回收规制下生产者的价值恢复策略_马晓平.pdf

DOI:10.15918/j.jbitss1009-3370.2023.6603回收规制下生产者的价值恢复策略马晓平1，陈信同2，李帮义1（1.南京航空航天大学经济与管理学院，江苏南京211106；2.南京邮电大学管理学院，江苏南京210003）摘要：在回收规制约束下，构建了集中回收再利用决策、制造商主导回收再利用决策以及零售商主导回收再利用决策模型，研究了生产者对回收产品的价值恢复策略和拆解的零件产品的替代效应。研究表明，拆解成本对拆解的零件产品与再制造产品均有影响；回收规制水平的高低影响了拆解的零件产品对再制造产品的替代效应的强弱；分散决策下，制造商与零售商均会争夺回收再利用主导权；回收规制水平越高，生产者对回收产品的利用率越低。最后，为政府、制造商以及零售商提供了相应的管理建议。关键词：回收规制；再制造；拆解；产品价值恢复中图分类号:F272文献标志码:A文章编号:1009-3370(2023)02016313废旧产品的价值恢复是实现资源循环利用的一个重要手段。Lindhqvist1提出的生产者延伸责任（ExtendedProducerResponsibility,EPR）理论认为废旧产品的回收与再利用应属于生产者的责任。目前，众多国家已经设定了相关的法规政策，例如，欧盟 2005 年施行的废旧电器电子设备指令、日本施行的家用电器回收法和电脑回收系统（SHARL）以及中国颁布的废弃电器电子产品回收处理管理条例和生产者责任延伸制度推行方案等。这些政策法规往往会要求生产者回收再利用一定比例的废旧产品来履行回收责任。众多生厂商比如苹果、奔驰、IBM、华为以及 OPPO 等国内外知名企业均采取了相应的回收策略以及再利用措施。在此背景下，众多学者已对生产者的决策行为做出了丰富研究。已有的文献对回收规制下生产者的回收再利用决策主要集中于两个方面。一是基于回收阶段的研究，大多数是对回收渠道、回收模式、回收政策进行了讨论。Wang 等2讨论了第三方回收模式下，渠道权力结构以及信息价值对闭环供应链决策的影响。李春发等3构建了四种不同的回收渠道模式，研究了供应链成员的最优决策问题，并分析了渠道竞争程度、节约成本对回收渠道决策的影响。曹柬等4认为再制造成本对回收渠道的选择有直接影响。Atasu 和 Subramanian5研究讨论了个体回收模式与集体回收模式的差异。陈章跃等6考虑了产品模块化设计对制造商回收模式选择的影响。公彦德等7讨论了制造商与销售商混合回收模式下的成本分摊及物流策略选择问题。孙浩等8研究了三种不同回收模式下的供应链竞争问题。Atasu 等9研究了供应链利益相关者对税政策以及回收率政策的偏好问题。Esenduran 等10分析了无政府规制、政府单规制以及政府双规制条件下制造商与第三方再制造商的生产决策问题。陈信同等11研究了回收率规制对再制造竞争的影响。汪明月等12构建了以制造商为主导的 Stackelberg 博弈模型分析了三种环境政策的使用条件与绩效。陈玉玉等13讨论了碳限额交易政策下政府循环率规制对生产者尽规模式选择的影响，并分析了循环率目标对社会福利的影响。二是基于价值恢复阶段的研究，多为考虑再制造行为。Esenduran 等14运用博弈论以及生命周期理论研究了回收政策对再制造以及环境的影响。Kovach 等15分析了销售激励对制造商再制造与收益的影响。zdemir 等16讨论了环境法规对生产者的回收决策以及拆卸设计对生产者回收意愿的影响。夏西强等17研究了知识产权保护下政府对再制造商的补贴策略。夏佳玉和马祖军18考虑了外包再制造、授权再制造以及厂商独立再制造三种模式，分析了品牌厂商与代工企业的最优决策。高举红等19分析了广告投入对再制造闭环供应链的影响。唐飞和许茂增20考虑了消费者的渠道偏好与专利保护，研究了再制造双渠道收稿日期：2022-03-13作者简介：马晓平(1976)，女，博士，副教授，E-mail：；陈信同(1990)，男，博士研究生，E-mail：；李帮义(1963)，男，教授，博士生导师，E-mail：第25卷第2期北京理工大学学报（社会科学版）Vol.25No.22023年3月JOURNALOFBEIJINGINSTITUTEOFTECHNOLOGY(SOCIALSCIENCESEDITION)Mar.2023闭环供应链的定价决策与协调问题。胡强等21构建了制造商与回收处理上的二级闭环供应链，研究了供应链的产量与价格最优决策并分析了政府财政政策的作用。韩小花等22针对两阶段闭环供应链，讨论了企业“以旧换再”策略的选择问题及企业的最优生产决策。上述研究对生产者责任延伸制度的实践做出了重大贡献，且多数文献在考虑制造商与零售商之间问题均采用 Stackelberg 博弈模型1013。然而从闭环供应链角度来看，产品回收是产品得以价值恢复的前序，再利用阶段才是实现产品价值恢复的最终环节；同时，上述有关再利用阶段的研究重点放在了再制造产品的生产方面，忽略了拆解零件的可用性，但在现实生活中，再利用阶段的产出不仅仅是再制造成品，亦有经拆解回收产品所产生的可用零件，即拆解的零件产品，已有文献很少考虑再利用阶段的拆解的零件产品，或没有将拆解的零件产品作为产品再利用环节的产品来进行分析。有鉴于此，本文尝试使用 Stackelberg 博弈模型考虑回收规制约束下，生产者在不同情形下的两种产品价值恢复策略。主要研究问题有：（1）集中决策（I）、制造商主导回收再利用的分散决策（D-M）以及零售商主导回收再利用的分散决策（D-R）三种模型下的最优决策是什么？（2）生产者再利用决策（不拆解也不再制造、仅再制造、仅拆解以及再制造与拆解并用）以及拆解的零件产品对再制造产品是否存在替代效应？（3）回收规制水平是如何影响该替代效应的？（4）供应链总总利润以及制造商、零售商各自的利润受到了何种影响？本文的主要创新点如下：（1）基于回收模式，考虑集体回收再利用、制造商主导回收再利用以及零售商主导回收再利用三种决策模型，为企业的回收再利用模式选择提供参考；（2）基于再利用方式，考虑市场上拆解的零件产品对再制造产品的替代效应，研究再利用阶段两种产品的竞争，为企业的多样化回收产品再利用手段提供思路意见，丰富资源再利用途径；（3）对比分析三种决策模型中利益相关者对决策模式及再利用方式的偏好问题，为政府设定回收率目标以及企业的生产决策提供管理建议。一、问题描述与相关假设（一）问题描述现考虑市场中主要有三个参与者：制造商、零售商以及消费者。制造商可以选择与零售商联合回收并再利用（集中决策 I），也可以选择独立回收并再利用（制造商主导回收再利用的分散决策 D-M），还可以选择将回收再利用交付于零售商（零售商主导回收再利用的分散决策 D-R）。如图 1 所示。制造商零售商消费者新产品再制造产品回收产品制造商零售商消费者新产品再制造产品回收产品新产品再制造产品制造商零售商消费者新产品再制造产品回收产品新产品(I)(D-R)(D-M)图1三种决策模型在集中决策 I 中，制造商与零售商作为联盟整体向消费者提供新产品与再制造产品，以从中获利，而消费者则将废弃产品退还给制造商与零售商实现产品的回收。在制造商主导回收再利用的分散决策 D-M 中，零售商从制造商那里批发新产品与再制造产品，然后再销售给消费者，消费者将废弃的产品退还给制造商，实现产品的回收。在零售商主导回收再利用的分散决策 D-R 中，零售商从制造商那里批发新产品，然后再销售给消费164北 京 理 工 大 学 学 报（社 会 科 学 版）2023 年 3 月者，消费者将废弃的产品退还给零售商，实现产品的回收，零售商对回收的产品进行再制造，实现产品的再利用。wnqncnpn制造商以批发价将个新产品（单位新产品的成本为）卖给零售商，而零售商则以售价销售给消费者。crcdwrqrwdqdprpd若制造商主导回收再制造，且制造商生产单位再制造产品的成本为，生产单位拆解的零件产品的成本为，则制造商以批发价将个再制造产品与批发价将个拆解的零件产品卖给零售商，零售商再以售价将再制造产品售出并以售价将拆解的零件产品售出。crcd若零售商主导回收再制造，则生产单位再制造产品的成本与生产单位拆解的零件产品的成本为由零售商负责承担。qcqcccq2ccc负责回收再制造的制造商（零售商）需额外负担回收成本，回收成本与回收量相关，随着回收量的不断增大，回收压力呈非线性增长，此处参考马亮等23、黄宗盛等24、秦晓彤等25的做法，将回收成本表达为，其中表示回收成本系数。（二）模型假设0 cd cr cn假设 1.再制造与拆解具有成本优势，且拆解为再制造必要工序，故设定。qc0 1假设 2.生产者对回收产品进行再利用时，并不能保证 100%可再利用，回收产品中可再利用部分用予以表示(）。c0 c 1qc=cqnqr+qd qc假设 3.政府要求生产者回收比例为()的新产品以减少废弃物对环境的污染，即，且生产者再利用阶段所生产的再制造产品和拆解的零件产品总量应小于回收产品中可再利用部分，即。假设 4.消费者对新产品、再制造产品以及拆解的零件产品具有不同的价格感知。vUn=v pn消费者对新产品的价格感知为，则单位新产品对消费者的效用为：。rv 0 r 1Ur=rv pr消费者通常认为再制造产品价值低于新产品，对再制造产品价格感知为()，则单位再制造产品对消费者效用为。dv 0 d rUd=dv pd消费者认为拆解的零件产品价值低于再制造产品，对拆解的零件产品价格感知为()，则单位拆解的零件产品对消费者效用为。pn=1qnrqrdqdpr=r(1qnqr)dqdpd=d(1qnqrqd)由三个产品的消费者效用可得9-1013-14：，。二、三种决策模型的博弈（一）集中决策（I）在集中决策下，制造商与零售商以集体利益最大化为目标，此时的最优决策问题为Imaxqn,qr,qd=(pncn)qn+(prcr)qr+(pdcd)qd(cqn)2ccs.t.qn 0qr 0qd 0qr+qd cqn(1)qIn*=1cn+crr2(1r+ccc2)qIr*=cdcrd+r2(rd)+1cn+crr2(rccc21)qId*=crdcdr2d(rd)由 式(1)的 一 阶 条 件 可 得：，。命题 1.集中决策（I）下，生产者再利用阶段对回收产品的价值恢复策略如下：maxcd2,drcr cd maxdrcr,cd1,cd22）若，生产者选择仅再制造；cd2 cd mincd1,drcr3）若，生产者选择仅拆解；maxcd2,cd1 cddrcr4）若，生产者选择再制造且拆解的混合策略。其中2023 年第 2 期马晓平等:回收规制下生产者的价值恢复策略165cd1=(rd)1cn+crr1r+ccc2+cr+drcd2=dd(1+c)1cn+crr1r+ccc2证明：qd 0cddrcrqr 0cd cd1由约束条件，可得：；由约束条件，可得：。其中cd1=(rd)1cn+crr1r+ccc2+cr+drqd+qr cqncd cd2由约束条件，可得：，其中cd2=dd(1+c)1cn+crr1r+ccc2。qd 0qr 0当且时，再制造产品与拆解的零件产品的最优产量均小于零，故生产者应选择不再制造且不拆解；qd 0当且时，只有再制造产品的最优产量为正，故生产者选择仅再制造；qd 0qr 0qr 0而当且时，生产者才会选择再制造且拆解的混合策略。将上述分析综合整理可得到表 1。原命题得证。推论 1.集中决策（I）下，拆解的零件产品具有替代再制造产品效应的必要条件为：cr cr1cd(cd1,drcr)1）若再制造成本，则；0 cr cr1cd(cd2,drcr)2）若再制造成本，则。其中cr1=r(cn+cc2c)+dc(cn+r1)1+cc2c+dc推论 1 说明了拆解的零件产品具有替代再制造品效应的必要条件。若生产者的拆解成本不满足该条件，则表明当下生产技术水平不适合采取既再制造又拆解的组合价值恢复策略。推论 2.集中决策（I）下