中图分类号:F274 文献标识码:A 文章编号:1003-207(2021)07-0214-13 1 引言 为完成巴黎协定的减排承诺,我国政府在“十二五”“十三五”规划提出单位GDP碳排放权配额逐步降低,并于2017年开始启动全国碳排放权交易市场。国务院批复的《国家碳市场配额总量设定与分配方案》中明确了我国碳配额分配借鉴欧盟的基准法和历史强度下降法,历史强度下降法分配碳配额随时间和产量的变化而变化,能更好地发挥企业的减排主动性,督促企业自身完成减排目标。此外,随着科技进步和消费者个性化需求的日新月异,产品更新换代速度加快,产品生命周期越来越短,生产成本、销售价格、批发价格等随之发生变化,在碳配额交易政策下如何协调供应链各主体之间决策实现利润最大化,成为制造企业供应链亟须解决的问题。 在供应链协调研究中,学者主要采用契约和博弈论等方法实现供应链协调,其中,收益共享契约被广泛应用于各个行业[1-2]。为了克服双重边际效应,Cachon[3]研究了批发价格契约、收入共享契约、数量折扣契约、回购契约、数量弹性以及销售回扣契约的供应链报童模型及实现协调的条件;Cachon和Zipkin[4]在考虑随机稳定需求和延期惩罚成本的二级供应链中,建立纳什均衡博弈模型,证明存在唯一纳什均衡解实现供应链协调,并发现上下游企业竞争会使得供应链库存低于纳什均衡解。 传统的供应链协调模型将销售周期内的成本、价格等参数设置为固定值,部分学者考虑到生产成本、销售价格、批发价格、需求、提前期、服务价格等参数的时变性,开始将销售周期分为两阶段来研究。Lee等[5]以个人电脑行业为背景,根据产品更新换代快的特点,将产品销售周期分为两阶段,提出了价格保护契约能够实现两阶段供应链协调。在Lee研究基础上,Linh和Hong[6]考虑到产品零售价格、生产成本、批发价格三个参数的变动性,建立了单供应商单零售商的一次订购行为和两次订购行为的两阶段供应链报童模型,发现收益共享契约实现供应链协调的灵活性优于价格保护契约;郭小云等[7]进一步引入需求的动态性,考虑到第一阶段发生缺货时的延期供给现象,建立动态市场环境下基于收益共享契约的易逝品两阶段报童模型,证明了部分短缺量延期供给会增加总订购量。丁胡送和徐晓燕[8,7]进行了提前期压缩下基于收益共享契约的两阶段供应链博弈分析,发现收益分享比例的公布将激励制造商压缩订货提前期,提高供应链总收益。王大飞等[9]研究了消费者策略行为的产品服务供应链,构建两个销售阶段的动态博弈模型,并通过收益共享契约实现服务供应链协调,发现收益共享契约能够协调消费者策略。 随着绿色制造的发展,低碳背景下供应链协调越来越受到学者关注。继碳配额交易政策被Keohane[10]和AviYonah[11]等学者证明切实有效后,Benjaafar等[11]将碳配额交易政策引入供应链运营决策研究之中,讨论其对企业采购、生产、库存决策和成本的影响;也有学者讨论了碳配额[13-15]和碳交易价格[16-19]对供应链运营决策的影响。在此基础上,部分学者研究了碳配额交易政策下如何实现供应链减排决策与运营决策协调。Jaber等[20]引入碳排放超额惩罚机制,基于减排投入成本和惩罚成本设计了碳排放交易机制以激励供应商减排同时实现供应链协调;Xu等[21]研究了在碳限额交易机制下基于成本共担契约的决策行为和供应链协调机制;Bouchery等[22]运用多目标优化方法来实现成本与碳排放的最优决策与协调;李友东等[23]在碳规制及交易机制下,比较了收益共享契约与成本分摊契约两种契约下零售商与供应商的最优决策及最优利润值,发现成本共担契约更有利于减排水平提高;支帮东等[24]研究了碳限额交易机制下,运用经济批量订货模型,构建Stackberg博弈模型,证明成本共担契约可以实现供应链协调,但成本共担契约的可操作性受到供应商碳减排技术水平以及产品碳属性的约束。以上学者都是基于减排成本角度研究碳配额交易下供应链协调,少数学者研究了碳配额交易政策下运用数量折扣和收益共享契约实现供应链利润最大化,覃艳华等[25]在供应链成员内部碳交易和外部市场碳交易两种途径下,数量折扣契约均可以实现供应链协调;Yuan等[26]证明了在碳配额交易机制下,收益共享契约能够协调供应链实现供应链整体利润最大化。 在以往的两阶段供应链协调建模研究中,虽然考虑了销售价格、批发价格、成本、提前期等因素的变动,但是没有将碳配额参数的变动性纳入供应链协调建模之中。在碳配额交易政策下供应链协调研究之中,仍以减排成本共担为主,少数学者采用了企业实践运用广泛的收益共享契约,但将产品销售价格、生产成本等参数设置为固定值,并且没有考虑政府碳配额会随着时间和政策变化呈阶梯状降低。 基于此,本文依据产品更新换代速度加快、生命周期越来越短的市场特性及碳配额阶梯状降低的特点,将产品销售周期分为两个阶段,分别构建集中式决策和收益共享契约下分散式决策的两阶段供应链模型,研究碳配额交易政策下供应链上下游企业的最优订购量决策和最优碳减排决策,根据最优决策设计收益共享契约以实现碳配额交易政策下两阶段供应链协调,实现经济和环境的协调发展。讨论两个阶段最优减排决策关系及收益共享契约参数设计,为供应链节点企业减排决策提供理论指导;通过算例分析验证结论,进一步探讨碳配额和碳交易价格对供应链协调的影响,为政府碳配额交易政策的制定提供理论借鉴。