供应链低碳减排与宣传决策机制研究

唐坤 李楠

摘 要：当前越来越多的生产型企业面临政府的低碳减排规定，制造商企业需要进行低碳减排投资以满足政府的相关规定，同时随消费者低碳意识逐渐加强，下游零售商也逐渐加强产品低碳特点的宣传以扩大销售量。基于此，文章构建了由一个低碳减排供应商及两个宣传产品低碳特点零售商组成的供应链。通过构建相关供应链模型，分析了供应商低碳减排以及零售商宣传对节点企业产品销售量、销售利润的影响状况，并据此提出了使各节点企业利润最大化的相关意见与建议。

关键词：低碳 宣传 统一决策 分散决策

中图分类号：F205  文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）09-011-03

一、引言

如今，全球气候变化、节能减排和发展低碳经济已经成为全球各国都密切关注的热点问题。2009年11月26日，中国政府郑重宣布，将在2020年使单位GDP的CO2排放量相较2005年下降40%～45%。为保证“十二五”节能降碳的目标的顺利实现，促进我国经济的加快进行转型升级，国务院于2014年的5月15日印发了《2014—2015年节能减排低碳发展行动方案》，明确了相应工作目标即2014—2015年期间，单位GDP能耗、化学需氧量、二氧化硫、氨氮、氮氧化物排放量分别逐年降低3.9%、2%、2%、2%、5%以上，单位GDP的二氧化碳排放量两年分别下降4%和3.5%以上。在此背景下，一些生产型企业更加关注自身的节能减排情况，同时随着消费者低碳意识的逐渐加强，这些生产型企业也希望自己的下游零售商能够加强对其产品低碳特点的宣传，一方面提高企业的知名度，另一方面也可以促进产品的销售。因此，从整个供应链的角度来设计低碳减排和宣传决策机制具有十分重要的现实意义。

二、文献综述

赖小东{1}总结低碳技术创新管理的研究现状，他认为低碳技术的应用与扩散是个极富意义和挑战的领域。原材料生产、产品加工制造、各类物流活动等生产流程的各个环节都会存在温室气体的排放。因此，企业要大规模生产低碳产品，就需要在整个供应链上实施低碳技术，从而减少产品生产全过程的碳排放。杜少甫{2}构建了碳排放许可与交易机制下的排放依赖性企业生产运营优化模型，通过对净化成本与排放权购买成本进行比较，分析净化空间的存在性和最优生产策略。范体军{3}研究碳排放交易机制对制造型企业的生产库存决策和减排技术投资的影响，认为在碳交易机制下制造商将会倾向于减少碳排放，如果加大对减排技术的投资，制造商将可以出售更多的碳排放权，并有效降低库存水平，使企业总成本得以下降。Zhang{4}研究在碳限额与交易机制下企业利用一定的生产能力和碳排放配额生产具有独立随机需求的多种产品的优化决策问题，建立收益模型并求出优化解。侯玉梅{5}研究在信息对称的垄断市场情形下，通过博弈论分析两寡头企业的生产量决策和在不同净化水平下企业碳排放的最优相关决策。Sundarakani{6}初步提出描述和测量供应链各环节碳足迹及其传递情况的模型方法，并且指出监测整个供应链的碳排放是控制产品碳足迹的重要手段。赵道致{7}考虑到在整个供应链中各企业的边际减排成本具有差异性且低碳因素对于各企业产品价值的贡献不同，由此构建了碳排放权限制和交易机制下供应链整体减排优化模型，并且给出了相应的求解方法。Chaabane{8}介绍了一种基于混合整数线性规划的可持续供应链设计框架，充分考虑了传统的供应链节点料平衡约束与生命周期评估（LCA）原则，结果表明，进行有效的碳管理将有助于决策者实现具有成本效益的可持续发展目标。

总的来看，当前关于低碳供应链方面的研究还是比较丰富的，但是大部分研究都是基于供应商企业自身的低碳减排程度对供应链整体的影响状况。因此，本文在总结整理前人的研究基础上，引入供应商节能减排程度以及零售商宣传程度两个因素来分析其对供应链中各节点企业以及供应链整体的影响状况。

三、模型

1.模型构建。本文研究的供应链由一个供应商S和两个零售商R1和R2构成，供应商S向两个规模相同的零售商R1和R2提供产品。假设供应商S的单位生产成本为C0，给零售商R1和R2的批发价格为？棕，零售商R1和R2的产品销售价格分别为P1，P2，零售商R1和R2的产品销售数量分别为q1，q2。供应商S面临节能减排的压力，其需要通过一定的节能减排投资来降低企业的碳排放数量，假设由于节能减排投资此时产品的单位生产成本为C0（1+θ）;与此同时，零售商R1和R2批发此种节能减排产品之后将会大力宣传其低碳的特点，以此使得消费者愿意购买更多的该产品。具体的供应链模型结构图如图1所示。

由相关文献{9}可知，此时零售商Ri（i=1，2）的市场需求量与供应商S节能减排的投资程度、零售商Ri（i=1，2）以及竞争对手Rj（j=1，2;i≠j）的宣传程度有关，即此时零售商Ri（i=1，2）的市场需求量为：

qi=q（1+θ）（1+θi）a（1+θj）-b（i，j=1，2;i≠j;0

其中q为产品基本的市场需求量，a，b均为正值，为宣传程度对产品市场需求量的影响系数，a>b，表示零售商对另一零售商的影响程度要小于对自身的影响程度，同时为了后文结论的得出，在此假设00），k为宣传费用与宣传力度之间一个固定系数;同时供应商为了激励零售商更好地宣传其产品，将会分担部分宣传费用，故此时零售商R1和R2的宣传费用分别为？渍kθ1，？渍kθ2（0<？渍<1），供应商S分别分担零售商R1和R2的宣传费用为（1-？渍）kθ1，（1-？渍）kθ2。

（1）统一决策。统一决策是指将相互竞争的零售商R1和R2看成一个统一的零售商，此时供应链可以认为是由一个供应商和一个零售商组成。

此时供应链整体的利润值为：

=q（1+θ）[p-c0（1+θ）][（1+θ1）a（1+θ2）-b+（1+θ2）a（1+θ1）-b]-k（θ1+θ2） （3.2）

先分析供应商S的节能减排投资程度θ对供应链整体利润值的影响情况，此时对θ求导知：

故存在一个θ*，使得此时供应链整体取得最大利润值。令

解得：θ*=，故当只考虑供应商S的节能减排投资程度θ对供应链整体利润值的影响状况时，当θ*=时，供应链整体可取得最大利润值。

接下来将分析零售商R1和R2的宣传程度对供应链整体利润值的影响情况，令X=q（1+θ）[p-c0（1+θ）]>0，对θ1，θ2求偏导可知：

令=0=0，解得θ*1=θ*2=-1+log（1+b-a），故只考虑零售商R1和R2的宣传力度对供应链整体利润值的影响状况时，当期宣传力度相同的时候，供应链整体能够取得最大利润值，此时零售商R1和R2产品的市场需求量为：

q*1=q*2=q（1+θ）（1+θi）a-b=q（1+θ）（log（1+b-a））a-b（i=1，2） （3.3）

总结以上分析来看，在考虑供应商S的节能减排投资程度k以及零售商Ri（i=1，2）的宣传力度ki（i=1，2）的基础上，当供应商S的节能减排投资程度θ*，零售商Ri（i=1，2）的宣传力度θ1=θ2时，此时供应链整体取得最大利润值。

（2）分散决策。分散决策是指各节点企业（即供应商S以及零售商R1和R2）只考虑自身利益最大化而不去考虑整体供应链的利益，不过此供应链中供应商S处于领导地位。

此时零售商Ri（i=1，2）的利润为：

2.模型分析。

（1）统一决策。由3.3式可知，统一决策下，供应链整体取得最大利润值时，零售商R1和R2的销售量只与供应商S的节能减排投资程度θ有关。由于<0（i=1，2），故存在一个确定的节能减排投资程度θ，使零售商R1和R2的销售量最优;由于<0（i=1，2），故存在一个确定的节能减排投资程度θ，使各零售商的宣传力度最优。

这表明，对于由一个供应商S和两个零售商R1和R2构成的供应链整体，供应链整体取得最大利润值时两个零售商的产品销售量以及宣传力度与供应商节能减排程度相关，且存在一个确定的节能减排投资程度θ，使得供应链整体取得最大利润时，零售商的产品销售量以及宣传力度取得最大值。

（2）分散决策。由3.4式可知，分散决策下，零售商Ri（i=1，2）的宣传力度θi与竞争对手的宣传力度θj以及分担的宣传费用比例？渍有关。>0，>0，这表明当某一零售商加大产品的低碳减排宣传力度的时候，另一个销售商为了提高己方产品的销售量也会加大宣传力度;当某一零售商自身需要分担的宣传费用比例越大，为了减轻此压力其需要加大宣传力度来促进产品的销售。

由3.5式可知，分散决策下，零售商Ri（i=1，2）的销售量qi与自身的宣传力度θi、竞争对手的宣传力度θj、供应商的节能减排投资程度θ以及其分担的宣传费用比例？渍有关。>0，>0，>0，这表明当上游供应商加大节能减排力度，下游供应商自身加大宣传力度，其分担的宣传费用比例越大，则其销售的该低碳产品就越多。<0（i=1，2），故存在一个确定的竞争对手的宣传力度θj使零售商的销售量最优，且=b（1+θj）-b-1[bloga-1（1+θj）]a-1[-bloga-1（1+θj）]，故当时0<θj

分散决策下，零售商S取得最大利润值时，由于<0（i=1，2），故存在一个确定的节能减排投资程度θ，使各零售商的宣传力度最优。此时的最大批发数量Q亦与节能减排投资程度θ相关，由于<0，故也存在一个确定的节能减排投资程度θ，使得供应商批发给零售商的产品数量最大。

四、总结与展望

本文研究了由一个低碳减排供应商以及两个宣传产品低碳特点零售商组成的供应链，供应商低碳减排以及零售商宣传对节点企业产品销售量、销售利润的影响状况，根据构建的供应链模型得出的相关结论有以下几点。

1.供应商、零售商统一决策时，供应链整体取得最大利润值时，两个零售商的产品销售量以及宣传力度与供应商节能减排程度相关，并且存在一个确定的节能减排投资程度，使得供应链整体取得最大利润时，零售商的产品销售量以及宣传力度取得最大值。因此在实际的生产过程中，供应商企业可以充分利用这一最佳节能减排程度数值，用以保证在供应链整体取得最大利润的同时，零售商产品销售量以及宣传力度取得最优。

2.供应商、零售商分散决策时，零售商取得最大利润时，其宣传力度与竞争对手的宣传力度以及自身分担的宣传费用比例有关，而其销售量与自身的宣传力度、竞争对手的宣传力度、供应商的节能减排投资程度以及其分担的宣传费用比例有关。因此对于零售商企业而言，在取得最大利润的基础上，要想使自身产品宣传力度以及销售量取得最优，应当在控制自己分散的宣传费用比例的同时，注意竞争对手的宣传力度以及供应商企业的节能减排程度。

3.供应商、零售商分散决策、供应商取得最大利润时，各零售商的宣传力度以及供应商供应产品的数量与供应商自身的节能减排程度有关。因此在实际生产中，供应商企业在取得最佳利润值的同时，应当合理地设置自身的节能减排程度用以最优化的自身产品供应数量以及各零售商得宣传力度。

不过本文在分析分散决策模型的时候，并未分析零售商分担费用的比例系数对供应商的影响情况，同时本文也未分析供应商与某一零售商同谋决策下的情况。因此，关于供应商节能减排以及零售商宣传对供应链各节点企业与供应链整体的相关研究未来还有很长的路要走。

[基金项目：2013年度河海大学国家级大学生创新创业训练计划项目《当前形势下欧美“双反”对常州光伏产品的影响及数据调查研究》（项目编号201310294066）的阶段性研究成果]

注释：

{1}赖小东，施骞.低碳技术创新管理研究回顾及展望[J].科技进步与对策，2012，29（9）：145-151.

{2}杜少甫.董骏峰.梁樑.考虑排放许可与交易的生产优化[J].中国管理科学，2009，17（3）：81-86

{3}范体军，杨鉴，骆瑞玲.碳排放交易机制下减排技术投资的生产库存[J].北京理工大学学报（社会科学版），2012，14（6）：14-21

{4}Zhang B，Xu L.Multi-item production planning with carbon cap and trade mechanism[J].International Journal of Production Economics，2013，144（1）：118-127

{5}侯玉梅，潘登，梁聪智.碳排放权交易下双寡头企业生产与减排研究[J].商业研究，2013（1）：176-182

{6}Sundarakani B，Souza R，Goh.M.et al.Modeling carbon footprints across the supply chain[J].International Journal of ProductionEconomics，2010，28（1）：65-71

{7}赵道致，吕金鑫.考虑碳排放权限制与交易的供应链整体低碳化策略[J].工业工程与管理，2012，17（5）：65-71

{8}Chaabane A， Ramudhin A， Paquet M. Design of sustainable supply chains under the emission trading scheme[J].International Journal of Production Economics，2010（135）：37-49

{9}谢鑫鹏，赵道致.零供两级低碳供应链减排与促销决策机制研究[J].西北工业大学学报（社会科学版），2013，33（1）：57-62

（作者单位：河海大学企业管理学院 江苏常州 213022）

[作者简介：唐坤（1993—），男，安徽安庆人，河海大学企业管理学院信息管理与信息系统专业;李楠（1992—），男，江苏南通人，河海大学企业管理学院国际经济与贸易专业]

（责编：若佳）