考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)研究

曹華林　王曉丹　景　熠

(重慶理工大學(xué)，重慶　400054)

?

考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)研究

曹華林王曉丹景熠

(重慶理工大學(xué)，重慶400054)

〔摘要〕為了解決回收產(chǎn)品再制造成本增加甚至難以進(jìn)行再制造的難題，制造商在產(chǎn)品生產(chǎn)的前期就要考慮后期再制造活動(dòng)的可實(shí)施性，即考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)。在考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)情況下，本文針對(duì)由一個(gè)制造商和一個(gè)經(jīng)銷商構(gòu)成的兩級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，分別建立經(jīng)銷商從事再制造和制造商從事再制造兩種模式下的差異定價(jià)模型，得到了相應(yīng)的最優(yōu)定價(jià)策略，并主要針對(duì)可持續(xù)性努力程度，討論其與各個(gè)最優(yōu)決策變量、產(chǎn)品單位成本及可持續(xù)性努力程度系數(shù)之間的關(guān)系。研究給出了可持續(xù)性努力程度分別對(duì)新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的最優(yōu)中間價(jià)、最優(yōu)銷售價(jià)、最優(yōu)銷售量及最優(yōu)利潤的影響，同時(shí)論證了新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的單位成本及其可持續(xù)性努力程度系數(shù)分別對(duì)可持續(xù)性努力程度的影響，并對(duì)經(jīng)銷商從事再制造和零售商從事再制造兩種模式進(jìn)行了對(duì)比分析。

〔關(guān)鍵詞〕閉環(huán)供應(yīng)鏈可持續(xù)性設(shè)計(jì)差異定價(jià)經(jīng)銷商制造商

引言

隨著自然資源的枯竭和環(huán)境保護(hù)問題日益嚴(yán)重，廢舊產(chǎn)品的回收再利用和資源化處理受到了社會(huì)的普遍關(guān)注。許多國家已經(jīng)立法，責(zé)令制造商對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期負(fù)責(zé)，以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境[1]。之后，逐漸有企業(yè)響應(yīng)國家立法，主動(dòng)加入到再制造的實(shí)踐探索中來[2]。通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行正向交付與逆向回收再利用，“資源——生產(chǎn)——消費(fèi)——廢棄”的開環(huán)過程正在向“資源——生產(chǎn)——消費(fèi)——再生資源”的閉環(huán)運(yùn)作方式轉(zhuǎn)變。現(xiàn)實(shí)中，能夠促使企業(yè)主動(dòng)實(shí)施閉環(huán)供應(yīng)鏈運(yùn)作的根本原因在于經(jīng)濟(jì)利益，因此，很多學(xué)者展開了閉環(huán)供應(yīng)鏈的最優(yōu)定價(jià)策略研究。Debo等[3]用消費(fèi)者對(duì)新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的不同支付意愿來區(qū)分異質(zhì)消費(fèi)需求，考慮了新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品的差異定價(jià)問題，并從技術(shù)層面和外部市場(chǎng)層面分析了再制造產(chǎn)生的原因；在此基礎(chǔ)上，

Ferguson等[4]首次提出由一個(gè)制造商構(gòu)成的一級(jí)供應(yīng)鏈競(jìng)爭模型，模型中制造商同時(shí)進(jìn)行新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的生產(chǎn)，研究中著重分析了隨著再制造收益增加，其超過侵蝕效應(yīng)損失的成本條件；熊中楷等[5]研究了在經(jīng)銷商從事再制造的模式下，新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品的差異定價(jià)策略，并對(duì)其他幾種相應(yīng)的模式進(jìn)行了比較；Ferrer等[6]研究了市場(chǎng)規(guī)模不變條件下，兩周期和多周期的再制造產(chǎn)品差異定價(jià)策略和數(shù)量決策問題；丁雪峰等[7]將兩周期再制造決策放到市場(chǎng)規(guī)模變化的環(huán)境中，研究了不同市場(chǎng)增長率下的再制造差異定價(jià)策略，并進(jìn)一步分析了不同定價(jià)策略下的再制造率與利潤的變化規(guī)律；孫浩和達(dá)慶利[8]考慮了渠道權(quán)力結(jié)構(gòu)和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，研究Stackelberg博弈和Nash均衡博弈下制造商和零售商的最優(yōu)定價(jià)機(jī)制，給出了閉環(huán)供應(yīng)鏈績效最優(yōu)的情形；景熠等[9]針對(duì)一個(gè)由第三方回收商、制造商和零售商

組成的三級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，建立了不同生產(chǎn)模式下的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)模型，得到了相應(yīng)的最優(yōu)定價(jià)策略，并從不同角度進(jìn)行了分析；王婷和顏榮芳[10]分析了隨機(jī)需求下具有不對(duì)稱信息的閉環(huán)供應(yīng)鏈最優(yōu)差異定價(jià)模型，研究得到了不同信息下的最優(yōu)定價(jià)策略，并探討了不對(duì)稱信息對(duì)最優(yōu)策略的影響。

值得注意的是，隨著再制造理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐的不斷深入，再制造活動(dòng)前期的可持續(xù)性設(shè)計(jì)問題日益受到關(guān)注。很多企業(yè)在最初進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)往往忽略了生命周期末端的再制造過程，由于沒有考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)，嚴(yán)重增加了再制造活動(dòng)的成本，甚至出現(xiàn)再制造活動(dòng)難以進(jìn)行的困局[11]。因此，在最初進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)處于生命周期末端的產(chǎn)品進(jìn)行再制造的可實(shí)施性，即考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)。Grey和Charter[12]指出，優(yōu)良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠使企業(yè)解決再制造活動(dòng)中廢舊產(chǎn)品失效的問題，并能在一定程度上提升其利潤空間。Ijomah等[13]在相關(guān)研究中提出在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期，如果采用焊接和強(qiáng)力膠的設(shè)計(jì)類型，則會(huì)增加后期再制造的難度。綜上，對(duì)再制造企業(yè)而言，考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)問題研究顯得尤為重要。然而，此方面的研究，國內(nèi)目前還比較少。本文在國內(nèi)外已有的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)再制造企業(yè)出現(xiàn)的再制造成本增加甚至難以進(jìn)行再制造的難題，分析探討考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)下經(jīng)銷商和制造商分別進(jìn)行再制造活動(dòng)的差異定價(jià)策略。

1問題描述與基本假設(shè)

本文研究一個(gè)由制造商和經(jīng)銷商構(gòu)成的兩級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，其中制造商為主導(dǎo)者，經(jīng)銷商和制造商分別從事再制造活動(dòng)。該系統(tǒng)所面向的消費(fèi)市場(chǎng)上同時(shí)存在新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品，兩種產(chǎn)品具有相同的質(zhì)量和性能，但消費(fèi)者往往認(rèn)為這兩種產(chǎn)品在質(zhì)量和性能方面存在差異，因此會(huì)對(duì)其進(jìn)行不同的價(jià)值評(píng)價(jià)，使得市場(chǎng)上新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品具有差異的價(jià)格[14]。同時(shí)，在該閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，考慮了可持續(xù)性設(shè)計(jì)，即在前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，注重產(chǎn)品和零部件易修復(fù)、易檢測(cè)、易拆卸及易裝配等特性，這會(huì)增加前期固定成本的(設(shè)計(jì)成本)投入，同時(shí)降低后期新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的可變成本。為了突出經(jīng)銷商從事再制造與制造商從事再制造的對(duì)比，且考慮到現(xiàn)實(shí)情況中制造商和經(jīng)銷商多為分散決策情況，故本文研究將在分散決策下展開。

2市場(chǎng)需求函數(shù)分析

研究考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)問題，首先針對(duì)不同的市場(chǎng)情形，確定在不定市場(chǎng)情形下的各需求函數(shù)。當(dāng)市場(chǎng)中同時(shí)存在新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品時(shí)，消費(fèi)者通過比較價(jià)值效用的大小來決定購買何種產(chǎn)品，對(duì)一個(gè)消費(fèi)者而言，其選擇行為有兩種情況：

通過分析上述兩種消費(fèi)者選擇行為，可以得到不同市場(chǎng)情形的形成條件和需求函數(shù)。

(1)

(2)

再制造產(chǎn)品需求函數(shù)可表示為：

(3)

3考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)模型

3.1經(jīng)銷商再制造模式

經(jīng)銷商從事再制造活動(dòng)時(shí)，制造商和經(jīng)銷商的決策模型分別為：

(4)

(5)

命題1：在考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)經(jīng)銷商從事再制造的差異定價(jià)模型中，滿足經(jīng)銷商和制造商各自利潤最大化時(shí)，新產(chǎn)品的最優(yōu)中間價(jià)為：

新產(chǎn)品的最優(yōu)銷售價(jià)為：

再制造產(chǎn)品的最優(yōu)銷售價(jià)為：

新產(chǎn)品的最優(yōu)銷售量為：

再制造產(chǎn)品的最優(yōu)銷售量為：

(6)

由式(6)可得經(jīng)銷商利潤函數(shù)的Hessian Matrix為：

(7)

命題1得證。

3.2制造商再制造模式

制造商從事再制造活動(dòng)時(shí)，制造商和經(jīng)銷商的決策模型分別為：

(8)

(9)

命題2證明思路與命題1大致相同，故此處省略。

3.3兩種模式均衡分析的對(duì)比研究

3.3.1ei對(duì)各最優(yōu)決策變量的影響

以下在對(duì)均衡結(jié)果展開分析時(shí)，為了研究方便，假定1-α+cr-cn>0；制造商從事再制造模式下，假定1-α+cr-cn>0，且αcn>cr。

推論1得證。

推論2與推論1的證明思路大體相同，故此處省略。

證明：證明思路同上，故此處省略。

命題3：經(jīng)銷商從事再制造模式下，滿足利潤最大化的最優(yōu)可持續(xù)性努力程度為：

制造商從事再制造模式下，滿足利潤最大化的最優(yōu)可持續(xù)性設(shè)計(jì)努力程度為：

證明：

推論5得證。

推論6與推論1、2的證明思路大體相同，故此處省略。

推論7的證明同上，故此處省略。

4數(shù)值仿真

圖1　ei對(duì)win的影響

圖2　ei對(duì)wir的影響

圖3　ei對(duì)pin的影響

圖4　ei對(duì)pir的影響

(a)ei對(duì)qin的影響(τn>τr)　　　　　　　　　　　(b)ei對(duì)qin的影響(τn<τr)　

圖5

(a)ei對(duì)qir的影響　　　　　　　(b)ei對(duì)qir的影響　　　　　　　(c)ei對(duì)qir的影響

圖6

上述圖1～圖2可以驗(yàn)證推論1和推論2的正確性。

圖7　cn對(duì)ed的影響

圖8　cr對(duì)ed的影響

圖9　τn對(duì)ed的影響

圖10　τr對(duì)ed的影響(τn=0)

上述仿真結(jié)果中圖7、圖8和圖11、圖12驗(yàn)證了推論6的正確性，圖9、圖10和圖13、圖14驗(yàn)證了推論7的正確性。

(a)cn對(duì)em的影響(τn<τr)　　　　　　　　　　　(b)cn對(duì)em的影響(τn>τr)圖11　

5結(jié)論

針對(duì)回收產(chǎn)品再制造成本增加甚至難以進(jìn)行再制造的難題，在產(chǎn)品生產(chǎn)的前期就考慮后期再制造的可實(shí)施性，即在考慮可持續(xù)性設(shè)計(jì)的前提下，針對(duì)由一個(gè)制造商和一個(gè)經(jīng)銷商構(gòu)成的兩級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，對(duì)經(jīng)銷商從事再制造和制造商從事再制造這兩種模式，建立了對(duì)應(yīng)的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)模型，得到了不同再制造模式下的均衡結(jié)果。與此同時(shí)，針對(duì)可持續(xù)性努力程度，對(duì)均衡結(jié)果進(jìn)行比較分析。研究表明：①如果對(duì)新產(chǎn)品成本產(chǎn)生影響的可持續(xù)性努力程度系數(shù)與對(duì)再制造產(chǎn)品成本產(chǎn)生影響的可持續(xù)性努力程度系數(shù)相等，則經(jīng)銷商從事再制造模式下，決策最優(yōu)時(shí)，制造商不進(jìn)行可持續(xù)性設(shè)計(jì)。②兩種再制造模式下，提高可持續(xù)性努力程度，均可不同程度地降低新產(chǎn)品的最優(yōu)中間價(jià)格和銷售價(jià)格。③經(jīng)銷商從事再制造模式下的新產(chǎn)品最優(yōu)銷售量與制造商從事再制造模式下的相同，且與可持續(xù)性努力程度的關(guān)系均受τn、τr大小影響；兩種模式下，再制造產(chǎn)品的最優(yōu)銷售量與可持續(xù)性努力程度的關(guān)系也要受τn、τr大小影響。④兩種模式下，經(jīng)銷商和制造商的最優(yōu)利潤與可持續(xù)性努力程度的關(guān)系均受α、cn、cr、τn、τr之間大小關(guān)系的影響。⑤經(jīng)銷商從事再制造模式下，最優(yōu)可持續(xù)性努力程度與新產(chǎn)品成本反向變動(dòng)，與再制造產(chǎn)品成本同向變動(dòng)；制造商從事再制造模式下，最優(yōu)可持續(xù)性努力程度與新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品成本的關(guān)系均要受τn、τr大小影響。⑥經(jīng)銷商從事再制造模式下，最優(yōu)可持續(xù)性努力程度與τr反向變動(dòng)，與τn同向變動(dòng)；制造商從事再制造模式下，最優(yōu)可持續(xù)性努力程度與τn、τr均呈同向變動(dòng)。

(a)cr對(duì)em的影響(τr>ατn)　　　　　　　　　　　(b)cr對(duì)em的影響(τr<ατn)圖12　

(a)τn對(duì)em的影響(τr=0)　　　　　　　　　　　　(b)τr對(duì)em的影響(τn=0)圖13　

本文假設(shè)廢舊產(chǎn)品供應(yīng)充足，再制造決策不受廢舊產(chǎn)品數(shù)量限制，而在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下進(jìn)行再制造決策時(shí)，往往要受到廢舊產(chǎn)品供應(yīng)數(shù)量的限制。因此，可以進(jìn)一步研究兩階段動(dòng)態(tài)下的差異定價(jià)策略。另外，本文只考慮了新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品，還可以研究可持續(xù)性設(shè)計(jì)情況下同時(shí)生產(chǎn)新產(chǎn)品、再制造產(chǎn)品和翻新產(chǎn)品的差異定價(jià)問題。

參考文獻(xiàn)

[1]李新軍.閉環(huán)供應(yīng)鏈的生產(chǎn)優(yōu)化和契約協(xié)調(diào)[M].北京:中國物質(zhì)出版社,2009

[2]周耿,徐志玲,彭磊.逆向物流淺析[J].管理現(xiàn)代化,2003,23(2):24～26

[3]Debo L G,Toktay L B,Wassenhove L N V.Market Segmentation and Product Technology Selection for Remanufacturable Products[J].Management Science,2005,51(8):1193～1205

[4]Mark E.Ferguson,L.Beril Toktay.The Effect of Competition on Recovery Strategies[J].Production and Operations Management Society,2006,15(3):351～368

[5]熊中楷,王凱,熊榆.經(jīng)銷商從事再制造的閉環(huán)供應(yīng)鏈模式研究[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào),2011,14(11):1～9

[6]Ferrer G,Swaminathan J M.Managing New and Differentiated Remanufactured Products[J].European Journal of Operational Research,2010,203(2):370～379

[7]丁雪峰,但斌,張旭梅.市場(chǎng)規(guī)模變化條件下再制造產(chǎn)品最優(yōu)定價(jià)策略[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2011,17(4):888～895

[8]孫浩,達(dá)慶利.考慮渠道權(quán)力結(jié)構(gòu)和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)機(jī)制研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2013,32(3):26～33

[9]景熠,王旭,李文川，等.分散決策下考慮異質(zhì)需求的閉環(huán)供應(yīng)鏈差異定價(jià)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2014,20(7):1783～1792

[10]王婷,顏榮芳.隨機(jī)需求下具有不對(duì)稱信息的閉環(huán)供應(yīng)鏈的最優(yōu)差別定價(jià)模型[J].經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué),2015,32(4):99～105

[11]Hatcher GD,Ijomah WL,Windmill JFC.Design for Remanufacture:A Literature Review and Future Research Needs[J].Journal of Cleaner Production,2011,105(19):2004～2014

[12]Gray C,Charter M.Remanufacturing and Product Design:Designing for the Seventh Generation[R].The Center for Sustainable Design University College for the Creative Arts,Farnham,UK,2007

[13]Ijomah WL,Mcmahon CA,Hammond GP,Newman ST.Development of Robust Design-for-remanufacturing Guidelines to Further the Aims of Sustainable Development[J].International Journal of Production Research,2007,45(18-19):4513～4536

[14]Ferrer G,Swaminathan J M.Managing New and Remanufactured Products[J].Management Science,2006,52(1):15～26

(責(zé)任編輯：王平)

Closed-loop Supply Chain Differential Price Strategies under Sustainable Design

Cao HualinWang XiaodanJing Yi

(Chongqing University of Technology，Chongqing 400054，China)

〔Abstract〕In order to solve the problem of more cost and difficulty in remanufacturing the recycled produces,manufacturers need consider the feasibility of remanufacturing activities at the early stage of production,namely the sustainable design.In the case of sustainable design,the differential price models of the closed-loop supply chain under manufacturer and dealer remanufacturing modes was established for a two-level closed-loop supply chain consisting of a manufacturer and a dealer,and then the corresponding price strategies were obtained.Mainly aimed at sustainability efforts,its relationship was discussed with the optimal decision variables,product unit cost and sustainability efforts degree coefficient.The research results showed the influence of sustainability efforts to the optimal central parity,sale price and sales of new products and manufacturing products.The results also demonstrated the impact of product unit cost and sustainability efforts degree coefficient to sustainability efforts.And all the results were contrasted from different remanufacturing modes.

〔Key words〕closed-loop supply chain;sustainable design;differential price;dealer;manufacturer

收稿日期：2016—01—17

基金項(xiàng)目：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：15YJC630049)；重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：cstc2015jcyjA00046)；重慶市教委人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：15SKG139)；重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：KJ1500921)。

作者簡介：曹華林，重慶理工大學(xué)管理學(xué)院副教授，碩士。研究方向：企業(yè)戰(zhàn)略與組織管理。王曉丹，重慶理工大學(xué)管理學(xué)院碩士研究生。研究方向：企業(yè)戰(zhàn)略與組織管理。景熠，重慶理工大學(xué)管理學(xué)院副教授，博士。研究方向：組織管理理論與方法。

DOI：10．3969/j．issn．1004-910X．2016．06．010

〔中圖分類號(hào)〕F274

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A