基于政府补贴的双渠道绿色供应链决策研究

摘 要：文章构建由单一制造商和零售商组成的双渠道绿色供应链，考虑政府实施绿色研发创新补贴政策，运用博弈理论求解分散决策和集中决策两种情形下双渠道绿色供应链的最优决策，并分析比较不同情形下最优决策的变化，研究了政府补贴系数对各项最优决策的影响，并通过数值算例分析证明了结果的准确性。研究表明：集中决策下双渠道绿色供应链的最优决策均会优于分散决策下，供应链成员进行合作更有利于双渠道绿色供应链的长期发展；政府实施绿色创新研发补贴能够提升供应链的绿色度，改善供应链成员的利润。

关键词：双渠道供应链；绿色供应链；政府补贴；绿色研发；绿色创新

中图分类号：F270.5 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2024）07（b）--05

1 引言

随着经济的高速发展，全球环境形势面临着极大挑战，保护环境已然刻不容缓。我国政府在探寻能够应对环境变化的绿色经济发展模式，不断激励社会各界推进绿色创新。为激励市场活力，政府出台了一系列绿色环保政策，2021年 “十四五”规划《纲要》提出，要加快发展方式绿色转型，坚持生态优先、绿色发展，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护。党的二十大强调：必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。现阶段，在“双碳”目标影响下，消费者的环保意识不断增强，越来越注重产品绿色表现，对绿色产品的偏好意味着这种产品会给消费者带来额外的效用。在此背景下，制造企业亟须树立绿色低碳的环保理念，对传统供应链进行绿色化改造，实现生产制造过程绿色低碳发展并赢得竞争优势。然而，企业进行绿色创新研发需要投入大量的资金，经常会面临资金短缺的问题，需要通过政府实施减税、补贴等政策以缓解其资金压力。此外，随着电子商务的快速发展，极大改变了消费者的购买习惯和企业的销售方式，许多企业都设计了网络直销渠道，以满足消费者的不同渠道偏好。双渠道绿色供应链通常是一个更为复杂的系统，同一层级的成员之间存在非合作竞争，而交易则发生在不同层级之间。因此，在互联网经济背景下，政府如何制定补贴力度，供应链成员如何进行定价决策，对提高供应链的运作效率、实现绿色供应链的可持续发展具有理论价值和现实意义。

近年来，绿色低碳已成为各行各业的热点话题，世界各国的学者和政府都在关注绿色减排问题，较多学者针对单渠道绿色供应链的定价决策进行了研究，Roh等（2022）[1]运用结构方程模型技术，研究了绿色管理创新和知识产权对供应链管理和环境绩效的影响。Chen等（2022）[2]以三级供应链为研究对象，考虑碳减排成本收益和内外部因素变化，运用微分博弈和和动态分析，研究了供应链的最优减排决策问题。刘丽等（2022）[3]构建了转售模式和平台模式下的微分博弈模型，研究了绿色供应链的经营模式和营销策略问题。徐浩鑫等（2023）[4]考虑制造商具有失望规避行为，对比分析了不同权利结构下低碳供应链的碳减排水平，结果表明产品的碳减排水平和制造商效用的上升会减少失望规避程度。Nie等（2012）[5]提出了一种将数量折扣合同与固定费用相结合的协调机制来对供应链进行协调，促进供应链成员进行绿色减排。Yao等（2022）[6]通过双人动态博弈模型研究了消费者环境偏好对供应链战略的影响，分析了分享参数、行业污染标准和消费者环境偏好对结果的影响。

随着政府低碳政策的不断推广，越来越多的学者开始探讨不同政策对于企业运营决策的影响。Madani等（2017）[7]的研究表明，相较于碳税政策，给予更高额的政府补贴更利于提升产品绿色度，进而改善社会效益。Sinayi等（2018）[8]考虑政府对产品的最终价格进行征税或补贴，从经济、社会和环境三个维度研究了不同的政府政策对于绿色供应链成员利润和社会福利的影响。Lu等（2022）[9]考虑制造商和零售商分别面临碳交易和碳税政策，设计了一个由国外单一制造商和国内单一零售商组成的全球供应链系统。曹裕等（2019）[10]研究了在考虑制造商和零售商均做出绿色努力的情况下，政府无补贴情形、制造商补贴情形和消费者补贴情形对供应链决策产生的影响。韩同银等[11]考虑零售商的公平关切行为，研究了政府补贴和政府不补贴两种情况下双渠道绿色供应链的最优绿色度和最优定价策略。

通过以上对绿色供应链和政府补贴政策下绿色供应链相关文献的梳理可以发现，现有国内外文献证明了绿色供应链的合理性与可持续性，相关领域的现有研究非常丰富，但还存在一些有待完善的地方。在绿色供应链运营管理的研究中，以单渠道绿色供应链为研究对象的文献较多，较少学者考虑双渠道的绿色供应链。因此，本文考虑政府实施绿色创新研发成本补贴政策，由零售商和进行绿色创新研发的制造商组成的双渠道绿色供应链，探讨了两种决策模式下双渠道绿色供应链的定价策略，对比分析了政府补贴系数对供应链定价策略的影响。最后，通过数值模拟仿真，研究政府补贴系数对双渠道绿色供应链的影响，给出双渠道供应链运营管理的对策建议。

2 研究框架与基本假设

2.1 问题描述与研究假设

考虑由零售商和进行绿色研发创新的制造商组成的双渠道绿色供应链，制造商通过传统渠道销售和网络渠道直销两种方式销售产品，政府实施绿色研发创新成本补贴政策，最终消费者根据自己的消费渠道偏好购买绿色产品。本文参照江世英等（2019）的研究，设政府以补贴比率η对绿色创新的制造商进行补贴[12]。假设制造商以c为单位成本生产绿色产品，并以传统销售渠道和网络直销两种销售渠道向消费者销售绿色产品。在传统销售渠道下，制造商以批发价格w将绿色产品提供给零售商，随后零售商再以零售价格pr将产品销售至市场，在网络直销渠道下，制造商将采取直接销售策略，以零售价格pd向消费者提供产品。本文的模型具有如下假设：

假设1：制造商的绿色创新成果直接冲击市场需求并影响产品销量；

假设2：根据参考文献[13]，制造商的绿色研发创新成本可表示为：

其中，u为绿色研发创新成本系数，g为产品的绿色度。

假设3：根据参考文献[14-15]，消费者在进行决策时，会将传统销售渠道和网络直销渠道下产品的售价和自身所在渠道下产品的价格作为参照，且消费者的自身价格弹性系数比交叉价格弹性系数大，这表明在双渠道供应链中，消费者所在渠道的价格变化带来的影响要大于另一渠道，即b>γ>0。

2.2 符号说明

本文所用符号如表1所示。

3 模型构建与求解

3.1 分散决策下双渠道绿色供应链决策模型（模型D）

在分散决策情形下，零售商和制造商分别以自身利润最大化为目标，通过Stackelberg博弈方法来进行分析，决策模型如下：

采用逆向归纳法求解，对式（1）求关于pr的二阶偏导数，可得：，二阶导小于零，故当时，存在唯一的最优传统销售渠道零售价。将式pDr代入πDm求关于pd和w的海瑟矩阵。根据假设条件b>γ>0，可得一阶顺序主子式-b<0，二阶顺序主子式2（b2-γ2）>0，海瑟矩阵负定，存在最优批发价和最优零售价，令，，并将求解结果带入式中，可得分散决策情形下各项最优决策：

命题1表明，政府实施绿色研发创新成本补贴政策时，政府的补贴系数与产品的绿色度呈正相关关系，制造商会投入更多资金对产品进行绿色研发创新，产品的绿色度得到了提高，此时制造商为了保证自身的利润，会提高产品的批发价格和网络渠道零售价格，此时零售商为防止自身利润的下降，会提高产品传统渠道的零售价格。对于有绿色偏好的消费者而言，产品绿色度提高所带来的效用更大，因此会更倾向于购买绿色产品，增加了产品的市场需求量，进而增加了零售商和制造商的利润。因此，在双渠道绿色供应链中，政府给予一定的财政补贴，可以刺激制造商进行绿色研发创新，加强对消费者需求偏好的关注。

3.2 集中决策下双渠道绿色供应链决策模型（模型C）

在集中决策情形下，零售商和制造商均以供应链整体利润最大化为目的进行决策，决策模型如下：

求解方式同分散决策情形，最终解得集中决策下各项最优决策：

命题2 集中决策模式下，，，，，。

命题2表明，随着政府补贴系数η的增大，制造商会加大对产品的绿色创新研发力度来提高产品的绿色度，导致产品的生产成本上涨，制造商为减少绿色创新所带来的损失会以较高的批发价格和零售价格提供产品，此时较高的产品绿色度会吸引有绿色偏好的消费者进行购买，进而增加了产品的市场需求量和消费者剩余，最终使得供应链的整体利润增加，表明政府绿色研发创新成本政策会对供应链的整体利润产生积极影响。

命题3 对于政府进行补贴的双渠道绿色供应链，分散决策和集中决策情形中的最优解存在以下关系：gc*>gD*，，，，当时，；当时，。

命题3表明，在两种决策模型均有最优解的情况下，集中决策下产品的绿色度要优于分散决策情形，且产品的网络直销渠道零售价格、市场需求量、消费者剩余以及供应链的整体利润更高，当补贴系数满足一定条件时，产品的传统销售渠道零售价格也会更高。由此可知，在分散决策的情形下，由于双渠道绿色供应链中零售商和制造商均以自身利益的最大化为目的，而未考虑供应链中其他成员的收益，使得分散决策下的最优产品绿色度、市场需求量、消费者剩余和供应链整体利润均低于集中决策。

4 算例分析

本文运用MATLAB进行算例分析，分析比较了模型中的相关参数对供应链利润的影响，进一步验证前文所述结论的准确性。借鉴以往文献[11，16]，并结合绿色供应链相关文献进行分析，对前文构建的分散式决策模型和集中式决策模型中的参数赋值如下：a=100，b=1，μ=0.6，γ=0.5，c=5，k=0.6，u=2，η=0.3，初始值满足本文的参数条件。结合以上参数，本文拟针对政府补贴系数进行灵敏度分析，探讨相关参数对双渠道绿色供应链的影响，并验证前文所描述模型的有效性，结合仿真结果给出针对性的对策建议。

固定其他参数，取政府补贴系数。此时，政府补贴系数对产品绿色度、市场需求量、零售商和制造商利润以及供应链整体利润的影响如图1所示。由图1可知，在分散决策和集中决策情形下，产品的绿色度、市场需求量、供应链成员利润和整体利润随政府补贴系数的增加而增加。此外，集中决策下产品的绿色度、市场需求量和供应链整体利润均高于分散决策情况下，且增长速率更快。

5 结语

本文考虑政府实施绿色研发创新成本补贴政策，以单一制造商和零售商构成的双渠道绿色供应链为研究对象，求解并分析了政府补贴系数对供应链最优决策及利润的影响，并通过算例分析验证结果，分析比较相关系数对供应链定价策略及利润以及契约取值范围的影响。结果表明：（1）集中决策下产品的绿色度、市场需求量、零售商和制造商的利润、供应链整体利润均会优于分散决策情况下。因此，建议政府制定合理的补贴额度，促使零售商和制造商达成合作，提升产品的绿色度，改善供应链的收益。（2）本文通过分析政府补贴系数对双渠道绿色供应链的影响发现，随着政府补贴系数的增加可以改善产品的绿色度及供应链利润，表明当政府对实施绿色研发创新成本补贴时，能够刺激制造商进行绿色产品的研发与生产，并改善供应链的利润。因此，本文建议政府对进行绿色研发创新的企业给予适当补贴，刺激制造企业进行绿色产品研发。

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