基于渠道竞争的双渠道供应链低碳协调策略

查慧婷，张 燕

（南京审计大学，江苏 南京 211899）

0 引言

随着电子支付手段和物流技术的快速发展以及人们消费观念的转变，各大企业纷纷采用双渠道销售模式，通过传统零售渠道和网络直销渠道销售产品，这造成了渠道间的冲突。此外，在各国政府积极宣扬低碳环保可持续发展，寻找减少温室气体排放解决方案的同时，低碳减排成为消费者越来越关注的问题，消费者对低碳产品的偏好也在逐步提升。在此背景下，企业不仅要解决双渠道供应链间的竞争问题，还要考虑低碳环境下的自身发展问题。

首先，部分学者利用博弈论研究了碳减排对双渠道供应链各主体的最优决策问题。Du，Zhu，Jiao，等[1]构建了综合反映企业碳减排行为的需求函数，考察了消费者低碳偏好水平与供应链绩效间的关系。李友东，夏良杰，王锋正[2]建立了有、无减排成本分担契约的Stackelberg 模型，发现实施成本分担契约后，低碳产品订货量增加，零售价格降低且供需双方获得了更好的收益。Li，Zhu，Jiang，等[3]探讨了在不同决策结构下绿色度、绿色成本和绿色敏感度对双渠道供应链渠道成员定价的影响。张汉江，等[4]通过建立供应链无减排研发、单独减排研发以及合作减排研发三种模型，得出了不同情形下供应商和零售商的最优投资决策以及最优减排量决策。Ji，Zhang，Yang[5]研究了制造商开通与不开通直销渠道和零售商是否参与联合减排策略这四种组成情形下供应链各成员的决策及收益，表明联合减排策略对制造商和零售商都有益。唐书传，刘云志，肖条军[6]研究了零售商、制造商领导情形下供应链成员的定价和碳减排决策，探讨低碳技术投资效率和消费者环保意识对企业利润、总消费者剩余以及社会福利的影响。

关于双渠道供应链的冲突与协调问题，学者们研究了各种契约的协调作用。赵礼强，徐家旺[7]调整批发价格和电子直销渠道的销售价格进行契约设计，实现了双渠道供应链利润的最大化。Hsieh，Chang，Wu[8]针对多个制造商和一个零售商组成的供应链，提出批发价与回购价转移支付的协调机制。王大飞，张旭梅，周茂森，等[9]考虑服务价值占比，分析对比分散式和集中式决策下的绩效，并通过两阶段收益共享契约实现了供应链协调。Raj，Biswas，Srivastava[10]分析了成本分担契约、收益共享契约、两部定价契约、批发价合约与收益-成本分享契约这五种契约对供应链的协调作用。Tian，Ma，Lou[11]探讨在消费者对不同渠道偏好差异太大而导致波动时，通过调整批发价格和销售佣金的方法实现供应链成员优化制定价格策略。刘家国，王军进，周锦霞[12]基于零售商自行补货和由制造商补货两种策略，分析了批发价格契约和收益共享契约对供应链协调作用失效的原因，并提出了收益和产出风险组合契约。李富昌，等[13]研究双渠道价格保持一致并且消费者对价格敏感的情况下，制造商将其在网络直销渠道的订单收益以一定比例分享给零售商，研究表明制造商通过改变收益共享因子能使参与方达到共赢。

通过上述文献梳理可以看出，以往研究大多关注传统单一渠道中制造商的减排行为和碳政策对供应链成员的影响，以及双渠道供应链的减排策略和定价问题，而对双渠道在低碳环境下的协调问题关注较少；同时在双渠道供应链的研究中，多数文献采用的是线性需求函数，没有考虑到消费者需求的非线性关系。因此，本文考虑将渠道竞争程度和产品的低碳性能引入消费者的非线性需求中，对比分析了分散决策和集中决策两种情况下的最优定价、碳排放水平和供应链利润，并对协调契约进行了研究。

1 模型描述

1.1 问题描述和假设条件

本文研究的双渠道供应链结构如图1所示，在传统零售渠道中，制造商以批发价格w将产品分销给零售商，零售商再以零售价pr将产品销售给消费者；在线上直销渠道中，制造商以直销价格pd将产品直接销售给消费者。制造商在两个销售渠道的单位生产成本为c，为保证能够交易，满足pd，pr ＞w ＞c，此外，制造商为了提高企业声誉、满足消费者的低碳偏好，将实施产品低碳减排技术的研发活动。

图1 双渠道供应链结构

为了更清楚地描述该问题，进一步假设：

（1）假设e表示制造商生产单位产品过程中的碳排放水平，δ表示碳排放的成本因素，则制造商投入的减排成本为

（2）本文运用Stackelberg博弈理论进行研究和分析，制造商作为博弈的领导者，零售商作为博弈的跟随者，双方均根据自身利润最大化原则进行决策；

（3）制造商是零售商的唯一供应商，传统零售渠道与线上直销渠道之间存在一定的竞争关系，但制造商和零售商所获得的市场信息资源是对称的，且保持完全理性和风险中立。

1.2 参数说明

表1 主要参数和含义

借鉴Wu，Cai，Chen等[14]提出的消费者效用函数，消费者效用表示为：

2 模型构建与求解

在双渠道供应链中，制造商的利润由线上渠道的销售利润、生产成本、批发收入和减排成本组成，零售商的利润由线下渠道的销售利润和批发成本组成。因此，制造商和零售商的利润函数分别为：

2.1 双渠道供应链分散决策（D）

在分散决策下，双渠道供应链中的制造商作为博弈的领导者，占有较大主导权，渠道成员的Stackelberg博弈过程为：首先制造商根据利润最大化的原则确定产品的批发价格w、直销价格pd和碳排放水平e，然后零售商根据制造商决策结果决定其零售渠道的销售价格pr。

2.2 双渠道供应链集中决策（C）

进而将最优结果带入式（6），得到集中决策下整个双渠道供应链的利润：

3 价格折扣-成本协调策略（S）

为了使双渠道供应链的整体达到协调，本节采用价格折扣-成本分摊契约{wS*,λ,F} ，在该契约下，制造商和零售商以λ：(1-λ)的比例分摊制造商的碳减排成本，同时零售商为了获得较低的批发价格，会与制造商商讨支付一笔固定费用F。合作不仅可以激励制造商和零售商的积极性，同时还能调节两者的利润水平，使制造商和零售商的利益高于分散决策下的利润，此时，对应的双渠道决策模型为：

4 数值仿真

上文研究了分散决策、集中决策以及协调后双渠道供应链的最优决策问题，接下来通过算例进一步分析。假设各参数取值为：α=25，c=5，δ=10。

4.1 渠道竞争程度的影响

图2-图4分别表示渠道竞争程度变化对碳排放水平、利润、产品价格和消费者效用的影响。

图2 β 变化对碳排放水平的影响

由图2可知，制造商在集中决策下的碳排放水平大于分散决策下的碳排放水平。表明在分散决策下，由于制造商和零售商都以自身的利润最大化为目标进行决策，相比集中决策，制造商更需要与零售商在价格上竞争，无法将更多的精力用于研发和提高低碳技术。

由图3可知，协调后的总利润等于集中决策下的总利润，这证明上文的价格折扣-成本分摊契约{wS*,λ,F} 能够实现供应链系统的协调，使双渠道供应链的总利润最大化。

同时，碳排放水平和双渠道供应链的总利润都随着渠道竞争程度的增加而降低，这表明渠道竞争程度给制造商、零售商和产品的绿色度都带来了不好的影响。

图3 β 变化对双渠道供应链利润的影响

图4 β 变化对产品价格的影响

由图4 可以看出，无论是分散决策还是集中决策，产品的销售价格和批发价格都随着竞争程度的增加而降低，集中决策下的直销价格大于分散决策下的直销价格，集中决策下的零售价格小于分散决策下的零售价格。碳减排成本系数相同的情况下，集中决策下碳减排水平较高，成本也较高，制造商为了盈利会提高直销价格，将部分碳减排成本转嫁给消费者；而零售商的收益只能来源于零售渠道；在分散决策下，零售商会更多地考虑自身的利润，因此，它制定的零售价格会高于集中决策下的零售价格。同时分散决策下的零售价格受渠道竞争程度的影响较大；此外，经过协调契约的作用，批发价格下降，但随着竞争程度的增加而增加，这说明在协调决策下，零售商与制造商分摊碳排放成本时，制造商只有提供相对于分散决策较低的批发价格，才能吸引零售商与其合作，而当制造商和零售商的竞争越激烈时，制造商就会适当提高批发价格。

由图5可以看出，消费者效用随着渠道竞争程度的增加而降低，集中决策下的消费者效用大于分散决策下的消费者效用，且其受渠道竞争程度的影响较大。图5说明当渠道竞争程度相同时，集中决策对消费者更有利。

图5 β 变化对消费者效用的影响

因此，总体来说，渠道间的竞争对碳排放水平、供应链利润和消费者都产生了负面影响。

4.2 成本分担系数的影响

由式（9）可知，当β确定时，F的大小由λ决定，因此，为了进一步分析，不妨取β=0.5，可以计算出不同λ下F的取值范围，见表2，进而可以假设λ=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 时，F取值为15，λ=0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时，F取值为20，求出在不同成本分担系数下双渠道供应链协调后各成员的利润，见表3。

由表3可知，当F相等时，随着λ的增大，即制造商承担的碳排放成本越来越多，因此制造商的利润随之减少，零售商的利润增加。其次将参数取值带入式（4）、式（5），可得分散决策下，制造商的利润对比表5 和分散决策下制造商和零售商的利润，可以发现，在不同的成本分担系数下，协调后的制造商利润高于分散决策下的制造商利润，协调后的零售商利润高于分散决策下的零售商利润。这说明对于制造商和零售商来说，只有当协调后的利润大于其协调前时，他们才会接受这种协调契约，即只有在保证供应链成员双赢的情况下，才能够使制造商愿意提供相对低的批发价格且零售商愿意分担碳排放成本并支付给制造商一笔固定费用，从而能够有效的协调双渠道供应链。

表2 不同λ 下F 的取值范围（β=0.5）

表3 不同的λ 下协调决策的制造商和零售商利润（β=0.5）

5 结语

本文在构建消费者的非线性需求时，引入渠道竞争和产品的低碳性能，以制造商为Stackelberg博弈的主导者，对比分析了分散决策和集中决策下的最优定价、碳排放水平和成员利润，并通过价格折扣-成本分摊契约有效实现了供应链协调，最后采用算例分析验证了相关结论和契约对双渠道供应链协调的有效性。依据本文结论可以得到以下几点管理启示：

（1）无论在哪种决策下，消费者效用和双渠道供应链的总利润都随着渠道竞争程度的增加而降低，这说明渠道竞争对消费者和企业的影响都是负面的。因而，制造商和零售商应该避免过于激烈的竞争。

（2）制造商应积极开展协调合作工作，与零售商对碳排放成本分担系数和固定费用进行商讨，供应链成员之间要按照所规定的二部定价契约严格执行，从而维护双方利益。

本文的研究结论是基于信息对称和制造商为领导者的角度产生的，未来，进一步的研究可以考虑信息不对称情形下低碳供应链的协调问题，以及将强势的零售商作为博弈领导者来进行建模和分析或考虑竞争性零售商的情形。