考虑政府补贴和产品绿色度的闭环供应链生产决策模型

邢光军 李云云

摘要：在考虑政府以绿色度为标准对绿色产品实施补贴的背景下，针对由一个绿色产品制造商、一个普通产品制造商和一个零售商构成的二级闭环供应链。分别构建了政府补贴制造商和政府补贴消费者时的生产决策模型，并分析了消费者绿色偏好、绿色度、补贴强度等因素对闭环供应链生产决策产生的影响，同时，通过算例仿真比较两种补贴政策的效果差异。结果表明：消费者绿色偏好程度、产品绿色度以及补贴力度的提升均能有效扩大绿色产品的市场而抑制普通产品的需求。并且，两种补贴政策均可促进绿色产品的发展，其中政府补贴消费者可以在更大程度上提高消费者对绿色产品的需求，为绿色产品制造商和零售商带来更大收益，有利于促进绿色产品的发展和推广。

关键词：闭环供应链;政府补贴;消费者绿色偏好;绿色度;Stackelberg博弈

中图分类号：F274文献标识码：A

O引言

全球经济发展引发的环境污染问题正逐渐成为政府和相关企业关注的焦点，政府也越来越重视提升制造企业及公众的环保意识。当今形势下，绿色和环保是社会发展不可忽视的两大主题，在供应链管理中关注产品绿色度，实施绿色供应链管理模式也将是一种必然的发展趋势。同时，随着人们生活及收入水平的提高，废旧物品的数量逐年递增，这无疑给环境造成了極大负担和污染。针对这一问题，消费者和企业开始参与和实行产品的回收以及物料的循环利用，以便缓解环境污染问题。闭环供应链这一新型供应链模式也随着消费者环保意识的提升而在企业生产经营活动中扮演着越来越重要的角色，产品的回收再制造成为生产活动中重要部分。

消费者环保意识的提升驱动了绿色产品市场的兴起和发展，产品绿色度成为刺激环保型消费者购买的重要因素。然而，绿色产品的生产和研发一般需要较高投入，其生产成本自然要高于普通产品，且价格相对较高，这在一定程度上打击了制造商生产绿色产品的动力以及消费者购买绿色产品的热情。为提高绿色产品的市场竞争力，政府通常采取价格补贴的手段激励相关企业生产和销售绿色产品，实际情况也表明政府补贴政策确实对绿色产品的发展产生了积极效果。政府补贴一般从补贴生产者和补贴消费者人手，而这两种补贴方式在不同情境、不同市场结构下产生的作用是不同的。本文通过研究不同补贴政策下绿色闭环供应链的最优生产决策模型，帮助政府根据实际情况选择最优补贴方式，使得政府、企业、消费者获得最大收益。

近年来，国内外许多学者对闭环供应链中政府补贴的问题进行了深入研究。朱晓曦等建立了由一个制造商和一个零售商组成的再制造闭环供应链博弈模型，研究了政府补贴前后制造商和零售商的最优决策。Shi在研究政府补贴下的闭环供应链协调问题时，发现引入政府补贴参数，数量折扣契约比收益共享契约更能有效协调供应链。陈晓红等基于消费者对产品功能质量和环境质量支付差异，建立了闭环供应链决策模型，对政府不补贴、补贴制造商和补贴再造品购买者三种情况下的最优决策进行比较，并分析了政府补贴和消费者偏好对供应链决策影响。林杰等以家电“以旧换新”为研究背景，构建了无财政补贴和以旧换新补贴下闭环供应链成员利润分配模型，采用博弈技术求解出两种模型的闭环供应链成员利润分配情况。Zhao等考虑由单一制造商、单一零售商构成的闭环供应链系统，基于政府的不同补贴策略，建立了闭环供应链的价格决策模型。Li等讨论了政府补贴对四种不同差别定价闭环供应链决策模型的影响，并分析了其对闭环供应链系统及其成员利润的影响。

通过上述文献可知，在闭环供应链的决策中考虑政府补贴因素具有较高研究价值，但是上述研究中并未考虑产品绿色度和消费者绿色偏好对闭环供应链最优决策和成员利润产生的影响。现如今，政府对环境污染问题越来越重视，消费者环保意识也不断提高，绿色环保型产品成为政府大力支持的产业，消费者也越来越偏向购买绿色产品。近些年，许多学者开始在考虑产品绿色度和消费者绿色偏好的基础上对闭环供应链的决策问题展开深入研究。Chitra研究了顾客绿色环保意识与其绿色产品消费行为关系的问题，结果表明绿色低碳意识越强的消费者更倾向于消费绿色产品，即使花费更高的金钱。Bull指出环境问题日益受到消费者重视，一些低绿色偏好的消费者也愿意通过购买行为督促生产者生产和销售绿色产品，研究者、企业和政府都应关注消费者的绿色消费偏好。TOPTAL等在研究中开始把消费者的环保偏好纳入到生产者履行环境责任的决策中去。刘会燕等考虑消费者的绿色偏好，构建了三种供应链竞争结构模型，确定各情形下的最优价格和绿色度决策，分析消费者绿色偏好和供应链竞争对供应链产品选择和收益造成的影响。梁喜等引入环保参数，采用Stackelberg博弈法，分析了不同市场结构对绿色闭环供应链成员决策以及绩效的影响。李舒玲针对闭环供应链中废旧产品的质量问题，以制造商的绿色偏好为切入点，考虑废旧产品回收质量的不确定性，分析制造商绿色偏好对于制造商、零售商决策以及供应链各方期望收益的影响。Xu等考虑到产品绿色度对需求的影响，构建了由单一制造商和单一零售商组成的两级闭环供应链，发现产品环保水平、回收率以及各节点企业利润均与消费者绿色偏好呈正相关、而与绿色投资系数呈负相关。Zhang等研究市场需求与产品绿色度有关的二级绿色供应链，在三种非合作博弈模型下给出零售商的最优价格决策。

综上所述，目前大多研究主要集中于在政府补贴参与下单一制造商和单一零售商之间的博弈，在这些研究中，鲜有研究者将消费者偏好与绿色产品需求相结合，也少有文献在闭环供应链中考虑绿色产品和普通产品之间的竞争以及对绿色产品需求进行研究。但事实上，消费者绿色偏好会直接影响绿色产品的需求量，另外，大多文献研究仅仅是研究政府补贴对绿色产品的促进作用，但并未深入研究不同补贴方式的效果和比较。

鉴于此，本研究将产品绿色度、消费者绿色偏好、产品竞争、政府补贴强度等因素引入闭环供应链生产决策模型中，分别从补贴消费者和补贴绿色生产者两方面人手，构建单一零售商和两个竞争性生产者之间的两阶段模型，分析和比较不同补贴政策产生的效益，探究不同场景中的最佳补贴政策，进而为政府和生产者提供参考和依据。

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问题描述与模型构建

1.1问题描述

考虑在政府参与下，市场中存在一个绿色产品制造商（M₁）、一个普通制造商M₂以及一个零售商R，零售商向消费者销售绿色产品和普通产品，两个制造商则分别负责两种产品的生产及废旧品的回收，这两种产品在功能上具有相互替代性，区别在于产品绿色度的高低，绿色度是衡量产品是否具有环保性的重要指标之一，本文中绿色产品和普通产品的绿色度分别为g和g_o（g>g_o）。根据实际情况可知，绿色产品的可回收率和可用性要大大高于普通產品，即绿色产品回收率λ高于普通产品回收率λ_o（λ>λ_o）。制造商（M₂）在生产过程中并不关注环境问题而只关注自身效益，绿色产品制造商（M₁）则对资源浪费、环境污染等问题比较关注，因此在产品的研发、生产、包装、销售等环节综合考虑环境影响和资源效率。绿色产品作为一类环境友好型产品，其绿色度g高于法律规定最低绿色度的绿色产品，由于绿色产品的研发、生产等工艺更为复杂，其单位生产成本C₁高于普通产品的单位生产成本c₂，即C₁>C₂，且绿色产品的零售价W₁和批发价P₁也分别要高于普通产品的P₂，W₂，即P₁>p₂，W₁>W₂。政府为了响应国家提出的绿色发展理念，则通过补贴绿色产品制造商或消费者的方式来扩大绿色产品的市场，提高其竞争能力。

市场中不同的消费群体具有的需求是不一样的，环保意识较强的消费者愿意花更高的价格去购买绿色产品，普通消费者则不愿意花高价购买。本文用.厂表示消费者绿色偏好程度，P=kfg表示消费者愿意为绿色产品支付的价格（k表示消费者绿色偏好支付系数），P_o=kfg_o表示消费者愿意为普通支付的价格，政府对绿色产品补贴的标准往往是根据产品绿色度来制定的，设S=r（g-g_o）为政府单位绿色产品补贴额，r为政府补贴系数。

本研究旨在探讨在考虑消费者绿色偏好、绿色度、产品竞争、政府补贴等背景下，绿色闭环供应链的最优生产决策，通过建立制造商和零售商的两阶段博弈模型：第一阶段制造商M₁、M₂决策各自的批发价和绿色度;第二阶段零售商R依据前者决策两种产品的零售价。最后，对建立的模型进行算例仿真，验证计算结果，并对不同补贴政策下的最优生产决策进行比较分析。

1.2模型参数

模型建立所涉及到的参数汇总见表1：

1.3模型假设

2政府补贴制造商的博弈模型