论文研究-消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究.pdf

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论文研究-消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究.pdf,  本文基于消费者对于产品性能和环境影响的两种偏好,分别构建了有、无政府补贴时再造品具有不同销售渠道的闭环供应链模型,针对不同渠道闭环供应链的最优决策差异、政府补贴作用差异、环境影响差异进行比较分析,并讨论了消费者双重偏好对上述渠道差异的影响.研究表明,当考虑消费者双重偏好时,渠道差异表现为:1)与单渠道闭环供应链相比,双渠道闭环供应
第3期 李新然,等:消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究 697 异的影响,能够为闭环供应链中各成员的决策提供更加现实性和针对性的建议,帮助闭环供应链成员在新的 市场变化中寻找合适的销售渠道 为了斫究考虑消费者双重偏好时,不同渠道选择下的最优决策差异、政府补贴作用差异和环境影响差异, 本文依次构建了有、无政府对于制造商的再制造补贴(下文简称政府补贴)的单、双两种销售渠道闭环供应 链(下文简称单、双渠道)的四种理论模型.分别求解了不同模型中的定价决策、成员利润、环境影响等结果 对比分析了不同模型中的上述差异,并就消费者双重偏好对渠道差异产生的影响进行了分析 2模型描述与基本假设 本文分别研究考虑消费者双重偏好的由单一制造商和单一零售商组成的单、双两种渠道的单周期闭环 供应链模型.其中,在单渠道模型中,制造商生产新产品和再造品两类产品并将其以不同的价格批发给零售 商,再由零售商将两类产品销售给消费者,同时制造商委托零售商进行废旧品的回收并给予消费者一定的凹 收价格、髙以适当的转移价格将废旧品回收回来进行髙制造;在双渠道模型中,新产品仍然由制造商批发至 零售商,然后由零售商进行销售,但是废旧品的回收和再造品的铛售由制造商直接进行2-24.在两种渠道 中,政府为促进废日品的回收和再造品的销售,对制造商进行补贴.政府补贴下单、双渠道的闭环供应链模 型如图1、2所示 改府G 政府G S Pn 制造商M 零售商R 消费者C 制造商M 零售商R 消费者C 图1政府补贴下单渠道闭环供应链模 图2政府补贴下双渠道闭环供应链模型 基于模型构建的现实性和易处理性,本文进行如下假设: 假设1在闭环供应链中制造商与零售商之间存在着 Stackelberg博弈,且制造商为市场的领导者,零售 商为跟随者.制造商与零售商均为风险中性且二者之间信息完全对称[2,12.23,25] 假设2本研究考虑单一产品,消费者选择购买一个新产品或一个再造品.回收的废旧品均可以通过处 理加工为再造品,且一单位废旧品能且仅能生产一单位的再造品12.72.23.2 假设3购买新产品的消费者在购买新产品时不会出售其废旧品;购买再造品的消费者在购买再造品的 同时出售其废旧品[217225 Conrad26的研究表明,不同产品由于不同的生产和使用过程,具有不同的环境影响; Bansal等27在 研究中假设产品的初始环境影响为υ,经过凊洁技术处理后环境影响得到改善,具备了大小为e的环境友好 性,所以,处理后产品的环境影响降低为D-E.参考文献②21]、[26]和[27,得到假设4 假设4消費者同时考虑产品的性能和环境两种属生在产品性能方面,用V表示产品的性能属性,V∈ 0,1;6表示消费者出于性能属性对再造品的认可度,δ∈0,1.在产品环境属性方面,假设单位产品初始环 境影响为υ,代表该类产品在不经任何环保处理时由于材料开采、资源消耗、生产过程中的废气废水排放等 对环境产生的污染,经过制造商的加工处理后,新产品和再造品具有了大小分别为en和er的环境友好性, 所以单位新产品和再造品实际的环境影响分别为An=D-en和k,=D-er,且en、er∈0,D].由于再 造品的原材料部分来源于回收的废旧品,在加工工艺上也不需要经过全部的工艺流程,那么材料的损耗及加 工过程的能源消耗和废物排放会更少.如,汽车发动机的再制造过程可以节能60%材料再利用率达到70%, 废气排放减少80%.每生产10000台再制造发动机,节电1450万千瓦时,二氧化碳排放量减少600吨28. 因此假设Cn<er 在现实中,由于几乎所有消费者在购买产品时都会首先考虑产品的性能和质量,但是消费者对于产品是 否环保的重视程度不尽相同.为了表征这—特点同时简化模型的计算,文献②1]在考虑消费者双重偏好时假 698 系统工程理论与实践 第39卷 设消费者对环境质量的支付意愿满足区间上的均匀分布,参考文献21],得到假设5 假设5假设消费者对于单位环境属性的支付意愿为θ,为产品的单位环境属性支付意愿的最大值为 B满足从0到d的均匀分布 本文所使用的变量符号定义如下 制造商生产新产品和再造品的单位生产成本分别为cn和cr,因为再造品可以利用废旧品中的残值,所以 再造品单位成本低于新产品单位成本,即c<cn,同时假设c<c<V,以表明生产过程带来的产品增值 制造商批发新产品和再造品的单位批发价格分别为ωn和n(ωn仪存在于单渠道当中),零售商向消费 者销售新产品的单位价格为p1,零售商分销或制造商直销的再造品的单位零售价为pr 制造商从零售商处回收废旧品的单位转移价格为b,零售商或制造商从消费者处回收废旧品的单位回收 价格为A 由上述假设可知,购买新产品的消费者可获得的净效用函数为:Un-V+0en-pm,购买再造品的消费 者可获得的净效用函数为U1-6V+0e7-pr,根据效用最大化原则,即当Un>U且Un>0时,消费者购 买新产品;当U>Un且U>0时,消费者更倾向于购买再造品.参考文献[21]和②2等,由消费者净效用 函数积分,可得到新产品和再造品的需求函数 in =reran +e -enA de en(er- en V+dv+A 政府为鼓励再造品销售,根据再造品的生产量补贴制造商,每单位再造品补贴为s. 在下文中,上述变量加上标“SN”、“SS"、“DN”和“DS”分别表示单渠道闭环供应链模型中无政府补 贴、有政府补贴和双渠道闭环供应链模型中无政府补贴、有政府补贴的模型;加上标“*”表示该模型中的最 优决策结果 3模型计算 3.1单渠道闭环供应链无政府补贴—模型SN 该模型中政府未对闭环供应链进行补贴,供应链主体为制造商和零售商.制造商为 Stackelberg博弈的 领导者,零售商为跟随者,所以决策顺序为制造商首先基于自身利润最大化确定新产品的和再造品的批发价 格,之后零售有基于自身利润最大化的目的确定两种产品的销售价格.该模型中零售商和制造商的利润函数 分别为 (pn, Pr)=(pn-a'n enpy-erpn +erv-emdV-enAa A+b)1+ pn-pr-V+OV+A d sN en pr-erpm +er.v-endv-en A V+dv+ A +(1-c-b)1+ den e d(er-e 命题1在单渠道闭环供应链无政府补贴模型中,式(3)和式(4)分别是关于pn、D,n、vn的严格凹 函数,均存在唯一最优解,可采用逆向归纳法求得该模型中各自的最优决策,见表1. 因为实际的闭环供应链中不会出现需求量为负的情况,为保证论文的严谨性以及最优解的有效性,新产 品和再造品的市场需求q和q需满足mn>q≥0121-2.29.需令(en+e,n-2en7>0,D7≥Tn 3.2单渠道闭环供应链有政府补贴—模型 该模型中政府对制造商进行一定额度的再造品生产补贴,制造商根据这一补贴以自身利润最大化为目标 进行决策,制造商作为市场领导者先确定新产品及再造品的批发价格,零售商根据制造商决策确定两种产品 销售价格.此时零售商利润函数不变,制造商利润函数为: enpr-erpn +erV-endv-en A +(wr-Cr-b+s)11 pn-pr-V+8V+A d (5) 第3期 李新然,等:消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究 699 表1四种闭环供应链模型下的最优决策 模型SN 模型SS 模型DN 模型DS C ++ b + Cr+b BerUn-eniUr+s p 十C +Cr+ a + Cr+A + Cr+a +Cr+ A den(er-en den( 4d(er-en) 4d(e Ur+s)'+erU Unitr (erun (erUn-enU 16den(er-en 16den(e 16den er 16den. Er(er-e 16den er(e, ∏ Sden(er-e Sener(er-en) +En Cr(er=eni+ 其中,Un=den+V-cn,Ur=de,+8V-cr 命题2在单渠道闭环供应链有政府补贴模型中,零售商利润函数和制造商利润函数分别是关于pn、p n、r的袼凹函数,均存在唯一最优解,可采用逆向归纳法求得该模型中各白的最优决簧,见表1. 33双渠道闭环供应链无政府补贴—模型DN 该模型中政府未对闭环供应链进行补贴,供应链主体为制造商和零售商.制造商为 Stackelberg博弈的 领导者,零售商为跟随者,所以决策顺序为制造商首先基于自身利润最大化确定新产品的批发价格和再造品 的直销价格,之后零售商基于自身利润最大化的目标确定新产品旳销售价格.该模型中零售商和制造商的利 润函数分别为 TR(Pn) en.Pr-erpn.-erv-ensV enie 已 IM(win, Pr)=(um-C/enpr-e-Pn +erV-enoV-enA +(pr-Cr-A)1+ pn-pr-v+8v+A d(er-en) 命题3在双渠道闭环供应链无政府补贴模型中,零售商利润函数和制造商利润函数分别是关于pn, n、D的严格凹函数,均存在唯一最优解,可采用逆向归纳法求得该模型中各自的最优决策,见表1 34双渠道闭环供应链有政府补贴 模型S 在该模型中政府对制造商进行一定额度的再造品补贴,制造商根据这一补贴以自身利润最大化为目标进 行决策,制造商作为市场的领导者先确定新产品的批发价格及再造品的直销价格,之后零售商基于自身利润 最大化的目标确定新产品的销售价格.该模型中苓售商的利润函数不变,制造商利润效变为: Ds enpr-erpn +erv-enov-ena m-Pr-V+oV+A M A+s)1+ den(c d( 命题4在双渠道闭环供应链有政府补贴模型中,零售商利润函数和制造商利润函数分别是关于 灬、υ,的严格凹函数,均存在唯一最优解,可釆用逆向归纳法求得该模型中各自的最优决策,见表1 4渠道差异对比及参数分析 4.1最优决策的渠道差异 为对比不同销售渠道闭环供应链的最优决策差异,本节在保持改府补贴状态相同的情况下,对比不同渠 道闭环供应链中各项最优决策,得出以下结论. 结论1当政府补贴状态相同时,单、双渠道闭环供应链的最优价格、市场需求量分别满足如下关系: U SN=UDM USs=wDs, ps>pdx, pss> pds, pSM DM SN DNSS SN DNSS DS q q DNN +qN >gv+gsN, aDs+q>+ 700 系统工程理论与实践 第39卷 证明易证: SNDN U DS +>0,p5-pN=>0,n5-pPs=一士 DN SS dcr(crOn DN+ qr (qN+3)=->0,D3+q-(a5+g55)=4+8>0. 结论1表明,当政府补贴状态相同时,双渠道中的两种产品的销售价格都低于单渠道.在市场需求方面, 两种渠道的闭环供应链中,新产品的需求量相同,而双渠道比单渠道拥有更大的再造品需求量.所以,当政府 补贴状态相同时,双渠道闭环供应链的市场总需求量大于单渠道闭环供应链,市场规模更大 结论2当政府补贴状态相同时,单、双渠道闭环供应链中各主体的利润满足如下关系 II>IRN, IIR>IRS IIM<IRN, IIS <IDS IIRN +IIR >IR+IIR; IIR >Ⅱ2+I 证明可证 IIRN-IIR 16d>0,mS 1 6de >0; SN <0,分 DS4 IRN +ID(ir +ms = 1 6de 0:IIRS"+IIDS -(IIRS+IS)-16ds)->0 结论2表明,当政府补贴状态相同时,双渠道闭环供应链与单渠道闭环供应链相比,零售商利润降低,制 造商利润升高,但由于零售商利润的减少量小于制造商利润的増加量,因此供应链总体利润提高. 42政府补贴作用的渠道差异 为了探究政府补贴在两种销售渠道闭环供应链中所起的作用的异同,本节分别对比两种渠道中政府补贴 前后闭环供应链的相关变化,得出结论如下: 结论3两种渠道中,政府补贴s存在阈值s,且s35>30S 证明由3.1节中qn>qr≥0的约束可知、在冇在政府补贴的单、双渠道闭环供应链中,市场需求仍 政府会停止补贴.根据该约束,可得到模型SS和DS中的补贴阈值分别为5s= enten-U-Ur,3s= e tenerzUn-Ur 因为en<er,那么2ener<3ener-en2.所以=t>n+e,由此可证明aan-r> Ur,即s 刀S 结论3说明,与单渠道闭环供应链相比,在双渠道闭环供应链中政府干预的阈值更低,即政府在单渠道 中为促进再造品销售的最大努力程度更高 结论4两种渠道中有、无政府补贴闭环供应链的最优价格、市场需求量分别满足如下关系: SS DA DS.SN SS* SN SS* DN* DN DS DM DSN DS ,①r < 证明证明过程与结论1类似,故省咯. 结论4说明:在单渠道闭环供应链中,政府补贴不会影响新产品的零售价格,但是会降低再造品的零售 价格.所以再造品的销售量上升而新产品的销售量减少,但是二者变化量相同,不会改变总的市场需求量 在双渠道闭环供应链中,政府补贴会同时降低两类产吕的价格但二者的销售量并没有均升高.原因在 于再造品直销价格的降低量大于新产品销售价格的降低量,即政府补贴使再造品相较于新产品有了更大的竞 争优势,所以新产品的销售量降低而再造品销售量升高,但再造品需求的提髙量大于新产品需求的降低量,所 以总的市场需求量扩大了 所以说明,在考虑消费者双重偏好的情况下,就市场规模而言,政府补贴在双渠道市场中更能发挥作用 结论5两种渠道中有、无政府补贴的各闭环供应链主体的最优利润满足如下关系: IRx<R8,mN>IR,I<Ⅱ38,MN<ⅡB3; R +I.S* ∏i”+I>IiN+IN,Ⅱ >>IIDN+IIDN 第3期 李新然,等:消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究 701 证明证明过程与结论2类似,故省略 结论5说明:在单渠道闭环供应链中,政府补贴会增加零售商利润,同时也会增加制造商利润,所以闭环 供应链总体利润必然上升. 在双渠道闭环供应链中,政府补贴会降低零售商利润,但是会增加制造商利润,由于零售商利润的减少 量小于制造商利润的增加量,所以闭环供应链的总体利润是增加的 所以进一步得到,无论在单渠道还是双渠道,政府补贴都会扩大闭环供应链的总体利润,但是在双渠道 中,补贴的同时也应该同时考虑到利润的分配问题 43环境影响的渠道差异 经过4.1节和4.2节的分析,得到了考虑消费者双重偏好时不同渠道最优决策的渠道差异和政府补贴作 用的渠道差异.但是环境影响程度也是表征闭环供应链优劣的一个重要指标.本节将就单、双渠道闭环供应 链环境影响程度的渠道差异进行分析. 由假设3和假设4可知,闭环供应链的环境影响可以表示为 kr qr =(D-en)m +(D-er)q 其中讠=SN,SS,DN,DS 得到 IISS DN n-22;Bs=2n t+a28.因此得到结论6 结论6四种模型中,闭环供应链造成的环境影响满足以下关系: IE <II 当号<er<D时,I BN,当Cn 时,IB>Ⅱ D II 证明I DS 当< 时, 0,当 2 时, EN-IEN-DeUr>0; IES-IEs-Dde(Ur+s)>0 结论6表明,在单渠道中,政府补贴会减少环境影响;而在双渠道闭环供应链中,环境影响程度的变化取 决于制造商处理再造品的技术水平,即再造品的环境友好性cr,当"<er<D时,政府补贴可以减少环境 影响反之当En<en<时则相反 当两种渠道闭环供应链中的政府补贴状态相同时,双渠道产生的环境影响高于单渠道 结合41与4.2小节,分析结论6.共同说明:在单渠道闭环供应链中,虽然政府补贴没有扩大总的市场 需求,但是改变了市场中新产品与再造品的比例,即新产品需求降低,再造品需求升高;又因为相较于新产品, 再造品具有更大的环境友好性(即en<er),因此总的环境影响降低 在双渠道闭环供应链中,政府补贴会降低新产品需求量,升高再造品需求量,扩大总市场需求量.因此需 要在总市场需求扩大带来的环境影响的加剧,与新产品、再造品市场比例变化带来的环境影响的缓解之间进 行比较,最终体现在G与D的关系上,当盘<e<D时政府补贴会减少环境影响反之会增大环境影响 当两种渠道的闭环供应链中政府补贴状态相同时,两种渠道下新产品的需求量相同,而双渠道与单渠道 相比具有更高的再造品需求量,那么就需要在保证新产品生产量不变的情况下生产更多的再造品,所以总环 境影响必然加大.因此在设计销售渠道时,设计者应该在闭环供应链经济敚益和环境影响之间进行权衠和取 舍,兼顾经济的发展与环境的保护 4.4消费者双重偏好对于渠道差异的影响 上述的分析揭示了不同销售渠道的闭环供应链在最优决策、政府补贴作用、环境影响等方面的差异,本 小节将就消费者双重偏好对这些差异的影响进行分析.因为在相同的干预情形中(无千预或千预力度相同) 得到的结论相似,为简化证明过程并压缩文章篇幅,以无政府千预的单、双渠道闭环供应链为例,分析得到如 下结论 702 系统工程理论与实践 第39卷 结论7再造品性能属性认可度δ和环境友奷性er对于单、双渠道閉环供应链中销售价格、需求量差 异的影响情况如下 1)∞a>0,当÷<6<1时,<0.、当0<6<÷时,92=m a[( 证明)由41节可知N-pD)-,所以O纵1时,业2,c DN)-(q s”+<0,当0<6≤学么的 0; 当"<6 SI 0. e>0,而92 6V),当÷<6<1时,m<0,当0<6<爷时,c=B>0.而pN-nN=,那 么 a(P 同理可证2) 结论7说明,性能属性认可度6的提高会加大单、双渠道新产品的价格的渠道差异和再造品价格的渠道 差异,同时也会加大再造品销售量的渠道差异,但不会拉大两种渠道新产品销售量的差异;新产品销售量的 渠道差异也不受环境友好性G的影响,但是环境反好性er的提高会加大再造品价格的渠道差异,同时,新 产品价格、再造品销售量以及闭环供应链总规模的渠道差异随er变化的情况与δ有关,当δ低于詈时,新 产品价格的渠道差异、再造品销售量的渠道差异以及闭环供应链总规模的渠道差异都会随着er的增大而不 断增大,但是当6高于一定程度时(÷<δ<1),er的提高不会再继续扩大上述三者的渠道差异,反前会降 低其渠道差异 结论8再造品性能属性认可度δ和环境友好性cr对于单、双渠道闭环供应链各成员的利润差异的影 响情况如下: O(nISN N米 0:若 则 >0,若出+<1,c的大小与δ 有关当6<产时,>0.当女+<8<1时 0(IN-ⅡHN <0. O(IIM >0:若+>1,则>0,若当 1,∞N-M的大小与6 有关当6<幽时,m”2>0,当当士<6<1时2wn 3)y(m2 +∏ 0;若+>1,则2(+①+>0,若+c a[(Im I 的大小与8有关,当6 时 a[(R+IID)-(IIS+II 分)>0,当 <6<1时,a +1 0 证明1)由41节可知,m-mfN 那么可以得到 00 u==15(len-8+c),当些+>1时,6恒小于幽+,即u空恒大于 当当<1时,若5<当+c,则der-5V+ 即 同理,当 δ<1时 即 2)、3)的证明过程与1)类似,故省略. 结论8说明,零售商利润、制造商利润和闭环供应链总利润的渠道差异会随着δ的增大而增大,而这三 者的渠道差异随en的变化情况与“和6有关当+>1或当产<1且6<当计+时,er的增 大会减小上述三者的渠道差异,当“v<1且当<6<1时,er的增大会增大上述三者的渠道差异 综合分析结论7和结论8可知,虽然在闭环供应链领域双渠道相较于单渠道在价格、销售量、利润等方 面存在优势,但是当考虑消费者双重偏好时,这些优势随消费者偏奷的变化并非是常识认知下“偏好越大,优 势越大”的关系.而是要综合考虑δ、、“十等变量的关系 结论9再造品性能属性认可度δ和环境友好性er对于单、双渠道闭环供应链环境影响渠道差异的作 用为:c1>0当台<6<1时,0。<0 de+y,当<6<1时,d(en2+6V-cn)>0,即mm<V>0,aN-n”= 证明由4.3节可知,ⅡBN-ⅡN=E,那么 第3期 李新然,等:消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究 703 结论Ω说明、双渠道相较于羊渠道产生更大的环境影响,而这种环境影响的差距公随着再造品性能属性 认可度δ的增大而加剧,但是当δ达到一定水平(告<δ<1)时,提高环境友好性cr,可以削弱这种渠道差 异 结论7~9共同说明,若只考虑消费者对于再造品性能属性的认可度,随着认可度的提高,单、双渠道的 渠道差异将会越来越显著,双渠道在价格、销售量、利润方面的优势将越发凸显,造成的环境影响也会越发 严峻.但是当考虑消费者的双重偏好时,各个方面的渠道差异不再是简单的增大关系,而是由某些值和参数 关系共同决定.因此无论是政府还是制造密,都不应该一味的追求双渠道带来的渠道优势,而是应该综合考 虑消费者双重偏好所处的不同阶段,对应地做出决策 5结论 本文从消费者对于产品性能和环境影响的两种偏好出发,构建了由单一制造商和单一苓售商组成的四种 不同的闭环供应链模型.通过对比最优决策、政府补贴作用、环境影响三方面的渠道差异,并分析消费者 重偏好对渠道差异的影响,得出如下结论 1)与单渠道闭环供应链相比,双渠道闭环供应链具有较低的新产品和再造品销售价格,相同的新产品销 售量和更高的再造品销售量,也因此具有更大的系统规模和系统利润.但是在利润配比上,双渠道闭环供应 链会使制造商利润增大,而零售商利润受损 2)政府补贴阈值在双渠道闭环供应链中更低在单渠道闭环供应链中、政府补贴不会影响新产品的销售 价格,只会降低再造品的销售价格,由此带来新产品需求量的降低和再造品需求量的上升且二者变化相同, 即政府补贴只改变了新产品和再造品的市场比例而没有改变闭环供应链的系统规模.但是政府补贴能够同 时提高零售商和制造商的利润,因此能有效增加闭环供应链的系统总利润,实现闭环供应链经济效益的增长 而在双渠道闭环供应链中,政府外贴会同时降低新产品和再造品价格.将提高再造品的需求量,降低新产品 的需求量,且前者大于后者,市场总需求量会扩大.在利润方面,政府补贴会降低双渠道闭环供应链中的零售 商利润,增加制造商利润,且前者小于后者,闭环供应链的总利涧是增加的 3)在环境影响方面,当补贴状态相同时,双渠道闭环供应链比单渠道闭环供应链产生更大的环境影响 在同一渠道中,政府补贴会降低单渠道闭环供应链产生的环境影响,在双渠道中政府补贴发挥的作用取决于 再造品的环境友好性旳大小,当制造商旳技术能够使再造品貝有大于初始环境影响的一半的环境友好性时, 政府补贴会降低闭环供应链的环境影响,反之会升高. 4)消费者对于再造品性能属性偏好的提高会增大两种渠道各方面的渠道差异,但是当这种偏好位于不 同区间时,再造品环境友好性会对渠道差异产生不同的影响,因此应该综合考虑两种偏好的不同组合,才能 更为清楚的认识到单、双渠道的渠道差异. 本文的研究还可以进行进一步的延伸和拓展,例如考虑由多个制造商和多个零售商组成的闭环供应链系 统的定价决策和渠道差异问题,这也是未来进一步的研充方向 参考文献 1 Savaskan R C, Bhattacharya S, Van Wassenhove L N. 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2019-09-20
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