考慮政府補貼和產品綠色度的閉環供應鏈生產決策模型

邢光軍 李云云

摘要：在考慮政府以綠色度為標準對綠色產品實施補貼的背景下，針對由一個綠色產品制造商、一個普通產品制造商和一個零售商構成的二級閉環供應鏈。分別構建了政府補貼制造商和政府補貼消費者時的生產決策模型，并分析了消費者綠色偏好、綠色度、補貼強度等因素對閉環供應鏈生產決策產生的影響，同時，通過算例仿真比較兩種補貼政策的效果差異。結果表明：消費者綠色偏好程度、產品綠色度以及補貼力度的提升均能有效擴大綠色產品的市場而抑制普通產品的需求。并且，兩種補貼政策均可促進綠色產品的發展，其中政府補貼消費者可以在更大程度上提高消費者對綠色產品的需求，為綠色產品制造商和零售商帶來更大收益，有利于促進綠色產品的發展和推廣。

關鍵詞：閉環供應鏈;政府補貼;消費者綠色偏好;綠色度;Stackelberg博弈

中圖分類號：F274文獻標識碼：A

O引言

全球經濟發展引發的環境污染問題正逐漸成為政府和相關企業關注的焦點，政府也越來越重視提升制造企業及公眾的環保意識。當今形勢下，綠色和環保是社會發展不可忽視的兩大主題，在供應鏈管理中關注產品綠色度，實施綠色供應鏈管理模式也將是一種必然的發展趨勢。同時，隨著人們生活及收入水平的提高，廢舊物品的數量逐年遞增，這無疑給環境造成了極大負擔和污染。針對這一問題，消費者和企業開始參與和實行產品的回收以及物料的循環利用，以便緩解環境污染問題。閉環供應鏈這一新型供應鏈模式也隨著消費者環保意識的提升而在企業生產經營活動中扮演著越來越重要的角色，產品的回收再制造成為生產活動中重要部分。

消費者環保意識的提升驅動了綠色產品市場的興起和發展，產品綠色度成為刺激環保型消費者購買的重要因素。然而，綠色產品的生產和研發一般需要較高投入，其生產成本自然要高于普通產品，且價格相對較高，這在一定程度上打擊了制造商生產綠色產品的動力以及消費者購買綠色產品的熱情。為提高綠色產品的市場競爭力，政府通常采取價格補貼的手段激勵相關企業生產和銷售綠色產品，實際情況也表明政府補貼政策確實對綠色產品的發展產生了積極效果。政府補貼一般從補貼生產者和補貼消費者人手，而這兩種補貼方式在不同情境、不同市場結構下產生的作用是不同的。本文通過研究不同補貼政策下綠色閉環供應鏈的最優生產決策模型，幫助政府根據實際情況選擇最優補貼方式，使得政府、企業、消費者獲得最大收益。

近年來，國內外許多學者對閉環供應鏈中政府補貼的問題進行了深入研究。朱曉曦等建立了由一個制造商和一個零售商組成的再制造閉環供應鏈博弈模型，研究了政府補貼前后制造商和零售商的最優決策。Shi在研究政府補貼下的閉環供應鏈協調問題時，發現引入政府補貼參數，數量折扣契約比收益共享契約更能有效協調供應鏈。陳曉紅等基于消費者對產品功能質量和環境質量支付差異，建立了閉環供應鏈決策模型，對政府不補貼、補貼制造商和補貼再造品購買者三種情況下的最優決策進行比較，并分析了政府補貼和消費者偏好對供應鏈決策影響。林杰等以家電“以舊換新”為研究背景，構建了無財政補貼和以舊換新補貼下閉環供應鏈成員利潤分配模型，采用博弈技術求解出兩種模型的閉環供應鏈成員利潤分配情況。Zhao等考慮由單一制造商、單一零售商構成的閉環供應鏈系統，基于政府的不同補貼策略，建立了閉環供應鏈的價格決策模型。Li等討論了政府補貼對四種不同差別定價閉環供應鏈決策模型的影響，并分析了其對閉環供應鏈系統及其成員利潤的影響。

通過上述文獻可知，在閉環供應鏈的決策中考慮政府補貼因素具有較高研究價值，但是上述研究中并未考慮產品綠色度和消費者綠色偏好對閉環供應鏈最優決策和成員利潤產生的影響?，F如今，政府對環境污染問題越來越重視，消費者環保意識也不斷提高，綠色環保型產品成為政府大力支持的產業，消費者也越來越偏向購買綠色產品。近些年，許多學者開始在考慮產品綠色度和消費者綠色偏好的基礎上對閉環供應鏈的決策問題展開深入研究。Chitra研究了顧客綠色環保意識與其綠色產品消費行為關系的問題，結果表明綠色低碳意識越強的消費者更傾向于消費綠色產品，即使花費更高的金錢。Bull指出環境問題日益受到消費者重視，一些低綠色偏好的消費者也愿意通過購買行為督促生產者生產和銷售綠色產品，研究者、企業和政府都應關注消費者的綠色消費偏好。TOPTAL等在研究中開始把消費者的環保偏好納入到生產者履行環境責任的決策中去。劉會燕等考慮消費者的綠色偏好，構建了三種供應鏈競爭結構模型，確定各情形下的最優價格和綠色度決策，分析消費者綠色偏好和供應鏈競爭對供應鏈產品選擇和收益造成的影響。梁喜等引入環保參數，采用Stackelberg博弈法，分析了不同市場結構對綠色閉環供應鏈成員決策以及績效的影響。李舒玲針對閉環供應鏈中廢舊產品的質量問題，以制造商的綠色偏好為切入點，考慮廢舊產品回收質量的不確定性，分析制造商綠色偏好對于制造商、零售商決策以及供應鏈各方期望收益的影響。Xu等考慮到產品綠色度對需求的影響，構建了由單一制造商和單一零售商組成的兩級閉環供應鏈，發現產品環保水平、回收率以及各節點企業利潤均與消費者綠色偏好呈正相關、而與綠色投資系數呈負相關。Zhang等研究市場需求與產品綠色度有關的二級綠色供應鏈，在三種非合作博弈模型下給出零售商的最優價格決策。

綜上所述，目前大多研究主要集中于在政府補貼參與下單一制造商和單一零售商之間的博弈，在這些研究中，鮮有研究者將消費者偏好與綠色產品需求相結合，也少有文獻在閉環供應鏈中考慮綠色產品和普通產品之間的競爭以及對綠色產品需求進行研究。但事實上，消費者綠色偏好會直接影響綠色產品的需求量，另外，大多文獻研究僅僅是研究政府補貼對綠色產品的促進作用，但并未深入研究不同補貼方式的效果和比較。

鑒于此，本研究將產品綠色度、消費者綠色偏好、產品競爭、政府補貼強度等因素引入閉環供應鏈生產決策模型中，分別從補貼消費者和補貼綠色生產者兩方面人手，構建單一零售商和兩個競爭性生產者之間的兩階段模型，分析和比較不同補貼政策產生的效益，探究不同場景中的最佳補貼政策，進而為政府和生產者提供參考和依據。

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問題描述與模型構建

1.1問題描述

考慮在政府參與下，市場中存在一個綠色產品制造商（M₁）、一個普通制造商M₂以及一個零售商R，零售商向消費者銷售綠色產品和普通產品，兩個制造商則分別負責兩種產品的生產及廢舊品的回收，這兩種產品在功能上具有相互替代性，區別在于產品綠色度的高低，綠色度是衡量產品是否具有環保性的重要指標之一，本文中綠色產品和普通產品的綠色度分別為g和g_o（g>g_o）。根據實際情況可知，綠色產品的可回收率和可用性要大大高于普通產品，即綠色產品回收率λ高于普通產品回收率λ_o（λ>λ_o）。制造商（M₂）在生產過程中并不關注環境問題而只關注自身效益，綠色產品制造商（M₁）則對資源浪費、環境污染等問題比較關注，因此在產品的研發、生產、包裝、銷售等環節綜合考慮環境影響和資源效率。綠色產品作為一類環境友好型產品，其綠色度g高于法律規定最低綠色度的綠色產品，由于綠色產品的研發、生產等工藝更為復雜，其單位生產成本C₁高于普通產品的單位生產成本c₂，即C₁>C₂，且綠色產品的零售價W₁和批發價P₁也分別要高于普通產品的P₂，W₂，即P₁>p₂，W₁>W₂。政府為了響應國家提出的綠色發展理念，則通過補貼綠色產品制造商或消費者的方式來擴大綠色產品的市場，提高其競爭能力。

市場中不同的消費群體具有的需求是不一樣的，環保意識較強的消費者愿意花更高的價格去購買綠色產品，普通消費者則不愿意花高價購買。本文用.廠表示消費者綠色偏好程度，P=kfg表示消費者愿意為綠色產品支付的價格（k表示消費者綠色偏好支付系數），P_o=kfg_o表示消費者愿意為普通支付的價格，政府對綠色產品補貼的標準往往是根據產品綠色度來制定的，設S=r（g-g_o）為政府單位綠色產品補貼額，r為政府補貼系數。

本研究旨在探討在考慮消費者綠色偏好、綠色度、產品競爭、政府補貼等背景下，綠色閉環供應鏈的最優生產決策，通過建立制造商和零售商的兩階段博弈模型：第一階段制造商M₁、M₂決策各自的批發價和綠色度;第二階段零售商R依據前者決策兩種產品的零售價。最后，對建立的模型進行算例仿真，驗證計算結果，并對不同補貼政策下的最優生產決策進行比較分析。

1.2模型參數

模型建立所涉及到的參數匯總見表1：

1.3模型假設

2政府補貼制造商的博弈模型