考虑环境偏好的低碳化供应链协调

      伴随着低碳经济快速发展，减少排放、减缓全球气候变暖已成为世界各国的共识。制造企业面对来自政府的规制及消费者对低碳产品的需求，有进行减排投资的激励。减排投资在期初会产生很大的成本，但是通过技术变革及产品的低碳化会使得企业保持竞争优势，并获得远期收益。

      供应链低碳化背景下，讨论供应链的协调问题是一个重要的研究方向。在传统的分散决策下，制造商和零售商分别以个人的利益最大化进行决策，由于“双重边际化”问题[1]，供应链整体效率降低，不能达到Pareto最优。因此，许多学者通过设计各种契约模式使个体目标与系统目标相一致，最终达到供应链协调[2]。然而，在实践中最普遍的现象是大部分供应链交易都是以最简单的批发价格契约进行[3]。在消费品及其他行业，很少会采用两部定价契约，而适度的数量折扣契约有时会被采用。

      传统的研究一般假设决策者是完全理性的，即以利益最大化作为决策准则。但是在管理实践中，决策者的非完全理性表现得非常突出。Zanakis[4]发现理论研究和现实的管理实践存在很大差异。随后，一些学者也强调了这一现象[5，6]。Simon[7]提出的“有限理性”为这一现象提供了有力的依据。Gino和Pisano[8]认为行为运作管理是研究人的行为和认知过程以及它们对运作系统和过程的影响。随后，刘作仪和查勇[9]对行为运作管理做了进一步的研究，给出了定义及研究范式。Carter和Kaufmann等人[10]研究了行为供应管理中的决策偏差。Croson和Donohue[11]指出运用实验经济学的行为实验有助于识别和理解各种行为因素对供应链协调的影响。Loch和Wu[12]提出了社会偏好，如报答、利他、公平、认同、地位等也会影响供应链绩效。在供应链契约环境下，已有研究关注了消费者的偏好[13]及顾客战略行为[14]对供应链协调的影响。近几年，公平因素[15-17]及更多其他的社会偏好[18]被纳入到研究模型中。

      在供应链低碳化的过程中，制造商的生产活动排放大量，因此在“经济、社会及环境”三重底线约束下，其会非常关注环境效用。当进行减排投资后，由于产品的低碳属性使得制造商不仅获得更多消费者的青睐扩大产量增加利润并且提高了企业形象，最终使企业的资本升值。本文研究的是供应链协调问题，制造商具有环境偏好以效用最大化为决策目标，零售商没有外部选择，只关注自己的货币收益，此时传统的批发价格契约对供应链协调的影响。

      一、问题描述

      考虑由一个制造商和一个零售商构成的两级供应链，制造商的产品经过零售商到达消费者。在低碳环境下，政府为了规制制造商的排放行为，在期初免费分配一定数量的碳配额E，该配额根据不同产业上一期的产量及单位产品排放量制定，与当期的产量无关，为外生变量。制造商进行减排投资，其减排研发成本为I，根据已有文献的经典模型对研发成本函数的标准假设(研发成果与研发投入成二次方关系)[19]，在本文中假设减排研发成本与单位产品的减排率成二次关系，即，d为减排研发成本系数，ξ为单位产品减排率。在减排实践中，要想获得更好的减排效果，则相应的增加减排投入，因此减排投入是减排效果的单增函数。随着减排效果的增加，减排投入递增，为了满足单增和递增的特性，减排投资函数选择二次形式。在求边际时为了简化计算乘以系数1/2。当0≤ξ≤u(u＜1)的范围内(u为减排研发能力下可达到的最大的减排率)符合这一特性，减排率与减排研发成本关系如图1所示。

      

      制造商可以通过碳交易市场进行碳配额买卖，供应链运营模式如图2所示。设生产单位产品的排放量为e，碳交易市场中碳价格为c'。制造商先行动，向零售商收取固定的批发价格ω，零售商根据已知的批发价格ω来制定产品的销售价格p。为了简化模型，假设供应链中只有制造商会引发成本，单位产品的生产成本为c。市场需求为价格的线性函数，Q(p)=a-bp(b＞0)。

      

      在实践中，制造商为了保持产品竞争力，同时迎合消费者日益关注的环保需求，树立企业的节能减排形象，在考虑其货币收益的同时还关注排放引发的环境效用。当制造商实际的排放量大于政府分配的配额时认为其加剧了温室效应，因此产生了环境负效用；当制造商实际的排放数量小于政府分配的配额时，认为其减缓了温室效应，因此产生了环境正效用。Fehr和Schmidt[20]通常认为经济主体面对同等的正、负效用的敏感程度是不一致的，即呈反S状曲线。本文设环境正效用系数为α，环境负效用系数为β。由于环境的负效用敏感程度大于环境的正效用敏感程度，从而假设α≤β，且α＞0，β＞0。制造商的环境效用可表示为：。因此，制造商在进行决策时从效用最大化的角度出发，其决策变量为批发价格ω和单位产品减排率ξ。零售商则在批发价格契约的框架下采取最有利的应对策略，制定产品的销售价格p。