政府補貼政策下考慮風險規避的綠色供應鏈定價決策研究

傅端香， 張子元， 原白云

(河南理工大學 工商管理學院能源經濟研究中心，河南 焦作 454000)

0 引言

隨著公眾環保意識的不斷提高，綠色產品越來越受到消費者的歡迎，一種在供應鏈的基礎上充分考慮資源消耗和環境影響的綠色供應鏈模式受到社會各界的廣泛關注[1]。我國為鼓勵企業推行綠色供應鏈管理模式，于2009年開始推行“節能產品惠民工程”，將對能效等級1級以上的十大類高效節能產品進行補貼[2]。2015年我國財政部又發布了《關于2016～2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》，將依據新能源汽車節能情況的不同給予不同數量的財政補貼。“十三五”期間，國務院印發的《中國制造2025》更是提出要全面推行綠色制造，構建高效、清潔的綠色制造體系，所以我國政府對于綠色產品的財政補貼政策將在相當長的一段時間內保持存在。此外，隨著全球化的發展，企業運營面臨著諸多風險。在綠色供應鏈中，制造企業生產綠色產品需要付出大量的設計、研發費用，但研發新產品具有很大的不確定性，甚至可能導致失敗，如英特爾研發的新型處理器使設備發燙，最終項目擱淺。同時，綠色產品在銷售過程中由于存在產品性價比較低、消費者購買欲望不足等一系列原因，可能導致其市場需求遠遠低于預期，如特斯拉生產的電動環保汽車就因售價過高導致其在國內銷量遠不如預期，因此零售企業也同樣承擔著巨大的市場需求不足風險。由于受到多種不確定因素的影響，企業的風險規避特性日趨強烈，并對其決策產生了顯著的影響。

從實踐價值上來說，本文揭示了政府綠色補貼、制造商和零售商的風險規避行為對綠色供應鏈定價決策的影響機理，不僅可以為綠色供應鏈企業應對對方風險規避特性時做出合理決策提供參考，而且可為政府相關部門在綠色供應鏈企業具有風險規避特性時確定合適的補貼力度提供理論支持。

1 文獻綜述

與本文研究內容相關的文獻主要包括綠色供應鏈定價決策以及考慮風險規避的綠色供應鏈定價決策兩方面。Zhang等[3]研究了具有環保意識的消費者和產品替代性對綠色供應鏈定價策略及供應鏈利潤的影響。Li等[4]則探究了雙渠道綠色供應鏈的定價決策問題。江世英等[5]在綠色供應鏈的基礎上構建了博弈模型，對比分析了多種模型下的產品綠色度和定價策略等。在此基礎上引入政府補貼或監管因素的綠色供應鏈決策研究也有不少。如Xie等[6]研究了政府節能水平監督對綠色供應鏈決策模型的影響。Sheu等[7]建立了三階段博弈模型，研究了政府補貼對綠色供應鏈成員決策的影響。張艷麗等[8]基于消費者策略行為,建立了三種綠色供應鏈決策模型，分析了政府補貼對綠色供應鏈成員決策的影響。李友東等[9]構建了三種不同的博弈模型，研究了低碳供應鏈減排合作的政府補貼問題。夏西強等[10]建立了包含原始制造商、再制造商與零售商的兩階段博弈模型,對比了政府不同補貼策略對再制造供應鏈成員決策的影響。朱慶華等[2]建立了基于綠色度和政府補貼的綠色供應鏈模型，探討了多種政府補貼對綠色供應鏈決策的影響。溫興琦等[11]構建了基于3種政府補貼策略的綠色供應鏈博弈模型，比較了在相同的政府補貼支出條件下不同補貼策略的效果。但上述研究均忽視了決策者的行為因素對其決策的影響，因此研究結論具有很大的局限性。

到目前為止，將風險規避引入供應鏈決策問題的文獻也不少。秦娟娟等[12]分別在傳統模式、VMI模式和收益共享契約下,研究了供應商的損失規避對供應鏈生產運作決策的影響。Xiao等[13]運用均值方差理論探討了零售商具有風險規避時供應鏈各方的決策情況。郭金森等[14]以零售商存在風險厭惡的雙渠道閉環供應鏈為對象,探討了多種回收再制造模式下供應鏈各主體的運作決策。而將風險規避引入綠色供應鏈決策問題的文獻則不是很多，Jiang等[15]綜合考慮消費者偏好和風險規避等因素，研究了制造商風險規避對綠色供應鏈成員決策的影響。劉京等[16]分別在多種決策情形下,研究了零售商的公平關切及風險規避對綠色供應鏈最優決策的影響。江世英等[17]考慮了風險規避度和產品綠色度等因素，研究了產品綠色度、批發價格、產品價格與風險規避度的相互影響。然而在上述考慮風險規避的綠色供應鏈決策問題的研究中或者未涉及政府的補貼政策，忽視了其對綠色供應鏈各成員決策的影響，或者僅考慮了一方的風險規避行為，并未對制造商和零售商風險規避作用的差異進行對比分析，所以研究內容尚有待完善。

綜上所述，從理論意義上來說，由于目前鮮有文獻在政府補貼背景下，將制造商和零售商的風險規避行為引入綠色供應鏈定價決策研究中，探討政府補貼、制造商和零售商風險規避行為的共同作用對綠色供應鏈定價決策的影響，所以本文研究進一步豐富了綠色供應鏈定價決策問題的研究內容。

2 相關假設及基本模型

在政府補貼背景下，考慮由一個制造商和一個零售商組成的兩級綠色供應鏈，制造商生產綠色產品并通過零售商出售給消費者，作為博弈主導者的制造商首先確定產品的批發價格w和產品綠色度g，作為跟隨者的零售商則依據制造商做出的決策確定產品的零售價格p。為方便后續研究，本文做出如下假設：(1)制造商生產綠色產品除了需要付出產品單位固定成本c之外，還需要額外支付綠色產品的研發成本，設研發成本為ηg2/2，其中η>0為研發投入成本系數。(2)綠色產品的市場需求受零售價格和消費者綠色偏好的共同影響，且消費者偏好于購買綠色度高，價格低廉的產品[18]，借鑒Swami S[19]的處理方法，用ε反映市場需求的不確定性，即產品的市場需求為D=α-βp+γg+ε，其中α為綠色產品的潛在市場需求，β為市場需求的價格敏感系數，γ為消費者的綠色偏好系數，ε～N(0,σ2)，α>0,β>0,α-βp>0。(3)借鑒Yang[20]和Dai[21]的處理方法，設單位產品政府補貼為θg，其中θ>0為單位產品補貼系數。

由上述假設可得制造商、零售商及供應鏈整體利潤分別為：

(1)

πR=(p-w)(α-βp+γg+ε)

(2)

(3)

進而可得制造商、零售商及供應鏈整體期望利潤分別為：

(4)

E(πR)=(p-w)(α-βp+γg)

(5)

(6)

3 模型求解

這里首先說明一下變量下角標的含義，本文變量的下角標是依據決策模式討論的順序進行安排的，如p1表示集中式決策模式下確定的產品最優零售價格，E(πSC2)表示制造商和零售商均風險中性分散式決策模式下確定的供應鏈整體最優期望利潤，其它變量以此類推。由于篇幅有限，具體求解過程不再贅述。

3.1 集中式決策

首先可得供應鏈整體期望利潤關于零售價格和綠色度的Hessian矩陣為:

(7)

觀察矩陣，當(γ+βθ)2-2βη<0時矩陣負定。

求得綠色供應鏈整體期望利潤最大時的產品零售價和綠色度分別為:

(8)

(9)

集中決策模式下綠色供應鏈的整體最優期望利潤為

(10)

3.2 制造商和零售商均為風險中性分散式決策

采用逆向歸納法求解該博弈模型，首先可求得制造商期望利潤關于批發價格和綠色度的Hessian矩陣為:

(11)

觀察上述矩陣可得：當(γ+βθ)2-4βη<0時，矩陣負定。

求得制造商確定的最優產品批發價格和綠色度分別為:

(12)

(13)

零售商制定的產品最優零售價格為:

(14)

制造商、零售商以及供應鏈整體最優期望利潤分別為：

(15)

(16)

(17)

3.3 僅制造商風險規避分散式決策

借鑒葉飛[22]的處理方法，以均值-方差理論來刻畫制造商對于風險的感知，可得風險規避制造商的效用函數為:

UM=(w+θg-c)(α-βp+γg)-

(18)

其中φM表示制造商的風險規避系數，其值越大表明制造商越害怕風險。

由于本情形僅考慮制造商的風險規避，零售商仍然是風險中性，所以零售商效用函數為：UR=E(πR)，采用逆向歸納法求解。

首先可得制造商效用函數UM關于批發價格和綠色度的Hessian矩陣為:

(19)

觀察上述矩陣可得：當(γ+βθ)2-(4βη+8ηφMσ2)<0時，矩陣負定。

求得制造商確定的最優批發價格和綠色度分別為:

(20)

(21)

零售商確定的最優零售價格為：

(22)

制造商、零售商以及供應鏈整體最優期望利潤分別為：

(23)

(24)

(25)

3.4 僅零售商風險規避分散式決策

同樣，根據均值-方差理論，可得風險規避零售商的效用函數為：

UR=(p-w)(α-βp+γg)-φR(p-w)2σ2

(26)

其中φR表示零售商的風險規避系數，其值越大表明零售商越害怕風險。

同理制造商效用函數為：UM=E(πM)，仍采用逆向歸納法求解。

首先求得制造商期望利潤關于批發價格和綠色度的Hessian矩陣為：

(27)

觀察可得，當(β+2φRσ2)(γ+βθ)2-4βη(β+φRσ2)<0時，矩陣負定。

求得制造商確定的最優批發價格和綠色度分別為:

(28)

(29)

零售商確定的最優零售價格為：

(30)

制造商、零售商以及供應鏈整體最優期望利潤分別為：

(31)

(32)

(33)

4 可行性條件分析

5 分析與討論

命題1表明：集中決策和雙方均風險中性分散決策這兩種決策模式下產品零售價格的大小關系受到γ2/βη和政府補貼系數θ的共同影響，這里將γ2/βη定義為綠色產品擴張效率系數，該值越大說明綠色產品的市場擴張效應越明顯，市場對綠色產品的反映越強烈。當綠色產品擴張效率較低時，即此時市場對綠色產品的反映不明顯，零售商將不得不通過提高零售價格，擴大產品的邊際利潤來彌補產品需求不足所帶來的利潤損失。當綠色產品擴張效率上升到較高水平時，此時市場對綠色產品的反映比較強烈，以至于綠色產品的擴張效應抵消了其零售價格稍微提高對需求的負作用。而當綠色產品擴張效率處于中等水平時，即市場對綠色產品的反映也處于一般水平，此時政府補貼力度的大小將起到決定性作用。

命題2表明：當制造商風險規避時，其決策往往更加保守，所以其一方面將通過降低產品綠色度，降低產品研發風險，另一方面將通過降低產品批發價格，進一步降低銷售風險。由于受到產品綠色度下降的影響，綠色產品市場銷售乏力，為保證綠色產品銷量維持在一定水平，零售商將不得不采取降價保銷量的措施，且隨著制造商風險規避程度的不斷增大，其決策會越來越保守，從而導致產品綠色度和批發價格持續下降，零售商將不得不通過持續降低零售價格來應對。

當零售商風險規避時，其決策同樣會比較保守。當綠色產品擴張效率較低時，即此時市場對綠色產品的反映不明顯，那么其將通過降低零售價格來降低過高的市場需求風險，隨著零售商風險規避程度不斷增大，這種行為會更加強烈，且此時其降低零售價格的意圖不受政府補貼力度的影響。由于零售商的風險規避導致產品綠色度上升，制造商的研發成本上升，如果此時政府對制造商的補貼力度較小，那么制造商將通過提高批發價格將這部分成本轉移給零售商，若政府補貼力度足夠大，那么制造商將適當降低批發價格。當綠色產品擴張效率上升到中等水平時，零售商雖仍懼怕風險，但此時其決策會受到政府補貼力度的影響，當政府補貼力度較小時，零售商仍會通過降低零售價格來降低潛在的市場風險，而當政府補貼力度較大時，零售商將通過提高零售價格轉移政府補貼來抵消市場風險所帶來的損失，且隨著零售商風險規避程度的增大，這種行為會更加強烈。而此時制造商的決策意圖不受政府補貼力度的影響，其會通過不斷提高批發價格來保證自身的利益。當綠色產品擴張效率上升到較高水平時，即此時綠色產品的市場擴張效應非常高，零售商雖仍懼怕風險，但此時提高零售價格所帶來的收益完全可以抵消產品價格提升帶來的市場損失，所以隨著零售商風險規避程度的不斷增大，其仍會不斷提高零售價格，同時制造商為確保自身利益，也將隨之不斷提高批發價格。

命題3表明：當制造商風險規避時，其出于對風險考慮所做出的保守決策是有利于零售商的，但相較于雙方均為風險中性時，供應鏈整體利潤是否有所上升取決于(γ+βθ)2/βη和制造商風險規避系數φM取值，即在其他參數取值不變的情況下，特別當制造商的風險規避程度較大且政府補貼力度較大時，制造商的風險規避將導致供應鏈整體利潤下降，當制造商風險規避程度較小且政府補貼力度較小時，制造商的風險規避將導致供應鏈整體利潤上升。

當零售商風險規避時，其出于對風險考慮所做出的保守決策是有利于制造商的，但相較于雙方均為風險中性時，其自身利潤則可能上升也可能下降，取決于(γ+βθ)2/βη和零售商風險規避系數φR取值，即在其他參數取值不變的情況下，特別當零售商的風險規避程度較小且政府補貼力度較大時，零售商的風險規避將導致自身利潤上升，當零售商風險規避程度較大且政府補貼力度較小時，零售商的風險規避將導致自身利潤下降，然而無論政府補貼力度或零售商風險規避程度如何，零售商的風險規避均會使得供應鏈整體利潤上升，說明零售商出于對風險考慮所做出的保守決策是有利于綠色供應鏈整體利益的。

6 數值仿真

(1)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對產品綠色度的靈敏度分析

通過圖1可以看出，無論政府補貼力度如何，始終存在g1>g4>g2>g3，g3始終隨著制造商風險規避程度的增大而下降，g4始終隨著零售商風險規避程度的增大而上升，不過可以明顯看出，隨著政府補貼力度的加大，g3隨著制造商風險規避程度的增大而下降的幅度也在增大，g4隨著零售商風險規避程度的增大而上升的幅度也在增大，正如前文結論所得，這說明政府加大補貼力度會在一定程度上加重制造商的風險規避對產品綠色度的損害作用，增強零售商的風險規避對產品綠色度的提升作用。

圖1θ,φM(φR)對g的影響

圖2θ,φM(φR)對w的影響

(2)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對產品批發價格的靈敏度分析

(3)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對產品零售價格的靈敏度分析

由圖3可以看出，無論政府補貼力度如何，始終存在p4

(4)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對制造商利潤的靈敏度分析

圖3θ,φM(φR)對p的影響

圖4θ,φM(φR)對E(πM)的影響

通過圖4可以看出，無論政府補貼力度如何，始終存在E(πM4)>E(πM2)>E(πM3),E(πM3)始終隨著制造商風險規避程度的增大而下降，始終隨著零售商風險規避程度的增大而上升，不過可以明顯看出，隨著政府補貼力度的加大，E(πM3)隨著制造商風險規避程度的增大而下降的幅度也在增大，E(πM4)隨著零售商風險規避程度的增大而上升的幅度也在增大，正如前文結論所得，這說明政府加大補貼力度會在一定程度上加重制造商的風險規避對自身利潤造成的損害作用，增強零售商的風險規避對制造商利潤的提升作用。特別地，當政府補貼力度非常大且制造商風險規避程度非常大時，E(πM3)趨近于0。

(5)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對零售商利潤的靈敏度分析

圖5 θ,φR對E(πR)的影響

圖6 θ,φM對E(πR)的影響

結合圖5和圖6可以看出，隨著政府補貼力度的加大，E(πR2)、E(πR3)及E(πR4)的整體水平均逐步上升，但無論政府補貼力度如何，始終存在E(πR3)>E(πR2),且E(πR3)始終隨著制造商風險規避程度的增大而上升。此外隨著政府補貼力度的加大，特別當政府補貼力度非常大且零售商風險規避程度非常小時，E(πR4)和E(πR2)的大小關系由E(πR4)E(πR2)，這再次驗證了上文所得結論，同時也說明政府加大補貼力度可以在一定程度上減弱零售商的風險規避對自身利潤造成的損害作用。

(6)政府補貼系數、制造商風險規避系數及零售商風險規避系數對供應鏈整體利潤的靈敏度分析

圖7 θ,φR對E(πSC)的影響

圖8 θ,φM對E(πSC)的影響

結合圖7和圖8可以看出，E(πSC1)始終是最大的，無論政府補貼力度如何，始終存在E(πSC4)>E(πSC2)且E(πSC4)始終隨著零售商風險規避程度的增大而上升，但隨著政府補貼力度的加大，E(πSC4)隨著零售商風險規避程度的增大而上升的幅度也在增大，特別當政府補貼力度非常大且零售商風險規避程度非常大時，E(πSC4)趨近于E(πSC1)，這與上文所得結論是相符的，說明政府加大補貼力度可以在一定程度上增強零售商的風險規避對于供應鏈整體利益的提升作用。此外隨著政府補貼力度的加大，特別當政府補貼力度非常大且制造商風險規避程度非常大時，E(πSC3)和E(πSC2)的大小關系由E(πSC3)>E(πSC2)變化為E(πSC3)

7 結論

經過上述分析與討論，本文得到了如下結論：

(1)在分散式決策模式下，相較于制造商和零售商均為風險中性，僅制造商風險規避時產品綠色度、批發價格、零售價格、制造商利潤均下降了，零售商利潤上升了，且無論政府補貼力度如何，隨著制造商風險規避程度的增大，產品綠色度、批發價格、零售價格、制造商利潤將持續下降，零售商利潤將持續上升，而供應鏈整體利潤既存在上升也存在下降的情況，當綠色產品擴張效率一定時，取決于政府補貼力度和制造商風險規避程度。

(2)在分散式決策模式下，相較于制造商和零售商均為風險中性，僅零售商風險規避時產品綠色度、制造商利潤、供應鏈整體利潤均上升了，且無論政府補貼力度如何，隨著零售商風險規避程度的增大，產品綠色度、制造商利潤、供應鏈整體利潤將持續上升，而產品批發價格和零售價格既存在上升也存在下降的情況，受到綠色產品擴張效率和政府補貼力度的影響，零售商自身利潤也是既存在上升也存在下降的情況，當綠色產品擴張效率一定時，取決于政府補貼力度和零售商風險規避程度。

(3)僅制造商風險規避時，制造商利潤始終低于其風險中性時，且政府加大補貼力度會在一定程度上加重制造商的風險規避對其自身利潤的損害作用。而僅零售商風險規避時，零售商利潤則存在高于其風險中性時的情況，且政府加大補貼力度可以在一定程度上減弱零售商的風險規避對其自身利潤的損害作用。

由于本文僅探討了制造商占據主導的綠色供應鏈，所以研究結論難免具有一定的局限性，下一步可以從綠色供應鏈主導方等角度進行拓展。