政府补贴和消费者绿色偏好供应链策略及协调

戴道明， 刘 磊

(安徽财经大学 管理科学与工程学院， 安徽 蚌埠 233000)

0 引 言

近年来，气候恶化、资源短缺等问题受到全球广泛关注，特别是面对新冠肺炎疫情给全球经济带来的冲击，如何平衡经济增长与环境保护、可持续发展之间的关系成为各国关注的焦点。在这种背景下，各国政府纷纷推进绿色经济复苏计划。2020年中国政府积极推动能源绿色低碳转型，加大对电动汽车等新能源行业的补贴，使新能源产业在疫情期间仍实现了逆势增长。政府的相关绿色经济政策有力推进了绿色经济快速发展。因此，探讨政府补贴如何有效地影响绿色供应链的作用机理是很有趣的研究问题。

关于政府补贴对绿色供应链的影响，国内外学者主要从制造商、零售商及消费者3个维度分析了不同补贴政策对供应链成员最优决策和利润的影响，但更多的是在单一渠道中分析政府补贴的效果。比如贺勇等[1]研究了政府分别对制造商进行减排研发补贴和减排量补贴时，制造商减排策略的选择；Ma等[2]考虑了政府补贴零售商的情形，发现制造商和零售商均能从补贴中获益；COHEN等[3]探讨消费者补贴对产品生产及定价的影响；曹裕等[4]则综合考虑了无政府补贴、政府补贴绿色制造商和绿色消费者3种情况，分析政府补贴对供应链成员绿色努力及定价决策的影响。以上研究都是将政府补贴因素作为外生变量，为了深入分析政府的行为，一些学者开始将政府作为供应链博弈参与方研究政府的最优补贴，如Huang等[5]在生产成本不同、相互竞争的两家制造企业中研究政府对节能产品的最佳补贴水平；江世英等[6]根据社会福利函数，在政府、制造商及零售商的三阶段博弈中确定了最优补贴系数。

另一方面，随着电子商务的发展，越来越多制造商通过网络渠道直接销售产品。在双渠道结构下研究供应链最优决策问题更具有现实意义。对于双渠道供应链的研究，主要集中在两个方面，一是固定渠道结构下供应链研究，包含供应链成员的决策研究以及双渠道的协调机制，如孙自来等[7]在不同权力结构下讨论双渠道供应链中产品定价、需求及收益；RANJAN等[8]则在定价决策中考虑了产品绿色水平和零售商销售努力的影响；侯艳辉等[9]在双渠道逆向供应链中研究政府补贴及宣传投入对供应链定价及利润的影响；黄红伟等[10]发现两部定价契约可以降低零售商销售努力和平台扣点费率带来的负面影响，从而提高供应链整体利润。二是不同渠道结构的选择，如Li等[11]通过比较单双渠道下的决策结果得出是否采用双渠道结构取决于产品绿化成本及消费者渠道忠诚度；Yang等[12]在Li等的基础上又考虑了不同渠道采用不同定价策略的情况；叶欣等[13]则从长期博弈的角度分析了制造商开通网络渠道的条件。

综上所述，在政府补贴及双渠道供应链的研究中，已有的文献很少讨论政府补贴对供应链渠道结构的影响，而本文考虑了消费者绿色偏好和政府补贴制造商的情形，在不同渠道结构中分析供应链成员的决策及社会福利。主要解决以下问题：政府补贴是否能增加制造商开通在线渠道的动机；在政府补贴和消费者绿色偏好综合影响下，不同渠道结构中供应链成员最优决策及社会福利的变化；在渠道间存在竞争的情形下，分析多种因素对供应链协调机制的影响。

1 问题描述与基本假设

以一个制造商和一个零售商构成的供应链为研究对象，其中制造商生产绿色产品并考虑以下两种渠道策略之一将产品出售给最终消费者：传统渠道或双渠道(传统渠道和在线渠道)，政府作为市场的调控者，会通过补贴政策来激励制造商进行绿色产品生产。在考虑消费者绿色偏好的情况下，首先分析政府补贴对制造商渠道选择的影响；然后，探讨开通在线渠道后供应链成员最优决策的变化；最后，设计双渠道模式下供应链的协调机制。此外，引用社会福利函数来分析政府、制造商以及零售商的行为对社会的影响。所使用的符号说明见表1，上标l描述不同决策模型下的情形，l∈{S,D,I,SC}。

表1 符号说明

为方便模型的构建，给出假设：

(1) 单位产品的边际制造成本是关于产品绿色度g的线性函数，用C(g)=cg表示，0

(2) 制造商通过产品研发来提高产品绿色度，研发成本I是关于产品绿色度的凸函数，I=ηg2/2，η>0。

(3) 政府根据产品的绿色度对制造商进行补贴，单位产品补贴额s=tg，0

(4) 根据Krass等[14]的研究，假设社会福利SW由供应链总利润、消费者剩余CS、环境改善程度EI以及政府补贴支出构成，CS=(p0-p)q/2，EI=gq，p0是需求为0时的产品价格。

(5) 假设市场规模为1，则单渠道下的需求函数为q=1-pr+kg，双渠道下的需求函数为qi=1-pi+kg+d(pj-pi)，i,j∈{r,d}且i≠j。

2 模型求解与分析

2.1 单渠道供应链分散决策模型

在单一渠道下，制造商通过零售商销售产品，制造商首先确定产品绿色度g及批发价格w，零售商跟随制造商的决策确定产品零售价pr，供应商和零售商的决策模型如下：

(1)

(2)

定理1 单渠道下，制造商和零售商的最优决策为

此时制造商和零售商最优利润及最优社会福利分别为

SWS*=

2.2 双渠道供应链分散决策模型

该情形下，制造商首先确定产品绿色度g，批发价格w以及直销价格pd，最后零售商确定传统渠道的产品价格pr，则供应商和零售商的决策模型如下：

(3)

(4)

定理2 双渠道分散决策下，制造商和零售商的最优决策为

双渠道分散决策下，制造商和零售商的最优利润及最优社会福利分别为

SWD*=

推论1 在分散式单渠道和双渠道结构下，有：

(1) 政府补贴对供应链各均衡结果的影响为∂gl*/∂t>0，∂ql*/∂t>0，∂πMl*/∂t>0，∂πRl*/∂t>0，∂SWl*/∂t>0；

(2) 政府补贴对于制造商渠道决策的影响为∂(πMD*-πMI*)/∂t>0。

推论1(1)无论在哪种渠道策略下，政府提高对制造商的补贴，都能够提升产品绿色水平，鼓励制造商生产更多的绿色产品，并且能提高供应链整体的利润及社会福利。推理1(2)随着政府补贴的提高，制造商更倾向于引入在线渠道。

推论2 在分散式单渠道和双渠道下，各均衡结果关系如下：

推论2(1)描述了消费者绿色偏好及政府补贴对单双渠道下零售商定价策略的影响，将在后面的算例中分析k和t对定价的具体影响。推论2(2)说明制造商引入在线渠道不仅能提升产品绿色度、增加生产量、提高自身的利润，还能提高消费者剩余和社会福利。与传统单一渠道相比，由于存在渠道竞争，消费者能够以较低的价格从在线渠道中购买产品，从而获得更多盈余，并且随着绿色产品市场份额增加和绿色度的提升，环境也会得到改善，进而提高社会福利。推论2(3)描述了制造商采用双渠道策略后对零售商利润的影响，可以看出，只有当消费者对产品绿色偏好较高时(k较大)，零售商双渠道的利润才高于单渠道的利润，否则单一渠道更有利于零售商获取较高利润，因此在双渠道下，零售商可以通过绿色营销等手段来提高消费者的绿色偏好，从而提高自身的利润。

2.3 双渠道供应链集中决策模型

在集中决策下，双渠道供应链各成员以供应链总体利润最大化来进行决策，决策模型如下：

(5)

定理3 双渠道集中决策下，供应链最优决策为

推论3 双渠道集中决策和分散决策下各均衡结果关系如下：

推论3(1)说明政府补贴较低(t较小)时，制造商只能通过较低的价格来吸引消费者从在线渠道购买产品，但政府给予制造商较高补贴(t较大)时，能够提高制造商的议价能力，此时制造商能够提高在线产品的零售价格以增加边际利润。从推论3(2)可以看出，集中决策下产品绿色度、市场份额、社会福利水平及供应链整体利润均大于分散决策,因此供应链成员应该对分散决策下的双渠道供应链进行协调以达到理想状态。

3 双渠道协调分析

通过一个价格折扣——成本分担契约{wSC,λ,F}研究制造商引入在线渠道后供应链的协调问题。在该契约下，制造商给予零售商一个较低的批发价格wSC并收取零售商一笔固定费用F，而零售商承担制造商一定比例(λ)的绿色研发成本，0≤λ≤1，决策模型如下：

(6)

(7)

(8)

(3) 协调后制造商和零售商的最优利润及最优社会福利分别为

其中,

推论4 在价格折扣-成本分担契约下，零售商的研发成本分摊率随着政府补贴的增加而减小。

4 实例分析与应用

将通过数值分析进一步展示政府补贴(t)和消费者绿色偏好(k)对单双渠道下制造商和零售商决策结果的影响以及供应链协调后的效果。令η=10，c=0.4，d=0.5。

从图1可以看出无论制造商是否引入在线渠道，政府补贴和消费者绿色偏好提高(t和k增大)都会提升产品绿色度。而且，在双渠道下，随着政府补贴和消费者绿色偏好的提高，产品绿色度的提升效果会更加明显。图2(a)描述了单、双渠道结构下零售商定价的差异，图2(b)比较了双渠道协调前后的产品零售价，可以看出当政府补贴和消费者绿色偏好较小(t和k较小)时，双渠道中产品的零售价小于单渠道，并且在协调后零售商更有可能采取一个较低的定价。

图1 单双渠道下产品绿色度的比较

(a) 单双渠道下的定价

图3(a)表明:制造商在双渠道下利润总是大于单渠道下的利润。图3(b)表明:对于零售商而言，总体上双渠道不利于零售商获取较高的利润，只有政府补贴和消费者绿色偏好都较高(t和k都较大)时，零售商双渠道下的利润才大于单渠道下的利润。图4可以看出，双渠道下的社会福利总是大于单渠道，且随着政府补贴和消费者绿色偏好的提高(t和k越大)，社会福利的改善效果(△SWDS*=SWD*-SWS*)更明显。

(a) 制造商利润

图4 单双渠道下社会福利改进

从图5可以看出，协调过后供应链总体利润和社会福利的改善效果(△πSC*=πSC*-πD*,△SWSC*=SWSC*-SWD*)都随着政府补贴和消费者绿色偏好的提高而提高，因此在政府补贴和消费者绿色偏好都较高(t和k都较大)的情况下，制造商和零售商更有进行合作的意向。

图5 协调后总利润和社会福利改进

5 结 论

以制造商和零售商构成的二级绿色供应链为研究对象，在政府补贴和消费者绿色偏好的影响下，构建单、双渠道策略下制造商及零售商的博弈模型，分析制造商开通在线渠道后对供应链主体最优决策的影响，并考虑制造商和零售商博弈过程中的社会福利问题，最后通过设计价格折扣-成本分担契约来实现供应链的协调，研究表明：

无论在哪种渠道策略下，政府补贴和消费者的绿色偏好均具有正外部性，即随着政府补贴力度和消费者绿色偏好的提高，不仅能够提升产品绿色水平，增加绿色产品市场份额及供应链整体的利润，还能提高社会福利，并且随着补贴额的增加，双渠道下制造商的利润及社会福利的改善效果更明显。

制造商采取双渠道策略能够明显提高自己的利润，但与单渠道相比，双渠道下的零售商需要积极采取绿色营销等方式来提高消费者绿色偏好才能使自己获利。

价格折扣-成本分担契约能够使供应链达到完全协调，且随着政府补贴和消费者绿色偏好的提高，协调过后供应链总体利润和社会福利的改善效果更明显，此时更易促成制造商和零售商的合作。