









[摘 要:文章基于制造商主導、零售商主導和無主導的三種供應鏈權力結構,采用博弈論方法定量研究了由單一制造商和單一零售商組成的競爭型綠色供應鏈決策問題。研究發現:在一定條件下,消費者綠色不確定性越大反而越能激勵制造商提高產品綠色度,并提高供應鏈績效;區塊鏈接受度越高不一定越好,而是使得產品綠色度和供應鏈利潤先減后增;區塊鏈賦能的產品價格總比未采用區塊鏈的產品價格更低,在區塊鏈接受度或綠色不確定性偏高時,區塊鏈應用對消費者有益;此外,制造商主導時產品綠色度最高,而無主導時供應鏈利潤最高且對消費者最有利。
關鍵詞:綠色供應鏈;區塊鏈技術;權力結構;區塊鏈接受度;綠色不確定性
中圖分類號:F274 " " " " 文獻標識碼:A " " " 文章編號:1007-5097(2023)08-0012-11 ]
Impact ofBlockchain Technology and Channel Power on Green Supply Chain Decisions
LU Qihuia,b,c,LIAO Changhuaa
(a. School of Business Administration(School of MBA);b. Enterprise Digital Intelligence and Business Analysis Research Center;
c. Research Center of Modern Business and Trade,ZhejiangGongshang University,Hangzhou 310018,China)
Abstract:Based on the three power structures of supply chain,namely,manufacturer led,retailer led,and no led,this paper uses game theory to quantitatively study the decision-making problem of competitive green supply chain consisting of a single manufacturer and a single retailer.Research has found that under certain conditions,the greater the green uncertainty of consumers,the more they can motivate manufacturers to improve product greenness and improve supply chain performance;the higher the popularity of blockchain,the better it may not necessarily be,but rather it leads to a decrease in product greenness and an increase in supply chain profits;the price of blockchain enabled products is always lower than that of products without blockchain. When blockchain acceptance or green uncertainty is high,blockchain applications are beneficial to consumers;in addition,the greenness of the product is the highest when the manufacturer is dominant,while the supply chain profit is the highest and most beneficial to consumers when there is no dominance.
Key words:green supply chain;blockchain technology;power structure;blockchain acceptance;green uncertainty
一、引言與文獻綜述
黨的二十大報告提出,加快發展方式綠色轉型,倡導綠色消費,推動形成綠色低碳的生產方式和生活方式。據調查,超過20%的消費者愿意以更高的價格購買綠色產品[1]。綠色生產不僅可以刺激消費者需求,還可以提高企業形象、增強企業競爭力。雖然越來越多的制造商生產綠色產品并試圖讓消費者清楚其與傳統產品之間的區別,但由于信息不對稱,消費者可能對綠色產品的綠色度存在質疑,比如,不確定制造商的綠色產品是否有其所描述的那樣“綠色”,這將導致綠色度產生的效用下降[2]。因此,這種不確定性可能會降低消費者支付額外費用的意愿,最終將影響綠色產品的銷售量。
黨的二十大報告明確提出,強化國家戰略科技力量,堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。可見,區塊鏈技術的應用與之不謀而合。由于區塊鏈中的數據不能被隨意修改[3],因此,區塊鏈技術可以為企業和消費者提供透明、真實可靠的產品信息。近年來,許多公司開始使用區塊鏈技術追溯產品信息,提高消費者對其產品的信任,如沃爾瑪、京東、阿里巴巴等企業采用區塊鏈技術追蹤食品信息,提高食品安全透明度,從而增強消費者信任[3]。在綠色供應鏈方面,區塊鏈應用還處于起步階段,Ikea通過區塊鏈技術控制整個生產過程,確保最終產品所用原材料均來自印度尼西亞森林的特定綠色木材[4]。消費者可以使用智能手機掃碼,以獲取產品的驗證信息,進一步通過詳細的產品信息判斷該產品是否綠色,從而消除其對產品綠色度的疑慮。然而,消費者在掃碼后需要注冊個人賬戶才能獲取產品信息,這可能引發消費者對隱私安全的擔憂,使得消費效用降低[5]。因此,綠色供應鏈是否采用區塊鏈值得探究。
此外,綠色供應鏈也得到了學術界的高度關注,例如,余娜娜等[6]在消費者需求受價格和產品綠色度影響的背景下,考慮雙渠道“搭便車”效應,研究了雙渠道供應鏈中制造商和零售商的博弈行為以及協調契約的設計;蘇屹和王寧[7]在考慮政府補貼的情況下,研究了公平關切與信息不對稱對雙渠道綠色供應鏈決策的影響;Zhang等[8]在制造商資金約束的情境下,分析并比較了單渠道或雙渠道策略下供應鏈有無綠色投資的最優綠色決策和利潤;盧茂盛等[9]在需求不確定情形下,探究了制造商和零售商的風險態度以及研發投入成本系數對供應鏈利潤與產品綠色度的影響機理,同時也探討了供應鏈優化問題;Yi等[10]也研究了制造商和零售商損失厭惡情況下的綠色供應鏈。上述文獻以綠色供應鏈為研究背景,探究了綠色度對需求和利潤的影響,但未考慮消費者綠色不確定性。因此,本文將在此基礎上考慮應用區塊鏈技術消除消費者不確定性。
關于區塊鏈技術在供應鏈管理中的研究,Wu和Yu[11]從信息透明度和交易成本的角度,分析了區塊鏈技術對平臺供應鏈的影響;Liu等[12]從區塊鏈的可追溯角度,分析了渠道競爭下電商平臺銷售模式的選擇;而Tao等[13]則在考慮區塊鏈接受度的情形下,探討了區塊鏈技術對產品最優定價和質量決策的影響。類似的,本文也考慮了區塊鏈接受度,并將其引入綠色供應鏈。李劍等[14]針對消費者隱匿低碳偏好導致的供應鏈協同減排效率損失問題,設計了基于區塊鏈驅動的供應鏈協同減排信息共享機制;Xu等[15]在考慮了區塊鏈技術對綠色投資的影響后,討論了平臺供應鏈雙渠道下的協調策略;而林強等[16]、Xu和Duan[2]針對消費者不完全信任綠色產品的問題,基于區塊鏈技術構建綠色供應鏈博弈模型,通過對比未實施和實施綠色供應鏈兩種情形揭示了區塊鏈實施的充分條件。本文不僅考慮了在綠色供應鏈中區塊鏈增強消費者對綠色度的信任問題,而且還考慮了區塊鏈接受度和不同權力結構的影響。
有些學者研究了不同權力結構下低碳供應鏈的決策問題,比如,姚鋒敏等[17]研究了在零售商主導、制造商主導、無主導三種權力結構下,不同成員的企業社會責任行為對閉環供應鏈定價決策的影響;Zhang等[18]研究了在三種權力結構下制造商的減排決策和政府規定的排放上限,同時分析了政府規制對制造商低碳策略的影響;而Tang和Yang[19]分析了在不同權力結構下閉環供應鏈的獎懲機制,并探討了權力結構對碳排放、融資模式等的影響;此外,黃帝和張菊亮[20]在由兩個制造商和一個零售商組成的兩級供應鏈中,研究了不同權力結構下供應鏈最優減排和定價決策問題;孫嘉軼等[21]則在三種權力結構下,分析了權力結構與股權合作對閉環供應鏈生產決策及企業利潤的影響。可以看出,已有文獻對三種權力結構下的低碳供應鏈研究較多,但未結合區塊鏈技術對綠色供應鏈的影響進行研究。
基于此,本研究運用博弈論建立理論分析模型,假設制造商將兩種競爭性的同質綠色產品通過同一家零售商銷售,其中,一種綠色產品采用區塊鏈,另一種不采用區塊鏈。繼而,在三種權力結構下探討消費者區塊鏈接受度以及綠色不確定性對綠色供應鏈中的產品定價、綠色度決策及供應鏈成員利潤的影響,進一步分析競爭型綠色供應鏈采用區塊鏈的條件,從而為不同權力結構中如何嵌入競爭型綠色供應鏈提供理論參考。
二、模型描述與假設
本文假設由單制造商M和單零售商R組成綠色供應鏈,其中,制造商研發并生產綠色產品且以批發價格[w]分銷給零售商,零售商再以一定的零售價格[p]出售給消費者。參考Xu和Duan[2]、林強等[16]對消費者效用函數的描述,假設消費者對產品基礎價值[v]的評估是異質的,且在0~1之間服從均勻分布,則此時消費者的凈效用函數為[u1=v-p1+1-λg],其中,[g]表示產品綠色度,[λ]([0lt;λlt;1])表示消費者綠色不確定性程度[3,22],[λ]越大,表明不確定性越高,消費者越不愿意為綠色產品支付更高的價格。此外,每單位綠色度需投入綠色研發成本為[ηg22][23-24],[η]([ηgt;0])表示綠色研發成本系數。為不失一般性,假設生產成本和區塊鏈應用成本為0[5]。
參考Tao等[13]對應用區塊鏈后消費者效用函數的描述,當企業對綠色產品采用區塊鏈技術時,消費者購買產品的凈效用函數為[u2=θv-p2+g],其中,[θ]([0lt;θlt;1])表示消費者對區塊鏈技術的接受度,[θ]越大,表明消費者對區塊鏈接受度越高,更愿意購買區塊鏈賦能的綠色產品。
本文假定制造商將兩種競爭性的同質綠色產品通過同一家零售商銷售,未采用區塊鏈的綠色產品與區塊鏈賦能的綠色產品形成競爭關系。根據激勵相容原理,當[u1gt;0]且[u1gt;u2]時,消費者會選擇購買未采用區塊鏈的綠色產品;當[u2gt;0]且[u2gt;u1]時,消費者會選擇購買區塊鏈賦能的綠色產品;否則,消費者會放棄購買綠色產品。令[u1=u2],可計算出購買兩種綠色產品的消費者決策區間,如圖1所示。
從圖1可以看出,在區間Ⅰ的消費者會購買未采用區塊鏈的綠色產品,在區間Ⅱ的消費者會購買區塊鏈賦能的綠色產品,而在區間Ⅲ的消費者不會購買任何綠色產品。因此,未采用區塊鏈的綠色產品的需求函數為[d1=1-p1-p2+λg1-θ],區塊鏈賦能的綠色產品的需求函數為[d2=p1-p2+λg1-θ-p2-gθ],總需求函數為[d=d1+d2]。
基于上述綠色供應鏈模型,本文探討在競爭情況下,消費者對區塊鏈技術的接受程度和綠色不確定性對供應鏈成員均衡決策的影響。從博弈論角度,根據供應鏈權力結構分三種情形進行討論比較:①MD結構,制造商為主導者,零售商為追隨者的Stackelberg博弈;②RD結構,零售商為主導者,制造商為追隨者的Stackelberg博弈;③ND結構,制造商和零售商同時各自做出決策的Nash均衡。
基于以上分析,在三種權力結構下,制造商和零售商的利潤函數決策式分別為:
[ΠM=w1d1+w2d2-12ηg2] (1)
[ΠR=m1d1+m2d2] (2)
其中:[ΠM]和[ΠR]分別表示制造商和零售商利潤;[m=p-w]表示零售商邊際利潤函數。
三、不同權力結構下模型分析
(一)MD結構下綠色供應鏈的收益模型分析
在MD結構下,制造商與零售商之間形成以制造商為主導者、零售商為追隨者的Stackelberg非合作博弈。采用逆推法求解,可得MD結構下綠色供應鏈成員各自決策變量的最優解及最優利潤,具體如命題1所示。
命題1 " 在MD結構下,如果[ηgt;1-θ+θλ4θ1-θ],那么綠色供應鏈的均衡解分別為:
[gMD=θ1-θ1-λ1-θ4θη-1-θλ2],
[wMD1=12+θ1-θ1-λ221-θ4θη-1-θλ2],
[wMD2=θ2+θ1-θ1-λ21-θ4θη-1-θλ2],
[mMD1=14+θ1-θ1-λ241-θ4θη-1-θλ2],
[mMD2=θ4+θ1-θ1-λ41-θ4θη-1-θλ2],
[pMD1=34+3θ1-θ1-λ241-θ4θη-1-θλ2],
[pMD2=3θ4+3θ1-θ1-λ41-θ4θη-1-θλ2],
[dMD1=1-θ4θη-1-θλ41-θ4θη-1-θλ2],
[dMD2=1-θ+λθ1-λ41-θ4θη-1-θλ2],
[dMD=14+1-θ1-λ41-θ4θη-1-θλ2],
[ΠMDM=4θ1-θη-1-θ+θλ281-θ4θη-1-θλ2],
[ΠMDR=4θ1-θη-1-θ+θλ2161-θ4θη-1-θλ2+θ21-θ21-λ2η41-θ4θη-1-θλ22]。
推論1 " 在MD結構下,有
(1)[?wMD1?λlt;0],[?pMD1?λlt;0],[?mMD1?λlt;0],[?ΠMDM?λlt;0]。
(2)當[ηgt;14θ1-θ]且[0lt;λlt;λ2],或[ηlt;14θ1-θ]時,[?dMD1?λlt;0],否則[?dMD1?λgt;0]。
(3)當[ηlt;14θ1-θ]且[0lt;λlt;λ1],或[ηgt;14θ1-θ]時,[?gMD?λlt;0],[?wMD2?λlt;0],[?mMD2?λlt;0],[?pMD2?λlt;0],[?dMD?λlt;0],[?ΠMDR?λlt;0],否則[?gMD?λgt;0],[?wMD2?λgt;0],[?mMD2?λgt;0],[?pMD2?λgt;0],[?dMD?λgt;0]。
其中:[λ1=1-1-1-θ4θη-1θ];[λ2=11+1-θ1-θ4θη-1]。
推論1揭示了制造商主導下各均衡解與消費者綠色不確定性[λ]的關系。具體為:未采用區塊鏈的綠色產品的批發價格、零售價格、邊際利潤都將隨[λ]的增大而降低,制造商的總利潤也將降低;當綠色研發成本系數偏大且[λ]偏小,或綠色研發成本系數偏小時,未采用區塊鏈的綠色產品的需求會隨[λ]的增大而降低;當綠色研發成本系數和[λ]都偏小,或綠色研發成本系數偏大時,產品綠色度、區塊鏈賦能的綠色產品的批發價格、零售價格、邊際利潤都將隨[λ]的增大而降低,綠色產品的市場總需求及零售商總利潤也隨之降低。
可以發現,消費者的綠色不確定性越強對制造商越不利,而部分采用區塊鏈技術無法改變此局面,因此,制造商應該全面采用區塊鏈技術以消除消費者的綠色不確定性,才能實現利潤增長。此外,產品綠色度也會受此影響,當成本系數偏小且綠色不確定性偏大時,綠色度反而會隨不確定性的增加而增大,說明在綠色研發成本偏低時,消費者不確定性越大越能刺激制造商加大綠色投入,此時選擇降低綠色不確定性帶來的負面影響優于綠色投入增加的成本。因此,消費者綠色不確定性對供應鏈的決策與績效具有至關重要的影響。
(二)RD結構下綠色供應鏈的收益模型分析
供應鏈中若零售商規模較大往往更具有主導權,比如沃爾瑪、京東等,制造商按零售商的訂單進行備貨,供應鏈間形成以零售商為主導者而制造商為追隨者的RD權力結構,進行Stackelberg博弈。同理可得,RD結構下綠色供應鏈成員決策變量的最優解及最優利潤,具體如命題2所示。
命題2 " 在RD結構下,如果[ηgt;1-θ+λθ8θ1-θ],那么綠色供應鏈的均衡解分別為:
[gRD=1-θθ1-λ1-θ8θη-1-θλ2],
[wRD1=14+1-θθ1-λ241-θ8θη-1-θλ2],
[wRD2=θ4+1-θθ1-λ41-θ8θη-1-θλ2],
[mRD1=12+1-θθ1-λ221-θ8θη-1-θλ2],
[mRD2=θ2+1-θθ1-λ21-θ8θη-1-θλ2],
[pRD1=34+31-θθ1-λ241-θ8θη-1-θλ2],
[pRD2=3θ4+31-θθ1-λ41-θ8θη-1-θλ2],
[dRD1=1-θ8θη-1-λθ41-θ8θη-1-θλ2],
[dRD2=1-θ+θλ1-λ41-θ8θη-1-θλ2],
[dRD=14+1-θ1-λ41-θ8θη-1-θλ2],
[ΠRDM=8θ1-θη-1-θ+θλ2161-θ8θη-1-θλ2],
[ΠRDR=8θ1-θη-1-θ+θλ281-θ8θη-1-θλ2+θ21-θ21-λ2η1-θ8θη-1-θλ22]。
推論2 " 在RD結構下,有
(1)[?wRD1?λlt;0],[?pRD1?λlt;0],[?mRD1?λlt;0],[?ΠRDM?λlt;0]。
(2)當[ηgt;18θ1-θ]且[0lt;λlt;λ2]時,或[ηlt;18θ1-θ]時,[?dRD1?λlt;0],否則[?dRD1?λgt;0]。
(3)當[ηlt;18θ1-θ]且[0lt;λlt;λ1]時,或[ηgt;18θ1-θ]時,[?gRD?λlt;0],[?wRD2?λlt;0],[?mRD2?λlt;0],[?pRD2?λlt;0],[?dRD?λlt;0],[?ΠRDR?λlt;0],否則[?gRD?λgt;0],[?wRD2?λgt;0],[?mRD2?λgt;0],[?pRD2?λgt;0],[?dRD?λgt;0]。
其中:[λ1=1-1-1-θ8θη-1θ];[λ2=11+1-θ1-θ8θη-1]。
推論2揭示了零售商主導下各均衡解與消費者綠色不確定性[λ]的關系,具體內容與推論1類似。有所不同的是,零售商主導下成本系數的閾值變小,說明相較于制造商主導,在零售商主導供應鏈時,未采用區塊鏈的綠色產品的市場需求更可能隨[λ]增大而增大,而產品綠色度、區塊鏈賦能的綠色產品的價格、總市場需求以及零售商利潤都可能隨之降低。因此,零售商主導更可能促進區塊鏈技術的全面應用,以消除消費者的綠色不確定性。
(三)ND結構下綠色供應鏈的收益模型分析
在ND結構中,制造商和零售商處于同等地位,供應鏈各成員同時展開非合作博弈,使得各自利潤最大化。同理可得,ND結構下綠色供應鏈成員各自決策變量的最優解及最優利潤,具體如命題3所示。
命題3 " 在ND結構下,如果[ηgt;21-θ+θλ9θ1-θ],那么綠色供應鏈的均衡解分別為:
[gND=2θ1-θ1-λ1-θ9θη-2-2θλ2],
[wND1=13+2θ1-θ1-λ231-θ9θη-2-2θλ2],
[wND2=θ3+2θ1-θ1-λ31-θ9θη-2-2θλ2],
[mND1=13+2θ1-θ1-λ231-θ9θη-2-2θλ2],
[mND2=θ3+2θ1-θ1-λ31-θ9θη-2-2θλ2],
[pND1=23+4θ1-θ1-λ231-θ9θη-2-2θλ2],
[pND2=2θ3+4θ1-θ1-λ31-θ9θη-2-2θλ2],
[dND1=1-θ9θη-2-2θλ31-θ9θη-2-2θλ2],
[dND2=21-θ+θλ1-λ31-θ9θη-2-2θλ2],
[dND=13+21-θ1-λ31-θ9θη-2-2θλ2],
[ΠNDM=9θ1-θη-21-θ+θλ291-θ9θη-2-2θλ2],
[ΠNDR=9θ1-θη-21-θ+θλ291-θ9θη-2-2θλ2+2θ21-θ21-λ2η1-θ9θη-2-2θλ22]。
推論3 " 在ND結構下,有
(1)[?wND1?λlt;0],[?pND1?λlt;0],[?mND1?λlt;0],[?ΠNDM?λlt;0]。
(2)當[ηgt;29θ1-θ]且[0lt;λlt;λ2],或[ηlt;29θ1-θ]時,[?dND1?λlt;0],否則[?dND1?λgt;0]。
(3)當[ηlt;29θ1-θ]且[0lt;λlt;λ1],或[ηgt;29θ1-θ]時,[?gND?λlt;0],[?wND2?λlt;0],[?mND2?λlt;0],[?pND2?λlt;0],[?dND?λlt;0],[?ΠNDR?λlt;0],否則[?gND?λgt;0],[?wND2?λgt;0],[?mND2?λgt;0],[?pND2?λgt;0],[?dND?λgt;0]。
其中:[λ1=1-1-1-θ9θη-22θ];[λ2=11+1-2θ1-θ9θη-2]。
推論3揭示了無主導下各均衡解與消費者綠色不確定性[λ]的關系,具體內容與推論1及推論2類似。對比三個推論可以發現,無主導者時,成本系數的閾值高于零售商主導而低于制造商主導,說明當制造商與零售商進行Nash均衡決策時,能將消費者綠色不確定性對供應鏈決策與利潤的影響控制在適中的水平。
推論4 " [?gj?ηlt;0],[?wji?ηlt;0],[?mji?ηlt;0],[?pji?ηlt;0],[?dj1?ηgt;0],[?dj2?ηlt;0],[?dj?ηlt;0],[?ΠjM?ηlt;0],[?ΠjR?ηlt;0]。
推論4揭示了各均衡解與綠色研發成本系數的關系。可以發現,無論在哪種權力結構下,不管綠色產品是否采用區塊鏈,其批發價格、零售價格、邊際利潤、綠色度、市場需求以及供應鏈利潤都將隨著成本系數的上升而降低。該結論與以往綠色供應鏈研究所得出的結論一致,說明區塊鏈技術的應用無法顛覆成本系數給供應鏈帶來的影響,并且不同的權力結構也無法改變此局面。因此,供應鏈成員在做決策時,應優先考慮成本系數,這將影響供應鏈最終績效。
四、比較分析
(一)應用區塊鏈技術對綠色供應鏈決策的影響
本部分將通過比較同一權力結構下的兩種綠色產品的定價決策和市場需求量,探究應用區塊鏈技術對競爭型綠色供應鏈決策的影響,同時還分析了其對消費者區塊鏈接受度的影響。
命題4 " 在三種權力結構下,兩種綠色產品定價比較結果為:[wj2lt;wj1],[pj2lt;pj1],[mj2lt;mj1]。
命題4表明,無論在哪種權力結構下,區塊鏈賦能的綠色產品的批發價格、零售價格都比未采用區塊鏈的綠色產品低,同時,零售商從區塊鏈賦能的綠色產品中獲取的邊際利潤也更低。原因是,當綠色產品采用區塊鏈技術時,雖然消除了消費者對綠色度的不確定性,但是同時也存在消費者對區塊鏈接受程度高低的問題,若區塊鏈接受度帶來的負面影響高于綠色不確定性的影響,那么為了增加區塊鏈賦能產品的需求,零售商只能降低該產品的零售商價格,相應地,制造商也將降低批發價格。
命題5 " 在三種權力結構下,對兩種綠色產品的市場需求量進行比較,有
(1)在MD結構下,當[1-θ+θλ4θ1-θlt;ηlt;1-θ+θλ2-λ4θ1-θ]時,[dMD2gt;dMD1],否則[dMD2≤dMD1]。
(2)在RD結構下,當[1-θ+λθ8θ1-θlt;ηlt;1-θ+θλ2-λ8θ1-θ]時,[dRD2gt;dRD1],否則[dRD2≤dRD1]。
(3)在ND結構下,當[21-θ+θλ9θ1-θlt;ηlt;21-θ+θλ2-λ9θ1-θ]時,[dND2gt;dND1],否則[dND2≤dND1]。
命題5表明,在三種權力結構下,當綠色研發成本系數偏小時,區塊鏈賦能的綠色產品的需求高于未采用區塊鏈的綠色產品;反之,則未采用區塊鏈的綠色產品的需求更高。原因是,在成本系數偏小時,制造商將增加綠色投入以提高產品綠色度,使得消費者綠色不確定性對需求的影響增大,并且高于區塊鏈接受度帶來的負面影響,此時采用區塊鏈技術消除消費者對綠色度的懷疑可以帶來更高的消費需求。此外,從成本系數的閾值可以看出,制造商主導下的區塊鏈賦能產品的需求可能高于未采用區塊鏈的綠色產品的需求。因此,在考慮消費者對區塊鏈的接受度時,區塊鏈技術的應用更可能出現在制造商主導的供應鏈中,并且低的綠色研發成本系數能夠提高區塊鏈的影響力。
推論5 " 當[0lt;θlt;11+λ]時,[?gj?θlt;0],[?wj1?θlt;0],[?pj1?θlt;0],[?mj1?θlt;0];當[11+λlt;θlt;1]時,[?gj?θgt;0],[?wj2?θgt;?wj1?θgt;0],[?pj2?θgt;?pj1?θgt;0],[?mj2?θgt;?mj1?θgt;0]。
推論5分析了三種權力結構下消費者區塊鏈接受度[θ]對供應鏈成員最優決策的影響。具體為:當區塊鏈接受度偏低時,產品綠色度、未采用區塊鏈的綠色產品的批發價格、零售價格、邊際利潤都將隨接受度的增加而降低;而當區塊鏈接受度偏高時,產品綠色度、批發價格、零售價格、邊際利潤都將隨接受度的增加而增加,并且接受度對區塊鏈賦能的綠色產品定價決策的影響高于未采用區塊鏈的綠色產品。可以發現,區塊鏈接受度偏低對產品需求的影響偏大,此時提高接受度使得區塊鏈賦能的綠色產品的需求增大,而未采用區塊鏈的產品想吸引更多的消費者則只能降低零售價格,并且為了節省綠色投入成本,制造商將降低綠色度;反之,當區塊鏈接受度偏高時,市場需求將偏高,此時為了獲得更高的利潤,零售商將提高零售價格,為了繼續擴大市場需求,制造商也會提高綠色投入。因此,消費者對區塊鏈技術的接受程度將極大地影響綠色產品的定價和綠色度。
推論6 " 主要包括如下三個方面:
(1)MD結構下,當[0lt;θlt;12η]時,[?dMD1?θgt;0],否則[?dMD1?θlt;0];當[0lt;θlt;1-λ2η]時,[?dMD?θlt;0],否則[?dMD?θgt;0]。
(2)RD結構下,當[0lt;θlt;122η]時,[?dRD1?θgt;0],否則[?dRD1?θlt;0];當[0lt;θlt;1-λ22η]時,[?dRD?θlt;0],否則[?dRD?θgt;0]。
(3)ND結構下,當[0lt;θlt;23η]時,[?dND1?θgt;0],否則[?dND1?θlt;0];當[0lt;θlt;1-λ23η]時,[?dND?θlt;0],否則[?dND?θgt;0]。
推論6分析了三種權力結構下消費者區塊鏈接受度[θ]對綠色產品市場需求的影響。具體為:當區塊鏈接受度偏低時,未采用區塊鏈的綠色產品的市場需求隨接受度的增加而增加,而綠色產品的總需求將隨接受度的增加而降低。原因為,在區塊鏈接受度偏低時,隨著接受度的增加,未采用區塊鏈的綠色產品的價格會降低,使得其需求增加,但是低的接受度可能使區塊鏈賦能的綠色產品需求更低,其產生的負面影響大于正向影響,從而使綠色產品的總需求降低。因此,在對綠色產品采用區塊鏈時,首先要考慮消費者的接受度,接受度偏低反而不利于綠色產品的銷售,此時不適合應用區塊鏈。
(二)權力結構對綠色供應鏈決策的影響
在不同權力結構下,綠色供應鏈決策存在差異,為保證三種情形都成立,以下分析中綠色研發成本系數需滿足[ηgt;1-θ+θλ4θ1-θ]。
命題6 " 三種權力結構下的產品綠色度比較為:[gMDgt;gNDgt;gRD]。
命題6表明,對于產品綠色度,制造商主導(MD)時最高,零售商主導(RD)時最低,無主導(ND)時適中。在MD結構下,制造商能以供應鏈主導者的身份從供應鏈系統中分得更多利潤,并決定產品的綠色度,因此,為了提高需求獲得更大的利益,制造商需增加綠色投入;而在RD結構下,零售商具有主導地位,大量利潤流向零售商,此時制造商為了降低綠色研發成本將降低產品綠色度。因此,若要提高產品綠色度應盡量以制造商為中心。
命題7 " 三種權力結構下的產品定價比較結果為:[wMDigt;wNDigt;wRDi],[pMDigt;pRDi],[pMDigt;pNDi],其中[i∈1, 2]。
命題7表明,無論綠色產品是否采用區塊鏈技術,其批發價格都是制造商主導時最高,零售商主導時最低,無主導時適中。由命題6可知,制造商主導下的產品綠色度最高,因此,在保證需求的前提下,零售商會制定更高的零售價格,而制造商為了收回綠色投入成本、獲得更多的利潤,也將提高批發價格。因此,制造商主導下的零售價格最高,而零售商主導下則相反。
命題8 " 對三種權力結構的綠色產品市場需求量進行比較,有
(1)[dND1gt;dMD1],[dRD1gt;dMD1]。
(2)當[1-θ+θλ4θ1-θlt;ηlt;21-θ+θλ25θ1-θ]時,[dMD2gt;dND2gt;dRD2],否則[dND2gt;dMD2gt;dRD2]。
(3)[dNDgt;dRD],[dMDgt;dRD]。
命題8表明,相較于其他兩種權力結構,對于未采用區塊鏈的綠色產品的需求,制造商主導時始終最低;而對于區塊鏈賦能的綠色產品的需求,當綠色研發成本系數偏小時制造商主導時最高,成本系數偏大時無主導時最高,而零售商主導時始終最低;對綠色產品的總需求,零售商主導時始終最低。由此說明,區塊鏈賦能的綠色產品的需求量決定了綠色產品總需求量的大小,進一步說明區塊鏈技術的應用可以在一定程度上提高綠色產品的總需求。此外,結合命題6和命題7可以發現,提高產品綠色度所帶來的需求量高于價格降低所帶來的需求量,說明消費者更加在意產品綠色度,因此,降低綠色不確定性非常有必要。
五、數值仿真
本節將通過數值算例直觀地說明消費者區塊鏈接受度和綠色不確定性對供應鏈決策和利潤的影響。參考文獻Xu和Duan[2]、Tao等[13]對參數的賦值,令[η=1],[λ=0.2],[θ=0.8]。
(一)區塊鏈接受度對供應鏈決策的影響
表1分析了消費者區塊鏈接受度對供應鏈決策的影響,可以看出,對考慮了區塊鏈技術的競爭型綠色供應鏈而言,在三種權力結構下,當消費者對區塊鏈技術的接受度越高時,產品綠色度、未采用區塊鏈的綠色產品的批發價格、區塊鏈賦能的綠色產品的需求量均呈現先減后增的趨勢。在MD結構下,區塊鏈賦能的綠色產品的批發價格呈現先減后增的趨勢,在其他結構下呈現遞增趨勢;在RD結構下,未采用區塊鏈的綠色產品的需求量呈現遞減趨勢,而在其他結構下呈現先增后減趨勢。此外,區塊鏈接受度對產品零售價格、邊際利潤的影響與批發價格一致,由此,驗證了推論5和推論6。從表1中也可以發現各均衡解之間的大小關系,從而驗證了其他命題。
(二)綠色不確定性對供應鏈決策的影響
表2分析了消費者綠色不確定性對供應鏈決策的影響,可以看出,對考慮了區塊鏈技術的競爭型綠色供應鏈而言,消費者綠色不確定性受到綠色研發成本系數的影響。具體為:在三種權力結構下,當綠色研發成本系數偏小時,消費者對產品綠色度的不確定性越高,使得產品綠色度呈現先減后增的趨勢;而當綠色研發成本系數偏大時,消費者對產品綠色度的不確定性越高,使得產品綠色度呈現遞減的趨勢。消費者綠色不確定性對其他決策變量的影響也類似,從而驗證了推論1、推論2和推論3。
(三)供應鏈成員收益的比較分析
首先,分析消費者區塊鏈接受度對供應鏈及其成員利潤的影響。從圖2可以看出,在三種權力結構下,隨著消費者對區塊鏈技術接受度的提高,制造商利潤、零售商利潤以及供應鏈總利潤都將呈現先減后增的趨勢,說明消費者對區塊鏈的接受度不是越高越好,而是有條件的最優。具體為:當消費者區塊鏈接受度偏低時,接受度越低則各方利潤越高,這可能與兩種綠色產品的競爭有關;而當消費者區塊鏈接受度偏高時,接受度越高對各方越有利,此時區塊鏈賦能的綠色產品能給供應鏈成員帶來更大收益。此外,對比三種權力結構下的利潤可以發現:對制造商而言,制造商主導時對其最有利,而零售商主導對其最不利;對于零售商而言,無主導時對其最有利,在區塊鏈接受度偏低時對零售商主導最不利,而在區塊鏈接受度偏高時對制造商主導最不利;對供應鏈系統來說,無主導時對其最有利,零售商主導對其最不利。因此,沒有一種結構對供應鏈成員是絕對最優的,而零售商主導時存在最差的可能,為了實現供應鏈利潤最大化,應盡量形成供應鏈成員地位相等的無主導者狀態,同時也說明Nash均衡博弈能夠降低雙重邊際效應。
其次,分析消費者綠色不確定性對供應鏈及其成員利潤的影響。從圖3可以看出,在三種權力結構下,隨著消費者綠色不確定性的提高,制造商利潤始終呈現遞減趨勢,零售商利潤及供應鏈總利潤則呈現先減后增的趨勢,再次驗證了推論1、推論2和推論3。此外,通過比較三種權力結構下供應鏈成員的利潤可以發現,對制造商來說,制造商主導時對其最有利,而對零售商和供應鏈系統來說,無主導時對其最有利,這與圖2類似,說明不管考慮哪個關鍵因素的影響,三種權力結構下的供應鏈成員利潤大小關系均具有穩定性。
(四)消費者剩余的比較分析
本節將對不同情境下的消費者剩余進行比較,以探究區塊鏈應用以及渠道權力對其產生的影響。參考Liu等[12]對消費者剩余函數的定義,購買未采用區塊鏈和區塊鏈賦能綠色產品的消費者剩余函數分別為[CS1=u1gt;u2,u1gt;0u1fvdv]和[CS2=u2gt;u1,u2gt;0u2fvdv],則總的消費者剩余函數為[CS=CS1+CS2]。將MD、RD和ND權力結構下的均衡解代入,即可得到三種權力結構下的消費者剩余。圖4分析了消費者區塊鏈接受度及綠色不確定性對消費者剩余的影響,其中,MD1、RD1和ND1分別表示三種權力結構下消費者購買未采用區塊鏈產品時的剩余;MD2、RD2和ND2分別表示三種權力結構下消費者購買區塊鏈賦能產品時的剩余。
首先,分析消費者區塊鏈接受度對消費者剩余的影響。從圖4(a)可以看出,在三種權力結構下,隨著消費者對區塊鏈技術接受度的提高,未采用區塊鏈情境的消費者剩余會降低,而采用區塊鏈賦能情境的消費者剩余都呈現先減后增的趨勢。其次,分析消費者綠色不確定性對消費者剩余的影響。從4(b)可以看出,在三種權力結構下,隨著消費者綠色不確定性的提高,未采用區塊鏈情境的消費者剩余會降低,而采用區塊鏈賦能情境的消費者剩余均有所提高。比較兩種情境下的消費者剩余可以發現,不管在哪種權力結構下,只有當區塊鏈接受度或綠色不確定性偏高時,區塊鏈技術才能使消費者剩余提高,因此,此時消費者更應該購買區塊鏈賦能的綠色產品。此外,比較不同權力結構下的消費者剩余可以發現,無論是否采用區塊鏈,無主導者的供應鏈對消費者最有利。
六、結論與啟示
為了探究不同權力結構下應用區塊鏈技術對綠色供應鏈決策的影響,本文構建了有無區塊鏈賦能的綠色產品的競爭模型,借助激勵相容原理及博弈論方法,研究了綠色產品的最優綠色投入與定價決策,通過比較分析,得到以下結論與管理啟示:
首先,在三種權力結構下,未采用區塊鏈的綠色產品的價格、邊際利潤和制造商利潤都將隨消費者綠色不確定性的增加而降低,而產品綠色度、區塊鏈賦能的綠色產品的價格、邊際利潤和零售商利潤與消費者綠色不確定性的相關性還取決于綠色研發成本系數的大小,當綠色研發成本系數偏小且消費者綠色不確定性偏大時,產品綠色度將隨綠色不確定性的增加而增加。因此,制造商在決定綠色投入時,不僅需要考慮成本的高低,還要考慮消費者綠色不確定性的大小。當然,制造商最好是全面采用區塊鏈技術以消除消費者的綠色不確定性,最終實現利潤的增長。
其次,在三種權力結構下,產品綠色度、價格、邊際利潤、總需求量、區塊鏈賦能的綠色產品需求量、供應鏈及其成員的利潤都將隨區塊鏈接受度的增加而先減后增,而未采用區塊鏈的綠色產品的需求量則先增后減。這表明企業在對綠色產品采用區塊鏈技術時,還要考慮消費者的接受度,當消費者區塊鏈接受度偏低時,越低則對供應鏈各方越有利,而當接受度偏高時,越高則對供應鏈各方越有利。因此,在接受度很低或很高時,企業應該采用區塊鏈技術,而當接受度適中時,不宜采用區塊鏈技術,此時供應鏈績效是最低的。
最后,在三種權力結構下,區塊鏈賦能的綠色產品的價格和邊際利潤比未采用區塊鏈的綠色產品低,而兩種綠色產品需求量的大小與綠色研發成本系數有關,說明采用區塊鏈技術在一定程度上能夠使消費者獲得更大的收益,同時,企業應該在制造商具有主導權且綠色研發成本系數偏低時采用區塊鏈才能帶來更大的需求。此外,通過比較三種權力結構下的均衡解可以發現,制造商主導時產品綠色度最高,零售商主導時產品綠色度和總需求量都是最低的,無主導時供應鏈績效最高。因此,若要提高綠色產品的綠色度,則盡量以制造商為決策主導者,若要實現供應鏈利潤最優,則應形成供應鏈成員地位相等無主導者的局面,區塊鏈接受度和綠色不確定性對三種權力結構下利潤的影響是相似的。此外,只有當區塊鏈接受度或綠色不確定性偏高時,消費者才應該購買區塊鏈賦能的綠色產品,同時應該選擇無主導者的供應鏈。
在未來的研究中,本文將從以下幾個方面展開:①考慮市場需求具有隨機性時,區塊鏈技術的應用對供應鏈決策的影響;②考慮一家供應商向兩家零售商提供兩種競爭性同質綠色產品的供應鏈決策情況;③考慮有無區塊鏈賦能的兩種綠色產品的競爭狀況。
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