考虑消费者异质性偏好的闭环供应链定价与协调

徐桂红 陈荔

摘  要：考虑消费者对再制品再制造程度存在异质性偏好的需求市场，研究了再制造与制造竞争优势比变化对闭环供应链最优定价的影响。建立并求解了制造商和零售商集中式、分散式决策下的博弈模型，并通过收益共享契约进行决策协调。研究表明：新品需求和再制品价格与单位材料节约成本Δ、再制造程度最高心理预期负相关，与低“再”偏好消费者的市场占比α、低“再”偏好程度k正相关;再制品需求反之。新品价格不受再制造活动影响，但随着再制造与制造竞争优势比加大，新品需求下降，再制品需求和价格升高，闭环供应链总利润上升。

关键词：异质性偏好;闭环供应链;Stackelberg博弈;收益共享契约

中图分类号：F273.7    文献标识码：A

Abstract： The influence of remanufacturing and manufacturing competitive advantage ratio on the optimal pricing of closed-loop supply chain was studied in a demand market consisting of consumers with heterogeneity preferences for remanufacturing rate. The game models of centralized and decentralized decisions between manufacturer and retailer were established and solved， and the decision coordination was carried out through revenue sharing contract. The results show that the demand of new products and the price of remanufactured products are negatively correlated with the cost-saving of unit recycled materials and the psychological expectation of the highest rate of remanufacturing， and positively correlated with the market share of consumers with low“re”preference and the degree of low“re”preference; the demand of remanufactured products is the opposite. The price of new products is not affected by remanufacturing activities. However， with the increase of remanufacturing and manufacturing competitive advantage ratio， the demand of new products decreases， the demand and price of remanufactured products increase， and the total profit of the closed-loop supply chain increases.

Key words： heterogeneity preference; closed-loop supply chain; Stackelberg game; revenue sharing contract

0  引  言

為有效缓解有限资源过度消耗问题，最大限度利用废旧产品的剩余价值，再制造因以最小的资源投入就能获得最大的经济、社会和环境效益而受到广泛的推崇。然而再制造在中国的普及率并不高，实证研究表明再制造发展的最大阻碍来源于消费者对再制品较低的认可度[1]。不同消费者在价格敏感、质量信任、产品属性关注度等方面存在显著的差异，直接影响了再制品和新品的市场需求变化，如何从异质性需求出发优化决策已成为闭环供应链决策者所面临的重要课题[2]。

目前已有很多文献从消费者偏好角度研究闭环供应链决策。部分学者不细分消费者市场，Ferrer等[3]假定消费者只对再制造商生产的再制品存在偏见，由此建立制造与再制造的两期定价模型;孟丽君等[4]假设消费者对再制造商的再制品歧视度高于制造商，探讨了新品及两种再制品的最优差别定价问题;陈晓红等[5]和Zhao等[6]同时考虑消费者偏好和政府补贴策略，研究了闭环供应链定价决策问题。部分学者将消费者结构进行细分，李春发等[7]和Gan等[8]基于高端和低端消费者对再制品不同的价值感知，研究了直销和分销双渠道闭环供应链的定价决策;肖敏等[9]假定市场中包含只购买新品或再制品的两类消费者，分析比较了有无奖惩补贴机制四种情况下企业的定价策略;高鹏等[10]将市场细分为绿色消费者和普通消费者，探讨了三种模式下闭环供应链成员的价格博弈;丁雪峰等[11]假定市场中存在奢侈、环保偏好以及价格敏感三类消费者，研究了异质性需求对企业再制造决策的影响。

区别于以往的文献，考虑到消费者对再制品的再制造程度的异质性偏好，本文将需求市场细分为偏好低再制造程度的消费者和普通消费者。同时由于消费者偏好导致新品和再制品之间存在竞争优势的比较，本文研究了再制造与制造竞争优势比变化对闭环供应链产品定价、需求以及利润的影响，并研究了集中式和分散式两种决策方式对决策结果的影响，设计收益共享契约协调制造商和零售商的决策问题。

1  问题描述及模型假设

考虑由一个制造商和一个零售商构成的信息对称的供方市场，制造商为领导者，零售商为追随者，以及消费者因对回收再利用材料质量存疑，从而更青睐低再制造程度再制品的需方市场。制造商一方面采用全新材料生产新品，另一方面将回收再利用材料与全新材料以一定比例结合生产再制品，并且将新品和再制品分别以w、w的批发价格批发给零售商，零售商再以p、p的零售价格销售给消费者。

为便于分析问题，在不改变研究问题本质的情况下，进行如下假设：

假设1：再制品中回收材料占比为θ，即再制造程度。无论θ如何取值，再制品和新品在质量、功能以及外形上基本相同。再制品有标识，且公开再制造程度。

假设2：借鉴俞超等[12]的研究，首先闭环供应链进行再制造程度的决策（战术层决策），然后根据最优再制造程度确定新品和再制品的价格（作业层决策）。

假设3：产品所需总材料为1，单位原材料成本为c，Δ为单位回收材料节省成本。故新品单位生产成本为c，再制品单位生产成本为c=c-θΔ。

假设4：市场上存在两类消费者：一是偏好低再制造程度的消费者（称为低“再”偏好消费者），市场占比为α0<α<1，这类消费者对再制造程度存在最高心理预期值，对超过预期θ>的再制品购买意愿呈指数型下降。二是普通消费者，与前者不同的是，这类消费者不关注再制品的再制造程度。

假设5：出于制造商逐利性的考虑，再制品的再制造程度高于低“再”偏好消费者最高心理预期值。消费者购买新品的效用为v-p;普通和低“再”偏好消费者购买再制品的效用分别为ρv-p和ρν-kθ--p。其中，ν为消费者对新品的支付意愿，服从0，1上的均匀分布;ρ为消费者对再制品的认可度0<ρ<1，k为低“再”偏好程度0

本文将称为再制造与制造竞争优势比，该值越高表明再制造成本优势较新品口碑优势越大，再制造活动越有利。

2  模型构建与求解

2.1  集中式闭环供应链决策模型

集中式决策下，制造商和零售商作为一个整体，以闭环供应链利润的最大化为目标进行决策。首先由制造商和零售商共同进行最优再制造程度的战术层决策，然后共同决定新品和再制品的销售价格。制造商和零售商集中式决策的最优利润函数为：

命题1表明，当再制造程度θ不超过一定阈值时θ值越高、回收材料单位节省成本越大或低“再”偏好消费者对再制造程度的最高心理预期值越高等情况下，再制造成本優势越显著，使得企业有更大的空间降低再制品价格，吸引更多消费者转而购买再制品。当低“再”偏好消费者的市场占比或低“再”偏好程度越高，低“再”偏好消费者对再制品的支付意愿大幅下降，企业越不能从再制造活动中受益，新品的口碑优势越显著。在此情形下，再制品价格只会提高，新品需求量增加，再制品需求量下降。而新品的价格只与单位新材料成本有关，也就是说，对新品而言，再制造活动只会影响其市场需求。

只有当再制造程度在一定范围内，提高再制造程度才对制造商和零售商有利，再制造程度的生产决策至关重要，可通过制定合理的θ值使闭环供应链利益最大化。提高回收再利用材料单位节省成本和低“再”偏好消费者对再制造程度的最高心理预期值，降低低“再”偏好消费者的市场占比和低“再”偏好程度均对再制造活动有利，制造商和零售商可以通过再制品销售利润的提升而获利。企业应该努力提高再制造技术，做好再制造活动的科普以及正面宣传工作，逐渐消除公众对再制品的偏见。

命题2表明，再制品的再制造程度在两种决策方式下相同。此外，相比分散式决策，集中式决策下产品的销售价格下降，产品需求量和供应链总利润升高。这个结果说明，分散式决策产生了双重边际效应，降低了制造商和零售商的决策效率。因此，制造商和零售商需要通过协调合作，使得自身利益最大化。

5  数值仿真

本节将通过相关数值算例研究再制造与制造竞争优势比的变化对再制造闭环供应链产品价格、需求以及总利润等方面的影响。为更好地描述，令x=，在满足模型可行性条件的基础上，计算求得x∈0.4256，0.6490，参数设定如下：α=0.9，k=0.5，=0.3，c=0.4，Δ=0.2。

（1）如图1所示，新品的价格不受再制造与制造竞争优势比x的影响，无论再制造成本优势如何，新品价格都维持在较高的水平上，但新品的需求会随着x的增加而下降;再制品的价格和需求则均随x的增加而增加。这是因为再制造与制造竞争优势比的不断升高意味着新品口碑优势的不断削弱，越来越多的消费者放弃新品转而购买再制品，使得再制品的需求上升，价格也随着升高。可见，尽管再制造活动不影响新品的定价，但是新品的销量会由于再制品的挤兑效应而受到影响。

（2）如图2所示，闭环供应链总利润总是随再制造与制造竞争优势比x的增加而增加，由图1可知，随着x的不断升高，新品利润降低，而再制品利润上升。但是从总利润角度看，再制造与制造竞争优势比升高所带来的再制品利润的增长远大于新品利润下降导致的损失。因此，再制造活动对闭环供应链有益，企业有绝对的动力提高再制造成本优势。如加大再制造技术投入，降低再制造成本，同时还可以通过科普、免费试用等活动逐渐扭转低“再”偏好消费者对再制品的消极评价。

6  结束语

本文基于消费者对再制品的低“再”偏好，运用Stackelberg博弈分别构建了闭环供应链分散式和集中式决策模型，通过收益共享契约协调制造商和零售商的决策问题，分析比较了集中式和分散式决策之间的决策结果，并通过数值仿真研究了再制造与制造竞争优势比变化对闭环供应链产品定价、需求以及供应链总利润的影响。主要结论有：

（1）再制造程度作为外生变量较小时，新品需求和再制品价格与其负相关，再制品需求与其正相关;再制造程度较大时，反之。新品需求和再制品价格与单位材料节约成本Δ、再制造程度最高心理预期负相关，与低“再”偏好消费者的市场占比α、低“再”偏好程度k正相关;再制品需求反之。新品价格与再制造活动无关。

（2）再制造程度作为外生变量较小时，无论制造商还是零售商均受益;再制造程度较大时，反之。制造商和零售商利润与单位材料节约成本Δ、再制造程度最高心理预期正相关，与低“再”偏好消费者的市场占比α、低“再”偏好程度k负相关。

（3）相比分散式决策，集中式决策下产品价格下降，需求和供应链总利润上升。制造商和零售商可以通过收益共享契约协调决策，降低双重边际效应。通过建立收益共享契约机制，推导出制造商和零售商愿意合作的收益共享比例范围，为企业的合作提供了参考。

（4）随着再制造与制造竞争优势比的增强，新品需求下降，再制品价格和需求升高，无论制造商还是零售商均受益。再制造活动对闭环供应链有益，企业有绝对的动力提高再制造成本优势。

参考文献：

[1]  Wei S， Cheng D， Sundin E， et al. Motives and barriers of the remanufacturing industry in China[J]. Journal of Cleaner Production， 2015，94：340-351.

[2] 程永偉. 考虑消费者偏好的再制造决策[J]. 中国管理科学，2012（S1）：214-219.

[3]  Ferrer G， Swaminathan J M. Managing New and Remanufactured Products[J]. Management Science， 2006，52（1）：15-26.

[4] 孟丽君，黄祖庆，张宝友，等. 基于OEM与IR竞争的产品差异定价研究[J]. 中国管理科学，2017，25（11）：111-121.

[5] 陈晓红，汪继，王傅强. 消费者偏好和政府补贴下双渠道闭环供应链决策研究[J]. 系统工程理论与实践，2016，36（12）：3111-3122.

[6]  Zhao S， Zhu Q， Cui L. A decision-making model for remanufacturers： Considering both consumers' environmental preference and the government subsidy policy[J]. Resources Conservation and Recycling， 2018，128：176-186.

[7] 李春发，解雯倩，楚明森，等. 消费者细分下考虑不同主导者的E-闭环供应链定价决策[J]. 工业工程与管理，2020，25（3）：98-106.

[8]  Gan S S， Pujawan I N， Suparno， et al. Pricing decision for new and remanufactured product in a closed-loop supply chain with separate sales-channel[J]. International Journal of Production Economics， 2017，190：120-132.

[9] 肖敏，郑祯. 考虑消费者环境偏好的闭环供应链奖惩与补贴机制研究[J]. 工业工程与管理，2019，24（3）：53-59，68.

[10] 高鹏，聂佳佳，谢忠秋. 存在绿色消费者的再制造供应链信息分享策略[J]. 管理工程学报，2014，28（4）：193-200.

[11] 丁雪峰，但斌，何伟军，等. 考虑奢侈与环保偏好的再制造品最优定价策略[J]. 中国管理科学，2013，21（5）：94-102.

[12] 俞超，汪传旭，高鹏. 不同市场权力结构下的制造商低碳技术创新策略[J]. 计算机集成制造系统，2019，25（2）：491-499.

收稿日期：2020-12-10

作者简介：徐桂红（1996-），女，江西上饶人，上海理工大学管理学院管理科学与工程硕士研究生，研究方向：闭环供应链;

陈  荔（1967-），女，辽宁大连人，上海理工大学管理学院，副教授，博士，研究方向：企业供需网。