零售商的利润随着消费者对网上销售渠道的偏好而减小，而制造商由于渠道间的竞争，利润并不总是增加，为了缓解这种现象，本文提出一个协调供应链成员的机制。根据Yan等[29]的研究，利润分享机制可以有效协调渠道间各个成员的冲突以实现制造商和传统零售商的Pareto改进。本文采用Yan等[29]的研究建立利润分享机制，分别讨论在单一传统渠道的基础上增加网上直销渠道和网上分销渠道两种情形。由于篇幅有限，根据命题13的结论，本文只讨论当消费者渠道偏好0

3.1 单一传统零售渠道和网上直销双渠道之间的协调

(16)

(17)

根据供应链协调的要求，还需满足下面的条件:

(18)

(19)

该模型对β进行求导，可推得：

当β*≤β<1时，制造商和零售商能够同时对增加的利润进行分配。

3.2 单一传统零售渠道和网上分销双渠道之间的协调

(20)

(21)

根据供应链协调的要求，还需满足下面的条件：

(22)

(23)

该模型对λ进行求导，可推得:

当λ*≤λ<1时，制造商和零售商能够同时对增加的利润进行分配。

4 算例分析

在满足上述均衡解和命题的条件下，参考熊中楷等[30]文献，将相应的参数设定如下：a=50，h=0.7，γ=0.1，η=1。将上述数据分别代入文中网上直销双渠道和网上分销双渠道模型，进一步验证本文的结论。

图2 h对传统零售商利润影响

图3 h对制造商利润的影响

图4 h对网上直销双渠道可协调利润的影响

图5 h对网上分销双渠道可协调利润的影响

图6 制造商利润大小的比较

图7 制造商单位减排量大小的比较

图6表明，在三种渠道结构中，制造商利润随单位减排量e先增大后减小，同时也受减排成本系数k的影响，当满足减排成本系数k的范围，存在最优单位减排量e可以使制造商利润达到最大值。图7表明，在三种渠道结构中，制造商单位减排量随η和h的增大而增大，网上直销双渠道中制造商单位减排量较大，而单一传统零售渠道中制造商单位减排量较小，且网上直销渠道的单位减排量受h的影响明显大于另外两个渠道结构，η对单位减排量的影响大于h对单位减排量的影响。

5 结论

本文在综合考虑消费者渠道偏好、低碳偏好以及减排创新投入成本的基础上，构建了制造商主导下的Stackelberg博弈模型，研究了单一传统零售渠道、网上直销双渠道和网上分销双渠道中各成员的最优定价决策与减排策略，以及两种双渠道的利润分享协调策略。本文研究了以制造商为主导的三种不同结构的供应链，根据结构特征划分为单一传统零售渠道、网上直销双渠道和网上分销双渠道三种形式，在上述渠道结构中共同引入消费者低碳偏好系数、交叉价格弹性系数、单位减排量和减排成本系数，在网上直销渠道和网上分销渠道中引入消费者对网上销售渠道的偏好，分析上述参数对制造商渠道定价和减排策略产生的影响，旨在为制造商渠道选择和协调提供参考。结果表明：在考虑减排创新投入成本的前提下，当碳减排成本系数大于某一阈值时，制造商开通网上渠道后能够促使单位减排量增加；在传统零售商利润方面，网上销售渠道的出现，使得传统零售商利润随着消费者对网上销售渠道的偏好增加而降低，网上直销双渠道和网上分销双渠道中传统零售商的利润始终低于单一传统零售渠道中传统零售商的利润；在制造商利润方面，三种渠道结构中开通网上销售渠道的制造商利润总是随着消费者对网上销售渠道偏好的变化而变化。由于双渠道中制造商开通网上销售渠道后，传统零售商的利润减少，本文通过设计利润分享契约机制以缓解制造商和传统零售商利益冲突问题，结果表明当满足一定条件时可以实现低碳双渠道供应链的Pareto改进。

上述研究结论对我国低碳环境下双渠道供应链的定价决策和减排策略具有如下管理启示：

第一，传统零售商在制造商开通网上双渠道后，利润随着消费者对网上销售渠道偏好的增大而减小，所以传统零售商应努力采取相关措施提高利润，如提高服务质量、增强消费者体验、提供上门服务等。第二，当制造商从单一传统零售渠道拓展成为拥有网上销售渠道的双渠道后，应该与传统零售商使用利润分享机制，可以实现Pareto改进。第三，制造商开通网上渠道后，最优减排量有所提高，在一定条件下，利润也会增长。在实务中，网上直销和网上分销的混合双渠道模式也是制造商常用模式，同时也会采用一些促销模式吸引消费者通过网上渠道进行购买，如苹果公司免费刻字服务只能通过在官方商城购买产品才能享受，小米手机公司对某些特定产品只在直营网站进行预售活动等。

本文重点研究了在考虑减排成本的情形下，三种不同渠道结构中制造商的最优定价决策与减排策略，今后的研究中可以考虑制造商与零售商在碳限额和碳交易约束下联合减排等方面的拓展。