奖惩机制下闭环供应链的决策与协调

      修订日期：2011-01-06

      中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1003-207(2011)01-0036-06

      1 引言

      中华人民共和国“十一五”规划指出要大力发展循环经济，重点研究开发集产品制造、能源转换和废弃物资源化三个功能于一体的可循环生产制造流程[1]。随着人们环保意识的提高，电子类废旧产品的回收处理逐渐受到重视。《废弃电器电子产品回收处理管理条例》已于2008年8月20日国务院第23次常务会议通过，自2011年1月1日起施行。条例明确规定废旧家电回收将推行生产者责任制，其核心是要求电子类产品制造商领导供应链下游的回收商和消费者开展废旧产品回收再制造的逆向物流工作[2]。

      近年来国内外有一些文献致力于逆向物流和闭环供应链的研究。比较有代表性的文献大致可分为综述类、结构类、竞争策略与运作类、定价策略类及协调类等。达庆利等(2004)[3]论述了逆向物流系统结构研究的现状并展望了未来的研究方向。孙林岩和王蓓(2005)[4]将逆向物流与传统的物流、闭环供应链、绿色物流、废弃物管理及可持续发展等概念做了比较。Savaskan(2004)[5]分析了闭环供应链的结构选择问题，比较了三种回收模式的优劣。Nunen(2004)[6]从流程、产品和消费者三个视角对闭环供应链所涉及的逆向物流活动、关键决策因素、绩效评估及监控技术进行了研究。Heese等(2005)[7]讨论了制造商通过回收废旧产品获得的竞争优势问题。Ferrer(2006)[8]研究了新制造与再制造产品并存和冲突情形下的决策问题。王文宾等(2007)[9]以广义随机Petri网为工具分析了再制造供应链的性能。Guide(2003)[10]研究了如何通过供需匹配实现再制造的利润最大化。Mukhopadhyay等(2005)[11]探讨了回收策略与模块化设计的协调决策。王玉燕等(2007)[12]基于分析合作情形和不合作情形的决策讨论了第三方回收商回收废旧产品的闭环供应链决策与协调。葛静燕等(2008)[13]基于博弈论方法分析了闭环供应链定价策略。王文宾等(2008)[14]建立奖惩机制下电子类产品制造商回收再制造决策模型，讨论了政府引导情况下制造商回收再制造的条件。在此基础上，王文宾等(2009)[15]进一步探讨了再制造逆向供应链的奖惩机制设计。

      以上文献很少有考虑政府通过设计奖惩机制引导闭环供应链成员积极回收再制造的情况。文献[14]和[15]初步探讨了政府的奖惩机制对制造商以及逆向供应链回收再制造决策的影响，然而它未从闭环供应链的角度探讨，且设计的机制是基于回收率的奖惩机制。政府对于闭环供应链的基于回收率的奖惩机制与基于回收量的奖惩机制哪种效果更好？是一个值得探讨的问题。本文以闭环供应链为研究对象，基于Savaskan(2004)和Ferrer(2006)的研究假设，分析了集中式决策、分散式决策、基于回收率的奖惩机制和基于回收量的奖惩机制共4种情形的决策问题，得到各种情形下闭环供应链的定价和回收率的决策，并进行了比较，讨论了两种机制的适用性，并比较了两种奖惩机制的优劣。

      2 模型描述与基本假设

      考虑由制造商、零售商、回收商和消费者构成的闭环供应链如图1所示。

      

      

      

      

      由命题4知，与分散式决策相比，基于回收量的奖惩机制导致废旧产品的回购价格提高；当目标回收率小于分散式决策下目标回收率的一定倍数时，基于回收量的奖惩机制的回收率才大于分散式决策情形下的回收率；当目标回收率小于分散式决策下目标回收率的两倍与奖惩力度的一定倍数之和时，基于回收量的奖惩机制的回收率才大于分散式决策情形下的批发价和零售价分别低于分散式决策情形的批发价和零售价。

      命题4表明基于回收量的奖惩机制下只有当目标回收率水平较低时才能达到提高回收率的目的，且只有目标回收率较低时才能引起新产品的批发价和零售价的降低。

      综合命题3和命题4可以得出结论如下：基于回收率的奖惩机制能够有效起到协调闭环供应链成员运作的作用，而基于回收量的奖惩机制只有目标回收率低于一定水平时才能起到该作用。

      5 数值算例

      

      从表1可以看出，与集中式决策相比，新产品的零售价提高，回收率降低，闭环供应链总利润降低。可见分散式决策情形闭环供应链的效率降低，因此需要协调。

      从图2可以看出，随着奖惩力度的提高，两种情形下闭环供应链的回收率均增加；在同样的奖惩力度下，基于回收率的奖惩机制情形闭环供应链的回收率高于基于回收量的奖惩机制情形的回收率。

      由图3和4可知，奖惩力度小于某定值时基于回收率的奖惩机制情形制造商的利润随奖惩力度的增加而减少，只有奖惩力度大于某定值时才随奖惩力度的增加而增加。基于回收量的奖惩机制情形制造商的利润也有类似的规律。无论哪种奖惩机制，零售商和回收商的利润均随奖惩力度的增加而增加。