“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下電子廢棄物雙渠道回收策略研究

許曉彬，楊 斌，朱小林

(上海海事大學(xué) 物流研究中心，上海 201306)

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“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下電子廢棄物雙渠道回收策略研究

許曉彬*，楊 斌，朱小林

(上海海事大學(xué) 物流研究中心，上海 201306)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，基于生產(chǎn)商委托互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解公司回收的雙渠道回收模式，構(gòu)建了生產(chǎn)商、互聯(lián)網(wǎng)回收商及專業(yè)拆解公司組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型.分別分析了在集中決策和分散決策下閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員的定價策略.同時進一步分析了在分散決策情況下，互聯(lián)網(wǎng)回收商的轉(zhuǎn)讓定價策略.最后通過數(shù)值算例，比較了這兩種決策下的最優(yōu)定價及供應(yīng)鏈系統(tǒng)收益情況，并且分析了轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)對供應(yīng)鏈系統(tǒng)收益的影響.

“互聯(lián)網(wǎng)+”回收模式； 逆向物流； 博弈論； 雙渠道回收

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年全球共產(chǎn)生4 180萬t電子垃圾，中國以603萬t穩(wěn)居世界第二.隨著工業(yè)化浪潮席卷全球，電子垃圾已成為世界上增長最快的垃圾.據(jù)工信部的數(shù)據(jù)顯示，目前，中國手機、計算機、彩電等主要電子產(chǎn)品年產(chǎn)量超過20億臺，每年主要電器電子產(chǎn)品報廢量超過2億臺，重量超過500萬t，中國已成為世界第一大電器電子產(chǎn)品生產(chǎn)和廢棄大國.根據(jù)《中國國家標準·物流術(shù)語》(GB/T 18354—2001)，將逆向物流分為回收物流和廢棄物物流兩大類.本文研究主要是針對電子廢棄物的回收，屬于廢棄物物流.

“十一五”時期以來，國家采取一系列措施，大力推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，再生資源回收的理念漸入人心.為貫徹落實黨的十八大和十八屆三中、四中全會精神，大力推進生態(tài)文明建設(shè)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，國家制定了《再生資源回收體系建設(shè)中長期規(guī)劃(2015——2020年)》.規(guī)劃中強調(diào)大力發(fā)展的重點工程之一為回收模式創(chuàng)新工程.提出重點品種回收模式創(chuàng)新，以及企業(yè)回收模式創(chuàng)新.實現(xiàn)面向全社會的第三方回收模式，積極探索、創(chuàng)新各種行之有效回收模式.本文研究中提到的互聯(lián)網(wǎng)回收商回收模式正是當前社會一種創(chuàng)新回收模式.

國內(nèi)外學(xué)者對逆向物流及閉環(huán)供應(yīng)鏈以進行了一系列的研究.SAURABH等[1]研究發(fā)現(xiàn)目前對逆向物流的研究在不斷變化，主要研究有關(guān)預(yù)測產(chǎn)品退貨、外包等問題，處理決策沒有被廣泛研究.KANNAN等[2]通過對現(xiàn)有文獻的分類、分析，提出了逆向物流及閉環(huán)供應(yīng)鏈未來研究方向.PIETRO和GEORGE[3]構(gòu)建了兩階段閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型，討論了制造商回收外包策略對制造商和零售商或者第三方回收商的影響.TIAN Yihui等[4]構(gòu)建了系統(tǒng)動力學(xué)模型并采用演化博弈論方法研究了政府補貼政策對中國綠色供應(yīng)鏈管理的影響.MA Junhai和WANG Hongwu[5]構(gòu)建了產(chǎn)品回收的閉環(huán)供應(yīng)鏈動態(tài)非合作博弈模型，并分析了系統(tǒng)回收的復(fù)雜性.MAHESHWAR等[6]以印度作為案例，使用經(jīng)濟模型以確定不同的EPR召回方案的盈利能力并評估其是否符合印度的條件.

國內(nèi)外也有一些學(xué)者對電子廢棄物回收，特別是回收渠道方面進行了研究.BERK等[7]研究考慮不確定性的逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的第三方電子廢棄物回收企業(yè)利潤最大化問題.于春海和李想[8]運用博弈論方法研究了雙渠道回收模式下，基于分散決策和集中決策的閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價機制與協(xié)調(diào)策略，并研究了系統(tǒng)回收效率.謝磊和馬軍海[9]構(gòu)建了基于消費者效用最大化的復(fù)雜動力學(xué)模型，分析了“網(wǎng)絡(luò)回收認可程度”對回收渠道利潤和系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.HUANG Min等[10]研究了制造商負責(zé)生產(chǎn)，零售商負責(zé)銷售，同時零售商和第三方回收雙方商競爭回收的雙渠道閉環(huán)供應(yīng)鏈定價策略.MA Wei-min等[11]研究了政府補貼政策對雙渠道回收閉環(huán)供應(yīng)鏈成員的決策影響.LI Bo等[12]運用博弈模型研究了集中決策、分散決策情況下，單渠道回收和雙渠道回收模式下供應(yīng)鏈各成員的定價及環(huán)保策略.

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電子商務(wù)模式和網(wǎng)絡(luò)支付技術(shù)的逐漸成熟，以及電子廢棄物回收在“互聯(lián)網(wǎng)+”的探索，回收市場上逐漸興起了互聯(lián)網(wǎng)回收模式.本文研究了生產(chǎn)商委托互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解公司回收的雙渠道回收模式下，這三方利益主體在集中決策及分散決策下的定價決策問題；同時研究了在分散決策情況下互聯(lián)網(wǎng)回收商的轉(zhuǎn)讓定價決策問題.

1 模型描述

1.1 問題描述

互聯(lián)網(wǎng)回收商通過互聯(lián)網(wǎng)回收平臺，整合線上及線下資源.對所有回收來的產(chǎn)品進行質(zhì)檢、評級，依據(jù)評級結(jié)果執(zhí)行不同的處理方式：一部分產(chǎn)品交由合作的正規(guī)專業(yè)拆解公司進行環(huán)保降解；另一部分產(chǎn)品經(jīng)過專業(yè)的維修、翻新后，通過網(wǎng)上二手交易平臺銷售，同時提供售后保修服務(wù).正規(guī)專業(yè)拆解企業(yè)通過自己在城市以社區(qū)和辦公樓宇建立的線下回收渠道進行回收.這樣就形成了生產(chǎn)商委托互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解公司回收的雙渠道回收模式.同時，專業(yè)拆解企業(yè)自身回收渠道與互聯(lián)網(wǎng)回收商回收轉(zhuǎn)讓渠道一起也組成了專業(yè)拆解企業(yè)的雙渠道回收模式.閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)流程圖見圖1.

圖1 閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)流程圖Fig.1 The flow chart of closed-loop supply chain system

1.2 基本假設(shè)與符號說明

根據(jù)問題分析需要作如下假設(shè).

假設(shè)1：電器電子產(chǎn)品生產(chǎn)者、進口電器電子產(chǎn)品的收貨人或者其代理人依法按照《廢棄電器電子產(chǎn)品處理基金征收使用管理辦法》的規(guī)定履行基金繳納義務(wù)，單位產(chǎn)品處理基金為Te.國家對于納入廢棄電器電子產(chǎn)品處理基金的正規(guī)專業(yè)拆解企業(yè)進行財政補貼，單位處理產(chǎn)品財政補貼為f.

假設(shè)2：假設(shè)生產(chǎn)商完全采購新的原材料和零部件生產(chǎn)新產(chǎn)品的單位成本為Mc，部分原材料和零部件使用回收拆解企業(yè)的可再利用原材料及零部件的生產(chǎn)單位成本為Mr，顯然Mc>Mr>0.假設(shè)節(jié)約的單位生產(chǎn)成本為Ms，生產(chǎn)商回收拆解企業(yè)的可再利用原材料及零部件的單位成本為Pm，顯然Ms=Mc-Mr，0

假設(shè)3：當前市場消費者對新產(chǎn)品和再制造品的需求為售價Pc的非線性減函數(shù)[11]：

(1)

其中，D0為市場容量，α為新產(chǎn)品、再制造品的市場需求對其銷售價格的敏感系數(shù).

假設(shè)4：本文為簡化模型，假設(shè)理想化的情況，假設(shè)生產(chǎn)商完全采購新的原材料和零部件生產(chǎn)新產(chǎn)品與采用從拆解企業(yè)回收的可再利用原材料及零部件生產(chǎn)的再制造產(chǎn)品在質(zhì)量、功能和效用上是一致的，銷售價格都為Pc，消費者對這兩種產(chǎn)品的消費態(tài)度也是一致的.

假設(shè)5：Pi與Pp分別為互聯(lián)網(wǎng)回收商與專業(yè)拆解企業(yè)的回收價格，互聯(lián)網(wǎng)回收商與專業(yè)拆解企業(yè)在廢舊品回收市場上競爭回收，一方的回收價格會影響到另一方的回收量，設(shè)互聯(lián)網(wǎng)回收商與專業(yè)拆解企業(yè)的回收量分別為：

Rir=R0+γPi-μPp，

(2)

Rpd=R0+γPp-μPi，

(3)

其中，γ為消費者回收價格的敏感系數(shù)，μ為回收競爭系數(shù)，γ>μ>0，且R0表示消費者愿意無償返還廢舊產(chǎn)品的數(shù)量，代表了消費者的環(huán)保意識水平.

假設(shè)6：供應(yīng)鏈系統(tǒng)上各成員之間產(chǎn)生的運輸及管理成本不予考慮.同時，只考慮單周期閉環(huán)供應(yīng)鏈的情況，忽略前期對后期的影響.

除了上述基本假設(shè)提到的相關(guān)參數(shù)，特此補充以下參數(shù)符號的說明.

Rt：互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)回收量總額；

Rd：互聯(lián)網(wǎng)回收商及專業(yè)拆解公司回收產(chǎn)品中最終進行拆解的數(shù)量；

2 模型建立及求解

2.1 利潤函數(shù)

首先，生產(chǎn)商的收入為銷售電子電器產(chǎn)品的銷售額，使用再利用的原材料、零部件進行再制造產(chǎn)品而節(jié)約的成本；生產(chǎn)商的成本為銷售成本、對沒有進行回收處理的退出市場的產(chǎn)品所繳納的環(huán)境稅、向拆解公司回收再利用原材料及零部件的費用.因此生產(chǎn)商的利潤可以表示為：

(4)

其次，互聯(lián)網(wǎng)回收商的收入為將回收的電子電器產(chǎn)品轉(zhuǎn)入二手市場的銷售額以及將回收的電子電器產(chǎn)品轉(zhuǎn)讓給專業(yè)拆解公司所得；互聯(lián)網(wǎng)回收商的成本為其回收成本以及在二手市場銷售產(chǎn)品給消費者后提供的售后保修服務(wù)的成本.因此互聯(lián)網(wǎng)回收商的利潤可以表示為：

πIR= KsRirPs+KcRirλPi-KsRirCis-

(5)

最后，正規(guī)專業(yè)拆解公司的收入為把拆解后得到的可再利用的原材料、零部件賣給生產(chǎn)商所得以及國家對進入國家補貼目錄的正規(guī)專業(yè)拆解公司的拆解補貼；正規(guī)專業(yè)拆解公司的成本為回收成本、從互聯(lián)網(wǎng)回收商轉(zhuǎn)讓回收產(chǎn)品的轉(zhuǎn)讓成本、拆解回收產(chǎn)品的拆解成本以及對拆解后不能再利用的廢棄物的處置成本.因此正規(guī)專業(yè)拆解公司的利潤可以表示為：

KcRirλPi-RdCdc-KdRdPd.

(6)

2.2 系統(tǒng)集中決策下策略分析

在集中情形下，生產(chǎn)商回收拆解企業(yè)再利用零部件及原材料的價格和互聯(lián)網(wǎng)回收商轉(zhuǎn)讓回收產(chǎn)品的價格是系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)，不影響系統(tǒng)整體決策.生產(chǎn)商通過市場需求預(yù)測確定產(chǎn)品的零售價以及聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)聯(lián)合確定回收價格以期整個閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤最大化.在生產(chǎn)商、互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)聯(lián)合定價下，該閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價決策問題可以用如下優(yōu)化問題來描述：

(7)

(8)

運用LINGO求解，得到供應(yīng)鏈各方最優(yōu)決策及供應(yīng)鏈整體利潤的最大值：

(9)

(10)

(KrMs-Cdc-KdPd+f-Cpd-

((KrMs-Cdc-KdPd+f)Kc+KsPs-

(11)

2.3 系統(tǒng)分散決策下策略分析

在分散決策情況下，生產(chǎn)商、互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)均為理性獨立的決策者，都會以自身利潤最大化為目標進行決策.三者關(guān)系為一主多從的Stackelberg博弈關(guān)系，且生產(chǎn)商是領(lǐng)導(dǎo)者，互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)是跟隨者.首先，生產(chǎn)商在掌握消費者需求情況后確定產(chǎn)品(新產(chǎn)品與再造品)的銷售價格及對拆解企業(yè)的再利用材料和零部件的回收價格.在完全信息對稱條件下，互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)掌握消費者供給情況后確定廢舊品的回收價格.緊接著，互聯(lián)網(wǎng)回收商以既定的價格從消費者手中回收廢棄產(chǎn)品，并以一定的價格將回收產(chǎn)品轉(zhuǎn)讓給專業(yè)拆解企業(yè).

互聯(lián)網(wǎng)回收商可采取以下4種轉(zhuǎn)讓定價策略：

由于該博弈為完全信息動態(tài)博弈，其均衡是子博弈精煉納什均衡，因此可以采用逆向歸納法來求解由此建立的定價決策模型(以平衡定價策略為例)：

(12)

(13)

KcRirλPi-RdCdc-KdRdPd，

(14)

(15)

解得分散決策情況下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的最優(yōu)轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)及供應(yīng)鏈各方最優(yōu)定價策略：

(16)

(17)

(18)

(19)

同理可求分散決策情況下互聯(lián)網(wǎng)回收商分別采取單渠道回收定價策略、最小化定價策略以及最大化定價策略時的最優(yōu)轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)和供應(yīng)鏈各方的最優(yōu)定價策略.

3 數(shù)值分析

根據(jù)上述模型及求解結(jié)果，通過以下算例分析比較不同策略情形下閉環(huán)供應(yīng)鏈各方的最優(yōu)定價、回收量及收益情況，以及轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)對系統(tǒng)運作的影響.對國內(nèi)某微型計算機生產(chǎn)商，某回收網(wǎng)站以及納入回收補貼目錄的某專業(yè)拆解企業(yè)進行調(diào)研及分析其歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，相關(guān)參數(shù)取值如下：

Mr=800，Mc=1500，Ps=600，

Ks=0.6，Kc=0.4，Cir=35，

Cis=22，Pd=26，Kr=0.7，

Kd=0.3，Cpd=48，Cdc=27.

參考《廢舊電器電子產(chǎn)品回收處理管理條例》對于回收補貼及處理基金的相關(guān)規(guī)定，以微型計算機回收為例，Te=10，f=85.其他相關(guān)參數(shù)取值如下：

α=0.7，γ=0.8，μ=0.3，

D0=10000，R0=100.

由上述模型求解結(jié)果及參數(shù)設(shè)置可以得到集中決策、分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時供應(yīng)鏈各方最優(yōu)定價和收益情況，見表1.

表1 不同決策情況下供應(yīng)鏈各方最優(yōu)定價及收益情況表

通過表1計算結(jié)果可以得出以下結(jié)論：生產(chǎn)商在集中決策下的銷售價格低于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的銷售價格，銷售量正好相反；集中決策下供應(yīng)鏈的整體利潤總是大于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的整體利潤；互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)集中決策下的回收價格高于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的回收價格.

同時，運用MATLAB分析分散決策下轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)對系統(tǒng)收益的影響，見圖2.

圖2 分散決策下轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)對系統(tǒng)收益的影響Fig.2 The coefficient of transfer price influence on the supply chain system profit

圖2中，陰影區(qū)域為單渠道定價策略，點a處為最小化定價策略，點c處為最大化定價策略，點b處為平衡定價策略的最優(yōu)轉(zhuǎn)讓價格系數(shù).通過圖2可以看出：互聯(lián)網(wǎng)回收商采取單渠道定價策略時供應(yīng)鏈整體利潤最低.分散決策情況下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價轉(zhuǎn)讓策略時，供應(yīng)鏈整體利潤隨著轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)的增加而增加，并且在最優(yōu)轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)處達到最大，隨后則隨著轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)的增加而減少.

4 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)商在集中決策下的銷售價格低于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的銷售價格，銷售量正好相反；集中決策下供應(yīng)鏈的整體利潤總是大于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的整體利潤；互聯(lián)網(wǎng)回收商和專業(yè)拆解企業(yè)集中決策下的回收價格高于分散決策下互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價策略時的回收價格.分散決策情況下，互聯(lián)網(wǎng)回收商采取單渠道定價策略時供應(yīng)鏈整體利潤最低.互聯(lián)網(wǎng)回收商采取平衡定價轉(zhuǎn)讓策略時，供應(yīng)鏈整體利潤隨著轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)的增加而增加，并且在最優(yōu)轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)處達到最大，隨后則隨著轉(zhuǎn)讓價格系數(shù)的增加而減少.研究成果對于企業(yè)創(chuàng)新回收模式及本文涉及的閉環(huán)供應(yīng)鏈各成員的管理決策具有實際指導(dǎo)意義.本文研究中供應(yīng)鏈為單個生產(chǎn)商、單個互聯(lián)網(wǎng)回收商、單個專業(yè)拆解企業(yè)，新產(chǎn)品與再造品是同質(zhì)的，具有一定局限性.未來可以進一步考慮多個供應(yīng)鏈主體，需求的不確定性，新產(chǎn)品與再造品異質(zhì)，信息不對稱性等情況.

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Research on dual-channel recovery strategy of E-waste under “Internet+” background

XU Xiaobin，YANG Bin，ZHU Xiaolin

(Logistics Research Center，Shanghai Maritime University，Shanghai 201306)

With the development of the “Internet+”，a dual-channel recycling model that product recycling was determined by the Internet recycler and professional dismantling enterprise have formed. A closed-loop supply chain game model consisting of the manufacturer，Internet recycler and professional dismantling enterprise was investigated. In centralized decision-making and decentralized decision-making are analyzed respectively under the pricing strategy of closed-loop supply chain members. Further analysis about the transfer pricing strategy of Internet recycler in the case of decentralized decision-making have done. Finally，a numerical example compares the two decision-making under the optimal pricing and supply chain system profit situation，and analyzes the coefficient of transfer price influence on the supply chain system profit．

“Internet+” recovery mode； reverse logistic； game theory； dual-channel recovery

2016-01-17.

國家自然科學(xué)基金項目(71171129); 交通運輸部科技項目(2015328810160); 上海市科委科研計劃項目(14DZ2280200,14511107402).

1000-1190(2016)05-0683-06

F274; F224.32

A

*E-mail: zsxxbdyx@163.com.