碳转移与谎报行为双重影响下供应链运营决策与协调

方穗

摘  要：准确提炼碳排放转移和谎报行为对供应链运营决策的影响机理，有助于提升供应链运营效率。通过构建制造商主导的Stackelberg博弈模型，分别在分散和集中情景下分析了碳转移和谎报行为对供应链运营决策的影响，并采用收益共享契约协调供应链。研究表明：产品销售价格和批发价格与供应商谎报系数正相关，供应商最优减排量与供应商谎报系数负相关;碳转移导致供应商提高批发价格;当谎报系数较小时，碳转移量增加可以提高供应商产品减排量;反之，碳转移会抑制供应商减排。

关键词：低碳供应链;碳转移;谎报行为;Stackelberg博弈

中图分类号：F274   文献标识码：A

Abstract： Accurately refining the impact mechanism of carbon emission transfer and misreporting behavior on supply chain operation decisions will help to improve the efficiency of supply chain operations. By constructing a manufacturer led Stackelberg game model， this paper analyzes the impact of carbon emission transfer and misreporting behavior on supply chain operation decision under decentralized and centralized situations respectively. In addition， revenue sharing contract is used to coordinate the supply chain. The research shows product sales prices and wholesale prices are positively correlated with suppliers misreporting coefficients， and supplier optimal emission reductions are negatively correlated with suppliers misreporting coefficients; carbon emission transfer behavior will lead to the increase of product wholesale price; when the supplier's misreporting coefficient is small， the increase in the amount of carbon transfer will increase the supplier's product emission reduction; conversely， the carbon transfer will inhibit the supplier's emission reduction.

Key words： low carbon supply chain; carbon emission transfers; misreporting behavior; Stackelberg game model

0  引  言

实践中，微观减排主体并不是独立存在于经济系统的，而是与其他企业交互影响和作用共同存在于供应链体系中[1]。在碳限额政策的约束下，碳配额短缺的一类企业为实现减排目标、减少碳交易成本，往往会利用其在供应链中的主导地位将其难以完成的碳减排任务转移给供应链上下游其他企业，从而导致供应链企业间碳排放转移的发生[2]。如：苹果、戴尔等公司则通过外包转出了其碳排放量[3]。然而，对碳排放转移的承接方而言，碳排放转移对自身生产成本的影响为其私有信息，出于对自身利益的考虑，碳转移的承接方很有可能会谎报碳转移对自身生产成本的影响，这不仅会影响消费者的购买决策，也会影响供应链企业的定价决策、减排行为和企业利润。因此，为优化供应链内部结构、提高企业减排水平，研究谎报行为和碳排放转移的双重影响下供应链企业的运营策略显得尤为重要。

目前，Zhong等[4]、Duan等[5]、Wang等[6]等主要从国家、区域和产业等宏观层面分析了碳排放转移的内涵、量化测度、流向及影响因素等问题，在微观层面，学者们发现供应链中普遍存在着企业拥有私有信息优势的现象，这些企业往往会利用信息优势进行谎报，从而对供应链运营决策产生影响。如：刘亮等[7]发现实际的生鲜供应链中存在供应商谎报农产品鲜活度的问题，并运用区块链技术来抑制供应商的谎报行为。宋英华等[8]发现在分散决策下，零售商谎报销售成本信息会对产品最优批发价、绿色度、零售价分别产生正向和负向影响。胡一娟等[9]分析了制造商低报碳成本和碳排放量信息对供应链减排和定价决策的影响。计国君等[10]发现制造商和零售商都會通过谎报策略来牟取更多利润。王勇等[11]发现制造商的谎报行为虽然提高自身利润，但会损害其他企业和供应链整体的效益。

鉴于此，本文将碳转移和谎报行为纳入供应链体系中，通过构建制造商主导的Stackelberg博弈模型，分别在集中和分散决策下，分析碳转移和供应商谎报行为对供应链定价及减排水平的影响，并用收益共享契约对供应链进行优化协调。

1  问题描述及模型假设

1.1  问题描述

本文考虑由单个制造商和单个减排供应商所构成的二级供应链。制造商处于完善的碳交易市场内且处于主导地位，而供应商未进入碳交易市场。制造商初始碳配额不足、供应商碳配额富余，制造商利用其主导地位将其难以完成的碳减排量按照单位产品碳转移量T■转移给供应商。供应商将完全承接制造商的碳排放转移，并运用自身减排技术处理该部分转移量。

1.2  模型假设

假设5  除碳转移对供应商生产成本的影响系数为供应商私有信息，其他均为对称信息。参考周艳菊等[13]，假设供应商公开的碳转移对供应商生产成本的影响系数为zσ，其中，z>1表示供应商高报碳转移量对供应商生产成本的影响。

2  模型构建与求解

2.1  分散决策模型

分散决策模式下，制造商作为Stackelberg博弈的主导者，首先决定产品的销售价格，供应商再决定产品的批发价格和减排量。双方决策以追求自身利润最大化为目标，采用逆向归纳法求解。此时，供应商公开利润、实际利润和制造商利润函数分别为（以上标D表示）：

推论1  产品的销售价格和批发价格随着供应商谎报系数z的增加而增加，但增加的幅度不同;供应商的最优减排量均随着供应商谎报系数z的增加而降低。

推论1表明，（1）随着供应商谎报力度的增大，供应商传递出其承接碳排放转移后的生产成本增大的信息，从而提高产品的批发价格。制造商也会将批发价格提高所带来的损失通过提高销售价格的方式转嫁给消费者。（2）供应商谎报力度增强带来的销售价格的提高会导致市场需求量减少，供应商为保证利润，将不会持续减排，从而导致产品的减排量降低。

推论2  碳排放转移导致产品的批发价上升，且这种上升趋势会随着供应商谎报系数z的增大而逐渐加速。

推论2表明，接受并处理来自制造商的碳排放转移，会引起供应商的碳减排压力和生产成本的增加。同时，供应商会加大谎报力度，提高批发价格，获取超额利润。

推论3  当1<z<时，产品的销售价格随着碳排放转移量T的增加而减小;当<z<z时，产品的销售价格随着碳排放转移量T的增加而增加。

推论3表明，当供应商谎报系数较小时，产品销售价格与碳转移成反比。原因在于：制造商转移部分碳排放量给供应商后，需要从碳交易市场上购买的碳排放权减少。此时，供应商批发价格的小幅增加给制造商带来的成本增加并没有超过碳转移减少的成本，制造商会降低产品的销售价格。然而，随着供应商谎报力度增大，供应商接受碳转移量的生产成本增加。当转移量持续增加时，供应商批发价格明显提高，制造商会提高销售价格保证利润。

推论4  当1<z<时，供应商的最优减排量随着碳转移量T的增加而增大;当<z<z时，供应商的最优减排量随着碳转移量T的增加而降低。

由推论4可知，当供应商谎报系数较小时，制造商增加碳转移量会带来供应商单位产品减排量的提升。原因在于，供应商减排量的提升促进市场需求增加，所带来的收益高于承接碳转移量增加的成本。供应商会更积极地减排，提高产品低碳化程度。然而，供应商的谎报力度逐渐增大，过多转移量使成本过高，供应商不得不选择减少减排投资来保证利润。

2.2  集中决策模型

集中决策下，制造商和供应商双方均以供应链总利润最大化为目标。此时，批发价格内部化，供应商则不再具有谎报碳转移对生产成本影响的动机。在集中决策下，供应链的利润可表示为：

（1）单位产品的最优销售价格为：

（2）单位产品的最优减排量为：

（3）供应链整体的最优利润为：

推论5  与分散决策相比，集中决策下的销售价格较低，但产品最优减排量较高，即p<p，e>e;集中决策下的供应链整体利润高于分散决策下的供应链整体利润，即Π>Π+Π。

推论5表明，制造商和供应商合作，虽然产品的销售价格降低，但是能够提高产品的低碳水平并扩大市场需求，供应链能够获得更多利润。因此，与集中决策相比，分散决策会造成供应链利润的损失。

3  收益共享契约协调策略

针对分散决策由于“双重边际化”和谎报导致供应链整体利润损失的问题，本节采用收益共享契约进行协调。整个销售周期结束后，供应商与制造商根据约定的比例分配供应链总利润，制造商以φ0<φ<1共享比例将自己的部分利润返还给供应商，即参与契约后制造商利润为1-φΠ，供应商利润为φΠ。

命题3  若制造商提供的收益共享系数φ∈φ，φ，收益共享契约可以协调供应链，并使供应商反馈出制造商单位产品碳排放转移量对供应商生产成本的真实影响。

证明：双方参与契约的前提条件需满足个人理性约束和激励相容约束，即参与契约后双方均能获得高于供应商谎报下的利润，即满足以下约束：。联立求解可得：<φ<。

由命题3可知，收益共享契约下，供应商将不会谎报碳排放转移对其生产成本的影响，且供应链实现帕累托改进。此外，制造商和供应商还将通过讨价还价来确定最终的收益共享比例系数φ，制造商和供应商讨价还价的能力直接影响着自己所获利润的多少。

4  數值分析

为验证上述结论，本文采用Matlab进行数值分析。基于文献[9，13]，基本参数设置如下：c=5，c=4，λ=4，λ=3，E=17，E=15，a=35，b=0.5，t=0.8，σ=0.5，k=30，p=4。

（1）销售价和批发价受碳排放转移量和供应商谎报系数的影响

由图1可知，销售价格随着供应商谎报系数的增大不断提高，且单位产品碳转移量越大，销售价格变化的幅度越大;当1<z<2时，产品的销售价格与单位产品碳转移量成反比;当2<z<5.4时，产品的销售价格则与单位产品碳转移量成正比。图2表明，产品的批发价格随着碳排放转移量的增加而增加，且增幅会随着供应商谎报系数的增加而变大。图3为集中和分散两种决策下产品销售价格的对比图，验证推论5。

（2）产品减排量受碳排放转移量和供应商謊报系数的影响

由图4可知，当1<z<2时，产品减排量随着单位产品碳转移量增加而减少;当2<z<5.4时，产品减排量随碳转移量增加而增加。图5为集中和分散两种决策下产品减排量和销售量的对比图，验证推论5。

5  结  论

本文分别在分散决策和集中决策两种情境下，研究了供应链企业间的碳排放转移和供应商谎报行为对供应链决策的影响，并运用收益共享契约对供应链进行协调。研究结果表明：（1）产品的销售价格和批发价格与供应商谎报系数正相关;供应商的最优减排量与供应商谎报系数负相关。（2）碳转移会导致供应商提供的批发价格提高。（3）当供应商谎报系数较小时，产品的销售价格会随着碳转移量的增加而减小。随着供应商谎报力度变大，制造商也会提高销售价格。（4）当供应商谎报系数较小时，碳转移量增加会带来供应商减排量的提升;反之，碳排放转移会抑制供应商减排。（5）与集中决策相比，分散决策会降低供应链总利润，收益共享可以优化供应链，并激励供应商反馈出真实信息。

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