零售商风险厌恶下消费者低碳偏好的双渠道供应链决策模型研究

沈佳欣 冯艳刚 胡 怡

(阜阳师范大学 商学院，安徽 阜阳 236037)

一、供应链研究概述

近年来，由于二氧化碳等温室气体过度排放所造成的全球气候变暖及气候异常现象已引起越来越多国家的重视。各国政府在出台各种政策限制企业碳排放量的同时，还通过各种途径对国民进行低碳教育，以增强其低碳意识。因此，越来越多的消费者更加倾向于购买低碳产品。但由于不同的消费者对低碳产品的偏好程度不同，其对供应链企业在产品定价、碳排放量减少程度等方面的决策会产生什么影响，这些问题引起了学术界的广泛关注。许多学者针对这些问题进行了探讨，例如，Chitra研究了消费者的环保意识对购买低碳产品行为的影响，结果显示消费者的环保意识会促使其购买环保型产品，由此，导致此类产品价格的提高，而消费者也愿意为此买单[1]。Liu等在传统的两级供应链模型中引入碳税和消费者低碳偏好因素，研究制造商和零售商的公平性对其生产的可持续性、低碳促销水平和企业能力的影响[2]。章怡在研究新产品和再制造产品之间的竞争基础上，假设消费者对于低碳产品存在购买偏好，通过建立报童模型，探讨零售商最佳订货数量和制造商最优碳排放水平的问题[3]。熊中楷等研究了碳税政策和消费者环保意识对不同供应链系统碳排放策略的影响，研究表明，随着消费者低碳偏好程度的增加，制造商在生产产品时会更加注重降低产品的碳排放量，从而做出更大的碳减排努力[4]。

上述文献在分析消费者低碳偏好对供应链系统决策的影响时，都是假定供应链成员为风险中性的。但市场需求的不确定性会使企业在追求利润最大化的同时，也会考虑自身承担风险的能力。柏庆国等构建由一个风险厌恶型制造商和一个风险厌恶型零售商组成的二级供应链系统，分别研究低碳减排约束下以零售商和制造商为主导者的供应链决策模型，分析了零售商和制造商风险厌恶系数的变化对供应链运营策略的影响[5]。杜建国等考虑了零售商风险厌恶特性和公平偏好心理对供应链运作产生的影响，发现零售商的风险厌恶程度与供应商的批发价格和绿色创新水平正相关，而供应商的绿色创新水平系数的大小可影响零售商风险厌恶程度和产品售价[6]。杨渠等构建了由一个风险厌恶制造商和一个风险厌恶零售商组成的二级绿色供应链系统，研究决策者的风险厌恶态度对供应链系统的影响[7]。Tsan-Ming 等对于大规模定制供应链中的最优决策进行分析，构建包括一个风险厌恶制造商和两个相互竞争的风险厌恶零售商的供应链系统，并着重探讨了每个供应链成员的风险厌恶程度对产品最优价格和消费者福利的影响。在假设制造商和零售商风险厌恶基础上，江世英等考虑了产品绿色度、消费者偏好等因素，建立了集中决策博弈模型和制造商领导的Stackelberg博弈模型，并比较两种博弈模型中产品绿色度、批发价格、产品价格与风险厌恶的相互影响情况[8]。

随着电子商务和网络零售进入快速增长期，将双渠道销售模式引入供应链决策研究已成为当前的一个研究热点。王虹等研究了双渠道的参与者都具有风险厌恶特性时的管理决策问题，采用均值—方差方法进行风险度量，得出在一定情况下，参与者风险厌恶反而会提高系统总收益的结论[9]。方青等研究由一个制造商和一个风险厌恶型零售商主导的双渠道供应链的定价策略问题，建立了集中决策和分散决策下的均值-方差模型，并对比分析了两种决策模式下的最优决策[10]。Xiao等构建了由两个风险厌恶制造商和两个风险厌恶零售商构成的双渠道供应链系统，探讨了零售商的风险敏感度、定价能力及购买选择对制造商渠道结构策略和批发价的影响[11]。曹文彬研究了由一个风险中性制造商和一个风险厌恶零售商构成的二级供应链系统，在假设制造商为决策主导者的情形下，分别构建单渠道和双渠道销售模式下的供应链Stackelberg博弈模型，对比分析两种情形下供应链均衡策略的变化[12]。

从已有的相关研究来看，学者们在研究双渠道供应链决策模型时往往只考虑决策者具有风险厌恶态度或者消费者具有低碳偏好等单一情形。在企业面临的决策环境日益复杂的今天，将消费者的低碳偏好特性和决策者的风险厌恶态度同时引入到对双渠道供应链决策模型的研究，其研究内容更符合现实情况。基于此，本文构建零售商风险厌恶时考虑消费者具有低碳偏好特性的双渠道供应链决策模型，分析制造商和零售商的最优决策，研究决策者的风险厌恶态度及消费者的低碳偏好特性对供应链决策的影响。

二、 模型假设与分析

考虑由一个风险中性制造商和一个风险厌恶零售商组成的二级供应链系统，制造商生产某种产品并以某一批发价将其销售给零售商，零售商再将产品销售给消费者。制造商在生产过程中单位产品会排放出一定量的二氧化碳气体。由于消费者存在低碳偏好，为吸引更多消费者购买产品以扩大其市场占有量，制造商会努力减少单位产品的碳排放量，而单位产品碳排放减少量与制造商的碳减排努力程度有关。在销售渠道的选择上，制造商可以选择通过零售商单一渠道对产品进行销售，也可选择零售商渠道与网络直销渠道结合的双渠道销售模式对产品进行销售，具体如图1、图2所示。

图1 单渠道销售模式

图2 双渠道销售模式

1.单渠道销售模式

制造商的利润函数为：

假设制造商和零售商之间进行的是Stackelberg博弈，其中制造商在博弈过程中处于主导地位。

证明：由前面的假设可得零售商的期望利润和效用函数分别为：

制造商的效用函数为：

对(5)式关于和分别求导可得：

同时可求得Um的海赛矩阵为

此时零售商和制造商的效用为：

推论1：在单渠道销售模式下，随着零售商风险厌恶系数的增大，制造商的批发价、碳减排努力程度也会增大；当碳减排成本系数满足 时，零售商的最优零售价格会随其风险厌恶程度的增大而减小；当碳减排成本系数满足时，零售商的最优零售价格会随着其风险厌恶程度的增大而增大。

推论2：随着消费者的低碳偏好程度增大，制造商的批发价格、碳减排努力程度和零售商的销售价格均会随之增大。

证明：对w*、s*、p*分别求关于θ的偏导得：

2.双渠道销售模式

假设在双渠道模式下市场的最大需求量与单渠道模式相同，用 表示制造商网络直销渠道需求占总需求的比例，则1- 表示零售商渠道占总需求的比例。假设制造商的网络直销价格为p1，零售商的零售价格为p2，制造商的单位产品成本为c，制造商给零售商的批发价格是w，用下标d来表示双渠道模式，则在双渠道模式下制造商和零售商的需求函数分别为：

则制造商的利润函数为：

零售商的利润函数为：

证明：由于零售商为风险厌恶决策者，故其期望效用为：

制造商的期望效用为：

可求得Umd的海赛矩阵为：

此时零售商和制造商的效用为：

证明：对wd*、sd*、p1*、p2*分别求关于η的偏导得：

推论4：在双渠道销售模式下，当直销渠道的市场份额不断增大时，制造商的直销价格和其碳减排努力程度也会提高，但制造商的批发价和零售商的零售价会降低。

证明：对wd*、sd*、p1*、p2*分别求关于ρ的偏导得：

对于推论4可以这样理解：随着直销渠道市场份额的增大，更多的消费者会选择通过直销渠道来购买产品，制造商受此激励会提高其碳减排努力程度，而其由于提高碳减排努力程度而增加的成本则需要通过提高产品的直销价格来弥补。对于零售商渠道，由于其市场份额的减小，零售商希望通过降低零售价来吸引更多消费者购买产品，而制造商为给零售商保留一定的利润空间以保持同零售商的合作关系，也会降低其产品的批发价格。

推论5：在双渠道销售模式下，随着消费者低碳偏好程度的增加，制造商的批发价、直销价、碳减排努力程度和零售商的零售价都会增大。

证明：对wd*、sd*、p1*、p2*分别求关于θ的偏导，并结合命题2的结论，可得：

所以wd*、sd*、p1*、p2*都随着的增大而增大，推论5得证。

对于推论5可以这样理解：随着消费者低碳偏好程度的增大，制造商要想提高产品的销量就必须降低产品的碳排放量，从而使碳减排努力程度增大；而不断增大的碳减排努力程度会带来更多碳减排成本，由此导致产品的批发价、直销价和零售价都会增加。

三、 数值分析

为更直观地比较两种渠道模式，利用数值仿真来进行对比分析。假设参数分析时，单渠道与双渠道模式之间的价格比价，并且分别假设 时双渠道模式的价格变化。

图3 k=5时，风险厌恶系数和直销渠道市场份额对零售价格和直销价格的影响

图4 k=7时，风险厌恶系数和直销渠道市场份额对零售价格和直销价格的影响

由图3和图4可以看出，单渠道下零售价格最高，双渠道下直销价格最低。这是因为制造商有着资源优势，会以较低的价格通过直销渠道销售产品，而此时与其横向竞争的零售商会为应对竞争而降低其零售价格。在单渠道下，产品的零售价都随着零售商的风险厌恶程度的增大而降低；而在双渠道下，直销价格与风险厌恶系数成正相关，当时，零售价格随着风险厌恶系数的增加而增加，当时，零售价格随风险厌恶系数的增加而降低，直销价格随之增大；随着直销渠道市场份额的增大，直销价格逐渐增大而零售价格逐渐降低。

图5 风险厌恶系数和直销渠道市场份额对批发价格的影响

由图5可以看出，在单渠道和双渠道两种情形下，制造商开辟双渠道会使其批发价格降低，并且随着直销渠道市场份额的增大而减小。这是由于制造商开辟了直销渠道，就会使通过零售渠道销售产品的需求量减少，而为提高零售渠道的需求量，制造商会降低零售渠道的批发价，从而提高其的竞争力；随着直销渠道比例的不断增大，批发价格就会不断减小。

图6 消费者低碳偏好系数对单渠道模式各价格的影响

图7 消费者低碳偏好系数对双渠道模式各价格的影响

由图6和图7可以发现，不论是单渠道模式还是双渠道模式下，随着消费者的低碳偏好程度的增大，零售价、直销价、批发价和制造商的碳减排努力程度都会增大。

图8 风险厌恶系数和直销渠道市场份额对零售商效用的影响

由图8可以发现，无论是单渠道还是双渠道模式下，零售商的效用都随其风险厌恶系数的增大而减小。制造商开辟的直销渠道会对零售商渠道销售产品一直产生负面影响，并且直销渠道市场份额越大零售商的效用就会越低。零售商效用的降低会使零售商采取降低零售价格的方式来与直销渠道进行对抗，从而可能会是两种渠道展开价格的竞争。如果制造商不采取有效措施来弥补零售商因开辟直销渠道而减少的效用，零售商可能会联合抵制制造商，从而导致两败俱伤。

图9 风险厌恶系数和直销渠道市场份额对制造商效用的影响

由图9可以发现，不论是单渠道还是双渠道，制造商的效用都随零售商的风险厌恶系数的增大而增大。对制造商而言，只有当直销渠道的市场份额较大时，如在此算例分析中直销渠道市场份额时，制造商获得的效用在双渠道模式下大于单渠道模式，则此时制造商会选择开辟直销渠道来获得更多的利润，并随着直销渠道市场份额的增加制造商的效用也随之增大。

四、结论

本文在考虑零售商风险厌恶及消费者低碳偏好情形下构建了双渠道供应链的决策模型，综合考查零售商风险厌恶、直销渠道的市场份额和消费者低碳偏好程度对供应链运作的影响，通过对比分析单渠道销售模式和双渠道销售模式下的最优决策，得到如下结论：一是在两种渠道下，零售商的效用随其风险厌恶系数的增大而减小，而制造商的效用随零售商的风险厌恶系数的增大而增大；二是随着消费者低碳偏好程度的增大，两种渠道的批发价、零售价、直销价和制造商碳减排努力程度都会提高；三是单渠道模式下的批发价、零售价、零售商效用均高于双渠道模式；四是在直销渠道的市场份额较大时，双渠道模式下的制造商效用高于单渠道，制造商才会选择开辟直销渠道。但本文仅考虑了制造商的直销和零售两种模式，而在现实的市场下，零售商也可能通过多渠道等其他模式进行产品销售。因此，如何将更多种的销售模式之间合理地进行分析对比是未来的一个研究方向。