公平偏好信息非对称下E-闭环供应链协调机制设计

覃燕红，高能

(重庆理工大学 管理学院，重庆 400054)

随着我国经济高速发展和工业急剧扩张，资源环境约束趋紧、生态系统退化等问题越来越突出，十九届六中全会和政府工作报告多次强调要加快推进绿色发展、循环发展、低碳发展[1-2]。现有企业将电商平台和传统闭环供应链相结合形成电商闭环供应链 (E-commerce closed-loop supply chain)，简称E-闭环供应链[3]，能显著提高废旧品回收率和促进资源循环利用。例如，华为商城与第三方回收平台合作回收电子产品，极大提高废旧品回收再利用率。电商平台作为E-闭环供应链的关键成员，往往更加关注E-闭环供应链利润分配的公平性，可能会隐瞒或夸大公平偏好信息以获取更多利益，造成回收效率低下及闭环供应链不协调等问题。因此，研究电商平台公平偏好信息非对称对E-闭环供应链回收决策和协调性的影响具有重要现实意义。

虽然E-闭环供应链协调是研究热点，但目前大多研究仍以传统闭环供应链为主。Savaskan等[4]和Hong等[5-6]证明两部定价契约能协调闭环供应链；Wu等[7]分析零售商竞争行为对闭环供应链协调策略的影响；路正南等[8]证明再制造闭环供应链中回收品质量对回收价格起到正向影响。以上文献均假设决策者是完全理性的，然而大量研究证明决策者在进行决策时往往受到公平偏好行为的影响。Cui等[9]证明考虑公平偏好的批发价格契约能实现供应链协调；尚春燕等[10]证明双重公平偏好对收益共享-成本共担契约的协调区域有显著影响；Zheng等[11-12]证明基于Shapley值的分配机制能够协调具有公平偏好的闭环供应链；王文宾等[13]证明回收商公平偏好增强会降低回收率；Huang等[14]和曹晓刚等[15]考虑公平偏好分别设计混合协调契约、收益共享契约实现闭环供应链协调。部分学者开始研究公平偏好对E-闭环供应链回收决策与协调的影响。王晓迪等[16]证明电商平台公平偏好增强会提高电商平台佣金从而降低闭环供应链运作效率；王玉燕等[17]证明电商平台公平偏好会增大“佣金联合成本共担”契约的协调难度。

虽然以上文献考虑公平偏好研究闭环供应链回收决策和协调性并得到很多结论，但仍存在以下不足：1) 较多文献研究传统闭环供应链回收与定价决策，较少涉及E-闭环供应链，而E-闭环供应链结构、运行模式与传统闭环供应链存在显著差异；2) 现有关于E-闭环供应链回收决策的研究基本都假设决策者完全理性，仅文献[16]和[17]考虑公平偏好对回收决策的影响，但都以公平偏好信息对称为研究前提，而公平偏好属于主观、私有信息，存在故意隐瞒、伪装的问题，因此考虑公平偏好信息非对称研究E-闭环供应链更符合现实；3) 现有研究没有同时涉及废旧品回收率提高与供应链协调，而提高回收率是闭环供应链的重要目标，供应链协调性则直接决定供应链运作的稳定程度。因此，本文以制造商主导的E-闭环供应链为研究对象，考虑电商平台公平偏好信息非对称，构建回收与定价决策模型，采用逆向归纳法和对比分析法研究公平偏好对E-闭环供应链各方决策与协调性的影响，并设计收益共享-成本共担契约协调E-闭环供应链、提高废旧品回收率，同时实现各方利润的帕累托改进。

1 模型描述与基本假设

本研究考虑由单个制造商、单个电商平台及单个回收商组成的E-闭环供应链，如图1所示。正向供应链中，制造商生产新产品与再制造产品，并以一定批发价格卖给电商平台，电商平台 (自营式电商平台，如京东、小米商城等) 通过网络渠道销售新产品与再制造品，同时为消费者提供邮寄、线上交易、产品售后以及信息咨询等服务。逆向供应链中，回收商从消费者处回收废旧产品，再以一定转移价格卖给制造商。现实中，爱回收将收购的废旧手机转交给制造商进行再制造，再通过京东商城进行销售[18]。

图1 E-闭环供应链的运行模式Figure 1 The operation mode of an E-commerce closed-loop supply chain

在E-闭环供应链中，制造商处于主导地位，电商平台与回收商同时处于跟随地位，他们之间构成Stackelberg博弈。制造商作为博弈主导者首先决策批发价格w；然后电商平台与回收商作为博弈跟随者同时决策，电商平台决策零售价格p、服务水平s和回收商决策废旧品回收率t。

电商平台起到衔接供应链上下游关系的作用，通过发布产品信息同时影响销售和回收环节，因此电商平台更注重供应链利润分配的公平问题。假设电商平台仅关注处于主导地位的制造商利润，同时参考王文宾等[13]的研究，引入电商平台公平偏好强 度θ (0 ≤θ≤1)，构建电 商平台效用函数Ue(πe)=πe-θ(πm-πe)。

模型假设如下。

1) 回收商对回收的废旧品进行严格检测，以确保回收的废旧品全部能加工处理成再制造品，假设再制造产品与新产品没有差异，以相同价格销售给消费者[6]。

2) 新产品的单位制造成本为cm，再制造品的单位制造成本为cr，记∆=cm-cr，则∆ 表示再制造成本节省。回收商以回收价格 ψ从消费者手中收集废旧品，再以转移价格b将废旧品转交给制造商，则制造商的单位制造成本c=cm(1-t)+t(cr+b)=cm-t(∆-b)。其中，b、ψ分别是由制造商、回收商事先确定的外生变量，为使再制造具有意义，假设∆ ＞b＞ψ＞0。

3) 参考王玉燕等[19]的研究，电商平台的市场需求量q=α-p+γs，其中，α(α＞0)表示潜在的市场最大需求量，γ表示服务水平影响系数。一般而言，消费者对零售价格的敏感程度大于对服务水平的敏感程度，因此 0＜γ＜1。在不考虑参数量纲时，为保证市场需求非负，则α ＞p＞cm。

5) 为保证各方都参与博弈，假设各方利润始终为正，即满足约束 1 -γ2-2(∆-ψ)2＞0。

其他符号说明如下。πm、πe、πr、πsc分别表示制造商、电商平台、回收商以及E-闭环供应链系统的利润；Ue表示电商平台的效用；上标 C表示集中决策情形；上标N、F分别表示电商平台公平中性和公平偏好情形；上标S、A分别表示信息对称和信息非对称情形；上标 RC表示收益共享-成本共担契约情形；上标*表示均衡解。

根据模型描述与基本假设，制造商、电商平台、回收商及E-闭环供应链系统的利润函数分别为

2 集中决策

集中决策下，制造商、电商平台和回收商三方合作作为一个整体，以E-闭环供应链利润最大化来决策零售价格p、服务水平s和废旧品回收率t，E-闭环供应链决策模型表示为

结合式 (4)，E-闭环供应链系统最优利润为

3 分散决策

由于公平偏好是内在、主观心理信息，制造商未必了解关于电商平台准确的公平偏好信息。根据电商平台是否公平偏好的实际情况和制造商对其公平偏好信息的认知，电商平台公平偏好信息非对称体现为4种情况。1) 情形Ⅰ：电商平台公平中性且信息对称，此时电商平台公平中性信息是E-闭环供应链中的共同知识；2) 情形Ⅱ：电商平台公平中性且信息非对称，此时电商平台公平中性是私有信息，而制造商认为电商平台是公平偏好的；3) 情形Ⅲ：电商平台公平偏好且信息对称，此时电商平台公平偏好信息是E-闭环供应链中的共同知识；4) 情形Ⅳ：电商平台公平偏好且信息非对称，此时电商平台公平偏好是私有信息，而制造商认为电商平台是公平中性的。

3.1 情形I

情形Ⅰ下，E-闭环供应链博弈模型表示为

于是，情形Ⅰ下各方和E-闭环供应链系统最优利润分别为

3.2 情形II

情形Ⅱ下，E-闭环供应链博弈模型表示为

与情形Ⅰ相同，采用逆向归纳法求解。情形Ⅱ下，由于电商平台公平中性，但制造商认为其是公平偏好的，于是制造商认为电商平台的最优反应函数为

同时回收商的最优反应函数为

其中，B=(1+3θ)(2-γ2)+θ(b-∆)(b-ψ)。

于是，情形Ⅱ下各方和E-闭环供应链系统最优利润分别为

3.3 情形III

情形Ⅲ下，E-闭环供应链博弈模型表示为

同理，电商平台和回收商的最优反应函数为

将式pFS∗(w)、sFS∗(w)、tFS∗(w)代入 式 (10)，可得wFS∗=wNA∗，即情形Ⅲ下的制造商最优批发价格与情形Ⅱ一致，将wFS∗代入pFS∗(w)、sFS∗(w)和tFS∗(w)，可得电商平台和回收商的最优决策分别为

于是，情形Ⅲ下各方和E-闭环供应链系统最优利润分别为

3.4 情形IV

情形Ⅳ下，E-闭环供应链博弈模型表示为

于是，情形Ⅳ下各方和E-闭环供应链系统最优利润分别为

4 均衡结果比较与分析

性质11) 当电商平台公平中性且信息非对称时，批发价格和零售价格都随制造商认为的电商平台公平偏好强度递减，服务水平和回收率都随之递增；2) 当电商平台公平偏好且信息对称时，批发价格随电商平台公平偏好强度递减，零售价格、服务水平和回收率都始终不变；3) 而公平偏好信息非对称时，零售价格随电商平台公平偏好强度递增，服务水平和回收率随之递减，批发价格不变。

证明通过对各情形下均衡解指标关于公平偏好强度求导即可求得，见表1。

表1 4种情形下公平偏好对最优解的影响Table 1 The impact of fairness concern on the optimal solutions in four cases

由性质1可知，当电商平台公平偏好且信息对称时，制造商通过降低批发价格来提高电商平台利润，缓解电商平台的公平负效用。而公平偏好信息非对称时，电商平台为获取更多利润会提高零售价格和降低服务水平，直接造成市场需求量减少、回收率降低，最终导致E-闭环供应链和各方利润减少。但是当电商平台公平中性而制造商认为其公平偏好时，E-闭环供应链和各方利润全部提高。

命题1wNS∗=wFA∗＞wNA∗=wFS∗，pFA∗＞pNS∗=pFS∗＞pNA∗＞pC∗，sC∗＞sNA∗＞sNS∗=sFS∗＞sFA∗，tC∗＞tNA∗＞tNS∗=tFS∗＞tFA∗。

证明对各情形下任意两个最优决策指标相减即可得证。

由命题1可知，相比于分散决策，集中决策下零售价格更低，服务水平和废旧品回收率更高。此外，无论电商平台公平偏好信息是否对称，电商平台公平偏好都不利于降低零售价格、提高服务水平和废旧品回收率。但是当电商平台公平中性时，信息非对称有利于降低批发价格和零售价格，也有利于提高服务水平和废旧品回收率。

结合性质1和命题1，无论电商平台公平偏好信息是否对称，只要制造商考虑电商平台公平偏好进行决策，就有利于降低零售价格、提高服务水平和废旧品回收率。

证明对各情形下任意两个利润指标相减即可得证。

5 基于收益共享-成本共担契约的协调机制设计

依据命题2，批发价格契约不能协调E-闭环供应链，且电商平台公平偏好和信息非对称使E-闭环供应链进一步偏离最优。为克服电商平台公平偏好信息非对称对回收决策和E-闭环供应链的不利影响，本节设计收益共享-成本共担契约进行协调。收益共享-成本共担契约中，制造商为电商平台提供较低的批发价格，缓解电商平台的资金成本压力，激励电商平台提高服务水平、增加市场需求，但在销售期末电商平台要将部分销售利润分享给制造商，降低制造商利润风险；同时，制造商分担回收商的部分回收成本，缓解回收压力，激励回收商提高废旧品回收率，从而节约制造商的生产制造成本。

收益共享-成本共担契约具体执行如下。首先，制造商向电商平台提供一个较低的产品批发价格wRC，电商平台分享自身1 -λ比例的销售利润给制造商；同时制造商承诺分担回收商1 -µ比例的回收成本，但回收商必须保证自身较高的回收率tRC，两个比例因子满足 λ,µ∈[0,1]。为保证收益共享-成本共担契约能最大程度实现协调目标，令该契约下的电商平台服务水平等于集中决策下的最优服务水平，即满足sRC∗=sC∗。于是，收益共享-成本共担契约下，制造商、电商平台、回收商利润以及电商平台效用分别为

将µ∗和wNS-RC∗代入式 (14)～ (16)，可得收益共享-成本共担契约下制造商、电商平台、回收商和E-闭环供应链利润分别为

证明通过对各情形下收益分享比例上下限关于公平偏好强度求导即可得证。

根据推论1，在情形Ⅱ、Ⅲ下，收益分享比例上下限都随电商平台公平偏好的增强而变大，这说明电商平台公平偏好越强，制造商获得的收益分享比例越小，留给电商平台的收益分享比例越大，才能有效克服电商平台的公平负效用，实现E-闭环供应链协调。此外，情形Ⅳ下收益分享比例上限随电商平台公平偏好的增强而变大，收益分享比例下限随之增强而变小，这说明当电商平台公平偏好且信息非对称时，收益分享比例范围变大，更容易实现E-闭环供应链协调，也反映制造商与电商平台的协调谈判难度变小。

6 数值分析

供应链成员公平偏好引起各方利益纠纷，不利于E-闭环供应链正常运作。2016年，“再生活”网络回收平台因利润分配不公，最终无奈停摆。2019年，苏宁易购凭借主导地位优势压低供应商批发价格以提升利润空间，导致E-闭环供应链利益分配严重失衡，供应商流失。同时，公平偏好作为主观私人信息，具有信息非对称性，公平偏好信息非对称将进一步影响回收决策和各方利润。于是，为验证电商平台公平偏好信息非对称对E-闭环供应链回收决策、各方利润的影响及收益共享-成本共担契约协调E-闭环供应链的有效性，以下采用数值算例进行分析。参照王玉燕等[21]数值分析所用参数，令∆=7，b=6.8，ψ=6.5，γ=0.7，α=12，cm=10，θ ∈[0,1]。

6.1 批发价格契约的协调性分析

由图2～ 5可知，集中决策下零售价格最低、服务水平和废旧品回收率最高。当电商平台公平偏好且信息非对称时，电商平台公平偏好越强，零售价格越高，而批发价格、服务水平和废旧品回收率越低。当公平偏好信息对称时，电商平台公平偏好不能提高服务水平和废旧品回收率。但只要制造商考虑电商平台公平偏好，就有利于降低零售价格、改进服务水平和促进废旧品回收，验证性质1和命题1。

图2 批发价格Figure 2 Wholesale prices

图3 零售价格Figure 3 Retail prices

图4 服务水平Figure 4 Service levels

图5 废旧品回收率Figure 5 Return rates of used products

由图6～ 8可知，当电商平台公平偏好且信息非对称时，E-闭环供应链和各方利润都最低。而信息对称时，电商平台公平偏好只会调节制造商和电商平台利润，不会影响回收商与E-闭环供应链整体利润，验证命题2。结合图9可知，集中决策下E-闭环供应链利润始终最高，批发价格契约不能协调E-闭环供应链。

图6 制造商利润Figure 6 Manufacturer’s profits

图7 电商平台利润Figure 7 E-commerce platform’s profits

图8 回收商利润Figure 8 Recycler’s profits

图9 E-闭环供应链利润Figure 9 E-commerce closed-loop supply chain’s profits

6.2 收益共享-成本共担契约的协调性分析

收益分享比例 λ取值范围的变化如图10所示。将λ取值0.52，根据电商平台公平偏好强度 θ对各方利润的影响，以横轴 θ ∈(0,0.6)为例进行分析，实施收益共享-成本共担契约前后各方利润如图11～ 13所示。

图10 收益分享比例Figure 10 Revenue-sharing ratios

图11 协调前后制造商利润Figure 11 Manufacturer’s profits before and after coordination

图12 协调前后电商平台利润Figure 12 E-commerce platform’s profits before and after coordination

图13 协调前后回收商利润Figure 13 Recycler’s profits before and after coordination

根据图10，随电商平台公平偏好增强，情形Ⅱ、Ⅲ下收益分享比例上下限都呈上升趋势。同时，情形Ⅳ下收益分享比例上限呈上升趋势，收益分享比例下限呈下降趋势，收益分享比例范围变大，制造商与电商平台之间的协调难度减小，验证推论1。由图10～ 13可知，当成本分担比例为0.6，且收益分享比例满足(即图10中深色区域为4种情形下的共同协调区间)时，实施收益共享-成本共担契约后的制造商、电商平台和回收商利润都得到改进，即收益共享-成本共担契约能够协调E-闭环供应链，帕累托改进各方利润，验证结论1。

7 结论

本文以制造商主导的E-闭环供应链为研究对象，考虑电商平台公平偏好信息非对称，构建回收与定价决策模型，采用逆向归纳法和对比分析法研究公平偏好对E-闭环供应链各方决策与协调性的影响，并设计收益共享-成本共担契约协调E-闭环供应链。最后，通过数值分析验证收益共享-成本共担契约的有效性。研究表明：1) 当电商平台公平偏好且信息非对称时，电商平台公平偏好越强，E-闭环供应链各方利润越低，而信息对称时电商平台公平偏好起到“利润调节机制”的作用。2) 无论电商平台公平偏好信息是否对称，批发价格契约都不能协调E-闭环供应链，但只要制造商考虑电商平台公平偏好，就有利于降低零售价格、提高服务水平和废旧品回收率。3) 无论电商平台公平偏好信息是否对称，收益共享-成本共担契约总能优化各方决策，提高废旧品回收率，实现E-闭环供应链协调以及帕累托改进各方利润。4) 电商平台公平偏好会使收益分享比例范围变大，更容易实现E-闭环供应链协调。