基于循環經濟的EOL產品閉環供應鏈及其博弈分析

程東波 霍佳震 徐紅鳴

（同濟大學 經濟與管理學院，上海 200092）

基于循環經濟的EOL產品閉環供應鏈及其博弈分析

程東波 霍佳震 徐紅鳴

（同濟大學 經濟與管理學院，上海 200092）

依據循環經濟理論，針對OEM執行EPR制度處置EOL產品存在的問題，提出了一種基于循環經濟的EOL產品雙閉環供應鏈，分析比較了該閉環供應鏈“一個中心，兩種循環”的結構特征。同時，對該閉環供應鏈主要環境責任相關方政府、OEM以及EOL產品處置中心三方進行了動態博弈分析。博弈均衡結果反映了政府“監管”制度、OEM的“監督”作用以及EOL產品處置中心“外循環”運營的行為抉擇關系。研究分析了促進EOL產品處置中心環保化運營的決策影響因素，為解決低回收價值高環境影響EOL產品循環利用探索了途徑，也為政府改善環境實施科學合理的政策支持提供了參考。

循環經濟；EOL產品；雙閉環供應鏈；博弈分析

隨著人們環保意識的提高，傳統的供應鏈已逐步發展成為“資源-生產-消費-再生資源”的閉環反饋式循環模式。供應鏈末端（End ofLife,EOL）產品是閉環供應鏈中再生資源的主要來源，由于其回收利用價值低，易被原料供應商或制造商所忽視。這與OECD（2001）提出實施生產者責任延伸制度相背離。歐盟、美國、日本等發達國家都已選擇對供應鏈中原始制造商（OEM）實施生產者責任延伸制度。HuiMienLee(2014)、Wai M.Cheung(2014)通過分析EOL的回收成本及供應鏈末端階段相關指標，使其具有更高的回收價值。SavaskanRC（2004）研究了回收供應鏈中EOL產品回收的三種方式，從而挑選合格的EOL回收產品。AchillasC（2009）在充分考慮經濟和環境影響的條件下提出了評價EOL電子產品的指標體系。PengxingYi（2016）針對零售商模型下的EOL產品回收物流進行研究。2014年底，歐洲制造商品的回收率低至16%。張曙紅等（2012）、PengxingYi（2016）研究了再制造供應鏈中的制造商和零售商雙方的定價策略和以零售商為中心回收模式的雙渠道策略問題。雖然EPR制度對EOL產品的回收發揮了很大的作用，但是EPR制度下的EOL產品的回收利用率依舊很低。本文提出一種基于循環經濟的EOL產品雙閉環供應鏈。

基于循環經濟的EOL產品雙閉環供應鏈具有“一個中心、兩種循環”的閉環供應鏈結構特征，在供應鏈系統中，政府將企業關注的經濟效益和社會關注的環境效益形成對供應鏈成員的激勵機制。其中，EOL產品處置中心既是“內循環”的回收處理主體，也是“外循環”的原料基地，具有多重作用和較強的獨立性，是供應鏈激勵機制實施的責任主體。其作用體現在：一是以“EOL產品處置中心”為主體，改善了原有以OEM為環境延伸責任主體的結構屬性；二是明晰了EOL產品隨新產品轉移過程中回收處置的產權歸屬，統一了政府補貼與履行EOL回收責任的主體屬性；三是將EOL產品循環利用由“內循環”向“外循環”拓展，提升了EOL產品閉環供應鏈的價值屬性。構建的基于循環經濟的EOL產品雙閉環供應鏈豐富了EOL產品回收、處置和利用方式，有利于實現EOL產品商業價值增值和環境延伸責任的落實，便于政府激勵，避免因環境責任延伸主體不明晰，激勵不到位，而導致該類EOL產品利用不充分的問題。

1 問題描述與相關說明

“一個中心、兩種循環”的雙閉環供應鏈將行業外閉環融入其中，充分擴大了EOL產品再利用的分銷渠道，特別是為處理“回收價值低、環境影響大”的EOL產品再利用提供了有效的途徑，提高EOL產品的回收率和再利用率，減少EOL產品對環境的影響。在該雙循環供應鏈中，政府是環境責任的監管者、OEM是生產者延伸責任者、EOL產品處置中心是供應鏈環保化運營者。政府是環境保護的責任者，需要激勵生產企業和EOL產品處置中心共同回收EOL產品，保護環境。EOL產品處置中心在政府的激勵資助下獲得最大的利潤。OEM需要花費最小的成本確保EOL產品處置中心回收更多的EOL產品，以減輕承擔EPR責任。為了保證該雙閉環供應鏈的順利實施，保證生產企業和EOL處理中心能夠更好地履行職責，這需要合理地處理政府、OEM、EOL產品處置中心三方之間利益關系，三者之間的利益協調是本文研究的焦點。

基于EOL產品處置中心的雙閉環供應鏈最主要特點體現在能否通過EOL產品處置中心實現外部循環利用，是提高EOL產品回收和再利用效率的關鍵。因此，EOL產品是否“外循環”是整個雙閉環供應鏈能否環保化運營的重要標志。由于EOL產品的回收成本高，再利用價值相對較低，因此政府對EOL產品處置中心環保化運營的補貼是閉環供應鏈持續運營的重要保證。為簡化研究，假設供應鏈相關環境責任主體僅涉及政府、OEM和EOL產品處置中心三方，政府監管OEM執行EPR制度，OEM監督EOL產品處置中心環保化運營，環境績效得到改進，OEM獲得政府獎勵，EOL產品處置中心獲得政府補貼。通過建立“政府、OEM、EOL產品處置中心”三方動態博弈模型來就有關利益問題進行博弈分析。

1.1 模型假設

假設1閉環供應鏈系統環境責任相關者為“政府、OEM、EOL產品處置中心”。三個參與主體均為理性經濟人。政府具有保護環境的最終責任。

假設2回收的EOL產品全部通過“內循環”和“外循環”處置，僅考慮EOL產品處置中心“外循環”處置EOL產品程度與環境改善效果正相關。

假設3政府“監管”OEM執行EPR制度，對OEM進行環境改善評價，評價依據是OEM“監督”EOL產品處置中心是否“外循環”處置EOL產品。政府可依據OEM下述情況決定給予EOL產品處置中心發放補貼。若OEM作為，發生監督成本，EOL產品處置中心獲得補貼；若OEM不作為，政府對OEM進行罰款，罰款額度大于其監管成本，而EOL產品處置中心無法獲得政府補貼。

假設4OEM對EOL產品處置中心運營進行“監督”。在OEM監督情況下，對EOL產品處置中心“不外循環”運營可征收罰款，罰款額度大于其監督成本；若EOL產品處置中心“外循環”運營，政府對OEM執行EPR制度給予環境改善獎勵。

1.2 參數說明

根據上述假設，構建模型參數（除外可能為負值，其他均為正值）說明如下：

Hij：政府(i=1)，OEM(i=2)，EOL處置中心(i=3)的收益函數(j=1,...,8)

C：EOL產品處置中心“外循環”運營成本；

△P：EOL產品處置中心“外循環”運營利潤變化值；

△Cm：EOL產品處置中心“外循環”運營為OEM節約的環境治理成本；

△Cg：EOL產品處置中心“外循環”運營為政府節約的環境治理成本；

C1：政府對OEM監管成本；

C2：OEM對EOL產品處置中心監督成本；

F1：政府對OEM環保不作為的罰款，為符合實際，假定F1＞C1；

R：政府對OEM執行EPR制度環境改善的獎勵（不影響政府支付函數，影響OEM決策的要素）；

F2：OEM對EOL產品處置中心“不外循環”品處置中心“外循環”利潤增加值為正，則EOL產品處置中心就不需要補貼和監督也會自主選擇“外循環”運營。因此，政府在閉環供應鏈產業中選擇專業化、效率高、綜合運營成本低的EOL產品處置中心，在初期可以提高政府的補貼，以吸引EOL處理中心的加入，并且提高技術，降低成本。在供應鏈實施后期，當供應鏈產業化規模形成以后，可以適當調整政府補貼支出，從而提高環保績效，增加社會福利。

（3）由式（9）可分析EOL產品處置中心“外循環”的概率p3的變化情況：EOL產品處置中心進行“外循環”運營的概率與政府對OEM不作為的罰款成正比，與政府對OEM的監管成本成反比。

該結果表明，當政府對OEM不作為的處罰額度加大，EOL產品處置中心“外循環”運營的概率增大。說明政府通過對OEM不作為征收罰款，能夠有效督促OEM監督EOL產品處置中心“外循環”運營，改善環境績效。為了保證OEM進行監督，政府可對OEM設置巨額罰款，OEM為避免繳納罰款，不作為的概率會大大降低。當政府對OEM的監管成本C1過高，EOL產品處置中心“外循環”運營的概率p3反而會降低。該結果的管理學意義，說明政府增大對OEM的監管成本，EOL產品處置中心“外循環”運營的概率反而會降低，這不僅增加了財政負擔，還達不到改善環境績效的目的。

綜合以上分析，通過政府、OEM、EOL產品處置中心三方的動態博弈模型均衡解表現了低回收價值高環境影響EOL產品閉環供應鏈主要環境責任者的決策行為關系。當政府和OEM的監管成本都升高時，政府應該平衡好監管費用與對OEM的環境獎勵費用的設計，即使政府降低了監管頻度，不增加總費用的情況下也能達到想要的結果。EOL產品處置中心運營成本的高低，事關是否自覺選擇“外循環”的關鍵，若EOL產品處置中心運行減少利潤，則EOL產品處置中心需要獲得政府補貼以彌補其減少利潤。因此，需要政府的補貼和OEM的監督和引導。這也正是低回收價值高環境影響EOL產品“市場失靈”的經濟原因。當EOL產品處置中心“外循環”凈利潤增加，EOL產品處置中心就不需要補貼和監督會自主選擇“外循環”運營。所以，在閉環供應鏈產業中選擇專業化、效率高，綜合運營成本低的EOL產品處置中心可以減少政府支出，增加社會福利。這些結果進一步揭示了保障機制運營時EOL產品處置中心“外循環”的條件和影響因素，各利益相關主體，政府科學合理設置監管頻度和補貼額度，政府監管概率可以適當降低，重在強化激勵引導企業降低自身運營成本，也能達到政府想要的環境改善的結果。摒棄以罰代管，不僅增加企業成本也增加財政負擔。

[1]鄭云虹,田海峰.EPR激勵機制研究——基于動態博弈的視角[J].工業技術經濟,2011(12):24-29.

[2]OECD.ExtendedProducerResponsibility:AGuidanceManual forGovernments[J].Paris:OECD,2001.

[3]ManomaiviboolP,VassanadumrongdeeS.Extended producer responsibility inThailand prospects for policies on waste electrical and electronic equipment[J].Journal ofIndustrialEcology,2011,15(2):185-205.

[4]童昕,顏琳.可持續轉型與延伸生產者責任制度[J].中國人口?資源與環境,2012,22(8):48-54.

[5]HuiML,LuWF,SongB.Aframework for assessing productEnd-Of-Life performance:reviewing the state of the art and proposing an innovative approach using anEnd-of-LifeIndex[J].Journal ofCleanerProduction,2014,66(66):355-371.

[6]CheungWM,MarshR,GriffinPW,et al.Towards cleaner production:a roadmap for predicting product end-of-life costs at early design concept[J].Journal ofCleanerProduction,2014,87(1):431-441.

[7]SavaskanRC,BhattacharyaS,WassenhoveLNV.Closed-LoopSupplyChainModels withProductRemanufacturing[J].ManagementScience,2004,50(2):239-252.

[8]ZioutA,AzabA,AtwanM.Aholistic approach for decision on selection of end-of-life products recovery options[J].Journal ofCleanerProduction,2014,65(4):497-516.

[9]AchillasC,MichailidisN.Amethodological framework for end-oflife management of electronic products[J].ResourcesConservation&Recycling,2009,53(6):329-339.

[10]YiP,HuangM,GuoL,et al.Aretailer oriented closed-loop supply chain network design for end of life construction machinery remanufacturing[J].Journal ofCleanerProduction,2016,124:191-203.

[11]FikruMG.Environmental performance of waste-handlers[J].Journal ofCleanerProduction,2014,67:88-97.

[12]張曙紅,張金隆,冷凱君.基于政府激勵的再制造閉環供應鏈定價策略及協調機制研究[J].計算機集成制造系統,2012,18(12):2750-2755.

[13]YiP,HuangM,GuoL,et al.Dual recycling channel decision in retailer oriented closed-loop supply chain for construction machinery remanufacturing[J].Journal ofCleanerProduction,2016,137:1393-1405.

[14]賀超,宋學鋒,馮春花.基于多Agent的閉環供應鏈回收競爭模型[J].系統管理學報,2015,24(2):224-229.

[15]李致平,董梅生.腐敗的三方動態博弈模型及其治理對策[J].運籌與管理,2003,12(3):27-31.

[16]章輝美,鄧子綱.基于政府、企業社會三方動態博弈的企業社會責任分析[J].系統工程,2011,29(6):123-126.

[17]劉倩,丁慧平,侯海瑋.供應鏈環境成本內部化利益相關者行為抉擇博弈探析[J].中國人口?資源與環境,2014,24(6):71-76.

[18]YalabikB,FairchildRJ.Customer,regulatory,and competitive pressure as drivers of environmental innovation[J].InternationalJournal ofProductionEconomics,2011,131(2):519-527.

Game Analysis of Dual Closed-loop Supply Chain Based on Circular Economy for Reusing EOL Products

Cheng Dongbo Huo Jiazhen Xu Hongming
(School of Economics & Management, Tongji University, Shanghai 200092)

Considering the influence of circular economy, we put forward a model of dual closed-loop supply chain based on recycling EOL product and give an analysis about the supply chain’s structure and characteristics about “One center, Two circuits”. We formulate a three-side dynamic game model including government, OEM and EOL products treatment center as major parties of stakeholders to explore how to motivate the EOL products treatment center. The results show the relationships among government, OEM, and EOL products treatment center and it also reveals how government encourages the others, how OEM supervises EOL products recycling center and how EOL products would be handled through “eternal circuits”. The research figures out the important factors which can keep the EOL products treatment center running. And also this research explores some useful ways to recycle EOL products which have low commercial value and high environmental impact. Government could take the results of this paper as reference to make some wise and rational methods and mechanism to improve the environment.

circular economy; EOL products; dual closed-loop supply chain; game analysis

1005-9679(2017)02-0054-05

2017-03-06

國家自然科學基金資助項目（71532015）

程東波，同濟大學經濟與管理學院博士研究生，教授級高工，研究方向：物流與供應鏈管理，運營管理；霍佳震，同濟大學經濟與管理學院教授，博士生導師；徐紅鳴，同濟大學經濟與管理學院博士研究生。

F224

A