考虑需求扰动及企业社会责任行为的绿色供应链决策_林志炳.pdf

第 卷第期计算机集成制造系统 年月 ：收稿日期：；修订日期：。；基金项目：国家社会科学基金资助项目（）。：，（）考虑需求扰动及企业社会责任行为的绿色供应链决策林志炳，陈莫凡，段梦媛（福州大学 经济与管理学院，福建福州 ；福建省机械科学研究院，福建福州 ）摘要：为了探讨需求扰动及零售商企业社会责任（）行为对绿色供应链决策的影响，构建了制造商主导的绿色供应链模型，并得到需求扰动前后的均衡结果，然后研究了绿色供应链的协调问题，最后将模型拓展到绿色供应链与传统供应链横向竞争的情形。结果表明，当需求发生大幅扰动时，制造商需要调整产品绿色度，此时零售商的 行为会增大制造商对产品绿色度的调整量；需求扰动会使绿色供应链系统利润偏离预期，此时零售商的 行为会加剧需求扰动对绿色供应链系统利润的影响，不利于绿色供应链的稳定运营；二部定价成本契约可以实现绿色供应链协调；绿色供应链与传统供应链的横向竞争会增强零售商 行为对产品绿色度最优调整量和绿色供应链系统利润偏离程度的影响。关键词：需求扰动；企业社会责任；绿色供应链；供应链竞争中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，“”，“”，“”，：；引言近年来，制造业的发展仍未摆脱高投入、高消耗、高排放的粗放模式，在创造社会财富的同时也对环境产生了很大影响。国际能源属 年月 日公布的报告显示，年碳排放量较去年或增长。为了提高能源利用率，减少环境污染，一种以绿色制造理论和供应链管理技术为基础的绿色供应链管理模式受到了学术界和企业界的广泛关注。例如，美国通用汽车公司实行“绿色创想”战略，旨在加第期林志炳 等：考虑需求扰动及企业社会责任行为的绿色供应链决策大清洁技术的绿色研发投入。然而，绿色产品的价格普遍高于传统产品，其使用功能却与传统产品基本相同，因此外界因素的改变（如相关政策、消费者偏好等）容易导致绿色产品需求发生相应变化，例如 年新能源汽车的补贴退坡导致新能源汽车销量明显下降。可见，绿色产品的需求扰动不可避免地会影响绿色供应链的正常运营。在此背景下，渠道成员应当采取何种措施来缓解需求扰动对绿色供应链运营的不利影响，成为亟需解决的问题。当前，许多研究聚焦于探讨渠道成员应对需求扰动的措施，研究需求扰动下进行供应链协调的问题。例如，等最早在二级供应链中探讨了需求扰动问题，发现当需求发生扰动时，制造商的生产计划具有一定鲁棒性，而且全单位数量折扣契约可以实现供应链协调；随后 等将研究推广到需求与生产成本同时发生扰动的情形中，表明收益共享契约可以协调单制造商和多零售商构成的供应链；于艳娜等在零售商竞争的背景下探讨了需求扰动对双渠道信息产品供应链的影响，发现不同需求扰动情形下，零售商竞争强度对供应链系统利润的影响存在差异；等基于单制造商与两个零售商构成的双渠道供应链，研究需求扰动情形下零售商竞争及合作的定价和服务策略；等以时尚品供应链为研究对象，发现当需求发生扰动时，数量折扣契约可以实现供应链协调。不难发现，上述研究均在传统供应链背景下展开，然而在现实中，高排放、高消耗的传统制造模式对环境资源产生了很大影响。基于此，学者们开始探讨需求扰动对闭环、绿色供应链运营决策的影响。例如，李新然等以闭环供应链为研究对象，发现制造商的生产计划与零售商的产品回收率均对需求扰动具有一定鲁棒性，而且单位回收价格不受需求扰动影响；赵琳等在制造商生产规模不经济的情形下，探讨了需求扰动对闭环供应链均衡结果的影响，发现生产规模不经济降低了闭环供应链系统的利润，通过收益共享契约实现了闭环供应链协调；等构建了由制造商授权第三方再制造商进行再制造的闭环供应链模型，发现当需求发生大幅负向扰动时，第三方再制造商分享的利润将会减小，从而削弱制造商授权第三方再制造商进行再制造的积极性；等探讨了需求扰动对双渠道绿色供应链运营决策的影响，发现制造商的研发生产计划在集中决策模式下具有鲁棒性，在分散决策模式下不具鲁棒性，同时分析了制造商调整研发生产计划的价值，然而该研究未能实现绿色供应链协调。既有研究表明，绿色制造是企业承担企业社会责任（，）的表现形式之一。企业履行 意味着利润并非其唯一目标，在生产过程中该企业还应注重对生态环境、消费者和社会发挥积极的作用，近年来，越来越多企业在积极开展 运动的同时也对其合作伙伴提出 要求。例如，沃尔玛在 年发布的 报告中将承担 作为审核供应商的核心标准，促使其全球 家供应商承诺减少碳排放。与此同时，一些学者开始将企业的 行为引入供应链研究。例如，等 发现基于补偿的批发价格契约能够激励零售商提高 投入；等 构建了由进行绿色制造的单个制造商和两个零售商构成的绿色供应链模型，发现将零售商的 投入竞争有助于提高产品绿色度；梁喜等 研究了制造商和零售商分别进行 投入情形下的闭环供应链决策问题。上述研究主要将企业的 行为刻画为其改善利益相关者福利而进行的投资，在这类研究中，行为是内生化的。另外，还有一些研究从利益相关者的定义出发，将企业的 行为刻画为其对消费者剩余的关注程度，旨在探讨企业承担 对渠道成员运营决策和策略选择的影响，在这类研究中，行为是外生化的。例如，最早将渠道成员对消费者剩余的关注程度定义为渠道成员承担 的程度，发现渠道成员提高承担 的程度有助于提高产品的市场需求量，但会损害自身利润；刘珊等 研究了公平偏好和制造商 行为对闭环供应链决策的影响，发现制造商提高承担 的程度有助于提高产品回收率；公彦德等 发现公平偏好会影响制造商 行为对产品绿色度的提升效果；林志炳等 探讨了不同 配置对绿色供应链运营的影响，指出零售商单独承担 最有利于改善绿色供应链系统利润；林志炳等 发现零售商提高承担 的程度有助于增强制造商的减排水平和政府补贴效率；等 发现零售商单独承担 并进行绿色制造最有利于提升产品绿色度，并通过二部定价契约实现了绿色供应链协调。综上所述，需求扰动会使渠道成员的原有决策无法有效运作，甚至导致原有协调契约失效，特别对绿色供应链而言，由于绿色消费市场尚未成熟，需求计算机集成制造系统第 卷扰动可能对绿色供应链的稳定运营不利。然而，当前仅有少数文献在绿色供应链背景下探讨了如何应对需求扰动问题。另外，绿色制造是企业承担 的重要形式，在现实商业环境中，进行绿色制造的核心企业也会对其下游合作伙伴提出 要求。例如，宝马集团在进行绿色制造的同时鼓励下游经销商承担 ，意味着作为绿色供应链领导者的制造商更倾向与具有 的零售商合作。基于此，本文将零售商的 行为引入绿色供应链，构建需求扰动情形下的绿色供应链模型。有别于已有研究，本文旨在探讨以下问题：当需求发生扰动且零售商具有 行为时，渠道成员应如何调整原有决策以缓解需求扰动对绿色供应链的不利影响；需求扰动情形下，零售商的 行为如何影响渠道成员的最优决策，能否缓解需求扰动对绿色供应链运营的不利影响；当需求发生扰动且零售商具有 行为时，制造商应如何实现绿色供应链协调。在此基础上，将研究拓展到绿色供应链与传统供应链横向竞争的情形，验证了主体模型的鲁棒性。问题描述与模型假设以单一制造商和单一零售商构成的绿色供应链为研究对象。其中，制造商将绿色度为（）的产品以批发价格销售给零售商，零售商再将绿色产品以零售价格转售给消费者。产品绿色度刻画了产品在生产环节对环境的污染、产品使用材料水平、产品零部件的可回收性等，其值越高，产品在生命周期中对生态环境的损害就越小。参照 等的研究，假设制造商研发生产一类提前期较长的绿色产品，而且渠道成员的运作过程分为两个阶段：在计划阶段，渠道成员需要根据市场规模的预测情况拟定研发生产计划，然后决定销售价格，并进行前期准备工作；在计划实施阶段，渠道成员将获悉市场的实际规模，当市场实际规模与预测规模存在差异（该差异称为市场需求扰动）时，为应对市场需求环境的变化，渠道成员需要调整原始决策。参照 等的研究，假设：市场的实际规模为，其中为市场的预测规模，为市场需求扰动量，且。为便于表述，下文将市场需求扰动简称为需求扰动。制造商需要承担调整研发生产计划而产生的偏离成本，用，分别表示制造商增加、减小生产量而产生的单位偏离成本，且，。市场的实际需求函数，其中（）为消费者绿色偏好系数；制造商单位生产成本为，且 ，；制造商绿色研发成本，其中（）为绿色研发系数，为了简化模型，将标准化为。本文探讨零售商具有 行为的情形。借鉴 的研究，假设零售商以效用最大化为决策目标，其中为零售商利润，为消费者剩余，为零售商承担 的程度，；下标，分别表示制造商、零售商和绿色供应链系统；上标“”表示需求扰动的情形。为了保证需求负向扰动情形下绿色产品的市场需求量大于零，假设。分散决策模型（模型）分散决策模式下，渠道成员之间进行 博弈。其中制造商是绿色供应链的领导者，零售商是绿色供应链的跟随者；制造商以利润最大化为目标进行决策，零售商以效用最大化为目标进行决策。下面讨论分散式决策模式的均衡结果。无需求扰动下的绿色供应链模型为了探讨需求扰动对渠道成员最优决策和利润的影响，首先分析渠道成员在无需求扰动时的均衡结果。当需求未发生扰动时，渠道成员的目标函数分别为：，（）；（）（）。（）式中零售商的效用函数由其利润目标与 目标共同构成。采用逆向归纳法求解模型的均衡结果，可得（）（），（），（）（），（），（）（），其中（）。需求扰动下的绿色供应链模型当需求发生扰动时，渠道成员的目标函数分别为：?，?（?）?第期林志炳 等：考虑需求扰动及企业社会责任行为的绿色供应链决策（?）（?）；（）?（?）?。（）式中（）（，）。因为制造商需要承担全部偏离成本，所以（?）表示制造商增加生产量而产生的偏离总成本，（?）表示制造商减少生产量而产生的偏离总成本。采用逆向归纳法和库恩凯特条件求解模型的均衡结果，可得如下性质：性质需求扰动情形下，渠道成员的最优决策和利润分别为：（）当时，?（）（），?，?（）（），?（），?（）（）。（）当时，?，?，?，?（），?。（）当时，?（）（），?，?（）（），?（），?（）（）。其中，。证明见附录。性质表明：当需求扰动幅度较小时，制造商的研发生产计划具有鲁棒性，渠道成员只需要提高（降低）产品的批发价格和零售价格即可应对需求的正（负）向扰动。当需求扰动幅度较大时，制造商的研发生产计划不再具有鲁棒性，为应对需求的正（负）向扰动，制造商应加大（缩减）绿色研发投入、提高（降低）批发价格，零售商应提高（降低）产品零售价格。当需求扰动幅度较小时，制造商的利润将发生偏离，且偏离方向与需求扰动方向一致，而零售商利润不会发生偏离，具有鲁棒性；当需求扰动幅度较大时，制造商和零售商的利润均会发生偏离，且偏离方向与需求扰动方向一致。上述结果表明，需求扰动可能导致渠道成员的实际利润偏离预期，不利于渠道成员和绿色供应链的稳定运营。下文用符号“”表示需求发生扰动后的实际均衡结果与预期均衡结果间的偏离程度（绝对值）。显然，均衡结果偏离程度越大（小），需求扰动对均衡结果的影响越强（弱）。性质?，?，?。?，若则?，若则?。当时，?；当时，若则?，若则?；当时，若则?，若则?。其中，（）（），（）（）（），。证明见附录。性质的结果表明，随着零售商承担 程度的提高：无论需求如何扰动，零售商均会降低零售价格以提高消费者剩余，从而促使制造商提高产品绿色度和批发价格。制造商利润将得到提升，而零售商利润将呈倒“”形变化，意味着零售商可以通过承担合理的 程度来改善自身利润。当需求正向扰动时，随着零售商承担 程度的提高，绿色供应链系统利润不断上升；当需求负向扰动时，随着零售商承担 程度的提高，绿色供应链系统利润先增大后减小。性质表明，需求负向扰动会改变零售商 行为对绿色供应链系统利润的影响趋势，这一结果与文献 有显著区别。文献 研究表明，当零售商完全承担 （）时，绿色供应链系统利润将达到最优，然而该研究未能考虑需求扰动问题；本文研究表明，当需求发生负向扰动时，绿色产品较小的市场规模将无法分摊由零售商积极承担 而带来的较高绿色研发成本，而且此时绿色供应链系统的边际利润也相对较低，最终导致绿色供应链系统利润下降。性质 当或时，有?，?，?，?，计算机集成制造系统第 卷