考慮技術創新和政府補貼的閉環供應鏈網絡均衡研究

李文祥　林馨仝　周巖

摘要：為探究產品創新和政府補貼對閉環供應鏈均衡決策和企業利潤的影響，運用變分不等式理論構建網絡均衡模型求解均衡決策。結果表明：技術創新會提高企業利潤和新產品產量，但過高的創新投入會導致OEM和經銷商利潤下降。政府提供再制造補貼會促進3PR的再制造活動以獲取正向收益，但OEM產品創新時會導致OEM和經銷商利潤下降。

關鍵詞：外包再制造；閉環供應鏈網絡；技術創新；政府補貼

中圖分類號：F274 文獻標志碼：A

閉環供應鏈中，原制造商（Original Equipment Manufacturer，OEM）生產的新產品經由經銷商流向消費市場，消費市場產生的廢舊產品由第三方再制造企業［1］（Third-party Remanufacturer，3PR）回收再制造。再制造要求產品質量、性能等具備較高的技術水準，待其壽命周期后保持核心部件的再利用，為此再制造過程中的技術創新尤為重要。制造商領導的回收再制造供應鏈中，技術創新成本影響制造商的回收再制造模式［2］。授權專利供應鏈中，專利費用取決于3PR的技術創新水平［3］，專利保護會提高OEM技術創新的收益，壓制3PR創新的利潤空間，弱化經銷商技術創新產生的擠兌作用［4］。再制造商主導的逆向動態供應鏈中，再制造商技術創新會降低回收成本，提高廢舊產品的再制造率，但會降低回收商的獲利［5］。政府提供政策補貼扶持發展再制造業，增加再制造商收益，但過高的補貼會導致制造商利潤減少［6-7］。補貼力度不僅影響企業的利潤，還會影響供應鏈再制造模式［8］和回收渠道選擇［9-10］。電商供應鏈中，政府補貼會提高產品綠色水平及企業利潤，且政府補貼再制造商比補貼電商回收平臺激勵效果更佳［11］。目前閉環供應鏈技術創新和政府補貼相關研究側重單一供應鏈。綜上，本文擬構建由OEM、經銷商、3PR組成的外包再制造閉環供應鏈網絡均衡模型，探究技術創新和政府補貼影響下供應鏈企業利潤和均衡決策的變化，為現實中政府的補貼政策和企業的生產創新決策提供參考。

1 問題描述與模型假設

1.1 問題描述

構建由m個相互競爭的OEM、t個經銷商、o個3PR和n個消費市場組成的外包再制造閉環供應鏈網絡均衡模型（圖1）。OEM生產新產品，將再制造業務外包給3PR；經銷商從OEM處批發新產品和再制品，銷售至消費市場。OEM通過技術創新提高新產品效用，政府補貼3PR的再制造生產。運用變分不等式［12］（Variational Inequality， VI）建立組合各層成員的均衡條件，確定閉環供應鏈整體的均衡條件，求解供應鏈整體的均衡決策，探究技術創新和政府補貼對利潤及均衡決策的影響。

1.2 模型假設

假設1：產品生產周期為單周期，即新產品只能回收一次，生產的再制品不可再用于再制造［13］。

假設2：模型中各成本函數均為連續可微凸函數［14］。

假設3：新產品與再制品存在替代關系，但再制品有區別于新產品，二者互相競爭，市場需求不同［15］。

假設4：廢舊產品最低回收率為α，0<α<1，廢舊產品可利用率為β，0<β<1，β為不可利用率，β=1－β［16］。為新產品最低再制造率，=αβ［17］。

2 模型構建

2.1 OEM均衡條件

3.1 技術創新對均衡決策和企業利潤的影響

OEM生產的新產品數量為qvi，創新成本為0.5υ2qvi。為探究OEM對新產品技術創新對均衡決策和利潤的影響，設置政府再制造補貼參數ω=0，變化OEM技術創新參數υ=0，2，4，6，8，10，所得均衡決策以及OEM、經銷商和3PR的利潤變化見表1、圖2。隨著新產品創新投入提高，新產品產量、銷量先增后減，廢舊產品回收量與再制品產量、銷量持續增加。OEM和經銷商的利潤先增大后減小，3PR的利潤持續增加。這是由于創新成本較低時，OEM為求更高利潤則擴大新產品生產規模，3PR回收再制造的再制品數量隨之提升，OEM、經銷商產品銷量上升，利潤提高。創新成本較高時，OEM為減小成本壓力則降低新產品生產規模，由于新產品與再制品的競爭效應，再制品市場需求上升，3PR獲得更多利潤，且再制品銷量提升無法挽回新產品產量下降和技術創新引發的成本損失，導致OEM與經銷商的總體利潤下降。

3.2 政府補貼對均衡決策和企業利潤的影響

所得均衡決策以及OEM、經銷商和3PR的利潤變化見表2、圖3。隨著政府補貼力度提高，新產品產量銷量均下降，廢舊產品回收量、再制品產量和銷量均上升，OEM、經銷商和3PR的利潤均持續增加。這是由于隨著政府補貼力度提升，3PR 擴大再制品生產規模，同時降低外包費用，利潤增加。外包費用的降低導致OEM更傾向于銷售再制品，所獲利潤提升。

3.3 政府補貼和技術創新的共同影響

變化技術創新參數υ=0，2，4，6，8，10，變化政府補貼參數ω=0，5，10，15，20，25，則技術創新水平與政府補貼力度共同作用下企業利潤的變化見圖3。政府補貼情形下，技術創新會導致OEM、經銷商和3PR的利潤下降。技術創新情形下，政府補貼會導致OEM、經銷商利潤下降，3PR利潤提高。創新投入適中、且政府補貼力度較低時，OEM和經銷商的收益最高；高政府補貼且OEM高創新投入時，3PR收益最高。

4 結論

本文運用變分不等式理論研究技術創新和政府補貼對閉環供應鏈企業利潤的影響。低投入的產品創新會提升供應鏈各層企業利潤，高投入的產品創新會導致OEM和經銷商利潤下降，OEM技術創新應平衡好創新成本與收益的關系，充分考慮自身經濟條件；經銷商利潤變化趨勢取決于OEM的生產與創新決策，經銷商要根據OEM靈活調整自身的銷售方案；OEM產品創新和政府補貼再制造均會提高3PR 收益，3PR應通過尋求更高的政府補貼和回收高創新水平的產品以獲得更高利潤。鑒于存在制造業企業自行回收再制造和專利授權第三方再制造企業的現實案例，今后將探究其他再制造模式下政府補貼與技術創新的影響。

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Research on Closed-loop Supply Chain Network Equilibrium Considering

Technological Innovation and Government Subsidies

LI Wen-xiang， LIN Xin-tong， ZHOU Yan

（School of Business， Qingdao University， Qingdao 266061， China）

Abstract： To explore the impact of product innovation and government subsidies on the closed-loop supply chain equilibrium decision and enterprise profits， a network equilibrium model was established and solve the equilibrium decision by using variational inequality theory. The results show that technological innovation increase the profits of enterprises and the output of new products， but excessive innovation investment lead to the decline of OEM and dealer profits. The remanufacturing subsidy provided by the government promote the remanufacturing activities of 3PR and bring positive benefits. However， when OEM carries out product innovation， it leads to a decline in the profits of OEM and dealers.

Keywords： outsourcing remanufacturing; closed-loop supply chain network; technological innovation；government subsidies

收稿日期：2022-07-18

基金項目：國家自然科學基金（批準號：71901129）資助。

通信作者：周巖，女，博士，副教授，主要研究方向為供應鏈管理。E-mail： yanyanz22@hotmail.com