维修中心参与回收时闭环供应链的定价决策及回收模式选择

卞文良, 潘 岳, 王文宾, 全诗苑, 刘笑颜

(1.北京交通大学 经济管理学院,北京 100044; 2.中国铁路上海局集团有限公司 上海货运中心,上海 200040; 3.中国矿业大学 管理学院,江苏 徐州 221116; 4.北京移动平台生态部,北京 100007)

0 引言

科技的发展和激烈的市场竞争使得电子产品的生命周期日益缩短。由于更新换代，市场上存在大量的废旧电子产品。废旧电子产品既存在潜在的环境风险，又具有一定的资源价值[1～3]。对废旧产品进行回收再制造成为节约资源和保护环境的必然选择，并引起了社会各界的关注。2008年，国务院出台《废弃电器电子产品回收处理管理条例》，鼓励电子产品制造商积极承担回收再制造废旧产品的责任。2013年，国务院颁布《循环经济发展战略及近期行动计划》推进回收再制造的实施。2018年，我国举办了《电器电子产品回收处理技术及生产者责任延伸制度国际会议》，旨在推行落实生产者责任延伸制度，推动回收再制造行业走向规范。

近年来，为了落实生产者延伸责任制，制造商开始担负起对废旧产品进行回收处理的责任。由于回收并非制造商的核心业务，将其外包给专业的回收商能提高企业整体效率。因此，现实中，制造商大多依靠回收商进行回收。一些学者对回收商负责回收的情形进行了研究，王文宾等[4]在考虑回收商负责回收的基础上，比较了政府奖惩机制和税收-补贴机制对于提高逆向供应链回收率的有效性。黄祖庆等[5]将回收投入成本与回收量假设为回收率的函数,在此基础上研究了第三方回收商回收时再制造供应链的决策与收益。陈逸伦等[6]将回收率细化为回收价和回收努力程度, 研究了第三方回收商主导下的回收拆卸以及增值服务。Goh等[7]分别从理论和案例方面研究了当第三方回收商拥有产品再制造能力的情形下制造商的再制造策略，并比较了原始制造商和外包给第三方回收商两种策略下的决策与收益。

除了以回收商为代表的回收渠道，现实中还出现了维修中心进行回收的情形，如“Hi维修”、“极客修”。这些维修中心不仅可以像回收商一样有偿回收废旧的电子产品，更重要的一点是在维修过程中还可以免费获得维修替换下的旧零部件。例如，在产品质保期内，维修中心有权将维修替换下的零部件进行回收且无需支付回收费用；同时，随着消费者环保意识的增强，越来越多的消费者也主动选择将维修替换下的旧零部件无偿交给维修中心。在现实中，联想集团在依靠传统回收商进行回收的基础上，也通过第三方维修中心有偿回收废旧电子产品。事实上，在整个回收过程中涉及到的维修中心有两种类型，一种为联想的官方维修中心，另一种为第三方维修中心。不过出于专业化运营的考虑，官方维修中心只提供维修服务，不提供有偿回收服务。而第三方维修中心既提供维修服务也提供有偿回收服务。采用第三方维修中心既比官方维修中心功能丰富，又比传统回收商成本低廉。这种以回收商和第三方维修中心组成的双回收渠道模式不仅使得回收渠道更加多样化便利于顾客的选择，而且使得售后维修服务与回收再制造活动完美结合有助于实现企业运营成本的整体最优。在学术界，已有少数学者注意到维修中心可作为传统回收渠道的有益补充，倪明和莫露骅[8]对比了维修中心负责回收和零售商负责回收时制造商利润的差异，研究表明当维修中心的维修成本高于再造时节约的单位成本时可选择维修中心回收模式。但该研究没有考虑维修中心可以免费获得零部件的情况。

考虑到维修中心既可以免费获得零部件，也可以有偿回收废旧产品，因此在对其进行研究时需要注意到产品和零部件的质量问题。一些学者对产品和零部件质量的研究做出了贡献，江兵等[9]将回收产品的质量作为研究重点，分析了产品回收质量对各节点企业决策的影响。Modak[10]进一步考虑了不同回收渠道废旧产品的质量差异，研究了废旧产品质量和回收渠道对各企业回收定价策略的影响。冯章伟等[11]从产品拆解之后得到不同质量零部件的角度出发，构造了两级再制造情形下和仅产品再制造情形下的闭环供应链模型并进行了分析。在以上研究的基础上，本文进一步考虑了有偿回收产品拆解后的零部件与免费获得零部件质量差异的情形。对于有偿回收的产品而言，拆解检验后既有能满足产品再制造性能的有效零部件，又有无效零部件[12]。对于维修中心免费获得的零部件而言，损坏程度相对较高，其有效零部件的比例通常比有偿回收产品拆解获得的有效零部件的比例要低。

维修中心参与回收是闭环供应链研究面临的新情境。维修中心参与下企业的最优定价决策将发生什么变化？如果引入第三方维修中心参与回收，能否比仅靠回收商回收更好？为了研究这些问题，本文在制造商进行再制造的前提下，考虑了维修中心可以免费获得零部件，不同回收来源的回收产品或零部件存在质量差异，不同回收渠道之间存在竞争等情形，分别提出回收商单回收渠道模式、回收商与第三方维修中心双回收渠道模式，并从制造商利润以及有偿回收产品总数量的角度对两种回收模式进行了比较分析。

1 问题描述与基本假设

首先构建由制造商、零售商、回收商组成的闭环供应链，如图1所示，其中，制造商包括制造中心和官方维修中心，制造中心负责产品的制造和再制造，官方维修中心负责产品的维修。在正向供应链中，制造商先将产品以批发价PM出售给零售商。然后，零售商以零售价PR出售给消费者。在逆向供应链中，回收商先以回收价μC从顾客手中回收旧产品，拆解后，将有效零部件提取出来。然后，制造商以回购价μM从回收商处回购有效的零部件。同时，制造商还可以通过官方维修中心免费获得数量为M1的零部件。出于专业化运营及管理复杂度的考虑，这里设定官方维修中心并不提供产品的有偿回收服务(如联想公司)，所以该模式称为回收商单回收渠道模式(S模式)。

图1 模式下的再制造闭环供应链

进一步，将第三方维修中心考虑进来，构建了回收商与第三方维修中心双回收渠道模式(D模式)，如图2所示。其中，正向供应链运作模式与S模式类似。在逆向供应链中，新进入的第三方维修中心不仅能以价格μT对废旧产品进行回收，还可以通过维修免费获得数量为M3的零部件。制造商一方面以回购价μM从第三方维修中心和回收商处回购有效零部件，另一方面通过官方维修中心免费获得数量为M2的零部件。

图2 D模式下的再制造闭环供应链

为了刻画两种模式中产品的需求情况，引入需求函数Q=α-βPR[13]，其中，α为产品的市场容量，β为消费者对产品销售价格的敏感系数。销售环节中制造商生产新产品的单位成本为CN，利用有效零部件进行再制造的单位成本为CP，且CP

相关假设如下:

(1)再制品和新产品是同质的，销售价格相同[14,15]。

(2)企业只对符合再制造要求的有效零部件加以利用。维修中心免费获得的全部为零部件，有效零部件的比例为ε1；有偿回收来的全部为完整产品，需要进行拆解处理，每个产品的平均拆解处理成本为F，拆解处理后有效零部件占总零部件的比例为ε2[16]，且ε1<ε2。对于两种方式获得的无效零部件直接进行环保的处理，收益忽略不计。

2 模型构建与分析

2.1 单回收渠道模式

在单回收渠道模式下，回收商负责有偿回收废旧的电子产品。假设其回收量函数为：

NC=d0+d1μC

(1)

其中d0表示具有环保意识又追求公平的消费者人数。d1表示消费者对回收商有偿回收价的敏感参数[17]。

S模式下，制造商首先确定产品的批发价和回购价，零售商和回收商随后确定产品的零售价和回收价。

根据上面的描述可得出S模式下各企业的利润函数，并得到命题1。

[ε1M1+ε2NC]-μMε2NC

(2)

(3)

(4)

命题1单回收渠道模式下，制造商的最优批发价和最优回购价分别为

(5)

(6)

零售商的最优零售价为

(7)

回收商的最优回收价为

(8)

根据最优定价，可得出S模式下企业的最优利润及总回收量(见表1)。

2.2 双回收渠道模式

该模式下，回收商与第三方维修中心都可以有偿回收电子产品。参考Seong等[18]和倪明等[20]的研究，本文设计回收商和第三方维修中心的有偿回收量函数分别为

NC=d0+d1μC-d2(μT-μC)

(9)

NT=d2(μT-μC)

(10)

其中，d2表示两种回收渠道之间的竞争程度。参考倪明等[19]的研究，这里假设μT>μC。一方面，考虑到第三方维修中心在回收方面提供的便利性不如回收商，其必须给予消费者更高的回收价格，才能保证有一定的产品回收量[20]。另一方面，由于第三方维修中心的核心业务是维修，其本身已拥有相对完善的运营体系，再开展回收业务时不用额外投入过多的固定成本，能够有更多的利润空间让利给消费者，因此可以给予消费者更高的回收价格。

在决策顺序上，D模式与S模式类似，但增加了第三方维修中心最后决策回收价。

根据上面的描述，可以写出双回收渠道模式下制造商、零售商、回收商、第三方维修中心的利润函数并得到命题2。

(CN-CP)[ε1(M2+M3)+ε2(NT+NC)]

(11)

(12)

(13)

(14)

命题2双回收渠道模式下，制造商的最优批发价和最优回购价分别为

(15)

(16)

零售商的最优零售价为

(17)

回收商的最优回收价为

(18)

第三方维修中心的最优回收价为

(19)

根据最优定价，可得出D模式下企业的最优利润及总有偿回收量(见表1)。

此外，两种渠道之间的竞争程度d2也会对制造商的定价和利润产生影响。鉴于其表达式相对复杂，这里通过数值仿真进行分析。表2给出了某电子产品相关参数，图3展示d2对制造商定价和利润的影响。

表1 不同模式下的均衡解

表2 参数取值

图3表明，随着d2的增大，D模式下制造商有效零部件的回购价不断增加。这是因为当d2较大时，消费者对第三方维修中心与回收商的回收价之差较为敏感，这时候第三方维修中心能够从回收商处吸引来更多的消费者。而此时回收商为了避免自身顾客的流失，也会提高产品有偿回收价。制造商考虑到这一情况，会增加有效零部件的回购价以鼓励回收商和第三方维修中心提高回收价。考虑到d2的增大促进了回收价格的增加，消费者更愿意将手中的旧产品交给回收企业，进而使得制造商能够回收更多的零部件用于再制造，导致制造商的最大利润不断增大。

图3 d2对制造商回购价和利润的影响

3 回收模式选择

通过分析，可推导出以下命题：

命题3表明，从有偿回收产品总数量的角度来看，当M3较低且d2较高时，供应链更趋向于选择D模式，即考虑让第三方维修中心加入供应链中，承担维修和回收工作。这样有偿回收产品的总数量更多，也更有利于环境的保护。这是因为当M3较小时，第三方维修中心有偿回收的动力较大，有偿回收价格会提高，此时有偿回收的废旧电子产品数量也会相应增大；同时，当两种渠道之间的竞争程度d2增加时，第三方维修中心和回收商的有偿回收价格均会增加，这时消费者更愿意将手中的旧产品交给回收企业，导致回收产品的总数量增加。在这两者的共同作用下D模式可以有偿回收更多的产品。若M3较大，或者M3和d2均较低时，供应链更适合采用S模式。相应的模式选择如图4所示。

图4 模式选择-有偿回收总数量

由于

类似命题3，同样以M3和d2为标准进行分析。通过观察发现，M3或者d2的增加不会对S模式下制造商的最优利润产生影响，但会使得D模式下制造商的最优利润增大。因此，当M3或者d2较大时，D模式下制造商的最优利润更大；当M3或者d2较小时，S模式下制造商的最优利润更大。

相比于S模式，D模式中由于第三方维修中心的加入，官方维修中心免费获得零部件的数量可能会变化，一方面，随着第三方维修中心的加入，官方维修中心的维修数量一部分会被分流走，导致其免费获得零部件数量有所减少；另一方面，维修渠道多样性的增加促进了维修的便利性，刺激了维修需求的释放，促使官方维修中心免费获得零部件数量增加。如果最终结果是D模式下官方维修中心免费获得零部件的数量不小于S模式，那么制造商选择D模式可以获得更大的利润。这是因为两种模式下制造商的利润差别主要是官方维修中心免费获得零部件进行再制造的总节约成本以及有偿回收的有效零部件进行再制造的总节约成本，对于有偿回收的有效零部件进行再制造的总节约成本，D模式大于S(见命题4的证明)。当M1≤M2时，双回收渠道模式下官方维修中心免费获得零部件进行再制造的总节约成本(ε1M2Δ)大于单回收渠道模式下对应的值(ε1M1Δ)。因此，这时候D模式下制造商的利润更大。如果最终结果是D模式下官方维修中心免费获得零部件的数量小于S模式，那么只有当M1-M2的值较小，满足S模式下免费零部件再制造带来的总节约成本优势不超过D模式下有偿回收的有效零部件再制造带来的总节约成本优势时，制造商选择D模式可以获得更大的利润。

图5 模式选择-制造商利润

4 结论

本文研究了回收商单回收渠道模式、回收商与第三方维修中心双回收渠道模式下回收再制造闭环供应链上企业的定价策略及回收模式选择问题，得出一些有价值的结论：一是两种模式下，官方维修中心免费获得零部件的数量都只会对制造商的利润产生影响，不会对制造商的回购价和回收商回收价产生影响。二是双回收渠道模式下，第三方维修中心免费获得的零部件数量增加会使制造商回购价降低、利润增加。此外，第三方维修中心和回收商之间竞争程度的增加会使制造商有效零部件的回购价和利润增加。不同于一般文献的结论，本文发现双回收渠道模式并不总是优于单一回收模式。有趣的是维修中心免费获得零部件的数量将较大地影响到供应链回收模式的选择。具体来说，从有偿回收产品总数量最大化的角度来看，当第三方维修中心免费获得零部件的数量较低且两种渠道之间的竞争程度较高时，应该选择双回收渠道模式。反之，当第三方维修中心免费获得零部件的数量较高，或第三方维修中心免费获得的零部件数量和两种渠道之间的竞争程度都较低时，应该选择单回收渠道模式。从制造商利润最大化的角度来看，若双回收渠道模式下官方维修中心免费获得零部件的数量相对于单回收渠道模式下的数量占优，或者不占优但比较接近时，制造商选择双回收渠道模式可以获得更大的利润；相反，若双回收渠道模式下官方维修中心免费获得零部件的数量比单回收渠道模式下相应的数量少到一定程度时，选择单回收渠道模式可获得更大的利润。

本文仅对回收商以及第三方维修中心这两种回收渠道进行了分析，市场上可能存在更多的回收渠道，在未来的研究中可以考虑多种渠道的选择问题。此外，本文假设再制品和新产品是同质的，然而现实中消费者对再制造和新制造产品的偏好可能有所不同。放松该假设，可以作为本文后续研究的方向。