模糊条件下绿色闭环供应链的渠道策略选择

邢光军，杨重庆

（1.南京邮电大学 江苏现代信息服务业决策咨询研究基地，江苏 南京 210003；2.南京邮电大学 管理学院，江苏 南京 210003）

0 引言

绿色环保、可持续的闭环供应链已经成为工业界和学术界关注的热点，越来越多的企业建立逆向回收渠道，在废旧产品的回收再制造上进行了探索。企业回收再制造废旧产品不仅可以节约资源，减少生产成本，还能获得领先于竞争对手的优势。因此，闭环供应链已经是不可逆转的发展趋势。实践证明，绿色闭环供应链与传统闭环供应链的竞争逐渐激烈。

随着人们生活质量的提高和环保意识的加强，部分消费者倾向于使用绿色产品，并愿意为此付出比传统产品更高的花费，呈现明显的绿色偏好。关于消费者绿色偏好的研究逐渐增多，刘名武等研究发现消费者绿色偏好的增加可以抵消关税带来的部分负面影响。张焕勇等探究具有绿色偏好的绿色消费者规模对闭环供应链的影响。Zhang等关注消费者绿色偏好对供应链中订单数量和渠道协调的影响。以上研究对象都是一个零售商和一个制造商，在此基础上，部分学者进行深入研究。李丽君等构建传统制造商、绿色制造商和传统零售商，研究不同合作模式下消费者绿色偏好的影响。Madani等研究了政府干预对具有绿色偏好的闭环供应链的影响。

虽然关于消费者绿色偏好的研究越来越多，但是多局限于单个闭环供应链内，考虑到闭环供应链之间竞争状况的研究比较少见。现今，供应链参与者互为独立个体，又通过销售与制造密切联系，企业之间的竞争已经转变为供应链之间的竞争。对此，不少学者展开研究。徐兵等建立了两条闭环供应链，分别对比集中、分散、集中—分散等不同模型下链与链之间的竞争，并提出协调策略。Boyaci等考虑由一个批发商一个零售商组成的两条相互竞争的供应链市场，探究市场和客户服务影响下的竞争状况。孙嘉轶等研究了不同情景下竞争强度对供应链的影响。宋敏等研究零售商之间存在价格竞争时，考虑消费者与环境影响下的两条竞争闭环供应链的渠道结构选择问题。Ha等研究了具有规模不经济性的生产技术在竞争性供应链中共享垂直信息的动机。孙浩等构建两条闭环供应链的竞争模型，研究在零售商主导时，不同竞争强度下制造商回收链、零售商回收链和第三方回收链的渠道选择。

上述研究均是针对市场需求和成本确定的或可以用函数表示的模型展开论述。现实生活中，随着竞争加剧，产品生命周期缩减，供应链存在着许多不确定性，如市场需求的不确定，生产成本的不确定，回收的不确定等。部分学者对这种模糊现象进行了研究。张莉等针对易腐品的特点，提出需求不确定模型。De等为消除业务场景中需求率的非随机不确定性问题，建立了具有不完备质量项目的模糊经济订单数量模型。王淑纳等研究模糊需求影响下具有中性、悲观和乐观等风险偏好的零售商博弈模型。除了最普遍的模糊需求以外，部分学者也对其他模糊变量展开研究。万凤娇用模糊三角数将废旧汽车的回收决策评价指标体系量化。许民利等基于再制造产品产出的模糊性，构建专利保护下的竞争与合作模型。

综上所述，将模糊不确定的背景应用到闭环供应链中，用模糊变量刻画市场需求和绿色产品生产成本的不确定性，在消费者绿色偏好影响下，用博弈理论和模糊集理论对绿色闭环供应链和传统闭环供应链在竞争中形成的不同渠道策略进行分析，从而得到了最优的均衡决策。

1 问题描述与基本假设

假设市场存在由一个传统制造商与一个传统零售商组成的传统闭环供应链和一个绿色制造商与一个绿色零售商组成的绿色闭环供应链。其中，绿色制造商生产并回收绿色产品，传统制造商生产并回收传统产品。两种产品分别通过零售商销售给消费者，并在回收环节生产再制造。两种产品具有一定替代性，在绿色度和价格上存在竞争。主要考虑四种不同的渠道策略模型，即合作—合作，非合作—非合作，合作—非合作以及非合作—合作。以此为研究对象，利用三角模糊变量表示市场需求和绿色产品的生产成本模糊不确定的情况，具体决策模型如图1所示。

图1 闭环供应链竞争结构模型

模型中相关符号及相应含义如表1所示。

表1 符号及相应的含义

为便于分析模型，在不影响一般性的前提下，本文对模型做出如下假设：

假设1 基于环保和政策等的影响，消费者消费时呈现明显的绿色偏好，故消费者需求除了与自身产品的零售价格和竞争产品的零售价格有关外，还与产品绿色度有关。绿色与传统产品的市场需求分别为：

假设2 绿色制造商生产新产品和再制造产品的单位生产成本为～c，为简化模型，在不影响一般性结论前提下，令传统制造商生产新产品和再制造产品的单位生产成本为零。每件废旧产品存在可提取原料用于再生产，绿色产品和传统产品原材料的单位节约成本分别为ν、ν，为保证回收积极性，ν>～c、ν>0。

假设4 绿色制造商与传统制造商回收过程中全部开支称为回收投资成本，分别设为kτ、kτ，k代表回收努力系数。

根据以上假设，可以构造出绿色制造商、传统制造商、绿色零售商和传统零售商的期望函数分别为：

2 模型构建与分析

2.1 合作—合作结构下的均衡决策。当绿色与传统闭环供应链均为合作情形下的决策时，零售商和制造商作为一个整体进行联合决策，以供应链的利润最大化为目标。决策顺序如下：绿色闭环供应链参与者协商决定绿色产品的零售价p和绿色度g，同时传统闭环供应链参与者协商决定传统产品的零售价p。

证明：根据式（1）至式（4），绿色闭环供应链和传统闭环供应链的总期望函数分别为：

2.2 非合作—非合作结构下的均衡决策。当绿色闭环供应链和传统闭环供应链均为非合作情形下的决策时，决策顺序如下：（1）绿色闭环供应链的制造商决定绿色产品的批发价格w和绿色度g。同时，传统闭环供应链的制造商决定传统产品的批发价格w；（2）绿色闭环供应链和传统闭环供应链的零售商根据制造商的决策同时决定绿色产品和传统产品的零售价p和p。

2.3 合作—非合作结构下的均衡决策。当绿色闭环供应链和传统闭环供应链为合作—非合作模型时，决策顺序如下：（1）传统闭环供应链的制造商决定传统产品的批发价格w。（2）传统闭环供应链的零售商决定传统产品的零售价格p；同时，绿色闭环供应链的制造商和零售商协商决定绿色产品的零售价p和绿色度g。

2.4 非合作—合作结构下的均衡决策。当绿色闭环供应链和传统闭环供应链为非合作—合作模型时，决策顺序如下：（1）绿色闭环供应链的制造商决定绿色产品的批发价格w、g。（2）绿色闭环供应链的零售商决定绿色产品的零售价格p；同时，传统闭环供应链的制造商和零售商协商决定决定传统产品的零售价p。

3 模型分析

由引理1可知，合作—合作结构下绿色闭环供应链的期望利润不小于非合作—合作结构下绿色闭环供应链的期望利润。合作—合作结构下传统闭环供应链的期望利润不小于合作—非合作结构下传统闭环供应链的期望利润。当传统闭环供应链选择合作决策时，绿色闭环供应链也会选择合作决策；当绿色闭环供应链选择合作决策时，传统闭环供应链也会选择合作决策。也就是说，合作—合作结构是一个纳什均衡。

由引理2可知，非合作—非合作结构下传统闭环供应链的期望利润小于非合作—合作结构下传统闭环供应链的期望利润，非合作—非合作结构下绿色闭环供应链的期望利润小于合作—非合作结构下绿色闭环供应链的期望利润，当消费者绿色偏好比较大时，如果传统闭环供应链选择非合作决策，那么绿色闭环供应链倾向于选择合作决策；如果绿色闭环供应链选择非合作决策，那么传统闭环供应链倾向于选择合作决策。也就是说，如果一方选择非合作决策，另一方合作决策时的结构也是均衡决策。综合引理1、引理2，无论对方选择什么决策，另一方都倾向于选择合作决策。

4 数值算例

首先进行最优决策和最优期望利润对比，根据已知结论，可以得到表2和表3：

表2 四川渠道结构下绿色与传统制造商、绿色与传统零售商最优决策

表3 四种渠道结构下绿色与传统制造商、绿色与传统零售商、绿色与传统闭环供应链系统整体最优期望利润

根据表2、表3可知：（1）四种渠道结构下，制造商的利润都高于零售商的利润，这是由于制造商作为主导者，在决策中占优势，拥有优先决策的权力。绿色闭环供应链采取合作决策时，绿色产品的绿色度高于非合作决策时的产品绿色度，这说明从环保角度出发，政府和社会会促进绿色闭环供应链采取合作决策。非合作—非合作模型下绿色与传统产品的零售价最高，此时绿色与传统产品零售商的期望利润最高。（2）如果传统产品闭环供应链选择合作模型进行决策，那么绿色产品闭环供应链也会选择合作模型进行决策，此时该系列产品的市场整体占有率最高，绿色与传统产品的零售价格最低，虽然达到纳什均衡，但没有达到帕累托最优，形成了囚徒困境。如果传统产品闭环供应链选择非合作模型进行决策，那么绿色产品闭环供应链会选择合作模型进行决策，此时，绿色产品的绿色度达到最高。也就是说不管传统产品供应链选择哪个模型进行决策，绿色产品供应链都倾向于选择合作模型进行应对。

此处探究消费者绿色偏好对闭环供应链各参与者以及系统整体利润的影响。（1）根据图2、图3可知，当消费者绿色偏好γ不断增大时，绿色制造商和绿色零售商的期望利润在非合作—非合作、非合作—合作模型下是不断增加的，当γ最大为1时，绿色制造商与绿色零售商的期望利润达到最大。在非合作—非合作模型下绿色制造商与绿色零售商的期望利润变动幅度大于非合作—合作模型下绿色制造商与绿色零售商期望的利润变动幅度。这表明消费者绿色偏好对制造商期望利润的影响力大于对零售商期望利润的影响力。（2）根据图4、图5可知，当消费者绿色偏好γ不断增大时，传统制造商的期望利润在非合作—非合作模型下是不断增大的；在合作—非合作模型下是在渐进线左侧不断减少，在渐进线右侧先减少后增加；传统零售商的期望利润在非合作—非合作、合作—非合作模型下是不断增加的，当γ最大为1时，传统零售商的期望利润达到最大。图5表明，在交点左侧，非合作—非合作模型下传统零售商的期望利润大于合作—非合作模型下的期望利润，在交点右侧，情况相反。（3）根据图6、图7可知，当消费者绿色偏好γ不断增大时，合作—合作、非合作—非合作、非合作—合作模型下绿色闭环供应链和传统闭环供应链的期望利润是不断增加的，当γ最大为1时，绿色闭环供应链和传统闭环供应链的期望利润达到最大。当消费者绿色偏好γ不断增大时，合作—非合作模型下绿色闭环供应链的期望利润在渐进线左侧不断增加，在渐进线右侧不断减少；传统闭环供应链的期望利润在渐进线左侧不断减少，在渐进线右侧先减少后增加。综上所述，消费者绿色偏好对不同渠道结构下的模型影响基本是积极的，且随着消费者绿色偏好的增大，影响幅度也在逐渐增加。

图2 不同渠道结构下随γ变化的绿色制造商期望利润

图3 不同渠道结构下随γ变化的绿色零售商期望利润

图4 不同渠道结构下随γ变化的传统制造商期望利润

图5 不同渠道结构下随γ变化的传统零售商期望利润

图6 不同渠道结构下随γ变化的绿色闭环供应链期望利润

图7 不同渠道结构下随γ变化的传统闭环供应链期望利润

5 结 论

本文在模糊环境下对由一个绿色制造商、一个绿色零售商组成的绿色闭环供应链和一个传统制造商、一个传统零售商组成的传统闭环供应链之间的渠道决策进行研究。通过三角模糊数表示绿色产品生产成本以及市场需求，同时在研究中考虑了消费者绿色偏好的影响，在合作—合作、非合作—非合作、合作—非合作以及非合作—合作四种不同结构下对闭环供应链模型进行分析，得到了绿色与传统制造商、零售商的最优决策。同时，通过数值算例对研究结果进行验证，并分析了消费者绿色偏好对绿色制造商、绿色零售商、传统制造商、传统零售商、绿色闭环供应链系统、传统闭环供应链系统的期望利润的影响。研究结果表明：合作—合作决策是一种纳什均衡决策；在消费者绿色偏好较大时，非合作—合作决策、合作—非合作决策也是一种纳什均衡决策；消费者绿色偏好的增加有助于给绝大多数供应链系统及其参与者带来利润的增加；合作—非合作决策可以最高限度的提高产品绿色度的增加。在此基础上，可以考虑对多个制造商或零售商组成的供应链之间的竞争进行研究，也可以考虑对更多模糊变量下的供应链之间的竞争进行研究。