供應鏈低碳減排與宣傳決策機制研究

唐坤 李楠

摘 要：當前越來越多的生產型企業面臨政府的低碳減排規定，制造商企業需要進行低碳減排投資以滿足政府的相關規定，同時隨消費者低碳意識逐漸加強，下游零售商也逐漸加強產品低碳特點的宣傳以擴大銷售量。基于此，文章構建了由一個低碳減排供應商及兩個宣傳產品低碳特點零售商組成的供應鏈。通過構建相關供應鏈模型，分析了供應商低碳減排以及零售商宣傳對節點企業產品銷售量、銷售利潤的影響狀況，并據此提出了使各節點企業利潤最大化的相關意見與建議。

關鍵詞：低碳 宣傳 統一決策 分散決策

中圖分類號：F205 ?文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）09-011-03

一、引言

如今，全球氣候變化、節能減排和發展低碳經濟已經成為全球各國都密切關注的熱點問題。2009年11月26日，中國政府鄭重宣布，將在2020年使單位GDP的CO2排放量相較2005年下降40%～45%。為保證“十二五”節能降碳的目標的順利實現，促進我國經濟的加快進行轉型升級，國務院于2014年的5月15日印發了《2014—2015年節能減排低碳發展行動方案》，明確了相應工作目標即2014—2015年期間，單位GDP能耗、化學需氧量、二氧化硫、氨氮、氮氧化物排放量分別逐年降低3.9%、2%、2%、2%、5%以上，單位GDP的二氧化碳排放量兩年分別下降4%和3.5%以上。在此背景下，一些生產型企業更加關注自身的節能減排情況，同時隨著消費者低碳意識的逐漸加強，這些生產型企業也希望自己的下游零售商能夠加強對其產品低碳特點的宣傳，一方面提高企業的知名度，另一方面也可以促進產品的銷售。因此，從整個供應鏈的角度來設計低碳減排和宣傳決策機制具有十分重要的現實意義。

二、文獻綜述

賴小東{1}總結低碳技術創新管理的研究現狀，他認為低碳技術的應用與擴散是個極富意義和挑戰的領域。原材料生產、產品加工制造、各類物流活動等生產流程的各個環節都會存在溫室氣體的排放。因此，企業要大規模生產低碳產品，就需要在整個供應鏈上實施低碳技術，從而減少產品生產全過程的碳排放。杜少甫{2}構建了碳排放許可與交易機制下的排放依賴性企業生產運營優化模型，通過對凈化成本與排放權購買成本進行比較，分析凈化空間的存在性和最優生產策略。范體軍{3}研究碳排放交易機制對制造型企業的生產庫存決策和減排技術投資的影響，認為在碳交易機制下制造商將會傾向于減少碳排放，如果加大對減排技術的投資，制造商將可以出售更多的碳排放權，并有效降低庫存水平，使企業總成本得以下降。Zhang{4}研究在碳限額與交易機制下企業利用一定的生產能力和碳排放配額生產具有獨立隨機需求的多種產品的優化決策問題，建立收益模型并求出優化解。侯玉梅{5}研究在信息對稱的壟斷市場情形下，通過博弈論分析兩寡頭企業的生產量決策和在不同凈化水平下企業碳排放的最優相關決策。Sundarakani{6}初步提出描述和測量供應鏈各環節碳足跡及其傳遞情況的模型方法，并且指出監測整個供應鏈的碳排放是控制產品碳足跡的重要手段。趙道致{7}考慮到在整個供應鏈中各企業的邊際減排成本具有差異性且低碳因素對于各企業產品價值的貢獻不同，由此構建了碳排放權限制和交易機制下供應鏈整體減排優化模型，并且給出了相應的求解方法。Chaabane{8}介紹了一種基于混合整數線性規劃的可持續供應鏈設計框架，充分考慮了傳統的供應鏈節點料平衡約束與生命周期評估（LCA）原則，結果表明，進行有效的碳管理將有助于決策者實現具有成本效益的可持續發展目標。

總的來看，當前關于低碳供應鏈方面的研究還是比較豐富的，但是大部分研究都是基于供應商企業自身的低碳減排程度對供應鏈整體的影響狀況。因此，本文在總結整理前人的研究基礎上，引入供應商節能減排程度以及零售商宣傳程度兩個因素來分析其對供應鏈中各節點企業以及供應鏈整體的影響狀況。

三、模型

1.模型構建。本文研究的供應鏈由一個供應商S和兩個零售商R1和R2構成，供應商S向兩個規模相同的零售商R1和R2提供產品。假設供應商S的單位生產成本為C0，給零售商R1和R2的批發價格為？棕，零售商R1和R2的產品銷售價格分別為P1，P2，零售商R1和R2的產品銷售數量分別為q1，q2。供應商S面臨節能減排的壓力，其需要通過一定的節能減排投資來降低企業的碳排放數量，假設由于節能減排投資此時產品的單位生產成本為C0（1+θ）;與此同時，零售商R1和R2批發此種節能減排產品之后將會大力宣傳其低碳的特點，以此使得消費者愿意購買更多的該產品。具體的供應鏈模型結構圖如圖1所示。

由相關文獻{9}可知，此時零售商Ri（i=1，2）的市場需求量與供應商S節能減排的投資程度、零售商Ri（i=1，2）以及競爭對手Rj（j=1，2;i≠j）的宣傳程度有關，即此時零售商Ri（i=1，2）的市場需求量為：

qi=q（1+θ）（1+θi）a（1+θj）-b（i，j=1，2;i≠j;0

其中q為產品基本的市場需求量，a，b均為正值，為宣傳程度對產品市場需求量的影響系數，a>b，表示零售商對另一零售商的影響程度要小于對自身的影響程度，同時為了后文結論的得出，在此假設00），k為宣傳費用與宣傳力度之間一個固定系數;同時供應商為了激勵零售商更好地宣傳其產品，將會分擔部分宣傳費用，故此時零售商R1和R2的宣傳費用分別為？漬kθ1，？漬kθ2（0<？漬<1），供應商S分別分擔零售商R1和R2的宣傳費用為（1-？漬）kθ1，（1-？漬）kθ2。

（1）統一決策。統一決策是指將相互競爭的零售商R1和R2看成一個統一的零售商，此時供應鏈可以認為是由一個供應商和一個零售商組成。

此時供應鏈整體的利潤值為：

=q（1+θ）[p-c0（1+θ）][（1+θ1）a（1+θ2）-b+（1+θ2）a（1+θ1）-b]-k（θ1+θ2） （3.2）

先分析供應商S的節能減排投資程度θ對供應鏈整體利潤值的影響情況，此時對θ求導知：

故存在一個θ*，使得此時供應鏈整體取得最大利潤值。令

解得：θ*=，故當只考慮供應商S的節能減排投資程度θ對供應鏈整體利潤值的影響狀況時，當θ*=時，供應鏈整體可取得最大利潤值。

接下來將分析零售商R1和R2的宣傳程度對供應鏈整體利潤值的影響情況，令X=q（1+θ）[p-c0（1+θ）]>0，對θ1，θ2求偏導可知：

令=0=0，解得θ*1=θ*2=-1+log（1+b-a），故只考慮零售商R1和R2的宣傳力度對供應鏈整體利潤值的影響狀況時，當期宣傳力度相同的時候，供應鏈整體能夠取得最大利潤值，此時零售商R1和R2產品的市場需求量為：

q*1=q*2=q（1+θ）（1+θi）a-b=q（1+θ）（log（1+b-a））a-b（i=1，2） （3.3）

總結以上分析來看，在考慮供應商S的節能減排投資程度k以及零售商Ri（i=1，2）的宣傳力度ki（i=1，2）的基礎上，當供應商S的節能減排投資程度θ*，零售商Ri（i=1，2）的宣傳力度θ1=θ2時，此時供應鏈整體取得最大利潤值。

（2）分散決策。分散決策是指各節點企業（即供應商S以及零售商R1和R2）只考慮自身利益最大化而不去考慮整體供應鏈的利益，不過此供應鏈中供應商S處于領導地位。

此時零售商Ri（i=1，2）的利潤為：

2.模型分析。

（1）統一決策。由3.3式可知，統一決策下，供應鏈整體取得最大利潤值時，零售商R1和R2的銷售量只與供應商S的節能減排投資程度θ有關。由于<0（i=1，2），故存在一個確定的節能減排投資程度θ，使零售商R1和R2的銷售量最優;由于<0（i=1，2），故存在一個確定的節能減排投資程度θ，使各零售商的宣傳力度最優。

這表明，對于由一個供應商S和兩個零售商R1和R2構成的供應鏈整體，供應鏈整體取得最大利潤值時兩個零售商的產品銷售量以及宣傳力度與供應商節能減排程度相關，且存在一個確定的節能減排投資程度θ，使得供應鏈整體取得最大利潤時，零售商的產品銷售量以及宣傳力度取得最大值。

（2）分散決策。由3.4式可知，分散決策下，零售商Ri（i=1，2）的宣傳力度θi與競爭對手的宣傳力度θj以及分擔的宣傳費用比例？漬有關。>0，>0，這表明當某一零售商加大產品的低碳減排宣傳力度的時候，另一個銷售商為了提高己方產品的銷售量也會加大宣傳力度;當某一零售商自身需要分擔的宣傳費用比例越大，為了減輕此壓力其需要加大宣傳力度來促進產品的銷售。

由3.5式可知，分散決策下，零售商Ri（i=1，2）的銷售量qi與自身的宣傳力度θi、競爭對手的宣傳力度θj、供應商的節能減排投資程度θ以及其分擔的宣傳費用比例？漬有關。>0，>0，>0，這表明當上游供應商加大節能減排力度，下游供應商自身加大宣傳力度，其分擔的宣傳費用比例越大，則其銷售的該低碳產品就越多。<0（i=1，2），故存在一個確定的競爭對手的宣傳力度θj使零售商的銷售量最優，且=b（1+θj）-b-1[bloga-1（1+θj）]a-1[-bloga-1（1+θj）]，故當時0<θj

分散決策下，零售商S取得最大利潤值時，由于<0（i=1，2），故存在一個確定的節能減排投資程度θ，使各零售商的宣傳力度最優。此時的最大批發數量Q亦與節能減排投資程度θ相關，由于<0，故也存在一個確定的節能減排投資程度θ，使得供應商批發給零售商的產品數量最大。

四、總結與展望

本文研究了由一個低碳減排供應商以及兩個宣傳產品低碳特點零售商組成的供應鏈，供應商低碳減排以及零售商宣傳對節點企業產品銷售量、銷售利潤的影響狀況，根據構建的供應鏈模型得出的相關結論有以下幾點。

1.供應商、零售商統一決策時，供應鏈整體取得最大利潤值時，兩個零售商的產品銷售量以及宣傳力度與供應商節能減排程度相關，并且存在一個確定的節能減排投資程度，使得供應鏈整體取得最大利潤時，零售商的產品銷售量以及宣傳力度取得最大值。因此在實際的生產過程中，供應商企業可以充分利用這一最佳節能減排程度數值，用以保證在供應鏈整體取得最大利潤的同時，零售商產品銷售量以及宣傳力度取得最優。

2.供應商、零售商分散決策時，零售商取得最大利潤時，其宣傳力度與競爭對手的宣傳力度以及自身分擔的宣傳費用比例有關，而其銷售量與自身的宣傳力度、競爭對手的宣傳力度、供應商的節能減排投資程度以及其分擔的宣傳費用比例有關。因此對于零售商企業而言，在取得最大利潤的基礎上，要想使自身產品宣傳力度以及銷售量取得最優，應當在控制自己分散的宣傳費用比例的同時，注意競爭對手的宣傳力度以及供應商企業的節能減排程度。

3.供應商、零售商分散決策、供應商取得最大利潤時，各零售商的宣傳力度以及供應商供應產品的數量與供應商自身的節能減排程度有關。因此在實際生產中，供應商企業在取得最佳利潤值的同時，應當合理地設置自身的節能減排程度用以最優化的自身產品供應數量以及各零售商得宣傳力度。

不過本文在分析分散決策模型的時候，并未分析零售商分擔費用的比例系數對供應商的影響情況，同時本文也未分析供應商與某一零售商同謀決策下的情況。因此，關于供應商節能減排以及零售商宣傳對供應鏈各節點企業與供應鏈整體的相關研究未來還有很長的路要走。

[基金項目：2013年度河海大學國家級大學生創新創業訓練計劃項目《當前形勢下歐美“雙反”對常州光伏產品的影響及數據調查研究》（項目編號201310294066）的階段性研究成果]

注釋：

{1}賴小東，施騫.低碳技術創新管理研究回顧及展望[J].科技進步與對策，2012，29（9）：145-151.

{2}杜少甫.董駿峰.梁樑.考慮排放許可與交易的生產優化[J].中國管理科學，2009，17（3）：81-86

{3}范體軍，楊鑒，駱瑞玲.碳排放交易機制下減排技術投資的生產庫存[J].北京理工大學學報（社會科學版），2012，14（6）：14-21

{4}Zhang B，Xu L.Multi-item production planning with carbon cap and trade mechanism[J].International Journal of Production Economics，2013，144（1）：118-127

{5}侯玉梅，潘登，梁聰智.碳排放權交易下雙寡頭企業生產與減排研究[J].商業研究，2013（1）：176-182

{6}Sundarakani B，Souza R，Goh.M.et al.Modeling carbon footprints across the supply chain[J].International Journal of ProductionEconomics，2010，28（1）：65-71

{7}趙道致，呂金鑫.考慮碳排放權限制與交易的供應鏈整體低碳化策略[J].工業工程與管理，2012，17（5）：65-71

{8}Chaabane A， Ramudhin A， Paquet M. Design of sustainable supply chains under the emission trading scheme[J].International Journal of Production Economics，2010（135）：37-49

{9}謝鑫鵬，趙道致.零供兩級低碳供應鏈減排與促銷決策機制研究[J].西北工業大學學報（社會科學版），2013，33（1）：57-62

（作者單位：河海大學企業管理學院 江蘇常州 213022）

[作者簡介：唐坤（1993—），男，安徽安慶人，河海大學企業管理學院信息管理與信息系統專業;李楠（1992—），男，江蘇南通人，河海大學企業管理學院國際經濟與貿易專業]

（責編：若佳）