绿色消费者规模对闭环供应链成员定价决策的影响

一 引 言

随着全球气候变暖、不可再生资源短缺等资源环境问题加剧，如何维持环境的平衡、实现较佳社会以及经济效益成为当下的焦点问题(Ding et al.,2018)[1]。另一方面，人们对生活质量的要求越来越高，倾向于追求绿色可持续的生活环境。面对这一系列问题，政府、企业以及居民也更重视回收再制造的绿色可持续模式，旨在减少对环境影响的所有增值业务的绿色供应链备受关注。政府制定了相应的政策，促使企业积极投入到回收再制造中(Tsao et al.,2017)[2]。正是由于回收再制造再利用具有保护环境、有效利用资源的功能，包括汽车、电信和电子工业在内的许多行业都积极实施推进。例如，20年来施乐公司通过实施再生战略、降低制造成本获得上亿美元的收益(李晓静等, 2016)[3]。现实生活中，除了政府和企业对回收再制造活动越来越重视，消费者偏好、需求特点以及细分消费者群体规模等因素也会直接或间接地影响企业的再制造活动。所以，随着个体环保意识增强，绿色消费者群体规模不断扩大，若再制造产品或者翻新产品与新产品并无本质差别，且在性能和使用效用等方面与新产品差异较小时，消费者往往会更加青睐该类再制造产品或翻新产品，甚至以新产品的价格去购买此类产品。鉴于此，国内外学者对于闭环供应链的研究逐渐增多。他们主要通过研究供应链的可持续性、碳减排以及逆向物流来解决自然环境恶化以及资源再利用的问题。本文在已有研究的基础上，着重研究绿色消费者群体规模对闭环供应链系统和回收模式选择的影响。

二 文献综述

关于闭环供应链回收渠道模式的选择、定价决策以及不同回收模式下供应链协调方面，Savaskan et al.(2004)[4]研究了三种回收模式，发现最接近消费者市场的零售商作为回收代理商模式是最有效率的，制造商采取两部定价制激励回收代理商进行回收并最大化其利润，降低效率损失。倪明等(2017)[5]基于市场不确定性探讨双渠道回收模式，并分析了双回收渠道竞争对闭环供应链决策的影响。李晓静等(2016)[3]通过构建两条回收竞争供应链模型，研究了不同决策模式下供应链之间的竞争强度以及回收率对成员决策的影响，发现基于零售商或是环境效益的角度均倾向选择制造商回收模式。汪翼等(2009)[6]研究制造商或分销商负责废旧产品回收的两种回收模式，以制造商为Stackelberg领导者，发现回收模式的选择对供应链系统的绩效收益并没有影响，但系统内部收益分配会受到回收可变成本的直接影响。何晓梅和李梦(2017)[7]研究两个竞争制造商和一个零售商所构成的闭环供应链模型，在产品异质情况下，分析三种回收模式，发现回收模式的选择不会对销售价和批发价产生影响，但消费者的支付意愿会直接影响回收模式的选择，并且回收价随着制造商之间竞争强度的提升而提高。此外，还有一些学者针对闭环供应链权力结构所产生的影响，对闭环供应链协调进行研究。李新然等(2013)[8]构建制造商回收再制造闭环供应链模型，研究了权力结构对成员决策所带来的影响，并设计三种收益共享契约机制协调供应链来对比得出能够提高闭环供应链回收效率、成员利润以及系统整体效率的方式。颜荣芳等(2013)[9]对零售商回收模式的闭环供应链进行研究，发现分散决策下由于回收补贴价格转移到再制造产品的售价，进而影响到零售商利润和进货需求。Zhao和Zhu(2017)[10]不同于以往只考虑单一不确定性因素的研究，通过构建二级闭环供应链回收再制造模型分析同时存在随机制造率和随机回收率的情形，进而提出一种收益分享合同来协调供应链消除双重边际效率损失，发现无论谁处于主导地位，都可以提高成员的期望利润并保持供应链获取最优利润。

在考虑回收再制造中消费者存在的各种偏好方面，Xu和Wang(2017)[11]研究了两阶段闭环供应链中的碳减排再制造问题，将消费者的低碳偏好加入分析框架中，为了避免双重边际化发生，采取不同以往的成本分担机制，以产品销售后消费者的满意度为目标函数，建立新利润分配机制进行对供应链的协调分配。陆瑶和李艳冰(2015)[12]基于消费者效用发现不同环保偏好强度下，均存在一个最优再制造率，且消费者的环保偏好越强，再制造率越高，并采用Nash讨价还价模型建立补贴机制，以激励制造商提高再制造率、扩大环保偏好。王道平等(2017)[13]基于回收量随机，对碳交易机制下减排策略以及成员决策进行研究，考虑了消费者的低碳认知度并发现消费者低碳价值认可度的提高有利于碳交易机制的实施。郭军华等(2012)[14]依据消费者对不同产品的支付意愿不同，引入产品替代性，解出不同决策模式下成员最优定价决策。舒彤等(2017)[15]考虑消费者支付意愿的异质性，分析政府补贴对闭环供应链的影响。并基于消费者剩余效用、制造商效益以及社会总福利等多角度研究了政府补贴的利弊，发现促进回收再制造的根本是加强消费者环保意识。赵晓敏和黄盈(2016)[16]考虑消费者对新产品和再制造产品认可度不同，从成员决策、社会福利等不同维度探讨双渠道供货系统下的最优情形。再制造产品认可度的提高对制造商以及回收商的收益均有促进作用。

以上研究大多分析了闭环供应链回收模式的选择、供应链市场权力结构以及协调、基于消费者不同偏好(如消费者支付意愿、消费者环保偏好、低碳认知度以及再制造产品认可度等)分析不同情形下闭环供应链最优定价决策，较少研究细分消费者群体并考虑绿色消费者规模对闭环供应链回收模式选择和成员定价决策的影响。区别于前人同类问题研究，本文将消费者群体细分为一般消费者和绿色消费者，尝试探究绿色消费者规模对回收模式选择以及闭环供应链成员定价决策的影响。

综上所述，将消费者偏好或者不同消费群体规模纳入绿色环保偏好闭环供应链中展开研究，尚有待深入。本文在已有文献的基础上，考虑市场中绿色消费者群体规模大小以及消费者支付意愿因素，主要分析以下问题：(1)细分消费者群体条件下，绿色消费者规模的扩大对闭环供应链回收模式选择会产生什么样的影响？(2)绿色消费者规模的扩大如何影响成员的定价决策？

三 问题描述和研究假设

本文针对制造商和零售商分别负责回收废旧产品的情形，基于消费者的绿色偏好和产品的支付意愿对闭环供应链决策进行分析。假设市场上存在一般消费者和绿色消费者两类，且两类消费者均能自主有效地识别新产品和再制造产品。一般消费者认为再制造产品是由废旧品加工而来，产品功能效用等方面均与新产品存在一定差距，因此对再制造产品的支付意愿会低于新产品；绿色消费者具有较强的环保意识和绿色观念，认为再制造产品虽然由废旧产品加工以及新旧零件组合加工而来，但产品质量和功能与新产品并无较大差异，因此对两种产品的支付意愿无差别，有时甚至高于新产品。在此基础上，假设市场潜在需求为a,市场上一般消费者的份额比重为1-β，绿色消费者的份额比重为β。参考高鹏等(2014)[17]的研究，一般消费者对新产品的支付意愿为θ，并且均匀分布在[0,a]上。所以，在这里a也被解释为消费者对产品的最高支付意愿。由于在实际情形中，非绿色消费者对再制造产品偏好和支付意愿通常低于绿色消费者，则用αθ表示，α为一般消费者对再制造产品的接受程度，其范围为(0, 1)。在本文设定的模型中，制造商先决定各产品的批发价，分别为wn和wr；然后零售商决定以零售价pn和pr在市场上销售。当零售商负责回收时，零售商首先以一定的回收价从消费者手中获得可回收再利用的废旧产品并由制造商回购进行再制造活动；制造商负责回收时，直接以相应的价格从消费者手中回收。进一步可以得到一般消费者购买各产品相应的效用函数，即un=θ-pn和ur=αθ-pr。这里，当un≥ur时，一般消费者会选择购买新产品；当un≤ur时，一般消费者会选择购买再制造产品。而绿色消费者由于其对新产品和再制造产品的支付意愿相同，故两种产品的效用函数分别为：un=θ-pn和ur=θ-pr。倾向购买程度类似于一般消费者。根据Ferrer和Swaminathan(2006)[18]的研究，一般消费者对各产品的需求为：

绿色消费者对各产品的需求为：

进一步得到新产品和再制造产品的总需求为：

为进一步解释模型，作如下假设：

假设1 新产品和再制造产品生产的单位成本分别为cn、cr，并且再制造存在成本节约优势，有cn>cr>0；Δ=cn-cr。

假设2 废旧产品的回收率为τ，并且0<τ<1。假定回收的所有废旧品均能成功用于再制造活动并销售给消费者，并且足以满足再制造产品的需求。故回收量表示为：S=τ(Qn+Qr)。

假设4 制造商在渠道中占主导地位，零售商为跟随者；并且制造商和零售商均为风险中性且完全信息，均追求利润最大化。

其他相关变量说明，如表1所示。

表1 相关变量说明

四 模型建构

(一)制造商负责回收(M模式)

(1)

将其代入到制造商的利润函数式(2)中：

(2)

则各产品的最优零售价为：

进一步得到制造商和零售商相应的最优利润，由于公式相对复杂，故在算例中仿真模拟。

将最优零售价代入，得到M模式下各产品的需求为：

此时，各产品需求均大于0，满足假设3，且符合实际。

(二)零售商负责回收(R模式)

该模式下零售商负责回收并对回收的废旧产品具有所有权。负责回收的零售商以价格A从消费者手中获得废旧产品，转而制造商以转移费b从零售商处回购其获得的废旧产品进行再制造活动和再销售。为了保证零售商从事回收活动有利可图，有b>A。其中制造商占主导，零售商处于跟随地位，故采用逆向求解方法，零售商利润函数为：

(3)

进一步可以得到：

零售商回收模式下，制造商的利润函数为：

(4)

从而可以得到零售商关于各产品零售价的最优决策为：

由于各成员的利润公式相对复杂，故在算例中仿真模拟。

将最优零售价代入，得到R模式下各产品的需求为：

此时，各产品的需求均大于0，满足假设3，且符合实际。

五 模型分析

根据上述模型求解出不同回收模式下，制造商与零售商对新产品和再制造产品的最优批发价和最优零售价，并对相应决策变量即需求作比较，得到以下命题。

命题1 不受回收模式策略的影响，各产品的批发价和零售价会随着绿色消费者规模比例β的增大而提高。

证明见附录1。

命题1说明，绿色消费者份额对新产品和再制造产品的价格具有正向作用，并且不受回收模式的影响。这主要是由于随着消费者规模的扩大，市场中有更多倾向再制造产品的绿色消费者，甚至会以更高的价格购买再制造产品；此时新产品保持产品优势，一定程度上会提高价格，以获取更多的利润。当β=1时，即市场上的消费者均为绿色消费者时，消费者均会选择再制造产品。

命题2 不受回收模式策略的影响，新产品与再制造产品的批发价和零售价均随着回收率的提高而提高，并且批发价随回收率变化的幅度是零售价变化幅度的2倍。

证明见附录2。

命题2说明，回收率的提高对产品的批发价和零售价有促进作用，并且相较于零售价，批发价格对回收率的变化更为敏感，是零售价变化程度的2倍。主要是因为回收率的提高代表消费者的环保意识增强，消费者更偏好绿色环保的再制造产品，愿意以高价去购买。在再制造产品提价的同时，新产品保有产品优势也提高价格进一步获取利润。

命题3 不受回收模式策略的影响，再制造产品需求与绿色消费者规模β存在正向关系，新产品需求变化则相反。

证明见附录3。

结合命题1和命题2，命题3说明无论哪种回收模式下，随着绿色消费者群体规模不断增大，具有环保意识和绿色观念的消费者增多，进而促进了再制造产品的需求。再制造产品需求的增大致使新产品市场受到挤压，此时新产品和再制造产品的价格也随绿色消费者规模增大而提高，消费者可以购买到价格相对较低且更为环保的再制造产品，所以此时再制造产品需求增大，新产品需求降低。

证明见附录4。

根据以上命题可以总结出，当零售商负责回收时，新产品和再制造产品的价格更低，并且相较于制造商回收模式，再制造产品需求更高。所以从消费者角度来看更倾向于零售商负责回收，并且整体的环境效益也较高。

六 算例分析

为进一步验证本文模型的有效性，以使研究结果更贴近实际管理活动，下面以具体数值算例进行分析。由于本文主要分析不同回收模式下绿色消费者规模变化对成员决策所带来的影响，即分析绿色消费者群体比例β的变化对最优决策的影响。所以主要参数设为：市场容量a=50，支付意愿差异系数α=0.7，各产品的生产成本cn=20、cr=10，废旧产品回收价格和转移价格分别为A=3、b=5，废旧产品的回收率τ=0.8，参数均满足假设。分别设定绿色消费者群体比例β=0.3、0.5、0.8，相关最优解如表2所示。

表2 绿色消费者群体规模比例β固定时不同回收主体模式下最优决策情形

由表2可得到，R模式下各产品的零售价均低于M模式下，且各产品的市场需求也更高；零售商负责回收模式时系统总体利润高于制造商回收模式，由此可以得出，不管从消费者角度还是供应链系统整体来看，均倾向于让零售商来负责回收活动。此外，当零售商负责回收时，其利润低于制造商回收模式，而制造商负责回收的情形也相同。这说明供应链成员均有动机让对方来承担回收，这样自身才能获得更大的利润。

下面具体分析绿色消费者规模比例参数β的变化对不同回收主体模式下产品价格、需求以及利润的影响。基于现实的观察，市场中会存在一定的绿色消费者，但绿色消费者并没有占据所有的市场，故选取β在区间[0.3, 0.8]内变化，计算两种模式下产品定价及利润的变化规律。

图1不同回收主体下绿色消费者群体比例β对新产品零售价格影响

图2不同回收主体下绿色消费者群体比例β对再制造产品零售价影响

图3不同回收主体下绿色消费者群体比例β对新产品批发价影响

图4不同回收主体下绿色消费者群体比例β对再制造产品批发价格影响

从图1-图4可以看出，不受回收模式转变的影响，各产品的零售价和批发价均随着绿色消费者规模比例β的增大而提高。且相较于制造商回收模式，零售商回收模式下各产品的最优零售价更低，批发价更高，与表2反映的结果相同，供应链成员倾向让对方来负责回收以获取更多的利润。这也验证了命题1和命题4。

根据图5，再制造产品的市场需求会随着绿色消费者群体规模比例提高而增大，而新产品的市场需求则相反，回收模式的选择并不会对其产生影响；且制造商回收模式下，再制造产品的需求会高于零售商回收模式下再制造产品的需求。主要是由于绿色消费者群体规模比例的提高，促进了再制造产品需求的上涨，同时也会逐步挤压新产品的需求，并且在零售商回收模式下，再制造产品需求增长更高，更能促进回收再制造活动的进行。

图5不同回收主体下绿色消费者群体比例β对新产品和再制造产品需求的影响

图6不同回收主体下绿色消费者群体比例β对零售商和制造商利润的影响

从图6中可以看出，无论哪种回收模式，制造商和零售商的利润均会随着β的增加而增加，说明绿色消费者群体规模比例增大，会刺激再制造产品的需求，进一步促进再制造活动的进行，提高成员利润。同时可以清晰地看出，制造商利润在零售商负责回收模式下更高，而零售商也相同。这说明在绿色消费者规模的影响下，让对方负责回收时自身能够获得更高的利润，所以从供应链成员各自角度来看均有动机促使对方承担回收。

进一步考虑系统总利润，从图7中看出，系统整体利润与绿色消费者群体规模成正向关系，均随着规模比例的增大而不断提高；此外系统总利润在零售商回收模式下更高。这说明，绿色消费者群体规模比例越大，零售商作为回收主体效率越高，整体利润及效益更高，产品价格更低，并且会促进系统回收再制造活动的进行，从整个供应链角度来看会倾向于选择零售商回收模式。

图7 不同回收主体下绿色消费者群体比例β对系统总利润的影响

从以上分析可知，随着绿色消费者群体规模比例β的增加，不同回收模式下产品的定价、制造商和零售商的利润以及系统总利润都会出现增长；进一步研究发现，零售商模式下，新产品和再制造产品的定价更低，需求更高，系统整体利润也更高。所以不管是从供应链整体来看还是从消费者角度来看均倾向于让零售商负责回收。而基于供应链成员个体时，在对方负责回收时其利润均较高，所以供应链成员均有动机让对方来承担回收活动以保证自身利润更高。对于管理者来说，应鼓励零售商主动负责回收，采取有效措施协调好供应链成员内部的利益分配。并且加大对再制造产品多方面宣传的力度，提高市场中消费者对再制造产品的认知，通过提高消费者环保意识从而将一般消费者转化为绿色消费者，提高绿色消费者群体的比例。

七 结 论

本文在细分消费者群体的基础上，研究了绿色消费者群体规模大小对回收模式选择和闭环供应链定价决策的影响，得到不同模式下的最优定价以及相应需求，并对两种模式进行对比分析。结果显示：(1)不受回收模式转变的影响，各产品的定价、供应链成员利润以及系统总利润均会随着绿色消费者群体规模的增大而提高；(2)在绿色消费者群体规模的影响下，零售商负责回收时产品的定价更低，需求更高，供应链系统整体利润也更高，说明零售商回收模式效率更高；(3)供应链成员主体均有动机让对方来承担回收，以获得更多的利润。

基于以上结论得到相应的管理启示。首先，管理者应加大对再制造产品的宣传力度，提升市场中消费者对再制造产品的认知和相应的环保意识，从而吸引他们购买绿色环保的再制造产品，以扩大绿色消费者群体规模，促进市场需求的增加。其次，管理者应鼓励让最接近消费者的零售商负责回收，通过更直接有效的模式快速了解市场需求并及时响应，进一步改善环境效益。第三，管理者应实时关注供应链中成员的利润分配，在必要阶段采取一定的措施及政策协调成员利润以保证成员和系统效益的最大化。

本文存在局限，例如仅考虑了单一制造商和零售商。而在现实情况中，会存在多个制造商和零售商，需考虑他们之间的竞争关系及强度所造成的影响。此外，供应链成员在做决策时会存在一定的行为偏好。所以在接下来的研究中，可进一步综合考虑这些因素对供应链成员定价决策的影响，对供应链管理提出更符合实际的参考。