考虑回收处理基金的电器电子产品闭环供应链定价策略

张柯檬 李贵萍

(宁波大学商学院，浙江 宁波 315211)

据《中国废弃电器电子产品回收处理及综合利用行业白皮书2018》显示，2018年中国“四机一脑”理论报废量已经高达1.5亿台。为此，我国出台《废弃电器电子产品处理基金征收使用管理办法》对生产和进口电器电子产品的企业征收回收处理基金，用于补贴回收处理废弃电器电子产品的企业，以促进市场上废弃电器电子产品的回收处理和再利用。

面对废弃电器电子产品带来严重环境污染挑战，学者们对废弃电器电子产品闭环供应链开展了广泛的研究。闭环供应链既包括传统的正向供应链也包括从消费者手中回收废旧产品并进行价值再造的一系列活动。

关于闭环供应链定价的相关研究可以大致分为三类：制造商单节点企业定价；逆向供应链回收定价；正逆供应链同步定价。然而，以上关于闭环供应链节点企业的定价研究并没有关注拆解企业这一主体。对此，王玉燕和申亮将回收企业和拆解企业共同纳入闭环供应链的研究，分析不同决策主体在回收处理基金政策背景下的决策策略[1]。

此外，政府对回收再制造的补贴也是学者研究的热点。李新然和左宏炜研究双重政府干预下对制造商、零售商和社会福利的影响，与单一政府干预对比，发现政府双重干预效果更佳[2]。Wang和Hong通过政府分别补贴消费者和制造商两种补贴模式的对比来分析政府补贴对系统成员的影响[3]。以上研究基本上是关于政府补贴机制的研究，却很少涉及政府惩罚机制。本文同时研究了政府补贴和惩罚机制对闭环供应链节点企业的影响，这是与以往学者研究的不同之处。

本文基于回收处理基金的政策背景，研究由制造企业、零售企业和拆解企业构成的闭环供应链在政府奖惩机制下的最优定价决策问题；同时，将产品绿色度水平纳入产品需求函数并考虑消费者环保意识对回收率与企业利润的影响，以确定制造企业最优产品绿色度水平。

1 模型符号与假设

1.1 模型符号

表1为本文模型涉及的符号及其含义。

1.2 基本假设

假设再制品所使用的材料为回收利用材料，因此再制品的单位生产成本低于新产品的单位生产成本，即cm2w>cm1。

产品的需求不仅受产品自身价格的影响，还受产品绿色度水平的影响，表示为D=α-βpr+γg，其中α≥βpr。为提高产品绿色度水平，制造企业需投入一定的研发成本和生产技术改造成本，文中统称为“绿色产品研发投资成本”，记为I。参考江世英和李随成[4]以及石平等[5]，假设即I=1/2kg2，其中k>0，k为研发投资边际成本(见表1)。

表1 模型参数及其含义

参考王玉燕和申亮[1]，假设Q0=hpd+φ，其中h>0，φ>0，h表示消费者对回收价格的敏感系数；φ表示市场最低回收量，也表示消费者的环保意识。

政府对拆解企业的单位补贴S与制造企业的缴纳基金A成一定的比例关系，假定S=λA，其中λ>0，λ为单位补贴率。

2 考虑回收处理基金的闭环供应链

在回收处理基金政策下，政府加入废旧电器电子产品闭环供应链的运行中。考虑政府、单一制造企业、单一销售企业、单一拆解企业构成的模型。模型的运行结构如图1所示。

图1 有回收处理基金情境下

根据上面的模型假设和说明，可得制造企业、零售商和拆解企业的利润函数分别为：

πm(w,g)=(w-cm2-b)Q0+(w-cm1)(D-Q0)-AD-I

(1)

πr(pr)=(pr-w)D

(2)

πd(pd)=(b-pd-cd+λA)Q0

(3)

供应链节点企业的决策顺序为：首先制造企业在政府规定的回收处理基金缴纳额度下，决定产品的绿色度水平g和批发价格w，然后销售企业依据制造企业确定的批发价格确定产品的销售价格pr，同时拆解企业确定废旧电器电子产品的市场回收价格pd。在正向渠道中，制造企业与销售企业构成Stackelberg博弈关系；在逆向渠道中，制造企业与拆解企业构成Stackelberg博弈关系。

在有政府参与的闭环供应链模型结构中，各成员企业的利润函数如式(1)、式(2)、式(3)所示。易证πm是关于w和g的凹函数，πr是关于pr的凹函数， 是关于pd的凹函数，所以模型存在最优解，采用逆向归纳法进行求解。

结论1:考虑政府回收处理基金的闭环供应链模型中，博弈均衡时，批发价、销售价、回收价、产品绿色度水平、市场需求量节点企业利润分别为：

为保证最优解有实际意义，有α≥β(A+cm1)和4kβ>γ2。令Δ=cm1-cm2来表示制造企业采用回收可利用材料进行再制造的节约成本，以下简称“再制造节约成本”。

同时发现，批发价格、销售价格、回收价格随着回收处理基金A的增大而增大，这可能由于政府征收处理基金增加了制造企业的生产成本，制造企业通过提高批发价的方式来转移影响，价格机制进一步传导，整条供应链的价格相应上涨。另一方面，产品绿色度水平、需求量和销售企业利润均随着回收处理基金A的增大而降低。政府征收基金会使制造企业利润减少，从而降低制造企业对产品绿色度的投入，进而降低需求。因此，政府在制定基金征收政策时需要考虑对制造企业和销售企业的影响。

3 不考虑回收处理基金的闭环供应链

当政府不再征收回收处理基金时，对闭环供应链各个节点企业的决策也会产生一定影响。本节考虑没有政府回收处理基金参与的闭环供应链，运行模式如图2所示。

图2 无回收处理基金情境下

依据假设，制造企业、销售企业和拆解企业的利润函数分别为：

πm(w,g)=(w-cm2-b)Q0+(w-cm1)(D-Q0)-I

(4)

πr(pr)=(pr-w)D

(5)

πd(pd)=(b-pd-cd)Q0

(6)

在没有政府的参与下，我们假设制造企业依然是供应链系统的核心企业，各成员企业利润函数如式(4)、式(5)、式(6)式所示，供应链系统的决策顺序求解思路与上节相同。

结论2:在不考虑回收处理基金的闭环供应链模型中，博弈均衡时，批发价、销售价、回收价、产品绿色度水平、市场需求量、回收量和企业利润分别为：

通过结论3可以发现，当消费者对回收价格的敏感程度增加时，拆解企业一般会采用提高回收价格的方式提高废旧电器电子产品的回收数量。然而拆解企业的成本也会随之上升，在制造企业给定的补贴额度不变的情况下，拆解企业的利润会随之下降。当h足够高时，拆解企业的回收价格每增加一个单位，市场回收量会迅速增加，进而可以覆盖价格提升所增加的成本，也使得拆解企业的利润不断增加。因此，为了提高拆解企业的利润，拆解企业应该根据消费者对回收价格的敏感程度的高低，确定合适的回收价格，从而保证自身有利可图。

4 模型比较分析

以上两种闭环供应链运行模式，哪种模式对整个闭环供应链运行最有利，需要对两种运行模式做进一步的比较分析。

由结论4可知，政府的回收处理基金会使产品的批发价格和销售价格上涨，进而导致了结论5中废旧电器电子产品市场回收价格的上涨，这对拆解企业而言意味着成本的上升。然而，由于回收价格的上涨，市场回收量也随之增加。总体而言，政府通过设立回收处理基金对拆解企业进行补贴的方式对拆解企业来说是有益的，可以提高拆解企业参与废旧电器电子产品回收处理的积极性。

5 数值算例

为了使上述结论更有说服力，下面通过具体数据来对结论进行数值模拟分析。本文拟假设电器电子产品的市场需求函数为D=100-0.6pr+0.4g，回收数量函数为Q0=3pd+1，单位处理基金A=6，单位政府补贴S=6，回收补贴b=5，研发边际成本k=1，单位处理成本cd=0.5，单位生产成本cm1=9，cm2=3，再制造节约成本Δ=6。利用MATLAB，将以上参数赋值代入到结论1和结论2的均衡解中，求解结果如表1所示。

表1 有无回收处理基金情境下最优解对比

从表中可以看出，政府征收回收处理基金可以提高废旧电器电子的回收价格，进而提高其回收率，从而减轻其对环境的污染。拆解企业的利润与回收处理基金这一政策紧密相关，这一结论也与政策初衷相符。

由图3可以看出，制造和拆解企业的利润均随着消费者环保意识的提高而增加。通过对比图中有无回收处理基金下的拆解企业利润，可以发现消费者环保意识较高时，其增加速度加快。两者的利润差距随着消费者环保意识的增加而逐步拉大。然而，制造企业的利润受消费者环保意识的影响较小。由此可以看出，消费者环保意识的提高再加上政府回收处理基金的补贴，对拆解企业利润的影响是非常显著的，对制造企业利润影响不明显。

图4表明，在有政府回收处理基金的情境下，产品绿色度水平和制造企业利润与政府征收基金额度存在负相关的关系。一个企业的资源能力是有限的，必须对有限的资源进行合理的分配，以获得最大的收益。政府对企业加大回收处理基金的征收额度必将挤占公司的资源，降低绿色研发投入。产品绿色度水平的下降和企业额外成本的增加进一步降低企业利润。由图4可知，零售企业的利润也随着征收基金的增加而减少，但是与制造企业的利润下滑速度相比，零售企业下降速度较慢，这主要是由于其受产品绿色度水平下降引起需求减少的影响。

图3 消费者环保意识与制造、拆解企业利润的关系

图4 政府征收基金A与产品绿色度水平和利润的关系

6 结 论

基于政府回收处理基金这一政策背景，本文分别研究了在有无政府回收处理基金情况下电器电子产品闭环供应链决策问题，并对两种情况下各参与者的最优均衡策略进行了比较分析，研究发现：

第一，制造企业的利润随着再制造节约成本的增加而增加，再制造节约成本越高，制造企业越倾向于采用回收材料生产产品。第二，政府基金征收额度和单位补贴率的提高有利于废旧电器电子产品回收率和拆解企业利润的提高，但对制造企业和零售企业的利润会产生负向影响。第三，消费者环保意识的提高，对整个闭环供应链系统节点企业利润的增加起着关键的作用，政府应加大这一方面的投入和宣传力度。