网络平台回收视角下电器电子产品E -闭环供应链的定价、回收与协调研究

王玉燕，李 璟

（山东财经大学管理科学与工程学院，山东济南 250014）



网络平台回收视角下电器电子产品E -闭环供应链的定价、回收与协调研究

王玉燕，李 璟

（山东财经大学管理科学与工程学院，山东济南 250014）

摘 要：考虑在基于“互联网+”的新型消费市场中，结合我国废旧电子电器产品的回收问题，构建了由单一供应商和网络平台组成的E -闭环供应链，以此解决传统废旧产品回收过程中效率低下等问题。在E -闭环供应链中，分别对供应商主导的决策模式和网络平台主导的决策模式进行研究，对比了不同的领导力量和供应链渠道力量对均衡价格、服务水平和利润的影响。在此基础上，进一步研究E -闭环供应链的协调机制，设计一种供应商对网络平台的成本分担契约，找出了适当的成本分担比例的取值范围，实现了系统决策效率的改进。最后通过数值算例证明模型结论，并对模型做敏感性分析，提出相关管理启示和建议。文章研究成果将进一步丰富完善E -闭环供应链的理论基础，有利于学者的进一步深入研究。

关键词：E -闭环供应链；网络平台；协调机制

0 引 言

在经济全球化的背景下，随着互联网技术越来越深入到人们生活的各个角落，数字化商业已经成为每个人所必需的，“线上购物”模式给供应商和消费者都带来极大的便利、更广阔的市场和更多的利润空间，所以电子商务和网络购物已经不再是一种选择，而成为必然。人们更倾向于足不出户的在网络平台上进行消费，王小芳［1］对我国网络购物发展现状进行了浅析，随着中国网民规模跃升为世界第一，网络购物已成为社会中不可或缺的一种消费模式。这种改变，必然对传统供应链的发展提出新的挑战。并且，随着科学技术的革新，电器电子产品的更新换代速度更是与日俱增，我国的废旧电器电子产品数量也逐年上升，由于废旧电器电子产品中大多含有有毒有害物质并且处理成本较大，若不能妥善处理，将会造成环境污染、资源浪费等严重的后果。目前中国的废旧电器电子产品的回收仍主要采取传统的被动式回收方式，即消费者将需处理的产品直接出售给综合回收中心，再由回收中心进行分类处理，最后，生产商从回收中心回购可进行再制造的产品。这种方式中间环节冗杂、参与方较多、回购过程较慢，不利于提高消费者处理废旧品的积极性，也不利于生产商成本的节约和有效产品的回收。对此，李学斌等［2］探讨了关于废旧电器电子产品回收存在的问题和逆向物流体系建设的必要性。结合网络发展趋势与废旧品回收所面临的问题，网络平台作为由第三方建设的电子商务平台可为多个买方和卖方提供信息和交易等服务，它的特点就是能够保持中立立场得到参与者的信任、集成各方信息和支持交易以便利市场。而在回收废旧品方面，它能够为消费者提供一种极为便利的渠道来提交待回收的废旧品信息，同时也能为制造商提供便利的信息采集渠道，将有效信息集中到平台的管理系统之后，能够便于管理者直接安排回收路线和调度回收人力，变成生产商直接面向消费者的回收模式，达到简化回收程序、提高回收效率、增加有效回收信息量、提高消费者积极性和节约回收成本的目的。因此，这种网络平台和供应链（闭环供应链）结合的E -供应链（闭环供应链）就成为很多制造企业关注的热点。例如，海尔商城利用网络平台对海尔旗下的废旧电器电子产品进行回收再制造、重新出售获得利润，国美、苏宁、京东也借助网络平台进行类似的活动。

关于E -供应链运作理念和运作模型的研究，国内外已经取得了一些成果。例如，（1）在E -供应链理论概念方面。林勇等［3］分析了E -供应链管理的必要性，总结了它的概念结构图，提出了实现E -供应链所必需的步骤和措施。Akyuz等［4］整合ERP与BPR系统的内部需求与E -供应链的外部业务流程，构成了新型E-供应链系统。在此基础上，袁文龙［5］提出了对E -供应链战略成本管理的研究，证明了充分利用E -供应链，可以提高企业利益、企业竞争力。（2）在E -供应链运作实施过程方面。吴永红［6］研究了基于第三方服务平台的E -供应链运作模式以及协调策略，提出了一种基于第三方服务平台的E -供应链体系结构。黄丽娟等［7］以中国图书供应链为例，研究了E -供应链网络营销平台的规划和设计理论框架，构建了新的PDCMP理论框架。肖剑［8］研究了在E -供应链环境下制造商与零售商的合作策略。曾益［9］在前者研究的基础上，建立了基于E -供应链下的网格服务采购模型。在这些研究的基础上，肖剑［10］又对偏向制造商多买方E -供应链进行了研究，假设买方之间进行Coumot博弈，并且与制造商进行Stackelberg博弈，从而建立了此模型。以上这些研究对E -供应链的发展提供了理论支持，但是，这些研究没有考虑供应链的逆向反馈过程，也都没有将研究与闭环供应链结合起来，讨论在利用网络平台的条件下，对废弃电器电子产品的回收利用问题。

随着科学技术的革新，电器电子产品更新换代速度的加快，回收利用废弃电器电子产品已经成为制造商节约成本的有效手段之一，这使得闭环供应链一直倍受关注。学术界对闭环供应链的研究也取得了一些成果。例如，王玉燕［11］、韩强［12］证明了合理采用闭环供应链回收废旧品，可以有效提高企业效率。Savaskan等［13］研究了闭环供应链的定价与回收渠道选择问题，通过对比发现分散决策下零售商回收的决策效率最高，并进一步利用两部收费制契约协调了闭环供应链。Ferrer等［14］分析了双周期和多周期情形下再制造系统的生产和定价决策，并在消费者对新产品和再制品存在异质性偏好的假设下对模型进行了扩展。Toyasaki等［15］分别从供应商和消费者的角度得到了选择垄断型或竞争型两种回收方式的条件，并分析了如何解决垄断型回收方式中潜在的搭便车问题。但是，这些研究未考虑网络发展对闭环供应链的影响，而随着强势电商企业的不断兴起，网络平台领导的闭环供应链的决策问题引起了关注。关于这个方面的问题，目前的研究还比较少，主要有：易余胤［16］建立了供应商领导、网络平台领导和无领导市场三种情形下闭环供应链博弈模型，并分析网络平台间的竞争对决策的影响。由此可见，关于E -闭环供应链的理论研究有待进一步深入。

在此基础上，本文尝试将网络平台和闭环供应链结合起来，构建E -闭环供应链的运行模型，探讨其决策和协调问题。

1 模型说明

模型考虑由单个供应商和单个网络平台构成的电器电子产品E -闭环供应链。E -闭环供应链是在In-ternet发展的基础上，将Internet的经济平台与闭环供应链结合在一起：一方面，供应商以一定的价格向网络平台提供新的电器电子产品，网络平台再向消费者出售产品和提供服务；另一方面，对于废弃电器电子产品，供应商委托网络平台以一定的回收价格回收该品牌的废旧产品，供应商（制造商）再将这些废旧品进行拆卸处理形成再造产品，最后将再制品投入市场，再次销售。E -闭环供应链运作模式如图1所示。

图1 E -闭环供应链的运作模式

本文中符号及假设说明如表1所示：

表1 符号及假设说明

根据以上符号和假设说明，可得基于利润最大化，供应商的决策函数为：

网络平台的决策函数为：

根据上表定义的各类符号，可以表示出以下三类主要模型：供应商主导的模型，πSSS与πSSN分别代表在供应商主导的前提下，供应商和网络平台所获得的利润；网络平台主导的模型，πNSS与πNSS分别代表在网络平台主导的前提下，供应商和网络平台所获得的利润；成本分享契约下的利润模型，πSCS与πSCN分别代表在成本分享契约的前提下，供应商和网络平台所获得的利润。下面再对这几种模型分别进行研究。

2 电器电子产品E -闭环供应链的决策模型

考虑系统成员渠道权力的差异，下面分别建立供应商主导（SS）和网络平台主导（NS）的电器电子产品E-闭环供应链模型。

2.1 供应商主导的模型（SS）

实力强大的供应商一般会在系统中掌握主导地位，例如在由海尔厂商、海尔商城构成的E -闭环供应链中，海尔厂商在系统中占有绝对的主导地位。在这种E -闭环供应链的运行模式中，供应商作为系统的领导者首先确定产品批发价格w，然后网络平台根据供应商的最优决策确定销售价格p、服务水平s和回收率t。此时，供应商和网络平台构成序贯理性的Stackelberg博弈模型，供应商为主，网络平台为从。

容易证得（1）和（2）式是关于决策变量的凹函数，因此模型存在最优解。运用逆向归纳法求解该问题，可得到结论1。

结论1：在SS模型中，闭环供应链的均衡策略如下：

相应地，供应商和网络平台的利润分别为：

2.2 网络平台主导的模型（NS）

近几年，随着互联网技术的迅猛发展，一些网络销售平台（例如，京东商城、天猫商城）在E -供应链中越来越占据主导地位，供应商的商品要进驻京东商城或者天猫商城，需要交纳很多保证金，服从各项管理条例，而且在决策中要跟随网络平台的决策。在这种网络平台主导的E -闭环供应链中，网络平台作为领导者首先确定产品销售价格p、服务水平s和回收率t，然后供应商根据网络平台的最优决策选择产品价格w。此时，供应商和网络平台也构成序贯理性的Stackelberg博弈模型，网络平台为主，供应商为从。

验证供应商和网络平台的利润函数分别是关于决策变量的凹函数，模型存在最优解。根据逆向归纳法，可得结论2。

结论2：在NS模型中，闭环供应链的均衡策略如下：

对应地，供应商和网络平台的利润分别为：

3 电器电子产品E -闭环供应链的协调契约设计

无论是供应商主导的运行模式、还是网络平台主导的运行模式，都是供应商和网络平台分散决策的情况。分散化决策由于“双重边际化”效应的存在必然会导致决策效率的损失，使得系统的均衡策略和利润难以达到集中决策下的最优状态。因此，很多文献均是研究如何通过设计一种有效的契约对闭环供应链进行协调，从而使分散化决策的效率实现最优［18 -21］。本文基于闭环供应链协调的思想，探讨E -闭环供应链的契约设计问题。与传统的协调思想不同的是：并非以集中决策的最优化结果为基准考虑分散化闭环供应链的协调，而是在以考虑协调契约的易操作性的基础上，系统中某方通过对其他决策者的成本进行一定比例的分担，从而实现分散化决策效率的提高。契约设计的主要目的是提高分散决策的系统效率。

下面，以供应商主导的运行模式为例，探讨E -闭环供应链的合作契约设计问题。

供应商可以通过对网络平台的部分回收成本kt2/2和服务成本～ωs2/2进行一定比例的分摊从而激励网络平台增加产品的销售量，并反映真实的市场需求和相关服务信息，最终改进整个系统的决策效率。而网络平台接受供应商所提供的合作契约的条件是接受契约后所获得的利润不低于分散决策下的保留利润πSS*N，供应商愿意提供契约的条件是提供契约后所获得的利润不低于提供契约前所获得的保留利润πSS*S，否则契约将很难具有实际的效应。基本的协调模型可以表示为（其中πS与πN分别表示πSCS与πSCN，即在成本分享契约的前提下，供应商和网络平台所获得的利润）：

模型中的目标函数（15）-（16）式表示供应商和网络平台分别对w和p、s、t进行决策以取得利润最大化，约束条件（17）式表示供应商和网络平台在此契约下的利润不低于他们在分散决策下的利润。

对上述问题进行求解，可得结论3。

结论3：供应商通过对网络平台分担一定比例的回收成本和服务成本，可实现E -闭环供应链的协调运行。实现协调的系统均衡决策如下：

均衡决策下，供应商和网络平台和的利润分别为：

结论4：将成本分担契约情形与无契约的分散决策情形相对比，易得：

（1）wSC≥wSS，sSC≥sSS，tSC≥tSS；

（2）存在阀值xM使得，当0≤x≤xM时，pSC≤pSS；当xM≤x≤xN时，pSC≥pSS。

结论4表明：（1）成本分担契约下，一方面，供应商通过分担网络平台的成本，导致总成本增加，因此会相应地提高批发价格；另一方面，网络平台会相应提高服务水平，回收率也会增加，从而会回收更多的废旧产品。这说明，供应商通过分担网络平台的成本，会增加网络平台提高回收服务的积极性。从政策和环保的角度来分析，成本分担契约对于提高E -闭环供应链的回收率和再制造水平是有效的。

（2）成本分担契约下，网络平台所提供的销售价格随着分担比例的增加呈现出先减后增的趋势，这个结论不太直观。主要原因如下：当供应商对网络平台进行成本分担的比例较低时（0≤x≤xM），网络平台会降低产品的销售价格以增加市场需求量并增加利润，此时网络平台提供的销售价格低于无契约分散决策的情形；而随着x的不断增加直至到达xN，相对于网络平台总成本增加的速度来说，供应商分担的成本部分难以抵消总成本增加所产生的影响，此时网络平台会通过提高产品的销售价格以实现利润的增加。因此可以说，并非供应商对网络平台的成本分担比例越高，平台就越有利。

（3）成本分担契约下，供应商、网络平台和整个系统的利润均得到了提高，符合所有供应链成员的意愿，因此契约对于决策成员和整个系统来说是双赢的。

4 算例分析

为了进一步分析本文模型所得结论，验证成本分担契约的有效性，下面采用数值算例进行分析，假设模型中的参数cm=15，cr=8，A =2，b =5，α=1000，β=10，γ=5，k =2000，～ω=100，将这些参数带入结论1的均衡解及利润的表达式（3）～（8）式中，可得运作模式SS下的最优决策如表2第一行所示；将这些参数带入结论2的均衡解及利润的表达式（9）～（14）式中，可得运作模式NS下的最优决策如表2第二行所示。

表2 不同主导模式下闭环供应链的均衡解和利润

从表2可看出：

（1）从利润的角度来看，E -闭环供应链中渠道影响力更强的一方能获得更多的利润；供应商在SS情形下的利润要远高于在NS情形下所获得的利润，而网络平台则在NS情形下获得的利润高于另外一种情形。主要的原因是渠道影响力更强的一方拥有定价的优先权，能直接影响渠道权力较弱的一方，从而能获取更多的利润。

（2）从供应商售出的批发价格和网络平台售出的销售价格角度来看，与供应商主导的情况相比较，网络平台主导的运行模式下，面向消费者的价格更低、服务水平更高，回收废旧电器电子产品的比例也更高，说明网络平台主导的E -闭环供应链的运行模式，对消费者和整个系统来说更为有利。

（3）针对SS、NS这两种结构，批发价格、销售价格和网络平台的服务水平在NS博弈模型中最低；废旧品的回收数量在SS博弈结构中最少；供应商的利润在NS模型中最低；网络平台的利润在SS模型中最低；系统的总利润在NS博弈模型中最高，在SS结构中最低。这也说明，网络平台主导的运行模式比较有利于系统的运行。

4.1 参数变化对系统运行的影响

本节将分析模型中的一些关键参数变化对系统运作的影响。我们选取了需求价格弹性系数β、需求服务弹性系数γ和网络平台回收废旧品的成本范围参数k三个变量为影响变量，分析对最优决策的影响。

假设模型中的参数cm=15，cr=8，A =2，b =5，α=1000，γ=5，k =2000，～ω=100，取参数β的变化范围为［8，14］，将这些参数带入结论1的均衡解及利润的表达式（3）～（8）式中，可得运作模式SS下的最优决策如表3第二至第五行所示；将这些参数带入结论2的均衡解及利润的表达式（9）～（14）式中，可得运作模式NS下的最优决策如表3第六至第九行所示。

表3 系统对参数的敏感性分析

表3给出了参数β的变化对系统运行的影响。随着β的增加，也就是说消费者对产品的价格敏感程度不断增加，产品的批发价格、销售价格、服务水平及回收率都不断降低；同时供应商、网络平台及整个系统的利润也不断减少，主要原因是消费者价格敏感性不断增加会导致市场均衡需求量的降低。

假设模型中的参数cm=15，cr=8，A =2，b =5，α=1000，β=10，k =2000，～ω=100，取参数γ的变化范围为［2，11］，将这些参数带入结论1的均衡解及利润的表达式（3）～（8）式中，可得运作模式SS下的最优决策如表4第二至第五行所示；将这些参数带入结论2的均衡解及利润的表达式（9）～（14）式中，可得运作模式NS下的最优决策如表4第六至第九行所示。

表4 系统对参数的敏感性分析

表4分析了参数γ的变化对系统运行的影响。可以看出：对于不同的博弈模型，消费者的服务敏感程度对网络平台服务决策的影响最为直接，服务水平随着消费者敏感程度的增加不断增加。进一步可看出，产品的销售价格、废旧电器电子产品的回收率均与γ正相关。而γ对产品批发价格的影响表现得不太直观，在供应商主导和网络平台主导的渠道结构下，呈不同的变化趋势。对于供应商主导的情形，批发价格随着γ的增加不断下降；而对于网络平台主导的情形，γ与产品批发价格正相关，这主要是因为在网络平台主导的模式下，供应商的渠道影响力较小，因此会相应地提高批发价格从而提高企业的利润；而在供应商主导的情形下，网络平台的渠道影响力较弱，供应商为激励网络平台提高产品的服务水平和增加废旧产品的回收，将会降低产品的批发价格。综合来看，消费者对服务的敏感程度提高，会导致市场需求量和回收率不断增加，因此供应商、网络平台及整个系统的利润均会实现增加。

假设模型中的参数cm= 15，cr= 8，A = 2，b = 5，α= 1000，β= 10，γ= 5，～ω= 100，取参数k的变化范围为［1900，2200］，将这些参数带入结论1的均衡解及利润的表达式（3）～（8）式中，可得运作模式SS下的最优决策如表5第二至第五行所示；将这些参数带入结论2的均衡解及利润的表达式（9）～（14）式中，可得运作模式NS下的最优决策如表5第六至第九行所示。

表5 系统对参数的敏感性分析

表5分析了回收规模参数k的变化对系统运行的影响。从表5可看出：对于两种运行模式而言，随着k的增加，产品的批发价格和销售价格均不断提高，同时网络平台的服务水平和对废旧电器电子产品的回收率均下降，这导致电器电子产品的市场需求量会不断下降，从而进一步导致供应商、网络平台及整个系统的利润下降。

4.2 成本分享契约对闭环供应链的影响分析

本节以供应商主导的模式为例，通过对比分散决策与成本分享契约下，系统最优决策的变化，分析契约对系统协调的有效性，并进步讨论契约参数的变化对系统运行的影响。假设模型中的参数cm=15，cr=8，A =2，b =5，α=1000，β=10，γ=5，k =2000，～ω=100，取参数x的变化范围为［0.1，0.4］，将这些参数带入结论3的均衡解及利润的表达式（18）～（23）式中，计算得成本分享契约下E -闭环供应链的均衡决策结果如表6所示。

表6 成本分享契约下闭环供应链的均衡决策结果

将表6与表2中的决策结果进行对比，可以发现：成本分担契约会导致系统的决策发生变化：（1）产品的批发格低于分散决策情形，而网络平台的服务水平和废旧电器的回收率则高于分散决策情形，且均随着成本分担比例x的增加而增加。（2）与分散决策情形相比较，成本分担契约下产品的销售价格随着参数x的增加呈现出先减后增的趋势，这与本文所得结论是一致的。（3）成本分担契约下所有系统成员及整个系统的利润均实现了增加，随着供应商对网络平台成本分担比例参数的增加，供应商的利润不断增加，而网络平台的利润先增后减，直到x = xN≈0.46的时候，网络平台获得保留利润。这进一步说明并不是供应商对网络平台的成本分担越多，就对网络平台越有利，这也与本文所得结论是一致的。

5 结论和启示

考虑网络平台的介入，针对单个供应商和单个网络平台构成的E -闭环供应链，文章对电器电子产品E-闭环供应链的决策和协调机制进行研究。分别构建了供应商主导和网络平台主导的两种博弈模型，得到了不同运行模式下，E -闭环供应链的最优批发价格、最优销售价格、最优服务水平以及节点企业和系统的利润，然后，对这两种模式的最优决策进行比较分析，在此基础上，给出实现系统利润与各成员利润“双赢”的成本分担契约，从而保障系统的协调运行。最后，在算例部分对模型所得结论进行仿真与分析，并进一步证明成本分担契约对提高系统运行效率的有效性。文章研究能得出如下启示：

（1）无论供应商主导还是网络平台主导，E -闭环供应链中渠道影响力较强的一方成员能获得更多的利润。所以无论是执行供应商职能的企业还是提供网络平台服务的企业，要想在供应链运作过程中获得更多的利润，就要提高自身的渠道影响力，即提高企业自身的经济规模、市场份额、特许经营等因素的影响。企业可以通过扩大销售额规模或者市场份额等来提高讨价还价的能力，也可以通过提高奖赏力度、惩罚力度和合法力度来增加渠道影响力。

（2）与供应商主导的情况相比较，网络平台主导的运行模式下，面向消费者的价格更低、服务水平更高，废旧电器电子产品的回收比例更高，系统的总利润也更高，因此网络平台主导的E -闭环供应链的运行模式，对消费者和整个系统来说更为有利。所以在企业管理过程中，可以将网络平台的利润和运作管理作为重点优先考虑，以网络平台为出发点来协调控制整条供应链的运作，能够有利于整体利润的提高。

（3）消费者价格敏感性不断增加会导致市场均衡需求量的降低，系统利润下降；消费者的服务敏感程度对网络平台服务决策的影响最为直接，服务水平随着消费者敏感程度的增加而不断增加，消费者对服务的敏感程度提高，会导致市场需求量和回收率不断增加，这使得供应商、网络平台及整个系统的利润均会增加。随着回收规模的增加，电器电子产品的市场需求量会不断下降，从而导致供应商、网络平台及整个系统的利润下降。所以，定价和服务水平是影响消费者行为最主要的两个因素，适当降低定价和提高服务水平会使消费者购买欲望增加，从而提高销售利润、增加回收数量，能使供应链整体往更好的方向发展。

（4）供应商通过分担网络平台的成本，会增加网络平台提高回收服务的积极性，成本分担契约对于提高E-闭环供应链的回收率和再制造水平是有效的。但是并非供应商对网络平台的成本分担比例越高，就对网络平台越有利。而且成本分担契约可以实现E -闭环供应链的协调。因此，供应商可以通过适当分担网络平台的成本，有效提高回收的效率和再制造水平。

文章只是考虑单一供应商和单一网络平台的情形，对于多供应商或者多网络平台的E -闭环供应链的决策问题，以及考虑供应商之间或者网络平台之间的竞争问题，将是我们下一步研究的方向。

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（责任编辑 刘小平）

Pricing Recycling and Coordination of Electronic Product E - CLSC Based on Network

WANG Yuyan，LI Jing
（School of Management Science and Engineering，Shandong University of Finance and Economics，Jinan 250014，China）

Abstract：In view of the new＂Internet +＂consumer market and the problems in waste electrical and electronic product recycling，an E - CLSC is constructed which consists of single supplier and network platform in order to solve the inefficiency in traditional recycling.Within the framework of E - CLSC，supplier - leading decision model and network platform - leading decision model are respectively studied while the effects of different leading forces and supply chain channels on equilibrium price，service level and profits are compared，based on which the coordination mechanism of E - CLSC is further studied，a contract is designed for suppliers to share the cost with network platform，the value range of reasonable cost sharing is set up，and the system decision efficiency is improved.This model is demonstrated with numerical examples and analyzed in terms of sensitivity before relevant management implications and recommendations are put forward.The research results are expected to enrich E - CLSC theoretical foundation and benefit further research.

Keywords：E - CLSC；network platform；coordination mechanism

作者简介：王玉燕，女，山东禹城人，博士，山东财经大学管理科学与工程学院教授，研究方向：博弈论与供应链管理，Email：wangyuyan1224@126.com；李璟，女，山东济南人，山东财经大学管理科学与工程学院硕士研究生，研究方向：供应链管理。

基金项目：国家自然科学基金“处理基金新政下电器电子产品闭环供应链理论面临的挑战与解决方案研究”（71501111）；山东省自然科学基金“回收处理基金制度下电器电子产品闭环供应链的权力结构与效率研究”（ZR2014JL046）。

中图分类号：C935；F224

文献标识码：A

文章编号：2095 -929X（2016）02 -0088 -11

修回日期：2015 -12 -15