制造業集群供應鏈內企業協同低碳創新行為演化
——考慮環境規制與合作契約雙重約束

唐慧玲，王迦琪，熊 磊，曹 婷，謝雅洵

（1.重慶理工大學會計學院，重慶 400054；2.南寧師范大學師園學院，廣西南寧 530226）

1 研究背景

我國制造業增加值在2021 年達到31.4 萬億元，在全球的占比由2012 年的22.5%提高到近30%，繼續保持世界第一制造大國的地位［1］。黨的二十大報告提出，制造業的高質量發展是我國經濟高質量發展的重中之重，我國制造業需要順應發展階段、條件及格局的變化，以高端化、智能化、綠色化為發展方向。由此可見，推動制造業高質量發展是我國的重要發展戰略之一。制造業是我國實體經濟的基礎，而供應鏈是制造業循環發展的“筋骨血脈”。我國不斷發展制造業，工業經濟利益也隨著制造業的集聚效應而不斷擴大，能源過度消耗和環境污染等問題隨之到來，環境持續惡化［2］，特別是在各地區的制造業聚集區域，環境污染會變得更加嚴重［3］。

我國正大規模建設先進制造業集群，以發揮人才聚集、協同創新及規模效應的競爭優勢，各地方政府也已陸續出臺關于培育壯大先進制造業集群的配套政策。制造業集群供應鏈存在于特定的集群地域內，由圍繞同一產業或相關產業價值鏈不同環節的組織集群，通過信任、承諾的非正式方式或正式契約的方式緊密聯結，形成網狀的供應鏈結構。制造業集群供應鏈在帶來規模經濟與范圍經濟的同時，其誘發的系統性環境污染問題也應受到重視。全球范圍內新一輪綠色低碳制造技術革命正在興起，低碳排放標準及環境保護要求將成為現代國際經貿規制重點，若我國部分高碳制造業的生產技術達不到國際標準，很可能會受到全球產業鏈供應鏈體系的排擠，也可能進一步對我國經濟造成一定影響，且這也不符合我國綠色制造及“雙碳”目標的發展戰略要求。另一方面，受公共衛生事件、地緣政治沖突加劇等多重因素的影響，全球大宗能源、資源等原料價格上漲，能源、資源的供應風險增加，我國制造業應當考慮升級制造技術以提高能源利用率，實現節能環保。因此，在推動我國制造業高質量發展的進程中，面對能耗高、污染重的現實問題，制造行業應加速實現低碳、高效的生產。為此，從區域范圍內的制造業集群供應鏈入手，同時從微觀角度考慮鏈內各環節上的企業進行低碳技術創新，將是我國制造業綠色轉型的關鍵。

2022 年，由耶魯大學和哥倫比亞大學聯合發布的環境績效指數（EPI）顯示，我國以28.4 分排在180 個國家和地區的第160 位［4］。我國已經在全球環境治理中扮演著中流砥柱的角色，但仍面臨巨大的環境壓力［5］。我國采取了各種措施減少碳排放，完善碳排放交易市場，實施更多綠色清潔能源項目，有條不紊地逐步實現可持續發展目標。黨的二十大報告明確提出要繼續堅持走可持續發展道路，構建綠色低碳制造業，提升鏈內韌性，加快內部各個環節實施降碳和創新管理，不斷優化基礎設施布局、結構、功能、系統集成，推動戰略性新興產業融合的集群式發展。當前，制造業集群供應鏈的低碳創新發展已成為國家戰略部署重點，這也是推動我國制造業向智能化、綠色化轉型的發力點。在加快推進我國制造業集群綠色發展的背景下，本研究關注制造業集群供應鏈內上下游企業的協同低碳創新行為，考慮在政府環境規制與鏈內合作契約的雙重約束下如何實現企業間的長期自主協同低碳創新，并提出相應的政策保障措施建議。

2 文獻回顧

國外學者Marshall［6］于20 世紀20～30 年代就已開始將集群作為經濟活動組織進行分析。Poter［7］最早提出“產業集群”的概念，認為產業集群是企業、機構基于價值鏈在地理上的有序聚集體。產業集群與供應鏈管理中的企業發展意圖都在于通過充分發揮個體優勢，在合作的基礎上增強核心競爭力，以產生整體協同效應［8］。在給定的集群區域內，同一行業或相關行業供應鏈上各環節中存在著許多組織，這些組織通過契約關系聯系在一起，形成了基于本地一體化的供應鏈。集群供應鏈是一個具有敏捷性的網絡結構系統，其內鏈結構中存在上下游企業群體，而外鏈結構中則存在政府、行業協會等配套組織機構，以協助內鏈企業群體進行生產經營活動［9］。產業集群供應鏈集成產業集群與供應鏈的優勢，通過地理上鄰近且相互聯系的上下游企業和支撐機構，組成具有規模經濟與范圍經濟的新型產業組織［10］。在低碳經濟背景下，制造業集群供應鏈高能耗高排放的發展模式不再滿足時代要求，其低碳轉型升級勢在必行。為此，本研究從微觀層面探究鏈內企業主體的低碳創新協同行為。

關于集群供應鏈內企業的協同低碳創新行為，一些學者針對企業低碳創新行為的影響因素展開討論，例如，李健等［11］利用解釋結構模型（ISM）和NK 模型研究集群供應鏈中企業低碳創新行為的影響因素發現，低碳技術人才、不完善的法規和政策以及產業集群的發展這3 個因素的作用最大；蔣曉榮等［12］采用因子分析法對影響制造商與供應商企業承諾合作關系的因素展開系統性討論，其研究結論為短期關系收益、長期關系收益、信任等9 個主因素從多層面共同影響企業間的關系承諾管理活動。在集群供應鏈網絡中，低碳創新技術溢出效應對于企業橫向研發合作也存在一定影響［13］，集群供應鏈內企業可以通過“低碳化研發—生產—交易”的全過程低碳轉型來實現集群供應鏈的綠色化［14］。供應鏈內企業的合作創新行為是比較常見的創新模式，Petersen 等［15］認為供應鏈內縱向結構企業的合作創新能同時為供應鏈成員企業與供應鏈整體帶來收益增效，因此這是一種具有優勢的企業合作模式。知識溢出效應存在于企業創新活動中，部分學者認為知識溢出效應有利于企業開展創新合作，如黃波等［16］發現上下游企業間的創新研發合作行為及知識溢出效應均使得企業研發投資及利潤得到增加，王麗麗等［10］也得出類似結論；張喜征等［17］發現企業創新投入增加與利潤回報間存在邊際收益遞減關系，這可能會削弱企業創新合作中研發投入的積極性，可以通過創新利潤分配調整以提高企業創新合作的積極性，充分發揮合作創新優勢；供應鏈內企業低碳協調發展的實現路徑包括制造商通過合理分配利潤比例來擴大供應商的減排動力，在供應鏈系統整體利潤保持一致的前提下實現有效減排［18］；劉舉勝等［19］發現知識投入、知識互補程度及知識溢出系數的增加能有效促使企業朝合作方向演化。但也有學者認為知識溢出效應會對供應鏈內企業創新合作行為產生負面影響，主要表現為合作方企業低投入高回報的“搭便車”行為，此時企業間的長期研發合作將受到阻滯［20］。在產業集群中雙寡頭企業進行共同創新的合作模式下，集群內的知識溢出將呈現明顯的負面效應［21］。為解決知識溢出效應在企業合作中帶來的負面影響，付秋芳等［22］、周永圣等［23］認為政府的懲罰機制可有效限制企業在合作中的“搭便車”行為。

學者對于供應鏈內企業進行低碳創新合作的行為策略研究也較為豐富。在已知企業間存在綠色創新技術溢出效應的前提下，為減少企業“搭便車”的不良行為，現有文獻在研究企業低碳創新合作的行為策略時，常在策略博弈模型中設定政府獎懲機制。政府在各項法規和政策上扮演著發起者和實施者的角色，一般通過對企業進行綠色創新補貼及征收碳稅來引導企業的協同低碳創新行為［24］，政府補貼將有效促進綠色產品的銷售以刺激企業積極進行綠色技術創新［25］。但政府在使用不同基準方法下所提供的低碳補貼對于鏈內企業生產活動的激勵效果有所不同［26］，即使是在政府補貼的加持下，閉環供應鏈網絡主體仍需權衡消費者的環保意識，以實現環境效益最大化［27］。此外，行政管理中的環境規制同樣起著重要作用，特別是對于高污染行業將產生極大減排效果［28］。在設定政府獎懲機制的模式下，現有研究采用演化博弈模型對鏈內企業的低碳創新合作行為策略展開分析，如徐建中等［24］研究發現政府環境規制能在一定條件下引導企業群體向突破式綠色創新模式演化。除政府獎懲機制外，企業間的合作契約也能有效限制單方企業的“搭便車”行為，如付秋芳等［22］在演化博弈模型中設定投機方賠付守約方懲罰金，結果發現供應商與制造商的減排策略與雙方減排收益的分配機制密切相關；周永圣等［23］同樣在研究中設定違約懲罰，結果得出企業低碳創新策略與創新投入產出比相關的結論。

上述研究以企業間的契約懲罰機制限制企業投機行為，但對于政府綠色創新補貼及碳稅征收的因素未加入模型考慮，使得研究模型設定考慮不夠全面。而肖振紅等［29］在研究企業與學研機構的協同綠色創新策略博弈時，將政府綠色創新補貼、碳稅征收及雙方契約懲罰因素均考慮進了模型，得出的結論為政府綠色補貼、環境稅率、協同創新獎懲均對產學研協同綠色創新行為存在顯著影響。這一研究對本研究具有一定指導作用，但其研究對象及行為策略與本研究存在差異。另外，和征等［30］的研究也都納入了政府獎懲及企業間契約懲罰因素，但將政府的獎懲機制設定為獎勵金額與懲罰金額，并未細分政府的環境規制策略。此外，以上研究均未關注市場內消費者的綠色性，實際上，消費者綠色偏好對企業最終產品銷售利潤存在直接影響，進而對企業的低碳創新合作策略選擇也會有影響。現實情景中，供應商可以利用環保技術生產無污染產品，零售商可以將產品提供給具有綠色偏好的消費者［31］；企業生產綠色低碳產品并交付于市場的速度對消費者購買意愿有顯著影響，產品交付時間越短，消費者購買意愿越強［32］。在集群內，供應商上下游企業的協同目標有相似性時，提高消費者綠色偏好和增加政府對封閉三級生產鏈的補貼能夠促進供應鏈的低碳改進，消費者將能接受更高的物流價格，同時對鏈內企業的共同獲利也有積極作用［33］。總體而言，現有相關文獻在分析集群供應鏈內上下游企業的協同低碳創新行為策略博弈時，將政府環境規制政策、鏈內企業合作契約及消費者綠色偏好這3 類因素均納入模型的還較為欠缺。

此外，還有研究對制造業集群供應鏈內企業的協同低碳創新行為展開評價，以優化企業現有的協同低碳創新模式，如陳香等［34］采用區間灰色關聯多屬性評估法構建了制造業集群供應鏈低碳創新網絡協同行為評估模型，有助于企業查找協同低碳創新行為的關鍵影響因素，最終提出了鏈內企業協同低碳創新發展水平的優化路徑；鄭季良等［35］構建了高能耗產業群協同創新網絡的演進模型及評價指標體系，并采用實際案例對模型進行了檢驗，證明了模型的有效性。總體來看，目前對制造業集群供應鏈內企業低碳創新網絡協同行為展開整體性評價的研究相對較少，相關研究主要集中于企業低碳創新網絡系統要素構成、低碳創新的形成機制與驅動因素以及低碳創新的績效評價，如陸小成等［36］、Lin 等［37］、崔和瑞等［38］、Xu 等［39］的研究。

綜上可知，現有相關研究在關注集群供應鏈內上下游企業開展協同低碳創新行為時還存在以下不足：對于集群供應鏈外鏈結構上政府及行業協會對內鏈企業協同低碳創新行為的監管情景考慮不夠全面；同時，在研究微觀主體最優策略集時，對于政府行為、鏈內合作違約懲罰、企業“搭便車”行為以及消費者反饋等重要因素對于最優路徑的擾動作用未充分考慮。基于此，本研究聚焦于集群供應鏈內的供應商企業與制造商企業組成的二級結構，考慮在政府環境規制與鏈內合作契約的雙重約束下供應商與制造商進行協同低碳創新行為的演化過程，在構建博弈模型時將政府行為、鏈內契約以及消費者反饋都納入作為企業低碳創新策略選擇的影響因素，對博弈企業雙方的長期最優均衡策略進行探究。

3 問題描述與模型假設

3.1 問題描述

本研究旨在解決制造行業集群式供應鏈中供應商集群與制造商集群關于生產技術低碳創新的策略選擇問題。在目前國家大力推崇綠色發展的時代背景下，產業鏈、供應鏈都在逐步進行綠色轉型，消費者也更加偏好碳足跡良好的綠色產品，因此假定供應商企業與制造商企業都積極響應政府所倡導的低碳化生產政策導向，并具有進一步提高市場占有率以獲取更多利潤，從而采取生產技術低碳創新的內在動機。供應商與制造商進行低碳創新后，其最終產品的碳足跡將會得到優化，這種綠色產品相比于普通產品會更加受到消費者青睞，表現為消費者愿意為其支付更高的價格。由于產品價格提高，假設消費者的產品需求量不變，若供應商與制造商低碳化生產的成本增加率低于價格提高率，則二者的銷售利潤都會增加。然而，在供應商與制造商進行低碳創新策略選擇時，若其中一方選擇進行低碳創新而另一方選擇不進行低碳創新，最終產品的碳足跡也將得到一定優化，消費者支付意愿增加、產品的銷售價格將提高，使得制造商與供應商的收益同時增加。此時，選擇不進行低碳創新的廠商沒有投入額外創新成本就獲得了更多的利潤，這便形成了“搭便車”的投機行為。考慮到供應商集群與制造商集群在長期交易業務中對于低碳創新策略的選擇會相互影響，并可以觀察到對方是否有“搭便車”行為，博弈參與企業會及時優化自己的策略，這個過程具有動態學習、重復博弈的特點，這與演化博弈模型所研究的雙種群博弈行為的特點相類似［40］。因此，采用演化博弈模型來刻畫制造業集群供應鏈內供應商與制造商的協同低碳創新行為，探究博弈雙方關于低碳創新的最優行為策略。為有效限制企業的投機行為，依據集群式供應鏈網絡基于本地一體化的契約性敏捷合作特點，將政府的環境規制政策、供應商與制造商存在的鏈內合作契約均作為博弈參與方的低碳創新行為影響因素納入演化博弈模型中。在政府環境規制與鏈內合作契約的雙重約束下，且市場中的消費者存在綠色偏好，則供應商集群與制造商集群在生產活動中進行低碳創新合作行為博弈的動態演化過程如圖1 所示。

圖1 制造業集群供應鏈中供應商與制造商低碳創新協作過程

3.2 模型假設

根據有限理性經濟人理論，參與博弈的兩類企業群體均為有限理性且存在信息不對稱，并在博弈過程中存在學習與模仿行為，會根據對方的策略不斷動態調整自身策略。為方便研究，對供應商群體與制造商群體的策略博弈模型提出如下假設。

假設1：在產業集中度較高的制造業集群供應鏈內鏈結構上，供應商的低碳創新行為具體包括原料萃取技術低碳化、原料生產冶煉技術低碳研發、材料運輸環保化等，制造商的低碳創新行為具體包括低碳生產技術研發、廢棄物環保處置、產品運輸低碳化等［22］，在兩類企業群體博弈過程中反復隨機地從中抽取樣本進行有限理性配對博弈。

假設2：參與博弈的兩類企業群體按照自身利益最大化的目標進行策略選擇，策略集均為{低碳創新，不低碳創新}。其中在博弈初始階段，供應商群體進行低碳創新的比例為x，不進行低碳創新的比例為1-x；制造商群體進行低碳創新的比例為y，不進行低碳創新的比例為1-y，且

假設3：供應商與制造商在進行低碳技術創新時，將根據目標減排水平投入相應的創新研發成本，根據D'Aspremont 等［41］研究的經典假設，將供應商與制造商的低碳創新成本設為其中：g代表供應商；m代表制造商；ε表示低碳創新研發效率系數，ε越小表示研發效率越高，且為便于研究，假設供應商與制造商的研發創新系數都為ε；表示企業的減排水平，且企業低碳創新成本函數滿足表示低碳創新研發成本隨減排水平遞增，且邊際低碳創新成本遞增，因為低碳創新投入的邊際效用遞減［42］。

假設4：供應商與制造商組成的鏈式結構中所提供的最終產品的市場價格p與其需求量q存在反比例線性關系：為大于0 的常數，且表示綠色消費者愿意為存在低碳創新的產品所支付的額外價格；為綠色消費者對低碳創新產品的偏好系數，且

假設5：政府作為制造業集群供應鏈外鏈上的重要組織，對于供應商與制造商實施兩種環境規制政策：一是向企業征收碳稅以抑制其高碳化生產；二是對低碳創新的企業進行財政補貼以激勵其低碳創新積極性。具體來看，假設政府向企業征收碳稅的稅率為，供應商與制造商生產單位產品的碳排放量分別為則二者應當向政府繳納的碳稅（環保稅）額分別為為方便研究，假設制造商的銷量與上游供應承接的原料訂貨量都與消費者需求q相等。另外，當企業選擇進行低碳創新研發時，政府對這類企業按其低碳創新研發成本額進行一定補貼，設補貼率為，補貼份額為

假設6：供應商與制造商之間存在低碳創新正式合作契約，規定合作雙方各自進行低碳技術的創新研發以提升最終產品的綠色性，使產品銷售價格提高、銷量增加，達到兩類企業群體收益增幅最大化的目的。若合作中的一方出現“搭便車”行為，則對沒有進行低碳創新的一方進行處罰，此時違約方支付對方F的罰款金額；若出現合作雙方都選擇不進行低碳創新的情況，合作契約自動失效。

假設7：供應商與制造商的產量與銷量持平，均與消費者需求量q相等，最終產品的市場價格為p，這是制造商的直銷價格，而制造商從上游供應商的訂貨價格設為供應商與制造商在日常生產經營中的單位生產成本分別為，當企業選擇進行低碳創新時將會獲得收益的增幅，原因為生產時燃料利用率的提高、材料循環利用等，此時單位產品的生產成本將會下降，產品單位產量收益的增幅為。具體來看，假設博弈雙方都進行低碳創新時，兩者都將獲得單位產量收益增幅；當只有一方進行低碳創新時，雙方也能獲得一定的單位產量收益增幅，且在原有專業市場中，供應商與制造商均未進行低碳創新時，將收益與費用配比后計算，可得到供應商和制造商的收益分別為兩者將保持原有收益不變。但在兩類企業有進行低碳創新博弈時，兩者的收益隨博弈策略的變化而不同：當兩類企業同時進行低碳創新時，最終供應產品的綠色性增加，消費者對該產品的支付意愿提高，且政府將對企業低碳創新行為進行補貼，兩類企業的收益將會提高；當一方進行低碳創新而另一方不進行低碳創新時，構成了“搭便車”行為，此時未進行低碳創新的企業將支付對方相應罰金，進行低碳創新的企業還將得到政府的低碳創新研發補貼。

4 演化博弈模型構建與分析

4.1 模型構建

政府處于集群供應鏈外鏈結構上，對內鏈企業進行低碳創新政策引導與碳排放規制，設定其對參與博弈的兩類企業群體實施環境規制政策，具體為收取碳稅以及對低碳創新企業進行補貼；另外，行業協會對供應商與制造商的協同低碳創新行為存在合作契約的約束，企業采取“搭便車”行為將受到懲罰。在環境規制與鏈內合作契約的雙重約束下，且市場中的消費者存在綠色偏好，供應商與制造商在生產活動中進行低碳創新策略博弈的支付矩陣見表1。

表1 制造業集群供應鏈內供應商與制造商低碳創新博弈支付矩陣

表2 制造業集群供應鏈內供應商與制造商低碳創新博弈演化系統局部均衡點雅可比矩陣行列式及跡值

4.2 局部均衡點求解

可得供應商與制造商的復制動態方程分別為：

4.3 均衡點穩定性分析

依據Friedman［40］的研究，可通過演化博弈系統的雅可比矩陣來判別各均衡點的穩定性。

4.3.1 情況1

表3 情況1 的系統局部均衡點穩定性分析結果

為方便后文分析討論，做簡單推導如下：

由表3 的分析結果及推論1、推論2 可知，當供應商與制造商分別考慮到自身進行低碳創新且對方違約的情況下，因低碳創新行為帶來的額外收益之和低于政府補貼后所發生的低碳創新研發凈支出時，演化系統存在唯一穩定點(0,0)，即系統的ESS為{不低碳創新，不低碳創新}，此時演化系統的相位圖如圖2 所示。由于供應商與制造商都分別意識到在我方守約而對方違約的情況下，低碳創新帶來的額外收益之和不足以抵消低碳創新研發凈支出，為了規避因低碳創新行為可能產生的潛在損失，博弈雙方都將選擇進行違約，致使低碳創新合作契約失效，雙方維持自身的原有收益。此分析結果也說明，博弈雙方都屬于風險規避型企業，在決策時一般預計自身守約而對方違約的較差情形，以此評估自身經濟效用。

圖2 情況1 對應的演化系統相位

4.3.2 情況2

表4 情況2 的系統局部均衡點穩定性分析結果

為方便后文分析，做簡單推導如下：

因此，由歸納假設可得推論3：

由表4 的分析結果及推論1、推論3 可知，當供應商考慮到在自身進行低碳創新且對方違約的情況下，因低碳創新行為帶來的額外收益之和低于政府補貼后所發生的低碳創新研發凈支出，而制造商恰好面對相反的情況時，演化系統存在唯一穩定點(0,1)，即系統的ESS 為{不低碳創新，低碳創新}，此時演化系統的相位圖見圖3。當制造商意識到在自身守約而對方違約的情況下，低碳創新帶來的額外收益之和能夠彌補企業低碳創新研發凈支出且還有一定剩余，而供應商則面對相反的局面，此時，供應商為規避因低碳創新行為可能產生的潛在損失，將會選擇不進行低碳創新，而制造商出于理性經濟人的逐利動機，將選擇進行低碳創新去獲取額外收益。供應商違約而制造商守約情形的產生原因可能是違約懲罰相對較小、消費者支付意愿增強帶來的利好到達上游企業時削減過多、企業低碳創新研發成本過高等。

圖3 情況2 對應的演化系統相位

4.3.3 情況3

表5 情況3 的系統局部均衡點穩定性分析結果

由表5 的分析結果及推論2、推論4 可知，當供應商考慮到在自身進行低碳創新且對方違約的情況下，因低碳創新行為帶來的額外收益之和高于政府補貼后所發生的低碳創新研發凈支出，而制造商恰好面對相反的情況時，演化系統存在唯一穩定點(1,0)，即系統的ESS 為{低碳創新，不低碳創新}，此時演化系統的相位圖見圖4。當供應商意識到在自身守約而對方違約的情況下，低碳創新帶來的額外收益之和能夠彌補低碳創新研發凈支出且還有一定剩余，而制造商則面對相反的局面，此時，供應商出于理性經濟人的逐利動機，將會選擇進行低碳創新去獲取額外收益，而制造商為規避因低碳創新行為可能產生的潛在損失，將會選擇不進行低碳創新。供應商守約而制造商違約情形的產生原因可能是違約懲罰相對較小、創新成果對碳稅的抵扣效果較弱、低碳創新技術獨立研發難度較大等。

圖4 情況3 對應的演化系統相位

4.3.4 情況4

表6 情況4 的系統局部均衡點穩定性分析結果

由表6 的分析結果及推論3、推論4 可知，當供應商與制造商分別考慮到在自身進行低碳創新且對方違約的情況下，因低碳創新行為帶來的額外收益之和高于政府補貼后所發生的低碳創新研發凈支出時，演化系統存在唯一穩定點(1,1)，即系統的ESS為{低碳創新，低碳創新}，此時演化系統的相位圖如圖5 所示。由于供應商與制造商都分別意識到在我方守約而對方違約的情況下，低碳創新帶來的額外收益之和能夠彌補低碳創新研發凈支出且還有一定剩余，為了獲取因低碳創新行為帶來的額外收益，博弈雙方都將選擇進行低碳創新的策略，同時進行低碳技術的創新研發以提高自身市場收益，而此時供應商與制造商簽訂的鏈內低碳創新合作契約也得到了良好履行。

圖5 情況4 對應的演化系統相位

5 數值仿真

5.1 案例背景

以L 集團供應鏈管理的創新環保為范例，對上述模型進行仿真分析。L 集團自成立以來一直高度重視綠色發展，集團內部綠色能源管理不斷改善，并在2021 年年底被工信部評為“行業第一綠色供應鏈公司”。L 集團在2016 年制定了綠色供應鏈建設實施計劃，目標是完善綠色生產體系、促進綠色制造，幫助產業實現碳達峰與碳中和。在綠色供應鏈合作管理中，L 集團以本企業為中心，與上下游企業協同進行低碳創新時會面臨一些問題：當某環節企業的低碳創新成本投入過多時，可能會存在合作企業的“搭便車”行為，而企業進行低碳創新的積極性將被逐漸削弱，最終也會趨于不進行低碳創新。合作企業雙方在這種情況下的經濟效益將會變得越來越差，此時需要外鏈中政府環境規制措施以及鏈內合作契約的約束共同保障企業間的低碳創新協同行為，增強企業綠色創新的動力。為此，仿真分析主要關注將對L 集團協同低碳創新行為存在直接影響的政府、行業協會及消費者3 類主體，選擇能反映其影響作用的替代因素，分別探究不同因素對集團綠色供應鏈協同低碳創新系統（以下簡稱“系統”）的均衡演化路徑存在何種影響。

5.2 系統的均衡演化路徑影響分析

政府對企業協同低碳創新行為的直接作用為環境規制政策，這對于企業的創新成本存在直接影響，因此選取企業低碳創新成本系數和碳稅稅率作為政府的替代因素；行業協會對于鏈內合作契約的制定存在約束作用，而鏈內合作契約對企業的違約行為有處罰措施，因此選取鏈內合作違約處罰（獎勵）作為行業協會的替代因素；消費者綠色偏好將直接影響企業的銷售收益，因此選擇消費者綠色偏好系數作為消費者的替代因素。

5.2.1 企業低碳創新成本系數對系統演化路徑的影響

為探究博弈雙方企業進行低碳創新時的研發成本系數變化對系統演化路徑的影響，在其他參數不變的情況下，研究抵消政府補貼后企業的凈低碳創新成本系數取值不同時演化系統的收斂情況。設參與博弈的兩類企業群體選擇低碳創新策略的初始比例相同，即在其他條件不變的情況下，抵消政府補貼后企業的凈低碳創新研發成本系數的變化對供應商與制造商企業低碳創新策略的影響如圖6 所示。可見凈低碳創新成本系數（以下簡稱“成本系數”）的變化對博弈企業低碳創新策略的影響較為明顯：當成本系數取較高值5 時，供應商與制造商都傾向于不進行低碳創新；成本系數逐漸減小到2 時，制造商對于成本系數的變化較為敏感，將改變策略選擇進行低碳創新，而供應商選擇不進行低碳創新的速率變緩；當成本系數下降至0.5 時，供應商與制造商都趨向于選擇進行低碳創新。即，抵消政府補貼后企業的成本系數越大，意味著企業進行低碳創新的難度大、投入成本高，因此博弈雙方企業都傾向于選擇不進行低碳創新；當成本系數較小時，企業進行低碳創新的難度小、投入成本低，因此博弈企業雙方愿意嘗試進行低碳創新以獲取額外利潤。

圖6 凈低碳創新成本系數對系統演化路徑的影響

5.2.2 政府征收碳稅稅率對系統演化路徑的影響

為探究政府征收碳稅稅率變動對系統演化路徑的影響，在其他參數不變的情況下，研究政府向企業征收碳稅稅率取值不同時演化系統的收斂情況。設參與博弈的兩類企業群體選擇低碳創新策略的初始比例相同，即，在其他條件不變的情況下，政府向企業征收碳稅稅率的變化對供應商與制造商企業低碳創新策略的影響如圖7 所示。可知政府向企業征收的碳稅稅率變化對博弈企業低碳創新策略的影響不顯著，當碳稅稅率遞增時，博弈系統都維持{不低碳創新，低碳創新}的均衡穩定策略不變，說明此時博弈雙方的均衡穩定策略對碳稅稅率的變化不敏感；相較于低碳創新成本、違約罰金等影響企業低碳創新策略選擇的因素，碳稅稅率僅決定企業繳納碳稅稅額，且數額相對較小，因此碳稅稅率變化對博弈雙方企業低碳創新策略的影響不顯著。從政府環境規制的政策來看，抵消政府補貼后企業需要支付的凈低碳創新成本越低，博弈企業越傾向于選擇{低碳創新}的均衡策略，因為此時企業進行低碳創新較為容易，且能獲得低碳產品帶來的額外收益，博弈企業都選擇{低碳創新}策略將使各自獲得最優收益。

圖7 政府碳稅稅率對系統演化路徑的影響

5.2.3 鏈內合作違約處罰（獎勵）對系統演化路徑的影響

為探究集群式供應鏈上供應商與制造商之間關于低碳創新合作契約的違約罰金（獎勵）金額變動對系統演化路徑的影響，在其他參數不變的情況下，研究鏈內合作違約處罰（獎勵）F取值不同時演化系統的收斂情況。設參與博弈的兩類企業群體選擇低碳創新策略的初始比例相同，即在其他條件不變的情況下，鏈內低碳創新合作違約處罰金額的變化對供應商與制造商企業低碳創新策略的影響如圖8 所示。可知鏈內低碳創新合作違約處罰金額變化對博弈企業低碳創新策略的影響較為明顯，初始條件內將企業低碳創新成本系數設置得較小，制造商進行低碳創新將始終獲利，因此無論違約處罰金額大小，制造商持續選擇低碳創新策略；當違約處罰金額取較小值50 時，制造商選擇進行低碳創新，而此時供應商付出較小的違約成本就可采取“搭便車”行為，享受制造商低碳創新行為帶來的收益增幅，因此供應商選擇不進行低碳創新；當違約處罰金額增加到200 時，制造商選擇進行低碳創新，供應商采取“搭便車”行為的違約成本較大，因此供應商選擇進行低碳創新；當違約處罰金額繼續增加到300 時，博弈雙方企業都將趨向于進行低碳創新，且供應商趨于選擇低碳創新策略的速率增加。由此可知，鏈內合作違約處罰（守約獎勵）金額的大小決定了博弈雙方企業“搭便車”行為的成本，當違約處罰較小時，企業存在投機行為的概率較大；當違約處罰較高時，博弈雙方企業都將考慮到巨額違約損失而理智選擇進行低碳創新。整體來看，違約處罰金額越高，博弈企業越傾向于選擇{低碳創新}的均衡策略；當鏈內合作違約處罰較高時，違約一方將承受巨大損失。由以上分析可知鏈內合作違約處罰有效約束了博弈企業的“搭便車”行為，降低了企業投機行為概率。

圖8 鏈內合作違約處罰對系統演化路徑的影響

5.2.4 消費者綠色偏好系數對系統演化路徑的影響

為探究消費者綠色偏好系數對系統演化路徑的影響，在其他參數不變的情況下，研究消費者對低碳產品的偏好系數取值不同時演化系統的收斂情況。設參與博弈的兩類企業群體選擇低碳創新策略的初始比例相同，即在其他條件不變的情況下，消費者對低碳產品的偏好系數的變化對供應商與制造商企業低碳創新策略的影響如圖9 所示。可知消費者綠色偏好系數變化對博弈企業低碳創新策略的影響較為明顯，當消費者綠色偏好系數取較小值0.4 時，處于上游位置的供應商選擇不進行低碳創新，而處于下游位置且與消費者鏈接更緊密的制造商選擇進行低碳創新，此時消費者對低碳產品愿意支付的額外價格將直接轉化為制造商的收益增幅，而供應商享受的收益增幅將隨著跨環節交易而減小；供應商采取“搭便車”行為帶來的收益增幅比其進行低碳創新時的收益增幅要大，隨著消費者綠色偏好系數增加到0.6 時，供應商選擇不進行低碳創新的速率變緩，制造商選擇進行低碳創新的速率變快，說明消費者對低碳產品愿意支付的額外價格增加將吸引制造商與供應商博弈雙方中更高比例的企業進行低碳創新；當消費者綠色偏好系數增加至0.9 時，消費者綠色偏好帶來的收益增幅較大，此時供應商和制造商都選擇進行低碳創新。消費者綠色性體現了市場內綠色產品的受歡迎程度，也側面反映了消費者環保意識。消費者對綠色產品的偏好增加將刺激供應鏈上企業進行低碳化生產與綠色產品供應，促使供應商與制造商在長期生產經營活動中選擇進行低碳創新。從消費者綠色偏好的影響來看，消費者綠色偏好系數越大，博弈企業越傾向于選擇{低碳創新}的均衡策略。即，消費者綠色偏好系數越大，意味著企業的低碳創新行為將收獲更多的收益增值，能更有效刺激企業進行低碳創新。

圖9 消費者綠色偏好對系統演化路徑的影響

6 結論與啟示

本研究將政府環境規制、消費者綠色偏好以及鏈內合作契約都納入研究模型進行考慮，通過構建制造業集群供應鏈中供應商與制造商協同低碳創新行為的演化博弈模型，并對案例企業進行數值仿真，得出的主要研究結論如下：（1）對于供應商與制造商而言，若博弈雙方分別進行低碳創新后，消費者支付意愿增值、博弈雙方企業共同低碳創新與單方企業低碳創新產生的收益增幅之差、減排產生的碳稅抵扣額以及對方違約罰金這四者之和大于低碳創新研發凈支出時，博弈雙方的長期均衡策略都為{低碳創新}；（2）企業低碳創新成本系數、鏈內合作違約處罰、消費者綠色偏好系數的變化都對博弈企業的均衡策略有顯著影響，而政府征收碳稅稅率變化對企業均衡策略的影響不顯著。

根據以上結論，對于實現制造業集群供應鏈內供應商與制造商的長期協同低碳創新行為，在政府監管、契約制定及市場參與3 個層面分別得出相關管理實踐啟示如下：

第一，制定科學的環境規制政策。政府利用合理的碳稅征收政策限制集群供應鏈內企業的碳排放行為，采用低碳創新補貼政策激勵企業進行低碳化生產與供應。后期還可以采取聲譽激勵、稅收優惠政策獎勵等多元化的低碳創新激勵措施，探索維持集群供應鏈內企業低碳創新行為的長效機制。

第二，構建合理的鏈內合作契約。集群供應鏈內合作的上下游企業間可制定并簽署明確、完善的協同低碳創新正式契約，規定足夠額度的違約賠償金，有效限制合作企業采取“搭便車”行為，抑制合作企業的投機行為，也促進降低守約企業承擔的被投機風險。科學合理的低碳創新鏈內合作契約將有效降低企業投機行為的潛在收益，消除企業的投機心理，從而實現供應商與制造商長期協同低碳創新。

第三，著力培養消費者綠色偏好。著力培育市場內消費者的綠色性，使其在消費中青睞低碳產品，這將有效刺激供應商、制造商等企業為迎合消費者偏好而進行低碳化生產與供應，從而實現集群供應鏈整體低碳轉型的目標。

然而，本研究在構建制造業集群供應鏈中上下游企業博弈模型時，僅關注供應商與制造商的縱向二級結構，而在集群供應鏈的同一層級的橫向中可能存在多個競爭企業，未來可考慮在博弈模型中加入多個供應商或多個制造商的競爭關系以深化研究。