碳交易政策下考虑渠道拓展的制造/再制造企业生产决策研究

陈伟达，史郁洁

(东南大学 经济管理学院，江苏 南京211189)

近年来，随着电子商务技术的发展，越来越多的人开始选择在网上购买产品。中国电子商务研究中心(100 EC.CN)监测数据显示，2018年全国网上零售额 9 0 065亿元，比上年增长23.9%。随着国内居民网上购物习惯的逐步养成，中国网络销售市场交易规模持续增长，网上销售已成为一种潮流和趋势。对于传统制造/再制造企业来说，是否拓展线上销售渠道以及如何拓展成为亟待解决的新问题。

另一方面，我国的碳市场建设越来越完善。2019年3月，生态环境部发布《碳排放权交易管理暂行条例(征求意见稿)》，标志着全国碳市场立法工作和制度建设取得了重要进展，为全国碳市场建设提供了政策基础和法律保障，同时也意味着全国碳市场交易体系建设正在加速推进。在政府的大力推动下和节能减排的大趋势下，碳交易政策越来越成为企业需要考虑的重要因素。在消费者层面，再制造是由已废弃产品再加工生产得到，尽管其与新产品的质量相同，消费者对再制造产品的支付意愿仍低于新产品[1]。同时，网上购物退货风险更大，且在付款后需等待物流运送，因此，消费者对网上产品的支付意愿低于线下同类产品[2]。进行制造/再制造的企业在选择是否进行渠道拓展以及如何选择渠道拓展策略时，需要综合考虑消费者偏好和线上线下销售的成本差异，做出最有益于企业的生产与销售决策。

目前已有部分研究着眼于碳政策下的双渠道问题。Yang等[3]基于碳交易政策下的双渠道供应链，分析了再制造及不同促销方式对减排水平及供应链成员利润的影响。Feng等[4]讨论了再制造补贴及碳税情形下的双渠道供应链问题，着重讨论了不同的碳政策对企业与政府决策的影响。汪传旭等[5]构建了双渠道销售和回收闭环供应链，建立了闭环供应链三阶段决策模型，研究了有无碳排放限量2种情形下的政府及供应链决策。以上研究均是在确定的双渠道结构框架下，着眼于碳政策的变化对供应链及政府决策的影响。

另一个与本文相关的研究方向是渠道选择问题，即当存在多个销售渠道时如何选择能达到利益最大化。Carrillo等[6]考虑不同渠道的环境影响，确定销售商的最优定价与库存决策。杨磊等[7]通过引入电子渠道建立了4种不同的渠道结构，分析了碳交易机制下如何进行渠道选择及减排决策使得企业利润最大化。刘名武等[8]在双渠道的基础上，提出双渠道下制造商共享收益的策略。浦徐进等[9]将线上渠道模式进一步分为转销和代销2种，研究了线上销售渠道与制造商分销策略之间的匹配关系。以上研究针对渠道选择及减排决策问题开展了研究，但其研究对象均为单一产品。李佩等[10]基于2种相互竞争、具有替代性的产品，分析2种产品与线上线下销售渠道的匹配策略；Yang等[11]基于碳交易政策，研究产品属性及消费者低碳偏好如何影响制造商渠道选择，并将产品分为易腐烂产品与不易腐烂产品以区分其在不同销售渠道的碳排放量。以上研究虽考虑了多产品，但本文主要基于再制造产品，其本身具有低碳的特性，与其他产品具有本质上的不同。考虑再制造的研究中，刘勇等[12]将新产品以线下分销模式销售，分析再制造产品进行线下分销或线上直销2种渠道下的渠道选择及最优定价决策。Yan等[13]也在研究中假设将新产品由零售商线下分销，但将再制造产品分为线上直销或分包给第三方进行销售2种销售渠道。这些研究虽考虑再制造，但并未考虑碳政策，且均不考虑消费者渠道偏好。

综上所述，现有文献在碳政策及双渠道问题等方面均有深入的研究，但对企业制造/再制造生产决策的研究并不多，且没有考虑渠道拓展对于环境的影响。本文考虑碳交易政策下的制造/再制造企业，在传统线下销售渠道的基础上进行渠道拓展，开辟线上销售渠道。综合考虑企业利润及环境成本，分析消费者再制造偏好、消费者线上购买偏好及碳交易政策对企业生产决策的影响。

1问题描述与符号假设

1.1问题描述

本文考虑垄断企业在单周期内同时生产新产品与再制造产品，新产品与再制造产品的生产数量不受限制且在同一个市场上竞争。在碳交易政策下[14]，企业在单周期开始时拥有政府分配的碳配额E，当企业碳排放量超过碳配额时，需以固定单位碳价pc在碳交易市场上购买相应的碳配额；当碳排放量小于碳配额时，企业可以将多余的碳配额售出获取利润。企业现仅有传统渠道，即新产品与再制造产品均在线下销售。本文考虑对销售渠道进行拓展，渠道拓展后，将新产品和再制造产品分开销售可以更有效地避免市场上新产品和再制造产品产生混乱，更好地维护消费者权益[12]。因此，选取以下2种渠道拓展策略。

拓展策略I：线上销售再制造产品，线下销售新产品。

拓展策略Ⅱ：线上销售新产品，线下销售再制造产品。

1.2基本假设与模型符号定义

假设1生产再制造产品的成本小于生产新产品的成本，即cn＞cr。

假设2生产再制造产品的碳排放量小于生产新产品的碳排放量，即en＞er。

假设3市场总需求为Q；对于消费者，购买线下新产品的效用为v，v服从[0,Q]的均匀分布[15]，购买线下再制造产品的效用为δv，δ为消费者对再制造产品的偏好系数[14-15]，且0≤δ≤1。

假设4消费者购买线下新产品的效用为v，线上新产品的效用为θv；消费者购买线下再制造产品的效用为δv，线上再制造产品的效用为θδv，θ为消费者对线上产品的认可程度，即消费者线上偏好系数[9]，且0≤θ≤1。

本文主要变量与参数如表1所示。

表1模型符号说明Table 1 The description of model symbol

2模型建立与分析

根据消费者效用求得需求函数[15]。由上文可知，不同选择下消费者效用函数分别为：线下购买新产品，udn=v-pn；线下购买再制造品，udr=δv-pr；线上购买新产品，uun=θv-pn；线上购买再制造品，

本文仅考虑企业同时进行制造/再制造的情况，即消费者对新产品和再制造产品的需求均为非负，得到3种渠道策略下的需求函数及取值范围，如表2所示。

2.1传统渠道策略

在传统的销售方式下，新产品与再制造产品均在线下销售，以企业利润最大化为目标建立模型，目标函数为

将需求函数代入式(1)的目标函数，并令CN=得目标函数为

表2 3种渠道策略下的需求函数Table 2 The demand function under the three channel strategies

这是一个无约束的非线性规划问题，其Hessian矩阵负定，可求得其最优生产量和最大利润。

定理1 2种产品均采用传统渠道销售时，其利润函数为二元凸函数。新产品和再制造产品的最优生产量分别为此时，企业的最大利润为

由推论1可以发现，当单位碳价提高时，新产品的产量总会减少，而再制造产品的产量变化取决于消费者的再制造偏好程度和再制造的碳节约，只有在这两方面都较大时，再制造产品产量才会随之增加。由此可以看出，政府若要通过提高单位碳价来促进再制造，需加强低碳减排宣传，提高消费者再制造偏好，同时确保企业的再制造生产有足够的减排优势。

2.2拓展策略I

企业对原有销售渠道进行拓展，新增线上销售方式。在该策略中，企业选择线上销售再制造产品，线下销售新产品，以利润最大化为目标，目标函数为

这是一个无约束的非线性规划问题，其Hessian矩阵负定，可求得其最优生产量和最大利润。

定理 2当选取渠道拓展策略I时，新产品和再制造产品的最优生产量分别为此时，企业的最大利润为

由推论2可知，单位碳价方面，与传统渠道策略类似，只有当消费者再制造偏好、线上购买偏好以及再制造减排优势较大时，单位碳价的提高才能促进再制造产品的生产。

当消费者对线上销售的接受程度较低时，消费者购买效用降低。因此，相比于传统渠道策略企业再制造产品的产量下降。随着消费者对线上销售的接受程度提高，提高的部分抵消了消费者对再制造产品的抵触。同时，线上销售的成本更低、售价更低，产生了一定的外部性效应，企业再制造产品产量增加。当对线上销售的接受程度足够高，即θ≥这时，外部性效应会损害线下新产品的销售，使得新产品产量减少。

推论4消费者对再制造产品的接受程度提高，再制造产品产量增加的区间扩大。即

θI*

再制造产品的接受程度增大会使 减小，再制造产品产量增大的区间扩大。这是由于对再制造产品的偏好可以消除线上销售带来的部分负面影响，在线上偏好较低的情况下仍选择线上购买再制造产品。由此，企业可以通过对再制造及绿色观念进行宣传等方式来提高消费者对再制造产品的偏好，使得线上销售再制造产品更有利。

2.3拓展策略II

企业进行渠道拓展后选择线上销售新产品，线下销售再制造产品，以利润最大化为目标，得到目标函数

这是一个无约束的非线性规划问题，其Hessian矩阵负定，可求得其最优生产量和最大利润。

定理3当选取拓展策略II时，新产品和再制造产品的最优生产量分别为

拓展策略II中，新产品产量总随着单位碳价的提高而减少；再制造产品的变化趋势不仅取决于再制造的减排优势，还需要相对较高的消费者再制造偏好和较低的线上购买偏好。当企业选择拓展策略II时，若消费者线上购买偏好较高，增加单位碳价无法促进再制造的生产。此时，政府可以选择对单位碳价进行调控，使企业选择其他更低碳的拓展策略。

再制造产品在线下销售时，消费者对线上购买的接受程度越高，再制造产品销售较之传统单渠道销售量减少。这是由于线上产品成本更低，因此，销售价格较之线下更低，对顾客的吸引力增强，使得原本考虑购买线下再制造产品的顾客转而购买价格更低的线上商品。由推论3可知，当θ处于时，相比于传统策略，再制造产品产量更多。由可知，要使再制造产品生产数量增加的区间扩大，可通过宣传等方式提高消费者对再制造产品的接受程度，同样，单位碳价的提高也会使再制造产品在拓展策略II中更有优势。

3算例分析

本文所使用的软件为Matlab R2015b，相关实验数据如下。

假设市场上产品总需求量Q=850，cn=100，cr=30，线下销售单位成本cd=40，线上销售成本cl=10；en=40，er=10，单位碳价格pc=1，碳限额

3.1再制造影响分析

首先分析渠道拓展对于再制造的影响。图1(a)为消费者再制造偏好程度δ对于制造/再制造生产决策的影响，假设θ=0.8。可以看出，随着消费者再制造偏好程度δ的增加，各个渠道策略中的再制造产品的生产量均随之增加，新产品的生产量均随之减少。因此，对企业来说，提高的再制造偏好虽然有利于再制造产品的销售，但同时也会挤占新产品的市场份额。由文献[1-2]可知，消费者更偏好新产品与线下购买。拓展策略II将再制造产品放在线下销售，当δ较高时，线上新产品的吸引力快速降低，产量迅速下降；拓展策略I将再制造产品放在线上销售，即使δ=1时，新产品仍有线下销售的优势，不会完全失去市场。例如，苹果将翻新机以新产品15%的折扣价格通过官网销售给消费者，最大限度地控制再制造产品对新品的影响[16]。消费者再制造产品接受程度逐渐提高时，拓展策略I更有利于企业的可持续发展。

图1消费者偏好对再制造的影响Figure 1 The impact of consumer preferences on remanufacturing

图1(b)为消费者线上购买偏好程度θ对制造/再制造生产决策的影响，假设δ=0.7。消费者线上购买偏好程度的提高更有利于线上的销售。相比于拓展策略I，拓展策略II对线上购买偏好的变化更为敏感，采用线上销售新产品策略会在线下渠道销售优势不明显时，迅速挤占线下再制造产品市场，不利于企业再制造发展。图1(b)中，当θ＞0.68时，新产品产量迅速上升，对线下再制造产品产生明显的外部效应。

3.2利润影响分析

综合考虑消费者偏好对企业总利润的影响，可以得到不同消费者偏好组合下企业的最佳渠道策略。本文只考虑同时存在制造与再制造的情况，可行域如图2所示，可行区域以外即表示企业不再进行新产品生产或不再进行再制造产品生产。其中，传统策略不受θ的影响，其取值范围为0.45≤δ≤0.88。

图2消费者偏好对利润的影响Figure 2 The impact of consumer preferences on profits

对比δ与θ组合下各个策略利润，选取最大利润，得到图2。只有当消费者对线上购买的偏好程度达到一定值时，企业才会选择开辟线上销售渠道。这与现实中消费者对线上购买的偏好程度日益提高使电子商务迅速发展的现状一致。当θ相对较高时，进行渠道拓展更为有利，企业应选择拓展策略。比较拓展策略I和拓展策略II，在大部分情况下，选择拓展策略I即线上销售再制造产品，线下销售新产品都更优。当θ与δ均比较低，且θ＞δ时，选择拓展策略II最优，此时，消费者对再制造产品及线上购买的偏好均较低，新产品线上销售可以使2种产品均有一定的市场需求。目前，消费者对线上销售的接受程度较高，对再制造产品的接受程度也在逐步提高。结合实际，企业在进行渠道拓展之后，应优先选择最优范围更广的拓展策略I线上销售再制造产品。只有当线上接受程度接近线下时，才根据再制造产品接受程度选择拓展策略I或拓展策略II。

碳交易政策同样会对企业的利润造成影响。假设θ=0.8，δ=0.6，分析单位碳价格的变化对企业生产决策的影响，如图3所示。结合模型可知利润函数为凸函数，利润值随pc的增加先减小后增大。这是由于单位碳价格增大，增加了企业的生产成本，企业生产量下降，利润也随之下降；当碳价格过高时，企业将减少生产，出售多余碳配额以获取利润，此时随着碳价的提高企业利润增加。因此，政府在设置单位碳价格时，需综合考虑，在不影响企业正常生产过程的情况下达到减排的目标。

3.3环境成本分析

环境成本主要包括2部分，企业在生产过程中产生的碳排放及产品废弃后进行处理产生的环境成本。其中，生产过程的碳排放总量为enqn+erqr。假设新产品与再制造产品废弃后产生的环境成本相同，均为i，则此部分环境成本为总环境成本与前文利润分析方法相同，分析不同消费者偏好下拓展策略对环境的影响，选取不同策略下的最小碳排放总量，如图4所示。

图3单位碳价格对利润的影响Figure 3 The impact of unit carbon price on profits

图4消费者偏好对环境成本的影响Figure 4 The impact of consumer preferences on environmental costs

对比图2与图4可以发现，当消费者线上购买偏好提高至一定程度时，相比于传统策略，拓展策略II更具有低碳优势，但企业无法达到最优利润。当线上购买偏好进一步提高，选取拓展策略I不仅有利于提高企业利润，还能减少环境成本。因此，企业可通过提高线上销售服务水平等方式提高消费者的线上购买偏好，使企业达到利润与环境的双赢。

4结论

随着电子商务的快速发展，是否拓展以及如何拓展线上销售渠道成为众多企业所面临的问题。本文在碳交易政策的背景下，考虑企业同时生产新产品与再制造产品，分析了企业在已有传统销售渠道的情况下，进行渠道拓展对企业制造/再制造生产决策的影响，以及如何进行渠道拓展的问题。通过算例分析了消费者再制造与线上购买偏好、渠道成本及碳交易政策变化对企业渠道策略的影响。

研究的主要结论如下。

1)当单位碳价格过高时，企业会选择放弃部分生产活动，出售多余碳配额以实现利润最大化，此时，碳交易政策抑制了企业的正常生产过程。因此，政府在利用碳政策推进再制造减排时，应以企业实际情况作为衡量因素之一，使碳政策切实达到减排目的。

2)只有当消费者再制造偏好较高及再制造减排优势较大时，提高单位碳价才能促进再制造产品的生产，否则会造成再制造产量下降。目前，公众对再制造产品的认知不足，对再制造产品的质量性能信心不足[17]，政府应运用网络媒体等多种平台，加强再制造信息的宣传力度，同时，可在大学及小初高课堂中增加再制造知识学习，提高学生及家长的再制造意识。另外，政府可帮助企业提高再制造生产水平，增强再制造减排优势。

3)消费者环保观念的提高使再制造产品的接受程度日益提高，有利于企业发展再制造。但对企业来说，新产品销售才是发展的根本驱动力，企业需要在发展再制造的同时，保障新产品的生产销售，保证企业的长久可持续发展。线上销售再制造产品在消费者再制造偏好较大时仍能保有一定数量的新产品生产，且不会因消费者线上购买接受程度的提高而大幅度降低再制造产品产量。从消费者偏好的动态角度来看，线上销售再制造产品更有利于再制造生产及企业的可持续发展。

4)从社会总福利角度来看，消费者线上偏好提高，拓展线上销售渠道不仅能够提高企业的利润，对环境也更为有利。当线上偏好较高时，拓展策略I能达到企业利润最高及实现一定的减排，但减排效果并不是最优。只有当线上偏好提高到一定程度时，才能使企业利润及减排均达到最优，实现企业利润与环境的双赢。企业和政府可共同发力，提高线上销售体验，提升消费者线上满意度，达到社会总福利最优。拓展策略II在消费者对再制造产品及线上购买的偏好均较低时更优，此时，新产品线上销售可以使2种产品均保有一定的市场需求。

本文基于碳交易政策，分析了消费者再制造偏好、消费者线上购买偏好及环境成本在不同渠道拓展策略下对企业再制造生产决策的影响。但仍有一些现实中的问题没有考虑，以后的研究可以讨论受到资金约束的制造商如何进行策略拓展或进一步考虑不同融资方式对企业生产决策及渠道拓展的影响。

(责任编辑:程静)

附录

定理1证明如下。

证明 分别对式(2)的qn，qr求偏导，得

再求其对qn，qr的二次导，得

由此得对应的Hessian矩阵为其一阶主子式小于0，二阶主子式为4δ-4δ2=4δ(1-δ)，因为0＜sδ＜1，所以4δ(1-δ)＞0，即其Hessian矩阵为负定矩阵，式(2)为凹函数，存在最优解。

对于无约束线性凹规划，通过联立

求得最优解。证毕。

推论1证明如下。

推论2证明如下。

证明

推论3证明如下。

得

证毕。

推论5证明如下。

推论6证明如下。

令