消费者绿色偏好、参考价格效应与供应链绿色创新

李 林，雷雅琳，何建洪

(重庆邮电大学 经济管理学院，重庆 400065)

供应链绿色创新合作是强化企业核心技术能力，优化配置企业内外部创新资源以及提升企业对外合作战略稳定性和可靠性的重要途径[1-2]。在全球化竞争的复杂格局中，企业供应链绿色创新活动的基本问题是如何协调成员企业之间的关系，而其中的焦点问题是在市场消费者偏好进而购买决策快速变化的当下，供应链上下游企业如何准确把握消费者偏好并制定合适的市场和生产策略，保障整个供应链绿色创新活动的有效性和可行性[3-5]。特别是供应链绿色创新活动本身具有人力投入成本大，盈利时间缓慢的特点，供应链上下游企业信息不对称且无法获取创新产出的阶段性成果，进一步加剧供应链绿色创新活动开展的难度[6-7]。

在供应链绿色创新问题中的消费者绿色偏好和参考价格效应等因素之后，供应链绿色创新活动中的供应链主体博弈决策、产品生产决策、供应链激励和协调等问题值得关注[8-9]。尤其是在供应链合作与竞争关系中需考虑消费者绿色偏好和参考价格效应如何增强或稀释供应链主体的努力水平，并对企业上下游生态布局带来新的影响，甚至创建和构造一个新的以消费者需求为导向的绿色系统[10-11]。基于此，本文尝试描述供应商、制造商和消费者三者的互动关系，供给端通过绿色创新活动的形式向需求端提供绿色产品[12-13]，而消费者绿色偏好及其引致的参考价格效应变化直接影响产品需求量，进而反向刺激供应链成员的绿色创新努力行为[14]。探讨在此情境下，为提高整个供应链绿色创新活动的利润水平，供应链企业如何通过有效的成本分担契约形式去实现供应商和制造商的决策行为协调，以确保各主体的活动收益最大化。

1 问题描述与模型假设

1.1 问题描述

本文将二级供应链的绿色创新活动作为研究对象。二级供应链成员通过使用清洁能源，引入可回收材料，开展产品生态设计和开发新工艺等形式降低能源污染，并向市面上提供带有生态标签的绿色产品。供应链成员在整个绿色创新活动中共同承担风险(为激励供应商，制造商主动提供成本补贴)且按比例分享销售收入。

此时供应链中的绿色创新过程如图1所示。

图1 本文研究问题描述Figure 1 Description of the research problem

1.2 符号说明

参考绿色供应链领域的定义规范，针对本文供应链博弈论证中涉及到的主要变量进行定义，文中其余变量将在模型假设部分作相关说明。

Ii(t)为 在t时 刻i 的绿色创新努力水平；

Ci为i的绿色创新努力成本；

ki为i的绿色创新成本系数；

φ为制造商对供应商的绿色创新成本补贴比例；

Ji为 企业i利 润在t 时刻的净现值；

ρi为i单位产品的边际利润；

ρ为贴现率；

上标 j={n,d,c}分别为无成本补贴下的分散式决策、成本补贴下的分散式决策和集中决策下的决策情景；

下标 i={m,s,sc}分别为制造商、供应商及供应链系统；

r(t)为 产品在时刻t 的参考价格；

r˙(t)为 参考价格r (t)在 时刻t 的变化率；

r0为 产品i 的初始参考价格；

α(α＞0)为消费者“记忆参数”；

β(β＞0)为产品绿色创新投入对参考价格的影响因子；

a(a＞0)为绿色产品的潜在市场需求；

b为 需求量 Q 的价格弹性系数；

δ(δ＞0)为消费者对于实际价格和参考价格之间的敏感度；

η(η∈[0,1])为消费者绿色度敏感系数。

1.3 模型假设

1) 供应链成员绿色创新努力水平越高，所投入的绿色创新成本也越高。考虑到绿色创新活动成本的凸性特征，因此假设供应链成员绿色创新成本为Ii(t)的 凸函数i =m,s。企业的绿色创新努力水平越高，表明该产品的绿色度越高，越具有环保性。

2) 参考文献[15]，假设绿色供应链中的消费者参考价格是动态变化的，其动态变化率受产品价格差异(价格记忆)和产品绿色度(外部刺激)的影响。消费者对产品的参考价格r (t)变化服从的动态方程为

3) 参考Fibich等[16]的做法，消费者实际购买绿色产品的数量受到绿色产品本身的价格、绿色度水平、同类型产品价格等因素的影响。则t时刻消费者对于绿色产品的实际需求量可以表示为

2 模型构建与求解

2.1 集中决策

理想化情形下，供应链中制造商和供应商以实现整个供应链系统最大化为决策依据，被看作一个整体来决定各自在绿色创新活动中的努力程度Im(t)和 Is(t)。因此，首先对集中式决策进行分析，此时整个供应链的决策问题为

参考HJB方程 (Hamilton-Jacobi-Bellman equation)最优控制的解法，由式(2)可得，供应链系统在t时刻的最优利润值函数为

将t时刻供应链系统的最优利润值函数进行转化，可得

此时，供应链系统的最优控制问题满足的HJB方程为

求解最优控制问题，可以得到供应链系统的均衡解为

可得消费者参考价格的反应函数为

此时，供应链系统的最优利润值函数为

其中，

2.2 无成本分担的分散式决策

各自的利润最大化是供应商和制造商最关注的问题，因此供应链成员会据此来决策各自在绿色创新活动中的绿色创新努力水平，以实现目标。

此时，制造商和供应商的决策问题分别为

制造商的最优控制问题满足的HJB方程为

可得制造商和供应商的最优绿色创新努力水平分别为

状态方程求解可得消费者参考价格的反应函数为

此时，得到制造商和供应商的利润最优值函数为

2.3 成本分担下的分散式决策

为激励供应商，制造商承诺向供应商提供一定比例的成本分担，与此同时，供应商和制造商以各自利润最大化进行独立决策。首先，可以得到制造商决策问题为

给定 Im和 φ，供应商的决策问题为

其中，供应商最优控制问题满足的HJB方程为

制造商最优控制问题满足的HJB方程为

求解最优控制问题，可得制造商和供应商的均衡解分别为

状态方程求解可得消费者参考价格的反应函数为

此时，制造商和供应商的利润最优值函数为

命题1分散式决策下，当供应商边际利润小于两倍制造商边际利润时，有无成本分担不影响制造商的最优绿色创新努力水平，仅帮助提升供应商的最优绿色创新努力水平。

证明

当ρs＞2ρm时，当ρs＜2ρm时

由命题1可知，成本分担契约会对供应商的最优绿色创新努力水平造成影响。同等条件下，绿色创新活动投入的成本越低，供应商更愿意去参与绿色创新活动并且不断提高自身的绿色创新投入。对供应商来说，参与供应链绿色创新活动可建立其与大型制造商之间的战略合作，从而带来更多的机会。

推论1供应商和制造商的边际利润比存在阈值在阈值范围内成本分担契约对供应商的绿色创新努力具有明显的激励效果；超出阈值范围，成本分担契约对其激励效果降低。

命题2边际利润和创新成本之间的比值、市场贴现率、绿色产品边际利润等均会影响消费者行为特征对供应链成员绿色创新努力水平的作用效果。

证明

命题3制造商边际利润与成本分担比例呈正相关关系，供应商边际利润和成本分担比例呈负相关关系。

证明

供应链绿色创新活动中，由于绿色创新成果的不确定性，供应商承担较大的成本损失风险，因此制造商作为活动发起者，主动通过成本分担加强与供应商的合作协同关系，并保障双方绿色创新活动收益的最大化，提升供应链系统绿色创新效率。

3 数值仿真

在考虑市场需求端的消费者绿色偏好及参考价格效应变化的情况下，制造商和供应商在不同的决策情境下会作出不同的绿色创新努力行为，以保证自身的利益最大化。通过理论和公式推论证明消费者绿色偏好和参考价格效应对供应链均衡结果的影响，为保证结论的准确性和可信度，本节通过Mathematica软件对相关系数进行灵敏度分析[17-18]。本节主要对3种决策情景进行数值仿真，分析不同决策情境下供应链成员的利润变化趋势，以及消费者绿色偏好和参考价格效应对成本分担契约的帕累托改善效果。具体变量赋值情况见表1。

表1 变量赋值Table 1 Variable assignment

图2反映如下结果。1) 成本分担契约形式是一种有效手段，可以帮助改善供应链上下游合作的利润分配问题。在二级供应链闭环的绿色创新活动中，制造商通过成本分担契约有效帮助供应商降低资金周转压力，提高供应链成员协同的积极性，进而保证绿色产品的绿色度提升，整个供应链绿色创新活动趋于可持续发展。2) 在一定的时间周期内，供应链成员的利润均呈现先快速上升后稳步下降的趋势。这也反映出供应链绿色创新活动通过成本补贴能在一定时间内促进协同，为成员带来较好的利润收入。但由于其本身的溢出效应和外部环境成本，且市场尚未成熟等原因，无法维持长时间的有效运营。可考虑将政府或生态企业纳入绿色创新活动的框架中，以共同探索长期盈利的方案。

图2 成本分担前后供应链成员利润对比Figure 2 Comparison of profit among supply chain members before and after cost sharing

从图3可以看出，集中决策下供应链系统利润最优，成本分担下的供应链系统利润次之，无成本分担下的供应链系统利润最低。这表明成本分担契约能够实现供应链系统利润的Pareto改善，但是无法实现Pareto最优。成本分担的形式一定程度提高了整个供应链活动的系统利润水平，这也客观反映出供应链成员相互之间的合作和协调关系都有所改善。

图3 3种情况下供应链系统利润对比Figure 3 Comparison of profit of supply chain system in three cases

图4 反映出，成本分担契约对供应链成员利润的Pareto改善效果随消费者参考价格效应的变化而变化，且绿色创新成本补贴对供应商的利润具有较好的改善效果。只有当绿色产品的价位处在消费者可接受的参考区间之内，才有一定的机会被消费者所购买。同等产品绿色度的条件下，只有加强绿色创新努力水平，以规模化降低产品生产成本，才能使得产品在同类型产品竞争中保有一定的竞争优势，打造差异化竞争路径，以满足不同消费偏好的个性化需求。

图4 参数δ 对成本分担契约Pareto改善效果的影响Figure 4 The influence of parameter on the improvement effect of the cost-sharing contract Pareto

从图5可知，消费者绿色偏好行为的变化，也会影响成本分担契约对供应链成员的利润改善效果。消费者偏好系数一定时，对供应商的影响远大于制造商；对供应商来说，其利润绝对值变化随消费者偏好系数的增加而增加。消费者偏好系数越大，说明同等条件下产品的绿色度水平对消费者的购买决策影响越大，而价格对购买决策的影响越小，用户愿意为绿色产品支付更多的绿色溢价，且供应链成员的利润空间也越高。

图5 参数η 对成本分担契约Pareto改善效果的影响Figure 5 The influence of parameter on the improvement effect of the cost-sharing contract Pareto

4 结语

本文将消费者绿色偏好及其引致的参考价格效应引入供应链绿色创新相关决策的研究中，分别从分散决策和集中决策模式探讨了其对供应链中制造商和供应商绿色创新努力水平的影响，并比较各种情景下决策结果的差异，得到以下主要结论。

1) 消费者绿色偏好和参考价格效应均与供应链成员的绿色创新努力水平呈正相关关系，且消费者偏好特征对供应商的影响效果更加明显。

2) 存在消费者绿色偏好与参考价格效应影响的情况下，当供应商边际利润小于制造商边际利润的两倍时，成本分担契约可激励供应商提升绿色创新努力行为。

3) 在促进供应链绿色创新努力的过程中，消费者绿色偏好与参考价格效应间存在着交互效应，这种交互效应进一步强化了其对供应链成员绿色创新努力的激励作用。

这些结论为企业带来的策略建议如下。1) 在供应链绿色创新活动尚处于探索的阶段，由于其本身的高风险和不确定性，极易出现供应商资金周转不足，缺乏有效激励等问题。因此，资金雄厚的制造商应加强同上下游企业的合作交流，及时解决弱势企业出现的不可控问题，使供应链上下游企业在供应链活动中都能获取较好的收益，保证合作联盟关系的稳定和牢固。2) 对于大型制造商来说，成本分担这种传统的激励方式仍适用于供应链绿色创新活动，且在一定范围内能提升供应商的绿色创新努力水平，保证供应链绿色创新系统的收益可观，实现供应链利润的帕累托改进。3) 供应链上下游企业的战略决策应充分考虑消费者市场的偏好性。因信息技术手段的不断革新，产品从生产到消费的路径大大缩短，消费者的实际需求也应该被纳入生产者的考量决策之中，实现生产端和消费端的高效协同，这也是绿色消费经济的重要内涵所在。

当然，本文研究还存在一些局限。本文的研究对象仅是由一个制造商与供应商组成的二级供应链系统，未能引入供应商的竞争性环境。消费者绿色偏好及相应的参考价格效应对供应链绿色创新决策的影响可能是一个间接或非线性的过程，并受到政府补贴、市场规模等一些扰动性因素的影响。未来的研究中可进一步探讨这些影响因素的存在性及影响方式。