基于返利契約的電動汽車供應鏈協調策略研究

施國洪　王家琪

摘要：電動汽車相較于燃油汽車尚屬于新興產品，返利契約作為一種激勵措施廣泛存在于電動汽車供應鏈中。文章基于銷售返利契約下電動汽車供應鏈協調策略問題，構建了不考慮返利契約情形下電動汽車供應鏈集中決策、分散決策模型以及基于返利契約的兩種電動汽車決策模型。探討了考慮電動汽車產品綠色度和電動汽車銷售價格下銷售返利契約對電動汽車供應鏈績效的影響。兩種基于返利契約的電動汽車供應鏈契約模型為：電動汽車制造商給消費者返利與收益共享契約模型、下游返利契約模型。并分析了兩種契約結構的有效性和靈活性。研究發現，兩種契約結構能使電動汽車供應鏈協調并提高電動汽車供應鏈整體績效，能夠使電動汽車制造商與零售商獲得更多收益。給出了兩種契約結構下的電動汽車制造商與零售商的利潤空間。利用數值算例分析方法驗證說明所得結果。

關鍵詞：電動汽車供應鏈;銷售返利契約;博弈論;收益分享契約

一、引言

電動汽車作為可持續供應鏈發展的重要產物，可以減少對石油燃料依賴以及運輸業碳排放。通過推動電動汽車產業發展以降低傳統燃油汽車尾氣排放所帶來的空氣污染等問題。主要的汽車制造商在“節能與電動汽車”戰略下都對電動汽車行業表現出強烈的興趣。中國政府為幫助電動汽車行業發展采取了一系列政策激勵措施，其中包括宏觀示范政策、財政補貼政策、技術支持政策等。但由于不完善的結構和管理體系，刺激性的經濟舉措也不能減少因提高車輛環保程度而增加的成本，效率提高反而會帶來更多的負面影響。

電動汽車相較于傳統燃油汽車尚處于發展初期且相比較燃油汽車處于競爭劣勢。返利契約作為一種激勵機制，更加普遍應用于電動汽車供應鏈。本文研究了電動汽車供應鏈協調決策問題并基于返利契約設計了兩種協調機制，有助于電動汽車供應鏈企業進行日常運營管理。

二、文獻回顧

電動汽車供應鏈主要研究集中在政府補貼對電動汽車供應鏈的影響，以政府的視角為出發點，偏向于當政府的補貼政策發生變動的情況下電動汽車供應鏈中的參與者產生的決策變化及產生的影響。李春曉，楊斌研究了政府通過征稅和補貼的方式介入到汽車行業對綠色汽車供應鏈的影響。Huang et al等研究了以政府制定最優定額補貼金額并追求社會福利最大化的目標，雙寡頭市場定額補貼激勵策略下兩種供應鏈，分別為燃料汽車供應鏈、燃料汽車和電動汽車并存的供應鏈，。Huang利用Starnberger博弈分析了電動汽車供應鏈成員在政府補貼機制下的最優決策。Hirte通過對消費者行為進行探討，得出發展電動汽車最好的方式是應當征收碳稅而不是給予補貼的結論。

當前對于銷售返利契約的研究主要集中在返利契約設計問題。廖成林等通過研究得出線性返利契約中，當零售商接受集中最優訂貨量時加入有效區間里的線性返利作為激勵，可以使零售商與供應商期望利潤不小于分散決策下期望利潤且供應鏈利潤能夠實現最大化。Chiu等證明目標返利契約可以協調由風險中性零售商和風險中性供應商組成的供應鏈，同時也可以協調由風險厭惡零售商和風險中性供應商組成的供應鏈。Gerstner和Hess分析對比了兩種返利形式對渠道績效的影響。Chiu等發現合理的返利契約結構可以協調供應鏈。此種結構能提高供需雙方期望利潤并降低供應鏈成員風險水平。秦娟娟等從庫存的角度研究了成本分攤機制和返利機制，并且研究了此兩種機制供應鏈協調問題。Aydin和Porteus比較了零售商返利和制造商返利兩種返利形式。

本文參考文獻，電動汽車制造商為供應鏈核心，電動汽車零售商為供應鏈追隨者。供應鏈由制造商、零售商、消費者組成，在考慮電動汽車綠色度和制造商給消費者返利這兩方面因素的情形下的電動汽車供應鏈協調問題。另外，本文運用零售商返利和消費者返利建立了兩種協調契約結構。兩種結構為：消費者返利與收益分享契約與下游返利契約。比較了兩種契約結構對電動汽車供應鏈的協調性。制造商返利與收益分享契約是指電動汽車制造商提供返利給消費者，電動汽車零售商分享部分收益來補償制造商損失;下游返利契約是指電動汽車制造商為下游電動汽車零售商提供返利（降低批發價格），電動汽車零售商為提高電動汽車市場需求量而降低電動汽車的零售價格。

基本內容如下：第二部分提出研究問題，明確研究對象，界定模型假設;第三部分，求解不同的電動汽車供應鏈結構模型，主要研究了兩種不同的協調契約：電動汽車制造商給消費者返利與收益分享契約和電動汽車供應鏈下游返利契約，并做了進一步的分析;第四部分利用數值分析驗證所得結論;第五部分總結全文。

三、問題描述與模型假設

本文中的電動汽車供應鏈由單一零售商和單一制造商構成。電動汽車制造商決策返利對象、返利量和綠色度研發投入。電動汽車制造商以批發價格ω將電動汽車售給零售商，電動汽車零售商按市場價格p售給消費者。

在此問題下，對模型做如下假設：

1. 假設消費者更加偏好高綠色度、價格便宜的電動汽車。即電動汽車價格越低，市場需求越大;電動汽車綠色度越高，市場需求越大。市場需求函數表示為：d=a-β（p-z）+αθ。其中a、β、p、θ、z、α分別表示為電動汽車的市場容量、需求價格彈性、價格、綠色度、政府補貼、需求的綠色度敏感系數。

3. 返利可以影響市場需求及零售商售賣傾向。本文中使用的其它符號說明如表1。

四、模型建立與求解

（一）不考慮返利電動汽車供應鏈模型

集中決策下需要確定兩個決策變量分別為：銷售價格pr和電動汽車綠色度θ1。電動汽車供應鏈利潤函數為：

在此供應鏈中居于核心地位的是電動汽車制造商，其有動機通過激勵措施激勵電動汽車零售商改變銷售傾向以增加電動汽車市場需求。運用Stackelbergl博弈理論構建電動汽車供應鏈模型。

電動汽車零售商與制造商為使各自利潤最大化，決策行為順序如下：

1. 電動汽車制造商確定電動汽車批發價格和綠色度。

2. 電動汽車零售商在獲知電動汽車制造商決策的基礎上確定電動汽車銷售價格。

首先，電動汽車零售商根據制造商批發價格確定邊際收益，然后電動汽車制造商通過零售商反應函數確定邊際收益。根據以上假設，建立不考慮返利契約的電動汽車供應鏈分散決策模型如下：

結論：1. 電動汽車供應鏈在集中決策與分散決策兩種情境下，渠道利潤函數關于電動汽車銷售價格和綠色度是凸的;2. 在不考慮返利契約的電動汽車供應鏈中，政府補貼z增大供應鏈的最優利潤逐漸增大。因此，隨著政府對電動汽車的補貼逐漸下降，電動汽車制造商與零售商最優利潤也會下降;3. 在電動汽車供應鏈分散決策下，電動汽車制造商比零售商能獲取更多利潤;4. 從供應鏈最優利潤出發，集中決策下的較分散決策下的電動汽車供應鏈更具有優勢。

在分散決策情形下，電動汽車制造商作為供應鏈核心以自身收益最大化為目標進行決策，追隨者電動汽車零售商依據制造商決策決定其行為。根據動態決策明確電動汽車零售商決策變量：市場價格pd，然后將其代入電動汽車制造商的利潤函數確定電動汽車制造商的兩個決策變量：批發價格ω和產品綠色度θ2，最終確定電動汽車零售商的零售價格。

結論1～4證畢。

（二）考慮返利時的電動汽車供應鏈集中決策分析

電動汽車制造商為供應鏈核心，研究驗證消費者返利和零售商返利消除分散決策系統雙邊際效應的能力。以下部分研究在電動汽車制造商和零售商各自制定自己的價格前提下，怎樣最優返利和電動汽車綠色度能實現供應鏈協調。

因此，如果給消費者提供一定數量的返利，合作情形下電動汽車制造商和零售商的最優訂貨量和供應鏈總利潤與沒有返利的集中決策下的相應值一致，渠道沖突被完全消除。不過零售商獲得增加的全部利潤。

結論5：電動汽車制造商提供消費者返利、承擔電動汽車研發成本可以消除渠道沖突，但是電動汽車零售商獲得增加的全部收益。

由于雙方沒有實現收益的相對公平，電動汽車制造商會在供應鏈協調下尋求一種替代策略來提高自身的利潤。

本文設計了消費者返利與收益分享契約協調機制、下游返利契約協調機制兩種契約協調機制。后文對兩種機制進行分析，驗證兩種機制是否能夠解決這一矛盾。

（三）制造商給消費者返利與收益分享契約協調機制設計分析

電動汽車制造商返利給消費者，由此會增加電動汽車市場需求。以上研究表明增加了電動汽車零售商的收益但制造商的有效收益減少了。如果電動汽車零售商為制造商提供部分補償便可使制造商收益較分散決策下更多。這樣不僅可以激勵電動汽車制造商增加電動汽車綠色度研發成本投入，消費者也獲得了更多優惠。

本文引入收益分享契約來協調考慮返利契約的電動汽車供應鏈。在此契約協調機制中包括三個因子：電動汽車制造商給消費者返利、電動汽車綠色度水平和收益分享因子。由于電動汽車制造商付出了產品綠色度研發成本，需要考慮電動汽車零售商提供一定的收益分享比例給制造商達到供應鏈嚴格帕累托（Pareto）改進，。三個參數分別為（τ，θ3，λ）， 且λ∈[0，1）。集中決策下的最優返利值和電動汽車綠色度可以使得系統達到協調，因此需要確定最優τ值使供應鏈成員達到嚴格Pareto改善。雙方決策行為為：1. 電動汽車制造商確定其返利額τ和電動汽車綠色度θ3;2. 電動汽車零售商確定收益分享比例。

相較于分散決策，電動汽車制造商和零售商都能獲得額外利潤。因此雙方都有動機推行此契約，電動汽車制造商和零售商的討價還價能力確定收益分享比例λ，因此可以得到結論6。

結論6：電動汽車供應鏈在電動汽車制造商給消費者返利與收益分享契約下可以達到協調。電動汽車制造商利潤會隨著收益分享比例提高而上升，電動汽車零售商相反。

（四）電動汽車供應鏈下游返利契約協調機制設計分析

在下游返利協調機制情形中，下游供應鏈成員零售商給消費者返利，制造商依據零售商提供給消費者的返利數量確定給予零售商返利。電動汽車制造商通過返利（以批發價格折扣形式體現）補償零售商的損失。

由于市場需求增加保證了整個電動汽車供應鏈競爭性，電動汽車制造商和零售商有動機為下游提供返利，電動汽車制造商提供給零售商系數為1-μ的批發價格返利，而電動汽車零售商提供給消費者τ單位的返利，其中電動汽車制造商給零售商返利和電動汽車零售商給消費者返利分別為（μω，τ）且0<μ<1。如前所述，雙方一般的做法是供需雙方公布各自的價格，然后運用協調機制優化績效。

易證：雙方都有機會獲得額外的收益，從而可得結論7。

結論7：電動汽車供應鏈在下游返利契約設計下實現供應鏈協調，雙方收益都有所增加。從利潤函數可以看出制造商的利潤增加零售商的利潤減少，但雙方利潤相較于分散決策都有所增加。

五、數值分析

假設以電動汽車制造商為供應鏈核心的兩級供應鏈中，電動汽車制造商投入研發成本，提高電動汽車綠色度，零售商可能會與電動汽車制造商分享其收益或提供消費者返利。

為了驗證本文的結論，設β=0.8，α=0.3，η=1000，z=100。

將以上所設數據分別代入幾種模型可得表2結果。

由表2表明，當電動汽車制造商提供給消費者返利后，渠道由分散決策下的不協調變為協調;電動汽車零售商在兩種決策類型下的增加量與渠道利潤增加量相同，也就是說，電動汽車零售商獲得全部渠道增加利潤，制造商沒有獲得增加的利潤，相當于制造商有效收益減少。與不考慮返利集中決策和考慮返利的集中決策電動汽車供應鏈總利潤同樣且等于SR&RS和DS兩種契約結構下的電動汽車供應鏈總利潤。且兩種機制契約設計可以實現電動汽車供應鏈協調。基于返利契約的兩種契約結構所得到的電動汽車制造商和零售商的利潤相比較于分散決策都不同程度增加，滿足激勵相容約束，實現了Pareto改善。

將初值設定代入式（21）可得，在消費者返利與收益分享契約協調機制情形下，λ取值范圍為λ∈[0，0.166671];將初值設定代入式（24）得：電動汽車供應鏈下游返利契約協調機制下的返利取值范圍為μ∈[0.500028，0.750035]。易證λ，μ的取值范圍滿足結論6、7。兩個參量在各自的范圍內任意取值可使電動汽車供應鏈協調。

為了驗證結論6，對λ取不同值，結果如表3所示。可以看出，電動汽車零售商利潤隨λ增加而減少，電動汽車制造商的利潤相反;在范圍內λ取不同值時，返利下的集中決策的供應鏈利潤與電動汽車制造商、零售商利潤總和相等，電動汽車供應鏈實現協調。

為了驗證結論7，在范圍內對批發價格返利因子μ取不同值，結果如表4所示。結果表明：隨著電動汽車制造商對零售商返利減少，零售商利潤降低，制造商利潤增加;對該范圍內μ取不同值，返利下的集中決策供應鏈利潤與電動汽車制造商、零售商利潤總和相等，供應鏈實現了協調。

六、結語

研究了電動汽車供應鏈兩種不同供應鏈契約協調機制，此兩種協調機制能夠獲得渠道協調，供應鏈成員實現Pareto改善的收益關系，研究了在考慮政府補貼和消費者偏好高產品綠色度的情形下不同形式的返利結構對供應鏈的績效和效率的影響。研究發現，電動汽車制造商給零售商或消費者返利能夠實現電動汽車供應鏈協調，可以改善電動汽車供應鏈整體收益;兩種返利契約機制下電動汽車零售商和制造商都有平等的機會（取決于雙方的議價能力）獲得額外的收益。

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（作者單位：江蘇大學管理學院）