基于渠道競爭的雙渠道供應鏈低碳協調策略

查慧婷，張 燕

（南京審計大學，江蘇 南京 211899）

0 引言

隨著電子支付手段和物流技術的快速發展以及人們消費觀念的轉變，各大企業紛紛采用雙渠道銷售模式，通過傳統零售渠道和網絡直銷渠道銷售產品，這造成了渠道間的沖突。此外，在各國政府積極宣揚低碳環保可持續發展，尋找減少溫室氣體排放解決方案的同時，低碳減排成為消費者越來越關注的問題，消費者對低碳產品的偏好也在逐步提升。在此背景下，企業不僅要解決雙渠道供應鏈間的競爭問題，還要考慮低碳環境下的自身發展問題。

首先，部分學者利用博弈論研究了碳減排對雙渠道供應鏈各主體的最優決策問題。Du，Zhu，Jiao，等[1]構建了綜合反映企業碳減排行為的需求函數，考察了消費者低碳偏好水平與供應鏈績效間的關系。李友東，夏良杰，王鋒正[2]建立了有、無減排成本分擔契約的Stackelberg 模型，發現實施成本分擔契約后，低碳產品訂貨量增加，零售價格降低且供需雙方獲得了更好的收益。Li，Zhu，Jiang，等[3]探討了在不同決策結構下綠色度、綠色成本和綠色敏感度對雙渠道供應鏈渠道成員定價的影響。張漢江，等[4]通過建立供應鏈無減排研發、單獨減排研發以及合作減排研發三種模型，得出了不同情形下供應商和零售商的最優投資決策以及最優減排量決策。Ji，Zhang，Yang[5]研究了制造商開通與不開通直銷渠道和零售商是否參與聯合減排策略這四種組成情形下供應鏈各成員的決策及收益，表明聯合減排策略對制造商和零售商都有益。唐書傳，劉云志，肖條軍[6]研究了零售商、制造商領導情形下供應鏈成員的定價和碳減排決策，探討低碳技術投資效率和消費者環保意識對企業利潤、總消費者剩余以及社會福利的影響。

關于雙渠道供應鏈的沖突與協調問題，學者們研究了各種契約的協調作用。趙禮強，徐家旺[7]調整批發價格和電子直銷渠道的銷售價格進行契約設計，實現了雙渠道供應鏈利潤的最大化。Hsieh，Chang，Wu[8]針對多個制造商和一個零售商組成的供應鏈，提出批發價與回購價轉移支付的協調機制。王大飛，張旭梅，周茂森，等[9]考慮服務價值占比，分析對比分散式和集中式決策下的績效，并通過兩階段收益共享契約實現了供應鏈協調。Raj，Biswas，Srivastava[10]分析了成本分擔契約、收益共享契約、兩部定價契約、批發價合約與收益-成本分享契約這五種契約對供應鏈的協調作用。Tian，Ma，Lou[11]探討在消費者對不同渠道偏好差異太大而導致波動時，通過調整批發價格和銷售傭金的方法實現供應鏈成員優化制定價格策略。劉家國，王軍進，周錦霞[12]基于零售商自行補貨和由制造商補貨兩種策略，分析了批發價格契約和收益共享契約對供應鏈協調作用失效的原因，并提出了收益和產出風險組合契約。李富昌，等[13]研究雙渠道價格保持一致并且消費者對價格敏感的情況下，制造商將其在網絡直銷渠道的訂單收益以一定比例分享給零售商，研究表明制造商通過改變收益共享因子能使參與方達到共贏。

通過上述文獻梳理可以看出，以往研究大多關注傳統單一渠道中制造商的減排行為和碳政策對供應鏈成員的影響，以及雙渠道供應鏈的減排策略和定價問題，而對雙渠道在低碳環境下的協調問題關注較少；同時在雙渠道供應鏈的研究中，多數文獻采用的是線性需求函數，沒有考慮到消費者需求的非線性關系。因此，本文考慮將渠道競爭程度和產品的低碳性能引入消費者的非線性需求中，對比分析了分散決策和集中決策兩種情況下的最優定價、碳排放水平和供應鏈利潤，并對協調契約進行了研究。

1 模型描述

1.1 問題描述和假設條件

本文研究的雙渠道供應鏈結構如圖1所示，在傳統零售渠道中，制造商以批發價格w將產品分銷給零售商，零售商再以零售價pr將產品銷售給消費者；在線上直銷渠道中，制造商以直銷價格pd將產品直接銷售給消費者。制造商在兩個銷售渠道的單位生產成本為c，為保證能夠交易，滿足pd，pr ＞w ＞c，此外，制造商為了提高企業聲譽、滿足消費者的低碳偏好，將實施產品低碳減排技術的研發活動。

圖1 雙渠道供應鏈結構

為了更清楚地描述該問題，進一步假設：

（1）假設e表示制造商生產單位產品過程中的碳排放水平，δ表示碳排放的成本因素，則制造商投入的減排成本為

（2）本文運用Stackelberg博弈理論進行研究和分析，制造商作為博弈的領導者，零售商作為博弈的跟隨者，雙方均根據自身利潤最大化原則進行決策；

（3）制造商是零售商的唯一供應商，傳統零售渠道與線上直銷渠道之間存在一定的競爭關系，但制造商和零售商所獲得的市場信息資源是對稱的，且保持完全理性和風險中立。

1.2 參數說明

表1 主要參數和含義

借鑒Wu，Cai，Chen等[14]提出的消費者效用函數，消費者效用表示為：

2 模型構建與求解

在雙渠道供應鏈中，制造商的利潤由線上渠道的銷售利潤、生產成本、批發收入和減排成本組成，零售商的利潤由線下渠道的銷售利潤和批發成本組成。因此，制造商和零售商的利潤函數分別為：

2.1 雙渠道供應鏈分散決策（D）

在分散決策下，雙渠道供應鏈中的制造商作為博弈的領導者，占有較大主導權，渠道成員的Stackelberg博弈過程為：首先制造商根據利潤最大化的原則確定產品的批發價格w、直銷價格pd和碳排放水平e，然后零售商根據制造商決策結果決定其零售渠道的銷售價格pr。

2.2 雙渠道供應鏈集中決策（C）

進而將最優結果帶入式（6），得到集中決策下整個雙渠道供應鏈的利潤：

3 價格折扣-成本協調策略（S）

為了使雙渠道供應鏈的整體達到協調，本節采用價格折扣-成本分攤契約{wS*,λ,F} ，在該契約下，制造商和零售商以λ：(1-λ)的比例分攤制造商的碳減排成本，同時零售商為了獲得較低的批發價格，會與制造商商討支付一筆固定費用F。合作不僅可以激勵制造商和零售商的積極性，同時還能調節兩者的利潤水平，使制造商和零售商的利益高于分散決策下的利潤，此時，對應的雙渠道決策模型為：

4 數值仿真

上文研究了分散決策、集中決策以及協調后雙渠道供應鏈的最優決策問題，接下來通過算例進一步分析。假設各參數取值為：α=25，c=5，δ=10。

4.1 渠道競爭程度的影響

圖2-圖4分別表示渠道競爭程度變化對碳排放水平、利潤、產品價格和消費者效用的影響。

圖2 β 變化對碳排放水平的影響

由圖2可知，制造商在集中決策下的碳排放水平大于分散決策下的碳排放水平。表明在分散決策下，由于制造商和零售商都以自身的利潤最大化為目標進行決策，相比集中決策，制造商更需要與零售商在價格上競爭，無法將更多的精力用于研發和提高低碳技術。

由圖3可知，協調后的總利潤等于集中決策下的總利潤，這證明上文的價格折扣-成本分攤契約{wS*,λ,F} 能夠實現供應鏈系統的協調，使雙渠道供應鏈的總利潤最大化。

同時，碳排放水平和雙渠道供應鏈的總利潤都隨著渠道競爭程度的增加而降低，這表明渠道競爭程度給制造商、零售商和產品的綠色度都帶來了不好的影響。

圖3 β 變化對雙渠道供應鏈利潤的影響

圖4 β 變化對產品價格的影響

由圖4 可以看出，無論是分散決策還是集中決策，產品的銷售價格和批發價格都隨著競爭程度的增加而降低，集中決策下的直銷價格大于分散決策下的直銷價格，集中決策下的零售價格小于分散決策下的零售價格。碳減排成本系數相同的情況下，集中決策下碳減排水平較高，成本也較高，制造商為了盈利會提高直銷價格，將部分碳減排成本轉嫁給消費者；而零售商的收益只能來源于零售渠道；在分散決策下，零售商會更多地考慮自身的利潤，因此，它制定的零售價格會高于集中決策下的零售價格。同時分散決策下的零售價格受渠道競爭程度的影響較大；此外，經過協調契約的作用，批發價格下降，但隨著競爭程度的增加而增加，這說明在協調決策下，零售商與制造商分攤碳排放成本時，制造商只有提供相對于分散決策較低的批發價格，才能吸引零售商與其合作，而當制造商和零售商的競爭越激烈時，制造商就會適當提高批發價格。

由圖5可以看出，消費者效用隨著渠道競爭程度的增加而降低，集中決策下的消費者效用大于分散決策下的消費者效用，且其受渠道競爭程度的影響較大。圖5說明當渠道競爭程度相同時，集中決策對消費者更有利。

圖5 β 變化對消費者效用的影響

因此，總體來說，渠道間的競爭對碳排放水平、供應鏈利潤和消費者都產生了負面影響。

4.2 成本分擔系數的影響

由式（9）可知，當β確定時，F的大小由λ決定，因此，為了進一步分析，不妨取β=0.5，可以計算出不同λ下F的取值范圍，見表2，進而可以假設λ=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 時，F取值為15，λ=0.6、0.7、0.8、0.9、1.0時，F取值為20，求出在不同成本分擔系數下雙渠道供應鏈協調后各成員的利潤，見表3。

由表3可知，當F相等時，隨著λ的增大，即制造商承擔的碳排放成本越來越多，因此制造商的利潤隨之減少，零售商的利潤增加。其次將參數取值帶入式（4）、式（5），可得分散決策下，制造商的利潤對比表5 和分散決策下制造商和零售商的利潤，可以發現，在不同的成本分擔系數下，協調后的制造商利潤高于分散決策下的制造商利潤，協調后的零售商利潤高于分散決策下的零售商利潤。這說明對于制造商和零售商來說，只有當協調后的利潤大于其協調前時，他們才會接受這種協調契約，即只有在保證供應鏈成員雙贏的情況下，才能夠使制造商愿意提供相對低的批發價格且零售商愿意分擔碳排放成本并支付給制造商一筆固定費用，從而能夠有效的協調雙渠道供應鏈。

表2 不同λ 下F 的取值范圍（β=0.5）

表3 不同的λ 下協調決策的制造商和零售商利潤（β=0.5）

5 結語

本文在構建消費者的非線性需求時，引入渠道競爭和產品的低碳性能，以制造商為Stackelberg博弈的主導者，對比分析了分散決策和集中決策下的最優定價、碳排放水平和成員利潤，并通過價格折扣-成本分攤契約有效實現了供應鏈協調，最后采用算例分析驗證了相關結論和契約對雙渠道供應鏈協調的有效性。依據本文結論可以得到以下幾點管理啟示：

（1）無論在哪種決策下，消費者效用和雙渠道供應鏈的總利潤都隨著渠道競爭程度的增加而降低，這說明渠道競爭對消費者和企業的影響都是負面的。因而，制造商和零售商應該避免過于激烈的競爭。

（2）制造商應積極開展協調合作工作，與零售商對碳排放成本分擔系數和固定費用進行商討，供應鏈成員之間要按照所規定的二部定價契約嚴格執行，從而維護雙方利益。

本文的研究結論是基于信息對稱和制造商為領導者的角度產生的，未來，進一步的研究可以考慮信息不對稱情形下低碳供應鏈的協調問題，以及將強勢的零售商作為博弈領導者來進行建模和分析或考慮競爭性零售商的情形。