考慮產品綠色技術應用水平的再制造閉環供應鏈研究

曹 敏 史成東 陳琳琳

（山東理工大學管理學院，山東 淄博 255091）

1 概述

2018 年5 月，習近平在全國生態環境保護大會上指出，要全面推動綠色發展。綠色發展是解決污染問題的根本之策。重點是培育壯大節能環保產業，推進資源全面節約和循環利用，倡導綠色低碳的生活方式。然而我國大多數的制造業仍然是傳統制造業，生產的產品及其包裝綠色程度低，對環境的污染程度大，隨著人們環保意識的提高，企業應該注重研發和生產綠色產品，滿足消費者的需求，降低對環境的污染程度。

邢光軍等[1]在考慮政府以綠色度為標準對綠色產品實施補貼的背景下，分別從補貼消費者和補貼綠色生產者兩方面入手，分析和比較不同補貼政策產生的效益，探究不同場景中的最佳補貼政策。熊中楷等[8]分析了由一個制造商兩個零售商組成的供應鏈和兩個制造商一個零售商組成的供應鏈兩種渠道結構下碳稅和消費者環保意識對制造商單位碳排放量和供應鏈成員利潤的影響。Qinpeng Wang 等[10]假設消費者具有低碳偏好，研究了單制造商和單零售商組成的供應鏈的碳減排問題。

本文的主要貢獻有以下三點：一是考慮了第三方的回收作用，構建了綠色再制造閉環供應鏈模型；二是綜合考慮了產品應用綠色技術的水平、單位產品綠色度的市場需求量和單位綠色技術應用水平的產品綠色度對市場需求量的影響程度等多種因素的作用，對供應鏈進行了研究；三是設計了綠色閉環供應鏈實現多贏的契約協調機制。

2 基本假設與符號說明

假設1：閉環供應鏈中由一個制造商、一個銷售商和一個第三方構成。制造商生產的均為綠色產品，只是綠色技術應用水平不同，產品的綠色技術應用水平體現了產品的環保水平，綠色技術應用水平越高則其環保性越強。

假設2：制造商以轉移價bm從第三方處回收廢舊產品，對廢舊產品全部進行再制造，再制造產品與新產品完全相同，并以同樣批發價ω 銷售給銷售商。

假設3：制造商要自主研發綠色產品，產品的綠色技術應用水平越高，研發成本越大，假設用二次函數表示研發成本，即研發成本為1/2μi2。其中：μ 為綠色產品的研發成本系數，i 為產品應用綠色技術的水平。

假設4：假設市場需求量與零售價和產品應用綠色技術的水平有關，市場需求函數為：

D(p)=α-βp+τfi，且α＞βcm+τfi，α＞0，β＞0，τ＞0，其中：α 表示市場容量，β 為消費者對零售價格的敏感程度，τ 為單位產品綠色度的市場需求量，f 為單位綠色技術應用水平的產品綠色度。

假設5：假設廢舊產品回收量G(b3p)只與回收價格b3p相關，且G(b3p)=k+hb3p表示廢舊產品的回收量是b3p的增函數，即制造商提供的回收價格越高，廢舊產品的回收量越大。k，h＞0，其中k 代表消費者的環保意識，h 為消費者對于回收價格b3p的供給敏感程度。

3 第三方回收再制造閉環供應鏈決策模型

3.1 第三方回收再制造閉環供應鏈分散決策模型。分散決策模型是制造商、銷售商和第三方都只關注自身的利益。制造商以ω的價格向銷售商出售，以bm的價格從第三方回收廢舊產品，然后銷售商和第三方再根據制造商提供的價格來確定自己的銷售價p 和回收價b3p。

式（1-5）即為非合作博弈下制造商、銷售商和第三方之間的Stackelberg 均衡，此時銷售商、第三方和制造商的最優利潤為：

3.2 第三方回收再制造閉環供應鏈集中決策模型。把制造商、銷售商和第三方作為一個共同體，共同決定產品的最優銷售價和廢舊產品的回收價，是整個閉環供應鏈的利潤最大化。此時系統的目標函數為：

4 算例仿真分析

假定某綠色產品生產商閉環供應鏈參數為：α=1600，β=20，cm=20，cr=10，k=50，h=100，τ=20，f=22，i=0.6，l=0.01，μ=10000，p=60，Δ=cm-cr=10。

當單位產品綠色度的市場需求量比值變化時，供應鏈中有關變量的變化情況如圖1 所示。

圖1 τ 變化時，制造商和銷售商的利潤變化圖

當單位綠色技術應用水平的產品綠色度變化時，供應鏈中有關變量的變化情況如圖2 所示。

從圖2 可以看出，當單位綠色技術應用水平的產品綠色度增大時，制造商應采取新技術、新工藝，生產綠色產品，提高綠色產品的市場占有率；集中決策下綠色產品的銷售價和總利潤也會增加；契約協調狀態下，整個供應鏈系統的總利潤會增加。

圖2 f 變化時，制造商和銷售商的利潤變化圖

當綠色技術應用水平變化時，供應鏈中有關變量的變化情況如圖3 所示。

圖3 i 變化時，制造商和銷售商的利潤變化圖

從圖3 可以看出，當綠色技術應用水平變大時，分散決策下產品的批發價和銷售價均會提高，制造商的利潤也會增加，銷售商的利潤先增加再減少；集中決策下綠色產品的銷售價和總利潤也會提高；契約協調狀態下，銷售商的利潤增加，制造商的利潤先增加再減少，從而整個供應鏈系統的利潤也會增加。

5 結論

5.1 單位產品綠色度的市場需求量、單位綠色技術應用水平的產品綠色度以及綠色技術應用水平分別增大時，雖然綠色產品的批發價和銷售價都會提高，但可以促進綠色產品市場的擴大。

5.2 在分散決策下，當τ<30.3，f<33.3，i<0.9 時，銷售商的利潤都是一直增加的，因此供應鏈節點企業要不斷更新技術和設備，生產讓消費者滿意的綠色產品，從另外一個角度考慮，消費者對綠色產品的關注也在不斷倒逼供應鏈節點企業進行技術創新；而在契約協調狀態下，銷售商的利潤是一直增加的，從而也說明了制造商、銷售商和第三方要加強合作的重要性。

5.3 在契約協調狀態下，隨著產品應用綠色技術的水平增加，制造商制造綠色產品的成本也會增加，因此制造商的利潤增速變緩。對于社會來說，生產完全綠色產品固然是好的，但是對于以盈利為目的的企業來說，要從企業自身的情況出發，同時還要兼顧上下游企業的利潤，應用對于所有企業最優的綠色技術。