綠色技術創新下考慮政府補貼和權力結構的供應鏈決策研究

紀海倫（江蘇大學 管理學院，江蘇 鎮江 212001）

0 引言

世界范圍內自然資源的短缺和環境的污染使得企業界和學術界都開始關注起了綠色供應鏈管理[1-2]。現如今在世界各國大力推進綠色經濟發展的大前提下，企業實施綠色供應鏈管理顯然已經成為了必然的趨勢，作為一種較為前沿的管理機制，其主要目的是為了減少供應鏈中企業在材料采購、產品創新、生產、回收等活動中對自然環境產生的不良影響[3]，其對于可持續發展的重要性不言而喻。世界各國對于綠色供應鏈的發展給予了充分的財政支持。然而，隨著對政府補貼研究越發深入，學者們已經注意到政府對綠色供應鏈的補貼在實施的過程中面臨著許多的挑戰，其中供應鏈的渠道權力結構對政府補貼的效率至關重要，在綠色供應鏈中發揮著重要作用。因此，如何在考慮政府補貼的前提下對不同渠道權力結構的綠色供應鏈決策提供最優的管理策略是現階段急需要解決的問題。

近年來，由于綠色發展理念的普及，國內外關于政府對綠色企業進行補貼的相關研究如雨后春筍般層出不窮。其研究內容大致可分為兩類：一類考慮的是不同的政府補貼模式，分析不同的補貼模式對綠色供應鏈中節點企業相關決策的影響。賀勇等[4]在綠色低碳發展的大背景下，探究了創新補貼和成本補貼兩種不同的政府補貼模式和生產商碳減排方式之間的影響關系。Mitra和Webster[5]以補貼主體的差異性為研究切入點，探究了單獨補貼再生產商或生產商以及同時補貼二者三種政府補貼模式下綠色供應鏈的最優定價等決策問題。而溫興琦等[6]則在考慮消費者綠色偏好的基礎上，以不同的政府補貼模式為研究對象，在政府補助費用相同的條件下比較各種政府補助模式下補助效果的差異性。曹裕等[7-8]研究了有無政府補貼，不同協調策略以及供應鏈成員的行為偏好對供應鏈成員綠色努力行為和相關決策的影響。

另一類則是在單一的政府補貼模式下，探究政府補貼系數的變化對綠色供應鏈成員決策的影響。如朱慶華和竇一杰[9]率先在綠色供應鏈決策研究中以產品綠色度和補貼系數為研究的主體，探究了政府補貼比例的變化對供應商及其下游生產商最優決策的影響。魏守道和孫銘[10]在兩條綠色低碳供應鏈中，探究了政府對消費者補貼情形下各個供應鏈成員的碳減排策略與其競合關系抉擇的問題。

當然，綠色供應鏈的發展不僅需要國家財政的支持，更需要核心企業在供應鏈中對上下游企業起到引領和促進的作用。因此，有眾多的學者將供應鏈渠道權力結構納入到了綠色供應鏈管理的研究中。如陳克兵等[11]在消費者環保意識不斷增強的背景下，根據供應鏈節點企業之間不同的渠道權力結構建立了相應的主從博弈模型。劉名武等[12]在跨境電商的背景下考慮了關稅，消費者綠色偏好等因素對供應鏈節點企業最優決策的影響，并橫向比較了兩種供應鏈權力結構的優缺點。唐書傳等[13]在“碳達峰、碳中和”的大背景下，以不同權力結構的綠色供應鏈為研究對象，以零售商的社會責任為研究切入點并明確指出了消費者綠色偏好以及權力結構不同對生產商和零售商利潤具有重要的影響。

鑒于以上考慮，本文在一個生產商和一個零售商構成的兩級綠色供應鏈中，同時考慮了政府對生產商綠色技術創新成本補貼和供應鏈渠道權力結構的差異性對綠色供應鏈企業最優決策及綠色供應鏈整體利潤的影響。通過數值仿真的方法探究政府補貼系數和權力結構的差異性對產品綠色度、產品零售價等最優決策的影響機理，以期為政府及綠色供應鏈成員的決策提供更豐富的理論參考。

1 問題描述及模型假設

1.1 問題描述

本文以政府對生產商綠色技術創新成本進行補貼為背景，在三種不同權力結構下，研究由一個生產商和一個零售商組成的兩級綠色供應鏈決策問題：第一種權力結構是生產商在綠色供應鏈中占據主導地位；第二種權力結構是零售商在綠色供應鏈中占據主導地位；第三種權力結構是生產商和零售商在綠色供應鏈中地位平等。其中生產商確定其生產產品的綠色度e 并以批發價w (w>c)把產品批發給零售商，零售商以零售價p (p>w)把產品銷售給消費者。

1.2 模型假設

出于研究需要，本文做如下假設:

（1）生產商對綠色技術的創新進行投資來生產綠色產品，綠色產品的成本可分為單位生產成本c 和綠色技術創新的投資成本Cd。

（2）生產商和零售商在決策過程中完全理性且均為風險中性，不考慮零售商的固定及銷售成本。

（3）為了鼓勵生產商增加綠色投入，政府對生產商的綠色技術創新成本進行一定比例的s∈[0,1]財政補貼[11]；綠色技術創新成本為；假設產品需求函數是關于產品綠色度和價格的線性函數，為：Q=a-bp+ne。相關參數及符號解釋如表1所示：

表1 相關參數及符號解釋

2 不同權力結構下的綠色供應鏈決策

下面建立并求解生產商主導、零售商主導和兩者權力平等的綠色供應鏈決策模型（分別用上標M、R 和N 表示）。不同權力結構下的生產商與零售商博弈順序不同將導致綠色供應鏈企業的最優決策存在顯著差異。

2.1 生產商主導的Stackberg 博弈模型

當生產商占主導地位時,綠色供應鏈決策的參與主體包括一個生產商和一個零售商，二者進行的是生產商主導的Stackelberg 博弈。生產商在該供應鏈中占據優勢地位，兩者都以自身利益的最大化為決策目標，此時的博弈順序為：第一階段：生產商確定產品批發價w 和綠色度e；第二階段：零售商根據生產商給出的產品批發價w 和綠色度e 再確定產品零售價p。此時生產商、零售商以及供應鏈整體利潤函數如下：

再將最優決策wM*和eM*代入到表達式（4）中，可得到最優零售價pM*的決策表達式（8）：

最后同時將wM*,eM*,pM*的表達式分別代入到式（1）和式（2）中，即得到生產商和零售商的最優利潤函數表達式（9）和式（10），式（9）與式（10）相加即得最優供應鏈整體利潤，之后的供應鏈整體利潤計算方式相同：

定理1 證畢。

2.2 零售商主導的Stackelberg 博弈模型

當零售商在綠色供應鏈中占主導地位時，綠色供應鏈決策的參與主體包括一個生產商和一個零售商，二者進行零售商主導的Stackelberg 博弈，兩者都以自身利益的最大化為決策目標，此時的博弈順序與2.1 相反，決策內容相同。為便于求解，令p=w+m，其中m 為零售商單位產品的邊際利潤[11]，此時生產商、零售商以及供應鏈整體利潤函數如下：

2.3 生產商和零售商地位平等的Nash 博弈模型

當生產商和零售商兩者在綠色供應鏈中地位平等時，綠色供應鏈決策的參與主體包括一個生產商和一個零售商，二者進行Nash 博弈，在整個博弈過程中無主從之分，兩者同時以實現各自利益的最大化為決策目標，在生產商決策產品的綠色度e 和批發價w 的同時零售商決策產品零售價格p。

3 三種權力結構下綠色供應鏈決策的比較

下面將對三種權力結構下綠色供應鏈主體的最優決策進行比較分析，探究渠道權力結構的差異性對綠色供應鏈決策的影響機理。將三種不同權力結構下的綠色供應鏈企業最優決策進行比較分析，可得如下命題。

命題3、4、5 的證明過程與命題1、2 證明過程類似，不再一一贅述。

4 數值仿真分析

上述數學模型主要分析了政府對生產商進行創新成本補貼時三種渠道權力結構下的綠色供應鏈最優決策，下面結合實際情況對模型內的有關參數進行賦值，進一步觀察分析政府對綠色技術創新成本的補貼比例以及權力結構的不同對綠色供應鏈決策的影響并驗證相關的結論。令a=200,b=10,n=4,k=16,c=10，s 在[0,0.7]內變化[12]，設置的參數滿足關于參數間關系的假設。

4.1 政府補貼對綠色供應鏈決策的影響分析

從政府補貼比例對批發價、零售價及產品綠色度的影響角度來看，由圖1 至圖3 可知，無論在哪種權力結構下，政府對生產商綠色技術創新成本補貼比例總是對綠色產品批發價、零售價及綠色度有著正向的影響。

圖1 政府補貼比例對產品批發價影響圖

圖2 政府補貼比例對產品零售價影響圖

圖3 政府補貼比例對產品綠色度影響圖

因為當生產商獲得的補貼力度不斷增大時，相當于生產商提升相同單位的產品綠色度和市場需求時所花費成本不斷減少，因此其利潤不斷提高。在這種情形下，生產商會更積極的提高自己產品的綠色度從而提高綠色產品的批發價格使得自身的利潤持續提高。因為生產商產品的批發價的不斷提高，下游零售商要想獲得批發價提高之前的相同利益就必須要提高綠色產品的銷售價格。

4.2 權力結構對綠色供應鏈決策的影響分析

圖4 政府補貼比例對零售商利潤影響圖

圖5 政府補貼比例對生產商利潤影響圖

圖6 政府補貼比例對供應鏈利潤影響圖

5 結論

本文通過數學模型計算和仿真模擬在三種不同權力結構和不同的政府補貼比例下的綠色供應鏈決策情形，分析不同情景下綠色供應鏈決策的變化趨勢，得到如下結論：

（1）三種權力結構下零售商和生產商的產品定價、產品綠色度以及兩者的最優利潤都會隨著政府對生產商綠色技術創新成本補貼的比例增大而增大；生產商主導綠色供應鏈時最不利于產品綠色度的提高，兩者權力平等時可以讓產品的綠色度達到最大。

（2）綠色產品的批發價隨著生產商本身在綠色供應鏈中博弈主導地位的提升而提高。而零售商的產品銷售價格卻是在生產商主導時最高，在自身主導時次之，在兩者地位平等時最低。

（3）綠色供應鏈權力結構的差異性對與供應鏈中節點企業的利潤有著顯著的影響，即生產商和零售商的利潤都會隨著其本身在綠色供應鏈中博弈主導地位的提升而提高。

（4）兩者權利平等的綠色供應鏈權力結構可以使整個供應鏈總利潤達到最大，生產商主導的權力結構下不僅綠色供應鏈整體利潤始終最小，而且也最不利于產品綠色度的提高。因此從供應鏈系統利潤或產品綠色度方面來看，兩者地位平等或零售商主導的權力結構是優于生產商主導的權力結構的。

本文的管理啟示在于：（1）從政府角度來看，為了更好地提升市場中產品的綠色度，政府不僅要加大對生產商綠色技術創新補貼力度，同時也要考慮企業間的市場地位關系。因為在相同的政府補貼比例下，生產商主導的供應鏈權力結構最不利于產品綠色度的提高，兩者權力平等的供應鏈權力結構最有利于產品綠色度的提高。（2）從生產商的角度來看，其應該在獲取政府補貼的同時，增強自身在市場中的主導地位確保自身的利潤，但在產品綠色度較低時，應適當讓零售商提高自身的市場地位，在不損害自身利益的前提下共同提升產品綠色度。（3）從零售商角度來看，其應該努力提升自身的實力，提高自己在綠色供應鏈中的權力地位，這不僅有利于自身利潤和綠色供應鏈整體利潤的提高，同時也有利于產品綠色度的提高。