基于成本分担和公平关切行为的绿色供应链决策研究

肖美丹,张梦佳

(河南农业大学 信息与管理科学学院，河南 郑州 450000)

1 引 言

工业化进程的不断加快导致了资源枯竭和环境污染等一系列生态问题，因此不仅国家出台了各种环保政策和规定，消费者也愈加关注产品的环保性能。在此背景下，制造企业纷纷研发和生产绿色产品，绿色供应链运作模式开始受到广泛关注。然而绿色产品的研发、生产要消耗大量的资金，为了扩大市场销售，零售企业也需要进行广告、宣传等营销活动，因此，绿色供应链的定价以及绿色度决策成为值得研究的问题。

基于此研究背景，国内外学者将绿色度和营销努力作为影响需求的重要因素，对供应链运营展开了丰富的研究。其中，Jamali[1]研究了双分销渠道下绿色和非绿色产品的定价及绿色度决策；林志炳[2]探讨了企业社会责任对绿色制造策略的影响；Taleizadeh[3]通过考虑多种营销努力支持模型，探讨了营销努力对双渠道闭环供应链的影响；Ma[4]研究了质量水平与营销努力影响下不同权力结构供应链的最优渠道策略；高举红[5]在考虑了绿色度和销售努力的模型中，对比了低价促销策略和绿色营销策略的优劣，并指出低价促销策略对供应链绩效提升作用更加明显；尚文芳[6]基于政府补贴视角，研究了补贴对象不同时产品绿色度、销售努力及最优补贴率的变化情况；Mondal[7]构建两周期闭环供应链模型，研究了产品绿色创新、营销努力与回收再制造活动的交互影响作用。

另一方面，企业要实现绿色发展，必须付出巨大的成本代价，高昂的绿色研发成本一定程度上会打击制造企业的生产积极性，为了平衡制造商的收益与成本，往往要采取一定的协调机制，而成本分担是推动企业积极实施绿色供应链管理的核心途径。Dai[8]对绿色供应链中两种典型合作行为进行对比分析，并表示成本分担合同下的供应链利润是最优的；Ghosh[9]建立成本分担合同模型并表明成本分担合同可以提高企业的绿色化水平，增加供应链的利润；许格妮[10]在竞争供应链中考虑成本分担，研究了不同成本分担模式下的定价决策，以及竞争强度对成本分担模式选择带来的影响；闵杰[11]研究了供应链中的绿色投入成本和宣传成本互担情形下绿色供应链的定价及协调，并表明双向成本共担能够提高供应链整体绩效。

上述关于绿色供应链以及成本分担的研究主要基于供应链决策者“完全理性”这一经济学假说，然而在现实决策中，决策者往往会因“公平关切”心理而做出非完全理性决策。目前，已有部分学者将公平关切行为引入供应链决策中，并取得了一定的研究成果。其中，杜少甫[12]和浦徐进[13]分别基于Nash 讨价还价博弈思想研究了不同公平关切视角下供应链的均衡策略；姜林[14]在一个竞争供应链中研究了不同公平参照点下制造商和零售商利润的变化情况；石平[15]和杨浩雄[16]将公平关切理论引入绿色供应链，并表示公平关切程度的加大不利于供应链的绿色化决策；张玲红[17]和Zhou[18]分别研究了低碳供应链中零售商公平关切行为对不同策略的影响并对比分析了不同契约下供应链的协调情况；Qin[19]则构建了制造商公平关切模型，并探究了Nash讨价还价情形下零售商的成本分担比例。上述研究成果为本文研究提供了参考依据。

梳理文献可知，有关成本分担和公平关切的供应链研究已取得了丰硕的成果，但鲜有文献关注两者对供应链决策的双重影响，更鲜有文献将制造商公平关切和零售商公平关切纳入同一供应链决策问题中。因此，本文在文献[17]和文献[19]的基础上，进一步丰富和拓展绿色供应链的研究范畴，将零售商是否成本分担以及制造商、零售商不同公平关切行为同产品的绿色化决策相结合，探究了成本分担比例及公平关切系数对供应链决策及系统利润带来的影响，对企业实施绿色供应链管理具有一定参考价值。

2 问题描述与符号说明

本文研究一个制造商和一个零售商组成的二级绿色供应链系统。在该供应链系统中，制造商作为渠道领导者负责生产一种绿色产品，零售商负责对该绿色产品进行销售，并付出一定的营销努力，两者共同从绿色供应链中获利，此时，消费者的市场需求不仅受到价格的影响。也会受到产品绿色度和营销努力的影响，参考高举红[5]的研究，定义需求函数为：D=d-p+αg+βe，另借鉴Mondal[7]的处理方法，假设制造商的绿色研发成本为λg2，零售商的营销投入成本为ηe2。本文假定零售商营销活动产生的成本由自身承担，而制造商作为渠道上游的领导者，其收益的高低会影响产品的绿色投入，为了鼓励制造商的绿色生产行为，零售商需要考虑是否承担部分绿色研发成本。当零售商不进行成本分担时，制造商的绿色制造行为会受到影响，此时制造商会因自身投入了大量绿色研发成本而去关注渠道利润分配的公平性；当零售商承担部分绿色研发成本时，零售商会因自身成本增加、利润受损，也会关注渠道利润分配公平。本文模型中用到的参数及含义如表1所示，为保证模型结果的可行性，文中涉及的参数均大于零，且d>c。

表1 模型参数表示及含义

3 模型构建及结果

根据本文的假设说明，构建零售商无成本分担和零售商成本分担两种基本情景，并在不同情景下考虑渠道成员是否具备公平关切行为，从而对不同情形下的模型最优解进行计算分析。

3.1 零售商无成本分担

3.1.1公平中性情形

在该情形下，零售商不进行成本分担，并且制造商和零售商均是公平中性的，即双方不关注整条供应链的利润情况而将各自利润最大化作为决策目标，此时零售商承担营销投入成本，制造商承担绿色研发成本，两者之间进行Stackelberg博弈。制造商作为领导者，首先决定产品的绿色度和批发价格，零售商根据制造商的决策确定自身的营销努力水平和产品零售价，制造商、零售商以及供应链整体的利润函数分别为：

(1)

(2)

(3)

命题1 零售商无成本分担公平中性情形下，绿色产品的最优批发价、最优零售价、最佳绿色度及营销努力水平分别为：

进一步，将所求的最优均衡解代入式(1)和式(2)可得出制造商和零售商在公平中性时的最大利润为：

此时，供应链整体利润为：

3.1.2制造商公平关切情形

(4)

此时的零售商为公平中性，其决策目标仍然是自身利润最大化，其利润函数与公平关切时的利润函数相同，即：

(5)

命题2 零售商无成本分担制造商公平关切情形下，绿色产品的最优批发价、最优零售价、最佳绿色度及营销努力水平分别为：

此时，供应链各方成员的利润为：

进一步，可求出供应链整体利润以及制造商公平关切时的效用为：

证明：易知

推论1表明制造商的批发价与其公平关切程度正相关，而绿色度与其公平关切程度负相关，即随着制造商公平关切程度的增大，批发价逐渐提高，而产品的绿色度水平却逐渐降低。这是因为当制造商开始关注公平时，其决策行为会变得相对保守，以期通过提高批发价、降低绿色投入来获得短期内的收益。但是，制造商的公平关切行为最终会导致供应链各方成员利润受损，这是因为制造商注重短期内的收益而忽略了长远利益，批发价的提高和产品绿色度的降低不利于市场需求的扩张，从而导致供应链各方利润随着公平关切程度的增大而减少。另外，从推论1中的(2)可以看出，制造商的效用先随着公平关切程度的增大而增大，后随着公平关切程度的增大而减小，这是由于当制造商关注公平时，短期内利润的获取使得其表现出效用上的满足感，但当制造商过分关注公平时，供应链渠道利润分配会出现失衡，导致制造商自身效用受到一定损害。

3.2 零售商成本分担

考虑到供应链整体的协调性，在本节中，零售商愿意承担一部分绿色研发成本，假设零售商成本分担的比例为μ(0<μ<0.5)，则制造商成本分担的比例为1-μ，本节包含公平中性和零售商公平关切两个模型。

3.2.1 公平中性情形

若零售商不考虑渠道公平，双方均追求的是自身利润最大化，此时制造商和零售商各自的利润函数可表示为：

(6)

(7)

供应链整体的利润函数可表示为：

(8)

命题3 零售商成本分担公平中性情形下，绿色产品的最优批发价、最优零售价、最佳绿色度及营销努力水平分别为：

将所求的最优均衡解代入式(6)和式(7)可得出制造商和零售商在公平中性时的最大利润为：

此时，供应链整体利润为：

推论2表明在零售商愿意承担绿色研发成本而不考虑渠道公平的情景下，随着零售商成本分担比例的增大，产品的批发价、零售价、绿色度以及营销努力水平都会提高。与此同时，制造商的利润也会增大，即零售商成本分担行为对于制造商而言是有利的，但随着成本分担比例的增大，零售商自身利润会逐渐减少，这是由于零售商承担绿色研发成本时加重了自身负担，并且这种负担并不会因零售价提高带来的收益而抵消，说明零售商成本分担行为对于自身而言是不利的，这会导致零售商因成本负担过重而利润受损。另外，供应链整体利润并不总是与成本分担比例呈正比，只有当成本分担比例低于1/3时，供应链整体利润才能获得令人满意的增长，这是因为当零售商承担的成本比例高于1/3时，过高的成本分担费用会让零售商自身利润遭到严重损失，从而导致渠道失调，此时，供应链整体利润会出现下降趋势。

证明：易知

推论3表明在公平中性的供应链系统中，零售商参与成本分担时，产品的批发价、零售价、绿色度以及营销努力水平都相比零售商不参与成本分担时有所提高，并且供应链整体利润也优于不参与成本分担时的利润。这是因为当零售商愿意分担绿色研发成本时，降低了制造商的负担，此时的制造商会加大对绿色产品的投入，做出更高水平的绿色度决策，因此产品的绿色度和批发价都会提高；而此时的零售商为了追求自身利益也会提高产品零售价以及加大营销力度，双方的行为最终使得供应链整体收益提高，因此零售商的成本分担行为对于供应链系统而言是有益的。

3.2.2 零售商公平关切情形

(9)

在该模型中，制造商为公平中性，在决策过程中仍然关注的是自身利润最大化，因此制造商的利润函数可表示为：

(10)

命题4 零售商成本分担零售商公平关切情形下，绿色产品的最优批发价、最优零售价、最佳绿色度及营销努力水平分别为：

结合式(9)可知，该模型下零售商的最大效用为：

推论4表明当零售商考虑成本分担时，无论零售商是公平中性还是公平关切，产品的批发价、零售价、绿色度以及营销努力水平都会随着成本分担比例的增大而逐渐提高，并且制造商利润也随成本分担比例的增大而增大。这是因为零售商成本分担能够减轻制造商的负担，并且这种行为不会受到公平关切行为的影响，即零售商成本分担行为对制造商而言总是有利的。但是当零售商关注渠道利润分配公平性时，零售商的利润以及供应链整体利润与成本分担比例之间的关系会受到零售商公平关切系数的影响，即当零售商公平关切程度超过一定阈值时，零售商利润会随着成本分担比例的增大而增大，这表明零售商的公平关切行为达到一定程度时可以弥补其因成本分担而导致的利润损失。这是因为当零售商关注渠道公平时，其会为了追求利润分配公平而调整自身的决策水平。供应链整体利润的变化趋势与零售商利润变化有相似之势，但不同的是当零售商的公平关切程度较小时，供应链整体利润会随着成本分担比例的增大先增大后减小，这可能是因为零售商较低的公平关切水平不足以抵消其因成本分担承受的利润损失，并且随着成本分担比例的增大，供应链渠道出现失调，最终导致整体利润受损。

证明：易知

推论5表明在考虑零售商成本分担的供应链系统中，零售商公平关切行为与其自身的零售价和营销努力水平呈反比。这说明零售商关注渠道利润分配时，想通过降价的方式来扩大市场需求；与此同时，通过减少营销投入来压缩成本，从而获取更多的利润。另外，还可以得知制造商会因零售商的公平关切行为而导致自身利润受损，并且零售商的公平关切行为越强，制造商的利润受损越严重，而零售商的利润则会随着其公平关切程度的增强而逐渐增大。供应链整体利润的变化与公平关切系数之间的关系取决于成本分担比例，当零售商的成本分担比例低于1/3时，供应链整体利润会随着零售商公平关切系数的增大而减小；当零售商的成本分担比例超过1/3时，供应链整体利润的变化会出现公平关切临界值，并且当零售商公平关切程度大于此临界值时，供应链整体利润会减少。这说明零售商因成本分担比例的增大而过分关注渠道公平时，会对供应链系统产生不利影响。

4 数值分析

由于模型部分计算结果的复杂性，为了更加直观清晰地表示结果以及验证模型结论的正确性，在这一部分进行数值模拟分析，主要探讨零售商成本分担比例以及不同决策主体公平关切系数对供应链最优决策以及利润的影响。根据参数的满足条件，对模型基本参数进行赋值，其中，d=100,c=20,α=5,β=3,λ=30,η=15,b=0.3。

4.1 零售商成本分担比例的影响

设定θ=1,γ=2，根据参数赋值结果，运用Mathematica软件对模型进行仿真，得到零售商考虑成本分担时，随着成本分担比例的变化对不同模型最优决策、供应链各成员利润以及供应链整体利润的影响(如图1至图5所示)。

图1 μ对w和p的影响

由图1和图2可以看出，无论零售商是否考虑渠道公平，随着其成本分担比例的增加，产品的批发价、零售价、绿色度以及营销努力水平均有所提高，且wS>wrf,pS>prf,gS>grf,eS>erf。这是因为当零售商公平中性时，双方都将自身利润最大化作为决策目标。为了刺激市场需求，双方均加大成本投入以提高产品的绿色度和营销努力水平，因此产品价格也会随之增高。当零售商公平关切时，零售商会因公平性而与制造商进行利润竞争，在竞争环境下，双方的决策趋于保守，因而相比零售商公平中性时，制造商和零售商的最优决策值有所降低。

图2 μ对g和e的影响

图3 μ对πm、πr以及πsc的影响

由图4和图5可知，零售商对渠道利润分配关注程度不同时，其利润随成本分担系数的变化会表现出不同趋势；供应链整体利润随成本分担比例变化而变化的趋势同样受到零售商公平关切系数取值的影响。这一仿真结果验证了推论4的正确性，同时也表明只有当零售商足够关注渠道公平，才能负担起因成本分担而带来的利润损失，此时的供应链系统才会避免因过高的成本分担比例而导致的系统失调。

图4 μ和θ对的影响

图5 μ和θ对的影响

4.2 零售商公平关切系数的影响

这一部分设定γ=2,μ=0.3，其他参数保持不变，得到零售商公平关切系数变化对供应链利润及效用的影响如图6、图7所示。

图6 θ对πm,πr,πsc的影响

图7 θ对um,usc的影响

4.3 制造商公平关切系数的影响

同样保持其他参数不变，这一部分设定θ=1,μ=0.3，可以得到制造商公平关切系数变化对供应链利润及效用的影响，如图8和图9所示。

图8 γ对πm,πr,πsc的影响

图9 γ对um,usc的影响

根据图8可以得知，制造商的公平关切行为不仅不能提高自身利润，而且对制造商以及整个供应链系统都是不利的，即制造商的公平关切是一种“损人不利己”的行为。从图9效用变化来看，制造商的公平关切行为虽然对自身利润不利但是会短暂带来效用上的满足感。另外从图9还可以得知，制造商公平关切行为对于供应链整体效用而言是不利的，随着公平关切系数的增大，供应链整体效用出现下降趋势，这给管理者一定的启示，即处在领导地位的制造商不应过多关注渠道利润分配公平，在其不考虑公平时，各方成员的利润处于较好的状态。

5 结 论

本文以制造商领导的单个制造商单个零售商组成的二级绿色供应链系统为研究对象，分别研究了零售商有无成本分担以及不同决策主体是否公平关切情形下绿色供应链系统中的最优定价决策、最佳绿色度水平及营销努力水平，并分析了成本分担比例及公平关切系数对供应链各成员最优策略及利润的影响，最后通过数值仿真进一步比较了不同模型下的利润变化趋势。得到以下主要结论：

(1)无论是否考虑公平，零售商的成本分担行为都有助于产品批发价、零售价、绿色度以及营销努力水平的提高，并且零售商的成本分担行为对制造商总是有利的。但对于零售商而言，成本分担带来的损失会因自身公平关切程度的不同而发生改变，并且供应链整体利润随成本分担比例的变化也会受到公平关切系数的影响。

(2)制造商的公平关切行为对于供应链系统而言是不利的，随着制造商公平关切程度的增大，产品的绿色化水平会逐渐降低，并且，制造商的公平关切行为不仅导致零售商利润受损，其自身利润也会随着公平关切程度的增大而减少，这对于供应链系统而言是一种不良现象。

(3)零售商关注公平时，制造商和零售商的最优决策值相比公平中性时有所降低，另外零售商的公平关切行为有助于自身利润的提高但是会导致制造商利润受损，并且供应链整体利润并不总是随零售商公平关切系数的增大而增大，而是受到零售商成本分担比例的制约。

本文的研究对企业实施绿色供应链管理具有一定借鉴意义，但仍然具有局限性：一方面，未来可以讨论多个制造商或多个零售商存在竞争时，公平关切行为对供应链决策的影响；另一方面，文中只考虑了传统销售渠道，未来研究可以扩展到线上、线下双渠道销售模型，更具实践价值。