区块链与质量升级下的授权再制造对比分析研究

李雪梦 冯艳刚

(阜阳师范大学，安徽 阜阳 236037)

再制造授权是原始制造商和独立再制造商之间的一种合作形式，已被许多原始设备制造商采用。再制造业务通常不由原始制造商进行，而是由独立的再制造商进行，因为他们具有专业能力[1]。为了拥抱再制造市场，原始企业一般会制定几种不同的策略，最常见的是授权。例如，苹果公司于2015年授权富士康在中国再制造二手iPhone和iPad产品；宝马、捷豹等公司授权采埃孚销售服务(中国)有限公司对变速箱进行再制造。目前，再制造授权作为一个前沿研究领域引发了大量国内外学者的关注。曹开颖等基于碳限额与交易政策和制造商无产品专利保护背景，针对再制造商成本信息是否对称的情况，讨论了原始制造商的授权策略及选择问题[2]。程红亚等[3]和Hongya等[4]为了探究异质消费者需求市场中的最佳再制造授权模式，基于三种决策模型，研究了不同情形下的再制造模式选择问题。付帅帅等考虑授权再制造企业融资金额无法满足资金短缺需求的情况，构建资金约束下再制造企业的决策模型，研究初始资金及融资策略对再制造企业生产决策的影响[5]。

目前，部分文献在供应链中考虑了产品的质量提升或升级，范建昌等在供应商履行企业社会责任的基础上考虑了其改进产品质量水平，分析了供应商企业社会责任实施策略和产品质量投资策略之间的相互影响关系[6]。Taleizadeh等在供应链中考虑了碳减排、退货政策和质量改进努力，探讨了回收再制造流程对碳减排、质量改进和供应链绩效的影响[7]。袁开福在碳限额与交易政策下，针对制造商是否进行产品质量升级的情况，求解了不同情形的质量升级策略和差别定价机制[8]。王建华等认为再制造质量投入是影响再造品销售的关键因素，根据单双销售渠道的闭环供应链模型，探讨了再制造产品质量升级对销售策略的影响[9]。

Babich和Hilar定义了区块链技术在运营管理中的应用价值，他们认为区块链技术可以在供应链中提供可见性和信息验证，并创造一个高度安全和透明的商业环境[10]。王心等同时考虑消费者的绿色信任度和区块链技术，在权力结构下定量研究了绿色供应链的减排及定价决策，并设计协调契约以实现供应链效益的最大化[11]。类似的，林强等将区块链考虑到低碳供应链，研究零售商提供不同激励契约时制造商实施区块链对碳减排、定价策略及企业利润的影响[12]。

本文分别建立无区块链、有区块链的授权Stackelberg博弈模型，对比分析不同情形下成员的最优决策，并将相关参数进行单调性分析，为品牌制造商和再制造商的生产实践提供理论依据。

二、模型说明与假设

构建由一个品牌制造商和一个再制造商组成的授权再制造供应链。品牌制造商负责生产和销售新产品，同时将再制造产品的生产销售专利授权给再制造商；再制造商负责质量升级投入和生产销售再制造产品。区块链具有“诚实”与“透明”的特点，再制造商为满足消费者希望准确获得再制造产品质量信息的需求，会选择在区块链平台上销售产品。因此，根据再制造商是否通过区块链平台销售，分别考虑：(1)无区块链的授权模型(NP模型)、(2)有区块链的授权模型(BP模型)。具体决策模型如下图1所示：

图1 决策模型

文中涉及到的符号，如表1所示。

表1 符号及含义

为了便于分析，做出以下基本假设：

(1)参照文献[1]、[9]，假设市场最大容量为a，消费者对新产品的感知质量为v，v在[0，a]上服从均匀分布，则消费者对再制造产品感知质量为βv，β为折扣系数且0<β<1。

(3)使用区块链平台的商家需要创建区块并将区块输入到区块链中来存储和更新数据，假设区块链的运营成本为b[14]。

(4)α表示再制造产品的质量信息披露程度，消费者购买再制造产品时会关注再制造产品的质量，并希望卖方披露产品的质量信息。传统情况下，尽管卖家可能会披露一些质量信息，但由于缺乏有效的验证机制，消费者很难相信卖家披露的信息。由于区块链的关键特征，如数据记录和真相共享，再制造商会将再制造产品的质量信息真实有效地交付给消费者，因此在区块链平台上，α=1[15]。

(5)r表示消费者对再制造产品质量的不确定程度，通过区块链平台，消费者可以获得真实且准确的产品质量信息，因此r=0[16]。

(6)品牌制造商天然的品牌优势使其更容易销售，为方便计算令其销售成本cm=0。相比于品牌制造商，再制造商相对缺乏销售经验，因此令其销售成本cm>cm>0[13]。

(7)综上，Un=v-pn表示消费者购买新产品的效用；消费者对再制造产品的感知质量包括初始感知质量和质量升级所增加的感知质量，则Ur=a(1-r)β(v+μθ)-pr表示购买再制造产品的效用。Un>0且Un>Ur时，消费者购买新产品，Ur>0且Un

三、模型构建与求解

授权再制造模式下，品牌制造商与再制造商之间遵循的是完全信息对称下的Stackelberg博弈，品牌制造商作为主导者先决定专利授权费用和新产品零售价，之后，作为追随者的再制造商再决定再制造产品的零售价。

(一)无区块链的授权模型(NP模型)

(1)

(2)

(5)

(6)

此时，再制造产品的零售价为：

(7)

(二)有区块链的授权模型(BP模型)

(8)

(9)

证明：证明过程与定理3相同。

四、对比及单调性分析

(一)对比分析

推论1表明无区块链时的新产品零售价与有区块链时的相同，说明再制造商是否采用区块链平台销售再制造产品对新产品的价格无影响，这是因为品牌制造商生产的新产品本身就具有品牌优势，有一定的销售市场和影响力，所以没必要改变新产品的价格来与再制造产品竞争。无区块链时的再制造产品零售价小于有区块链时的，虽然再制造商在区块链平台上销售再制造产品增加了销售总成本，但提高了消费者对产品质量的信任度，提升了产品的市场竞争力，有利于其适当扩大零售价以弥补成本损失。当区块链运营成本较大时，无区块链时的专利授权费用大于有区块链时的，品牌制造商认为再制造产品的竞争力对新产品具有较大的威胁，为了保证自己的主导地位，获得更多利润，会提高专利授权费用。

(二)单调性分析

1.再制造产品质量信息的披露程度(α)对不同决策的影响

推论2表明无区块链时，新产品的定价只取决于市场潜在需求量和生产成本，与再制造产品的质量信息披露程度无关；而再制造产品零售价、专利授权费用均与再制造产品的质量信息披露程度正相关。消费者购买再制造产品时会先观察再制造商披露的产品质量信息，披露程度增大可以提升消费者的购买积极性，进而推动再制造产品市场需求量的增加，这对于再制造商提高产品零售价具有较大空间，则零售价随之增大。品牌制造商作为主导者，为获得更大利润，专利授权费用势必随着下游再制造商零售价的增大而增大。

2.消费者对再制造产品质量的不确定程度(r)对不同决策的影响

推论3表明无区块链时，消费者对再制造产品质量的不确定程度与新产品零售价无关，与专利授权费用、再制造产品零售价负相关。消费者对再制造产品质量不确定程度的增大意味着购买意愿会降低，再制造商为减少积压库存会利用“低价”来吸引消费者，若此时品牌制造商提高专利授权费用，再制造商不仅要面对自身零售价的降低，还要面对上游品牌制造商高额的专利授权费用，此时再制造商的生产销售无利可图。基于此种情况，品牌制造商为保证授权再制造的顺利开展并提高再制造商的积极性与主动性，会自动降低专利授权费用。

3.区块链的单位运营成本(b)对不同决策的影响

推论4表明有区块链时，区块链的运营成本对新产品零售价无影响，对专利授权费用具有负影响，对再制造产品零售价具有正影响。区块链的单位运营成本增加时，再制造商为销售再制造品所投入的成本会增加，为保证自身利润，再制造商只能提高产品零售价；专利授权费用是再制造商再制造生产成本的一部分，面对同时增大的区块链运营成本和专利授权费用，再制造商无法保证自身利润，进而会停止再制造生产，此时品牌制造商会降低专利授权费用给予一定的补偿。

4.质量升级投入水平(θ)对决策的影响

推论5表明无论再制造商是否在区块链平台上销售再制造产品，质量升级投入水平与新产品零售价无关，与专利授权费用、再制造产品零售价正相关。再制造商投入质量升级技术虽能提高消费者的质量感知，但同时增加了总成本，为了保证自身利润，会提高再制造产品的零售价。而作为主导者的品牌制造商观察到再制造产品零售价提高后，为得到更多收益，势必会提高专利授权费用。再制造产品零售价和市场需求增加带来的总收益大于专利授权费用和质量升级投入花费的总成本，且投入质量升级可以帮助再制造商树立企业形象和声誉，提高产品市场影响力，增加消费者的信任，所以，再制造商愿意将资金用于再制造产品的质量升级投入。

五、数值算例

为进一步探讨前文得到的推论，本节将借助数值算例对研究结果进行考证和补充。参考文献[10]和[15]的类似做法，假设a=500，β=0.5，c=100，crm=30，s=60，α=0.5，r=0.2，b=50，μ=0.5，θ=10，h=10。

根据上述赋值，可以得到授权模式下不使用无区块链时再制造产品质量信息的披露程度、消费者对再制造产品质量的不确定程度对两种产品零售价以及专利授权费用的影响，如图2所示。

图2 α、r对授权费用、零售价的影响

由图2可以看出，再制造商不利用区块链平台销售再制造产品时，专利授权费用、再制造产品的零售价与再制造产品质量信息的披露程度成正比，与消费者对再制造产品质量的不确定程度成反比，新产品的零售价不随这两种参数的变化而变化。

(1)披露更多的质量信息能提高消费的信任和购买欲望，在产品质量有保证的前提下，消费者愿意购买 “物有所值”的再制造产品，面对消费者需求的饱和，再制造产品零售价会提升，品牌制造商作为主导者，为获得更多利润，自然会提升专利授权费用。

(2)消费者对再制造产品质量不确定程度的增大导致其获得的感知质量降低，不愿意冒险购买再制造产品，而是会倾向于购买新产品。面对市场需求逐渐减少再制造产品，再制造商会降低零售价吸引消费者，而作为主导者的品牌制造商，为维持二者的长久合作，会降低专利授权费以激励再制造商的再制造生产销售。

图3反映了区块链运营成本对再制造产品零售价及品牌制造商专利授权费用的影响。

图3(a) b对再制造产品价格的影响

由图3(a)可以得到，区块链的运营成本与再制造产品零售价正相关，与专利授权费用负相关。再制造商使用区块链花费的成本随着单位运营成本的增大而增加，此时，他会以提高再制造产品零售价的方式补救成本增加导致的收益损失。品牌制造商作为主导者，为了长久获利，并激励再制造商使用区块链销售再制造产品，会降低专利授权费用来提高再制造商的积极性和主动性。

由图3(b)可以得到品牌制造商和再制造商利润均与区块链的运营成本正相关。虽然区块链运营成本变大使得再制造商的销售成本变大，但在合理的成本范围内，再制造产品零售价和市场需求量增加带来的共同收益足以弥补该成本，则再制造商的利润增大。品牌制造商虽然降低了专利授权费用，但其影响远小于再制造产品市场需求量增加带来的影响，利润自然会提升。

图4反映了再制造商质量升级投入水平对两种产品零售价和专利授权费用的影响。

图4(b) 有区块链时θ对pn、pr、f的影响

由图4(a)、(b)可以看出，授权模式下，无论再制造商是否利用区块链平台销售产品，新产品的零售价与质量升级投入水平无关，对于消费者而言，新产品的质量本身就是有保障的，对于品牌制造商而言，新产品也具有品牌优势，并占据一定的销售市场，所以无需改变价格；专利授权费用、再制造产品的零售价与质量升级投入水平正相关，由于再制造产品的价格低于新产品，当质量升级投入水平变大时，消费者感知质量的增加推动了市场需求增加，品牌制造商敏锐的观察到需求的变化后，随之提高专利授权费用；此时，再制造商为保证保本收益，不要出现规模不经济的情况，必定会抬高再制造产品零售价。

图5反映了再制造商质量升级投入水平对品牌制造商和再制造商利润的影响。

图5 对成员利润的影响

由图5可以看出，无论再制造商是否利用区块链平台销售产品，质量升级投入水平均与品牌制造商和再制造商的利润负相关。质量升级虽然有助于提升消费者的信任和企业声誉、增加再制造产品的市场需求，但其带来的正效应远不能填补负效应，势必导致再制造商利润的降低。再制造商利润下降会直接影响与品牌制造商的合作，当合作不稳定时，品牌制造商的授权收益会下降，总利润自然也会降低。

结 论

本文在再制造产品质量升级背景下，将区块链引入到授权再制造供应链中，分别构建了无区块链、有区块链的授权决策模型，讨论了这两种情形下成员的决策问题，将相关决策结果进行对比分析，并借助数值算例进行了验证和补充。得到以下结论：

(1)再制造商是否使用区块链平台销售再制造产品对新产品的零售价无影响，使用区块链时的再制造产品零售价大于不使用区块链时的；品牌制造商的专利授权费用取决于区块链的营运成本，当区块链运营成本达到某一临界值时，相较于不使用区块链，使用区块链时的专利授权费用会提高。

(2)不使用区块链时，再制造产品质量信息的披露程度、消费者对再制造产品质量的不确定程度均与新产品的零售价无关，而再制造产品的零售价、专利授权费用与再制造产品质量信息的披露程度成正比，与消费者对再制造产品质量的不确定程度成反比。

(3)再制造商使用区块链时，区块链的运营成本与再制造产品的零售价、供应链成员的利润正相关，与专利授权费用负相关。

(4)无论再制造商是否在区块链平台上销售再制造产品，质量升级投入水平均与新产品的零售价无关，与专利授权费用、再制造产品的零售价正相关，与供应链成员的利润负相关。

从上述研究中可以得到如下管理启示。第一，面对市场上质量参差不齐的再制造产品，企业进行质量升级投资既可以提高消费者对再制造产品质量的信任，又可以提升产品的影响力和市场占有率，进而帮助企业提高声誉、获得更多利润。第二，区块链作为一个“诚实且透明”的平台，可以帮助消费者获得准确的产品信息，企业应根据区块链的运营成本并结合自身生产经营状况，合理利用区块链平台来销售产品。第三，品牌制造商在销售产品时具有天然的品牌优势，而再制造商销售产品不仅要支付专利授权费用，还需要付出额外的销售成本，因此，再制造商应该根据专利授权费用和销售成本来判断是否进行再制造生产。