零售商公平关切下双渠道绿色供应链的定价及协调机制研究

吴成锋 林帅成 徐春凤

(1.青岛科技大学经济与管理学院，山东 青岛 266061；2.青岛大学商学院，山东 青岛 266061)

一、引言与文献综述

随着全球环境形势变得越来越严峻，我国政府也在探寻能够应对的绿色经济发展模式，供应链的成员在决策时更多地考虑消费者绿色偏好所带来的影响。因此，研究企业是否需要生产绿色产品以及企业对于产品绿色度的侧重具有一定的必要性。Srivastava(2007)[1]和Fahimnia等(2015)[2]对绿色供应链研究现状进行综述，并强调该领域的研究机遇；Zhu和He(2015)[3]讨论了产品绿色度对供应链决策的影响。另外，随着电子商务的快速发展和物流配送能力的升级，很大程度上改变了传统的销售模式，更多企业在线下零售渠道之外开通了线上电子零售渠道，形成了双渠道供应链体系。零售商在销售绿色产品时，可能会出现因贮存不当、价格过高导致消费者不买账的现象，在一些大型绿色产品的供应链中，居于主导地位的供应商往往仅负责产品的生产和供应，而位于下游的零售商则面临很多劣势，如在保存和销售绿色产品时需投入额外的绿色保护成本，这会使零售商的正常利润面临削减的风险，从而产生不公平感即公平关切行为。零售商具有公平关切行为会导致产品的绿色度下降，由于达不到消费者的绿色偏好需求，供应链的收益也随之下降。因此，在绿色供应链的背景下，设计合理的契约实现具有公平关切行为的零售商在线上和线下渠道与制造商之间的协调，具有非常重要的实践意义。

有关双渠道供应链，在宏观方面，Chiang和Hess(2003)[4]总结讨论了双渠道供应链中直销与零售渠道的直接与间接利润的关系，并对此做战略分析；Jamali和Rasti(2018)[5]在中心化和去中心化两种情况下研究了制造商生产绿色产品与非绿色产品对供应链的影响；Kittaka(2021)等[6]通过一个产品垄断的供应商来分析实体与电子零售商之间的竞争。政府号召绿色经济发展的低碳供应链背景下，杨仕辉和余敏(2017)[7]基于碳配额与碳交易政策，得出了最优减排率及最优定价；叶欣和周艳菊(2021)[8]、王文隆等(2021)[9]研究了双渠道低碳供应链的最优决策及如何进行协调。在过去，学者们对由直销渠道和零售渠道组成的渠道供应链进行了大量的研究，而当下，由于线上渠道和传统渠道市场的并行存在，本文对由线上和线下渠道组成的双渠道供应链的研究显得更具现实意义。

以往供应链的相关研究大都未考虑决策者的风险态度，Ho和Zhang(2008)[10]通过不同的实验进行探索，表明了人们在现实中进行决策时并非完全理性的态度，而是伴随某种行为偏好，这也进一步证实了在供应链中公平关切行为的普遍存在。国内外学者关于公平关切的研究方法大体分为两种，一种是Nash讨价还价公平关切，以自身利润与集中理想决策下的利润为参考；另一种则是以双方利润之差为作为依据来描述效用函数。在Nash讨价还价的这种公平关切行为下，张旭和张庆(2017)[11]研究零售商存在公平关切行为的生鲜供应链协调机制，Sharma等(2019)[12]研究了具有期权合约的供应链中的最优决策。在引入参考点来表达公平关切行为下，Caliskan等(2010)[13]在制造商和零售商都存在公平关切下研究了非线性需求下的渠道协调，黄辉等(2018)[14]分析了公平偏好对绿色供应链最优策略的影响；张冲等(2020)[15]讨论了FS和BO模型对延期支付以及订货周期的影响，李重莲等(2021)[16]研究了制造商、渠道商以及零售商存在双向公平关切的线上线下融合设计。本文在双渠道绿色供应链中，利用引入参考点构建存在公平关切行为零售商的效用函数并进行讨论。

由于双渠道供应链之间的渠道冲突、上下游存在公平的关切行为以及生产绿色产品所需要的成本等的原因都会使供应链的收益达不到最优，因此，有关供应链的契约协调是必要的。常见的契约协调方法如收益共享、成本共担和价格折扣契约等，杜少甫等(2010)[17]则是在公平关切下讨论批发价契约、收益共享契约和回购契约三种契约协调对供应链绩效的影响，Jaber等(2013)[18]是通过供应商和买方的协调机制来分析不同方案的影响；周艳菊等(2017)[19]通过共担一定的广告与减排成本的协调契约来分析对供应链的影响。另外，也有一些少见的契约协调方法同样适用，Taylor(2002)[20]通过零售商的渠道返利的协调契约讨论对供应链的影响，Basiri和Heydari(2017)[21]研究一种可替代的绿色产品代替非绿色的传统产品的协调模型。本文则是通过绿色成本共担+两部定价契约的协调方式进行相关的研究，为供应链各成员给出最优决策，使得双方以及供应链总体达到最大收益，同时为各企业进行相关生产提供一定的理论指导，这也是本文理论价值的所在。

无论是制造商、零售商还是消费者对产品的绿色度都较为关注，产品绿色度的高低从不同方面影响供应链各成员的收益，故以产品的绿色度为切入点进行相关研究。零售商的公平关切行为同样影响着供应链双方的收益，供应链双方因公平关切、分散决策下的边际效应等因素使得双方收益不能达到最优，需通过协调使得双方达到集中决策下的收益。综上，本文在双渠道绿色供应链中考虑零售商具有公平关切行为，假设在博弈过程中制造商处于主导地位，讨论集中决策、分散决策下有无公平关切的三种情况的最优定价策略，并通过绿色成本共担+两部定价契约进行协调，使供应链双方的收益达到最优。

二、问题描述与参数界定

图1 双渠道绿色供应链模型结构图

表1 双渠道绿色供应链模型符号说明

三、模型构建及其求解

在双渠道绿色供应链中研究集中决策与分散决策的定价策略，之后考虑分散决策下零售商具有公平关切的行为的最优决策并进行对比。此时，供应链线上和线下渠道需求函数分别如下:

d1=sa-p1+αθ

(1)

d2=(1-s)a-p2+αθ

(2)

制造商、零售商和总体供应链的利润分别为:

(3)

πr=(p1-w)d1+(p2-w)d2

(4)

(5)

(一)集中决策(无公平关切)

进一步，根据命题1求得需求函数与双渠道绿色供应链总利润如下：

(6)

(7)

(8)

(二)双渠道供应链分散决策(无公平关切)

进一步，根据命题2求得线上和线下的需求函数以及各方利润为：

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

命题3：各决策变量、需求和利润与绿色偏好度α的敏感性为：

通过命题3看出，消费者对产品的绿色偏好度越大，产品对应的绿色度、批发价以及零售价都会增高，虽然产品价格不断上升，但消费者更喜欢购买绿色度更高的产品，因此线上及线下的需求随之上升，进而使得供应链双方的利润提高。

命题4：供应链集中与分散决策下的各决策变量、需求以及供应链总利润的关系为：

分散决策时，产品的绿色度低于集中决策，且消费者需求随之减少，最终导致供应链的总利润也降低。由于分散决策下制造商和零售商作为供应链中独立的两个成员，在决策时仅考虑自身利益，而集中决策时供应链成员作为整体追求最高利润，所以产生这种现象。

(三)双渠道供应链分散决策(有公平关切)

基于理性假设基础上的双渠道绿色供应链的决策结果会与决策者实际行为之间出现偏差，且现实中人们也会关注供应链中对方与自身的收益差距进行决策，即公平关切行为。因此在双渠道绿色供应链中进一步考虑零售商具有公平关切行为时的决策情况，给出零售商在公平关切下的效用函数如下：

(14)

该效用函数包括两部分，其中，πr为零售商的利润函数，λ(μπm-πr)为公平关切效用，另外，当λ=0时表明零售商无公平关切行为，随着λ的增大，意味着零售商的公平关切程度越高。此时，零售商以其效用函数Ur最大化来进行求解，零售商的利润也随其效用的变化而改变。

命题5：分散决策零售商公平关切下最优解如下：

进一步，根据命题5求得需求函数及各主体收益：

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

命题6：分散决策下，有无公平关切下的各决策变量、需求以及制造商利润的变化如下：

第一，零售商公平关切下产品的绿色度、批发价和零售价均小于无公平关切情形。

第二，零售商公平关切下产品的线上线下需求量小于无公平关切情形，随着零售商公平关切行为的产生，制造商利润下降而零售商的收益得到提高。

这说明，在线上和线下竞争的双渠道绿色供应链下，零售商在决策时越来越关注制造商的收益，加剧了分散决策下的边际效应，使得产品的绿色度、批发价和零售价降低，使得受消费者绿色偏好影响的市场需求也降低，导致制造商甚至整个供应链收益的降低，形成恶性循环。

命题7：零售商的公平关切行为对供应链决策、需求以及利润的影响如下：

第一，零售商公平关切分散决策下产品的绿色度、批发价、线上线下零售价与公平关切系数和利润尺度系数成反比。

第二，零售商公平关切分散决策下产品的线上与线下需求量、制造商的利润与公平关切系数和利润尺度系数成反比，而零售商的收益与公平关切系数和利润尺度系数成正比。

由此看出，随着公平关切程度越高，零售商会越关注对方的利润并针对其利润大小决策，使零售商利润越来越高；而产品的批发价、线上及线下渠道的需求量随公平关切程度的增加而减少，导致制造商利润随之减少。总的来说，λ和μ越大，零售商越关注制造商的利润且会加大对制造商讨价还价，而制造商也不会轻易让步，使得供应链双方的合作关系恶化，同时导致了供应链的总利润的降低，建立合适的契约使供应链双方均获益才能形成“双赢”的局面。

四、双渠道绿色供应链的契约协调方案设计

虽然渠道竞争给供应链带来边际效应，但线下渠道为消费者提供信息度更为透明的产品，线上渠道则可为消费者提供更为实惠的产品，将双渠道结合也有益于提升供应链的销量，命题7表明分散决策中，供应链的双方因为零售商的公平关切因素使得双方收益受到影响，因此，为了使得供应链的双方形成共赢发展的趋势，进一步讨论零售商公平关切下双渠道绿色供应链的契约协调，使供应链双方利润最大化并达到集中决策。首先引入绿色成本分担契约—由于制造商生产绿色产品需要支付所有的绿色成本，而零售商同样享受到绿色产品带来的更高收益，存在一定的“搭便车”行为，因此零售商理应承担一定比例φ的绿色成本。由此，在这种契约协调下，制造商利润函数、零售商的利润与效用函数表达式如下：

(20)

(21)

(22)

分析绿色成本分担契约协调下双渠道供应链各主体收益及总收益随契约比例φ的变化趋势，可得：

(23)

(24)

(25)

至此，存在零售商公平关切的双渠道绿色供应链在绿色成本共担+两部定价契约下完成协调。

五、数值分析

(一)三种双渠道供应链决策模型的对比分析

为了进一步验证命题的准确性，并分析绿色成本共担+两部定价契约对具有关切行为的双渠道绿色供应链协调的合理有效性，本节通过数值模拟进行论述。假设a=100，s=0.4，c=5，k=55，α=5，λ=0.8，μ=0.5。将上述参数分别代入无契约协调的集中与两种分散决策下的各决策变量、需求、利润以及效用值如表2所示。

表2 集中、分散以及零售商公平关切分散决策下双渠道绿色供应链的各数值

由表2可以看出，与集中决策进行对比，分散决策下供应链的双方为了获得更高的收益而增加了线上以及线下的零售价，当商品零售价增加时，价格敏感的消费者对商品的需求随之减少，导致制造商利润降低，也导致双方的总收益相较于集中决策时降低。

在零售商公平关切影响下，供应链中的批发价、线上线下零售价以及线上线下需求相对于分散决策下均减少。对于制造商而言，由于批发价和销量的降低，所以制造商收益降低；但对于零售商而言，因商品批发价降低的幅度较大，使得零售获取了更高的利润差，因此零售商的收益越来越高。通过表2也发现，虽然零售商收益上升，但制造商利润降低的幅度更大，使得供应链的总利润也降低。

(二)绿色偏好度对供应链的影响分析

下面研究双渠道绿色供应链中的绿色偏好度α与各个决策变量以及需求量和各主体收益的变化关系，采用控制变量法，以α为变量，其余值与前文假设保持一致。为此，运用MATLAB软件对上述模型进行仿真分析，以分散决策(无公平关切)情况为例进行讨论(见图2)。通过图2(a)(b)看出，产品绿色度、批发价、线上及线下零售价均与绿色偏好度成正比，且随着绿色偏好度的增大，各决策变量的变量率也不断增加，既有利于产品绿色度的提高，又提高了批发价及零售价，供应链双方获利。通过图2(c)(d)可见，随着绿色偏好度的增大，需求量、主体利润以及供应链总利润都增大。绿色偏好度的提高使得上下游的批发价和零售价上升，消费者需求却没因价格的上升而减少，所以使得双方的收益都有所提升。总的来说，双方需要互相激励加大对产品的绿色投入从而获取更高的收益。

(a)绿色度的变化趋势

(三)零售商公平关切行为对供应链的影响分析

研究供应链中零售商的公平关切系数λ以及利润尺度系数μ与决策变量以及各主体收益的关系，以μ和λ为变量，其余值与前文假设保持一致，以分散决策(有公平关切)情况为例讨论(见图3)。

由图3(a)(b)看出，产品绿色度、批发价、线上线下零售价与零售商公平关切系数和利润尺度系数成反比，且变化较为明显，零售商的公平关切行为在一定程度上影响了产品的绿色度以及产品的各方面价格。通过图3(c)看出，随着λ和μ的增加，线上及线下的需求量在逐步降低，可见，零售商的公平关切行为在一定程度上影响消费者从而降低了双渠道供应链的需求量。结合图3(d)，明显看出，随着λ和μ即零售商公平关切行为程度的增加，制造商的利润不断降低，而零售商的利润不断上升。总体来说，λ和μ对各决策变量整体的变化趋势大体相同，而对供应链的双方影响大不相同，这种单边收益的行为从一定程度上影响供应链的总收益，因此需要进行协调使得供应链整体得到优化。

(四)绿色成本共担+两部定价契约协调分析

以双渠道绿色供应链的契约协调方案设计为例讨论，各变量与前文假设一致，代入数值将协调后总收益与集中决策的利润进行比较(见表3)，进一步验证绿色成本共担+两部定价的协调机制能否使得供应链协调。

(a)绿色度的变化趋势

表3 T变化时供应链各主体利润的情况

由表3可知, 绿色成本共担+两部定价契约下供应链各成员收益均高于分散决策时各成员的收益，协调后的供应链实现了帕累托最优，协调后供应链的整体利润等于集中决策情况，故绿色成本共担+两部定价契约可以完全协调存在零售商公平关切行为的双渠道绿色供应链。

六、结论

本文基于消费者绿色偏好，研究了零售商存在公平关切行为的线上线下双渠道供应链的定价及协调策略，基于博弈论构建集中决策以及有或无公平关切分散决策下定价决策，在此基础上分析消费者绿色偏好程度以及公平关切因素对供应链上各主体进行决策的影响。为解决零售商公平关切行为给供应链双方带来的收益不均衡问题，使得供应链中双方的利润最大化并达到集中决策，设计绿色成本共担+两部定价契约来协调双方之间的收益，最终借助MATLAB软件进行数值模拟，进一步得出契约协调的最优区间。得出如下结论。

第一，与集中决策相比，分散决策下产品的零售价更高但绿色度变低，且产品的销量和供应链总利润降低。分散决策下，制造商和零售商是追求自身利益最大化的独立主体，且零售商的公平关切行为会进一步加剧供应链的边际效应，而集中决策则作为一种理想化的最优决策，是实际情况进行比较的基准。

第二，随着消费者绿色偏好的增加，制造商和零售商应加大对绿色产品的投入和努力程度，这样不仅会刺激对绿色产品偏好的消费者的需求，而且也会提高制造商、零售商的收益从而使得整个供应链总收益提升。

第三，对于制造商而言，其批发价、线上及线下需求量与λ和μ成反比，因此制造商利润也随着零售商公平关切程度的增加而减少，这说明零售商的公平关切行为使得上下游之间的合作关系起到一定的影响且难以协调，最终导致企业上游利润的损失。

第四，对于零售商而言，一定的公平关切行为虽然会增加自身的效用，但随着公平关切系数的增加，整个供应链的销量将减少，使得供应链总利润降低。当供应链进行绿色成本分担时，双渠道绿色供应链不能达到协调状态，在此基础上采取两部定价契约，这样不仅制造商和零售商的收益较分散决策无协调的情下有所提升，而且双渠道绿色供应链达到完全协调，从而使得双方在线上线下渠道供应链形成了互补合作的良好局面。