绿色技术创新下考虑政府补贴和权力结构的供应链决策研究

纪海伦（江苏大学 管理学院，江苏 镇江 212001）

0 引言

世界范围内自然资源的短缺和环境的污染使得企业界和学术界都开始关注起了绿色供应链管理[1-2]。现如今在世界各国大力推进绿色经济发展的大前提下，企业实施绿色供应链管理显然已经成为了必然的趋势，作为一种较为前沿的管理机制，其主要目的是为了减少供应链中企业在材料采购、产品创新、生产、回收等活动中对自然环境产生的不良影响[3]，其对于可持续发展的重要性不言而喻。世界各国对于绿色供应链的发展给予了充分的财政支持。然而，随着对政府补贴研究越发深入，学者们已经注意到政府对绿色供应链的补贴在实施的过程中面临着许多的挑战，其中供应链的渠道权力结构对政府补贴的效率至关重要，在绿色供应链中发挥着重要作用。因此，如何在考虑政府补贴的前提下对不同渠道权力结构的绿色供应链决策提供最优的管理策略是现阶段急需要解决的问题。

近年来，由于绿色发展理念的普及，国内外关于政府对绿色企业进行补贴的相关研究如雨后春笋般层出不穷。其研究内容大致可分为两类：一类考虑的是不同的政府补贴模式，分析不同的补贴模式对绿色供应链中节点企业相关决策的影响。贺勇等[4]在绿色低碳发展的大背景下，探究了创新补贴和成本补贴两种不同的政府补贴模式和生产商碳减排方式之间的影响关系。Mitra和Webster[5]以补贴主体的差异性为研究切入点，探究了单独补贴再生产商或生产商以及同时补贴二者三种政府补贴模式下绿色供应链的最优定价等决策问题。而温兴琦等[6]则在考虑消费者绿色偏好的基础上，以不同的政府补贴模式为研究对象，在政府补助费用相同的条件下比较各种政府补助模式下补助效果的差异性。曹裕等[7-8]研究了有无政府补贴，不同协调策略以及供应链成员的行为偏好对供应链成员绿色努力行为和相关决策的影响。

另一类则是在单一的政府补贴模式下，探究政府补贴系数的变化对绿色供应链成员决策的影响。如朱庆华和窦一杰[9]率先在绿色供应链决策研究中以产品绿色度和补贴系数为研究的主体，探究了政府补贴比例的变化对供应商及其下游生产商最优决策的影响。魏守道和孙铭[10]在两条绿色低碳供应链中，探究了政府对消费者补贴情形下各个供应链成员的碳减排策略与其竞合关系抉择的问题。

当然，绿色供应链的发展不仅需要国家财政的支持，更需要核心企业在供应链中对上下游企业起到引领和促进的作用。因此，有众多的学者将供应链渠道权力结构纳入到了绿色供应链管理的研究中。如陈克兵等[11]在消费者环保意识不断增强的背景下，根据供应链节点企业之间不同的渠道权力结构建立了相应的主从博弈模型。刘名武等[12]在跨境电商的背景下考虑了关税，消费者绿色偏好等因素对供应链节点企业最优决策的影响，并横向比较了两种供应链权力结构的优缺点。唐书传等[13]在“碳达峰、碳中和”的大背景下，以不同权力结构的绿色供应链为研究对象，以零售商的社会责任为研究切入点并明确指出了消费者绿色偏好以及权力结构不同对生产商和零售商利润具有重要的影响。

鉴于以上考虑，本文在一个生产商和一个零售商构成的两级绿色供应链中，同时考虑了政府对生产商绿色技术创新成本补贴和供应链渠道权力结构的差异性对绿色供应链企业最优决策及绿色供应链整体利润的影响。通过数值仿真的方法探究政府补贴系数和权力结构的差异性对产品绿色度、产品零售价等最优决策的影响机理，以期为政府及绿色供应链成员的决策提供更丰富的理论参考。

1 问题描述及模型假设

1.1 问题描述

本文以政府对生产商绿色技术创新成本进行补贴为背景，在三种不同权力结构下，研究由一个生产商和一个零售商组成的两级绿色供应链决策问题：第一种权力结构是生产商在绿色供应链中占据主导地位；第二种权力结构是零售商在绿色供应链中占据主导地位；第三种权力结构是生产商和零售商在绿色供应链中地位平等。其中生产商确定其生产产品的绿色度e 并以批发价w (w>c)把产品批发给零售商，零售商以零售价p (p>w)把产品销售给消费者。

1.2 模型假设

出于研究需要，本文做如下假设:

（1）生产商对绿色技术的创新进行投资来生产绿色产品，绿色产品的成本可分为单位生产成本c 和绿色技术创新的投资成本Cd。

（2）生产商和零售商在决策过程中完全理性且均为风险中性，不考虑零售商的固定及销售成本。

（3）为了鼓励生产商增加绿色投入，政府对生产商的绿色技术创新成本进行一定比例的s∈[0,1]财政补贴[11]；绿色技术创新成本为；假设产品需求函数是关于产品绿色度和价格的线性函数，为：Q=a-bp+ne。相关参数及符号解释如表1所示：

表1 相关参数及符号解释

2 不同权力结构下的绿色供应链决策

下面建立并求解生产商主导、零售商主导和两者权力平等的绿色供应链决策模型（分别用上标M、R 和N 表示）。不同权力结构下的生产商与零售商博弈顺序不同将导致绿色供应链企业的最优决策存在显著差异。

2.1 生产商主导的Stackberg 博弈模型

当生产商占主导地位时,绿色供应链决策的参与主体包括一个生产商和一个零售商，二者进行的是生产商主导的Stackelberg 博弈。生产商在该供应链中占据优势地位，两者都以自身利益的最大化为决策目标，此时的博弈顺序为：第一阶段：生产商确定产品批发价w 和绿色度e；第二阶段：零售商根据生产商给出的产品批发价w 和绿色度e 再确定产品零售价p。此时生产商、零售商以及供应链整体利润函数如下：

再将最优决策wM*和eM*代入到表达式（4）中，可得到最优零售价pM*的决策表达式（8）：

最后同时将wM*,eM*,pM*的表达式分别代入到式（1）和式（2）中，即得到生产商和零售商的最优利润函数表达式（9）和式（10），式（9）与式（10）相加即得最优供应链整体利润，之后的供应链整体利润计算方式相同：

定理1 证毕。

2.2 零售商主导的Stackelberg 博弈模型

当零售商在绿色供应链中占主导地位时，绿色供应链决策的参与主体包括一个生产商和一个零售商，二者进行零售商主导的Stackelberg 博弈，两者都以自身利益的最大化为决策目标，此时的博弈顺序与2.1 相反，决策内容相同。为便于求解，令p=w+m，其中m 为零售商单位产品的边际利润[11]，此时生产商、零售商以及供应链整体利润函数如下：

2.3 生产商和零售商地位平等的Nash 博弈模型

当生产商和零售商两者在绿色供应链中地位平等时，绿色供应链决策的参与主体包括一个生产商和一个零售商，二者进行Nash 博弈，在整个博弈过程中无主从之分，两者同时以实现各自利益的最大化为决策目标，在生产商决策产品的绿色度e 和批发价w 的同时零售商决策产品零售价格p。

3 三种权力结构下绿色供应链决策的比较

下面将对三种权力结构下绿色供应链主体的最优决策进行比较分析，探究渠道权力结构的差异性对绿色供应链决策的影响机理。将三种不同权力结构下的绿色供应链企业最优决策进行比较分析，可得如下命题。

命题3、4、5 的证明过程与命题1、2 证明过程类似，不再一一赘述。

4 数值仿真分析

上述数学模型主要分析了政府对生产商进行创新成本补贴时三种渠道权力结构下的绿色供应链最优决策，下面结合实际情况对模型内的有关参数进行赋值，进一步观察分析政府对绿色技术创新成本的补贴比例以及权力结构的不同对绿色供应链决策的影响并验证相关的结论。令a=200,b=10,n=4,k=16,c=10，s 在[0,0.7]内变化[12]，设置的参数满足关于参数间关系的假设。

4.1 政府补贴对绿色供应链决策的影响分析

从政府补贴比例对批发价、零售价及产品绿色度的影响角度来看，由图1 至图3 可知，无论在哪种权力结构下，政府对生产商绿色技术创新成本补贴比例总是对绿色产品批发价、零售价及绿色度有着正向的影响。

图1 政府补贴比例对产品批发价影响图

图2 政府补贴比例对产品零售价影响图

图3 政府补贴比例对产品绿色度影响图

因为当生产商获得的补贴力度不断增大时，相当于生产商提升相同单位的产品绿色度和市场需求时所花费成本不断减少，因此其利润不断提高。在这种情形下，生产商会更积极的提高自己产品的绿色度从而提高绿色产品的批发价格使得自身的利润持续提高。因为生产商产品的批发价的不断提高，下游零售商要想获得批发价提高之前的相同利益就必须要提高绿色产品的销售价格。

4.2 权力结构对绿色供应链决策的影响分析

图4 政府补贴比例对零售商利润影响图

图5 政府补贴比例对生产商利润影响图

图6 政府补贴比例对供应链利润影响图

5 结论

本文通过数学模型计算和仿真模拟在三种不同权力结构和不同的政府补贴比例下的绿色供应链决策情形，分析不同情景下绿色供应链决策的变化趋势，得到如下结论：

（1）三种权力结构下零售商和生产商的产品定价、产品绿色度以及两者的最优利润都会随着政府对生产商绿色技术创新成本补贴的比例增大而增大；生产商主导绿色供应链时最不利于产品绿色度的提高，两者权力平等时可以让产品的绿色度达到最大。

（2）绿色产品的批发价随着生产商本身在绿色供应链中博弈主导地位的提升而提高。而零售商的产品销售价格却是在生产商主导时最高，在自身主导时次之，在两者地位平等时最低。

（3）绿色供应链权力结构的差异性对与供应链中节点企业的利润有着显著的影响，即生产商和零售商的利润都会随着其本身在绿色供应链中博弈主导地位的提升而提高。

（4）两者权利平等的绿色供应链权力结构可以使整个供应链总利润达到最大，生产商主导的权力结构下不仅绿色供应链整体利润始终最小，而且也最不利于产品绿色度的提高。因此从供应链系统利润或产品绿色度方面来看，两者地位平等或零售商主导的权力结构是优于生产商主导的权力结构的。

本文的管理启示在于：（1）从政府角度来看，为了更好地提升市场中产品的绿色度，政府不仅要加大对生产商绿色技术创新补贴力度，同时也要考虑企业间的市场地位关系。因为在相同的政府补贴比例下，生产商主导的供应链权力结构最不利于产品绿色度的提高，两者权力平等的供应链权力结构最有利于产品绿色度的提高。（2）从生产商的角度来看，其应该在获取政府补贴的同时，增强自身在市场中的主导地位确保自身的利润，但在产品绿色度较低时，应适当让零售商提高自身的市场地位，在不损害自身利益的前提下共同提升产品绿色度。（3）从零售商角度来看，其应该努力提升自身的实力，提高自己在绿色供应链中的权力地位，这不仅有利于自身利润和绿色供应链整体利润的提高，同时也有利于产品绿色度的提高。