曹細(xì)玉, 覃艷華*, 余小艷
(1.電子科技大學(xué)中山學(xué)院, 廣東 中山 528402; 2.電子科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 成都 611731)
隨著全球氣候變暖和能源安全問題日趨嚴(yán)重,綠色低碳發(fā)展已經(jīng)成為國際社會(huì)的普遍共識(shí).為應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)峻的氣候環(huán)境問題,中國政府于2020年9月明確提出了“雙碳”目標(biāo),并要求通過構(gòu)建制造業(yè)綠色生產(chǎn)體系、實(shí)施低碳生產(chǎn)來推動(dòng)制造企業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型,進(jìn)而積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和.與此同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)及電子商務(wù)的快速發(fā)展,為了拓展市場(chǎng)越來越多的制造企業(yè)在傳統(tǒng)零售渠道的基礎(chǔ)上開設(shè)線上直銷渠道,雙渠道供應(yīng)鏈系統(tǒng)成為一種新常態(tài).現(xiàn)實(shí)中,制造企業(yè)為了降低碳排放需要更多資金投入到低碳技術(shù)研發(fā)及實(shí)施低碳生產(chǎn)改造中,而線上、線下渠道業(yè)務(wù)的開展同樣需要投入大量的人力物力和財(cái)力成本,因而制造企業(yè)面臨較大的資金壓力.因此,在制造企業(yè)實(shí)施碳減排和開展線上線下雙渠道業(yè)務(wù)面臨資金不足的情況下,研究制造商存在資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈定價(jià)與碳減排決策以及不同融資策略選擇問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.
解決供應(yīng)鏈企業(yè)資金約束問題常見的方式主要有兩種:一種是銀行貸款融資,即資金約束方從銀行貸款其所需資金,在生產(chǎn)或銷售期結(jié)束后連本帶利還款給銀行的融資方式;另一種是貿(mào)易信貸融資,即供應(yīng)鏈上游企業(yè)向有資金約束的下游企業(yè)提供延期支付,或者供應(yīng)鏈下游企業(yè)向有資金約束的上游企業(yè)提供提前支付.目前,關(guān)于供應(yīng)鏈企業(yè)的融資決策問題已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和實(shí)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn).在資金約束下的供應(yīng)鏈企業(yè)決策方面,Jing 和Seidmann認(rèn)為當(dāng)供應(yīng)商生產(chǎn)成本較低時(shí),制造商的延期支付融資策略能減輕供應(yīng)鏈雙重邊際化效應(yīng)[1];Chen研究了銀行貸款融資和貿(mào)易信貸融資對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響[2];郭金森等提出向銀行借貸融資或向具有足夠資金的零售商進(jìn)行有折扣的提前付款融資是解決制造商資金不足最為常見的融資方式[3];占濟(jì)舟等考慮了制造商存在資金約束時(shí), 貿(mào)易信貸融資和銀行貸款融資相結(jié)合的供應(yīng)鏈最優(yōu)決策問題[4];Tang等探討了資金受限供應(yīng)商在提前支付融資和銀行貸款融資的融資策略選擇及定價(jià)策略[5];Deng 等針對(duì)多個(gè)異質(zhì)供應(yīng)商給出了供應(yīng)鏈最優(yōu)融資策略以及貿(mào)易信貸融資優(yōu)于銀行貸款融資的條件[6].在考慮碳減排和資金約束下研究供應(yīng)鏈決策方面,Wang等研究了供應(yīng)鏈中制造商存在碳排放限制和資金約束時(shí)制造/再制造的生產(chǎn)決策[7];Cong等針對(duì)碳排放限額及綠色銀行信貸研究了供應(yīng)鏈企業(yè)資金約束下的最優(yōu)決策[8];Qin等研究了制造商存在資金約束時(shí)通過零售商分?jǐn)偺紲p排成本或向銀行進(jìn)行綠色融資的供應(yīng)鏈碳減排決策[9];黃瑞芬等針對(duì)碳限額及交易機(jī)制研究了受資金約束的供應(yīng)鏈優(yōu)化問題[10].在資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈決策方面,周永務(wù)等就制造商資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈定價(jià)與融資決策進(jìn)行了研究[11];趙琳等[12]、肖肖等[13]對(duì)制造商資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈融資策略進(jìn)行了研究.
從上述文獻(xiàn)回顧可知,資金約束和碳減排作為影響企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作的兩個(gè)重要因素,資金約束下雙渠道供應(yīng)鏈碳減排決策受到學(xué)者的普遍關(guān)注.但應(yīng)該看到,目前很少見到文獻(xiàn)把資金約束、碳減排結(jié)合起來研究雙渠道供應(yīng)鏈的定價(jià)及碳減排決策,因此,在電子商務(wù)快速發(fā)展以及“雙碳目標(biāo)”深入推進(jìn)的今天,研究資金約束下雙渠道供應(yīng)鏈的定價(jià)及碳減排決策十分必要.本文的創(chuàng)新點(diǎn)與貢獻(xiàn)在于:首先以消費(fèi)者的渠道選擇及低碳偏好為出發(fā)點(diǎn),構(gòu)建了考慮制造商資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈博弈模型,分析了雙渠道供應(yīng)鏈集中決策下的最優(yōu)定價(jià)及碳減排決策;在此基礎(chǔ)上,就雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策下采用提前支付融資策略與銀行貸款融資策略對(duì)最優(yōu)決策的影響;通過對(duì)比分析兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策及利潤,從而明確了制造商不同初始資金下雙渠道供應(yīng)鏈企業(yè)的最優(yōu)融資策略.
考慮由一個(gè)零售商和一個(gè)制造商組成的雙渠道供應(yīng)鏈,制造商通過傳統(tǒng)線下渠道由零售商銷售其生產(chǎn)的產(chǎn)品,同時(shí)制造商也開設(shè)線上直銷渠道銷售生產(chǎn)的產(chǎn)品.假設(shè)碳排放主要是由制造商在生產(chǎn)過程產(chǎn)生的,而且消費(fèi)者具有低碳偏好.假設(shè)零售商資金充足,制造商存在資金約束且制造商的初始資金為B(B≥0),制造商資金不足時(shí)缺少的資金可通過零售商提前支付的貿(mào)易信貸融資或銀行貸款融資來解決.假設(shè)制造商和零售商之間信息完全對(duì)稱,且市場(chǎng)能夠完全出清,制造商為主導(dǎo)者,碳減排率、產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格和線上直銷價(jià)格為其決策變量,線下銷售價(jià)格為零售商的決策變量.本文相關(guān)的符號(hào)及含義如表1所示.
表1 相關(guān)符號(hào)及含義
根據(jù)前文的分析與假設(shè),并借鑒文獻(xiàn)[15-17]在考慮碳減排的情況下關(guān)于雙渠道供應(yīng)鏈線上直銷渠道、線下零售渠道的市場(chǎng)需求假設(shè),為此,假設(shè)市場(chǎng)上的消費(fèi)者分為偏好線下零售渠道和偏好線上直銷渠道兩種類型,并假設(shè)市場(chǎng)需求與線上直銷價(jià)格、線下零售價(jià)格、減排率具有線性關(guān)系,假設(shè)Qd=(1-θ)A-pd+βpr+λτ,Qr=θA-pr+βpd+λτ.為了使制造商資金約束下的雙渠道供應(yīng)鏈在分散式?jīng)Q策時(shí)存在最優(yōu)解,且保證雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策下的最優(yōu)解有意義,因此,假設(shè)下列不等式成立:
4η(1-β)(1+rr)-(3+β)λ2>0,
4η(1-β)(1+rb)-(3+β)λ2>0,
在集中決策下,相對(duì)于把零售商和制造商看作一個(gè)整體來追求雙渠道供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤的最大化.在制造商面臨資金約束而零售商資金充足的情況下,制造商有資金約束的集中決策實(shí)際上相對(duì)于無資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈集中決策,此時(shí)雙渠道供應(yīng)鏈在集中決策下的利潤函數(shù)為
(pr-c)(θA-pr+βpd+λτ).
(1)
由式(1)易知雙渠道供應(yīng)鏈的利潤是關(guān)于pd、pr和τ的凹函數(shù),進(jìn)一步可得pd、pr和τ的最優(yōu)解分別為
πc(rb)=(pd-c)Qd+(pr-c)Qr-
[pd-c(1+rb)][(1-θ)A-pd+βpr+λτ]-
rbB.
(2)
由式(2)可知存在資金約束的雙渠道供應(yīng)鏈的利潤是關(guān)于pd、pr和τ的凹函數(shù),進(jìn)一步可得pd、pr和τ的最優(yōu)解分別為
推論1集中決策下當(dāng)存在資金約束需向銀行貸款融資時(shí),銀行貸款利率與決策變量的關(guān)系如下:
1)碳減排率與銀行貸款利率成負(fù)向相關(guān)關(guān)系;
推論2在雙渠道供應(yīng)鏈集中決策中,雙渠道供應(yīng)鏈在不同初始資金下將采用不同的融資策略:
推論3在集中決策下,雙渠道供應(yīng)鏈無資金約束與有資金約束需向銀行貸款融資時(shí)的決策結(jié)果比較如下:
1)無資金約束時(shí)的最優(yōu)碳減排率大于銀行貸款融資策略時(shí)的最優(yōu)碳減排率;
2)當(dāng)-2ηc(1-β)(1+rb)[η(1+β)-λ2]+λ2[ηA+ηc(1-β)-4λ4c]≥0,則無資金約束的最優(yōu)線上銷售價(jià)格和線下銷售價(jià)格大于等于銀行貸款融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格和線下銷售價(jià)格;當(dāng)-2ηc(1-β)(1+rb)[η(1+β)-λ2]+λ2[ηA+ηc(1-β)-4λ4c]<0,則無資金約束的最優(yōu)線上銷售價(jià)格和線下銷售價(jià)格小于銀行貸款融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格和線下銷售價(jià)格;
3)雙渠道供應(yīng)鏈沒有資金約束時(shí)的利潤大于雙渠道供應(yīng)鏈有資金約束且采用銀行貸款融資策略時(shí)的利潤.
πr(rr)=(pr-w)Qr+rrL(rr)=
(pr-w+rrc)(θA-pr+βpd+λτ)+
(3)
πm(rr)=(pd-c)Qd+(w-c)Qr-
[pd-(1+rr)c][(1-θ)A-pd+βpr+λτ]-
[w-(1+rr)c](θA-pr+βpd+λτ)+rrB.
(4)
對(duì)式(3)求關(guān)于pr的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0,則可得
w+θA+λτ+βpd-2pr-crr+cβrr=0.
(5)
由式(5)可得零售商的線下銷售價(jià)格為
(6)
將式(6)代入式(4),則可得制造商的利潤函數(shù)為
[w-(1+rr)c][θA-
(7)
對(duì)式(7)分別求關(guān)于pd、w和τ的二階偏導(dǎo)數(shù),則可得到制造商利潤函數(shù)πm(rr)的Hessian矩陣行列式為
對(duì)式(7)分別求制造商利潤函數(shù)關(guān)于pd、w和τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0,則有
(2+β)λτ]-(2-β2)pd+c(1-β)rr=0,
(8)
c(1-β)-2w+θA+λτ+2βpd+2c(1-β)rr=0,
(9)
wλ-λc(3+β)(1+rr)-
2ητ(1+rr)+λ(2+β)pd=0.
(10)
由式(8)、式(9)和式(10)可得制造商的最優(yōu)線上直銷價(jià)格、最優(yōu)批發(fā)價(jià)格和最優(yōu)碳減排率分別為
(11)
(12)
(13)
進(jìn)而可得零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格為
(14)
πr(rb)=(pr-w)Qr=
(pr-w)(θA-pr+βpd+λτ),
(15)
[pd-(1+rb)c][(1-θ)A-pd+βpr+λτ]+
rbB+[w-(1+rb)c](θA-pr+βpd+λτ)-
(16)
對(duì)式(15)求關(guān)于pr的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0,則可得
w+θA+λτ+βpd-2pr=0.
(17)
由式(17)可得零售商的線下銷售價(jià)格為
(18)
將式(18)代入式(16),則可得制造商的利潤函數(shù)為
(19)
對(duì)式(19)分別求關(guān)于pd、w和τ的二階偏導(dǎo)數(shù),則可得到制造商利潤函數(shù)πm(rb)的Hessian矩陣行列式為
對(duì)式(19)分別求關(guān)于pd、w和τ的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于0,則有
2wβ+c(2-β-β2)+2A-(2-β)Aθ+
λτ(2+β)-(4-2β2)pd+
c(2-β-β2)rb=0,
(20)
c(1-β)-2w+Aθ+λτ+2βpd+c(1-β)rb=0,
(21)
wλ-λc(3+β)-2ητ(1+rb)+
(2+β)λpd-λc(3+β)rb=0.
(22)
由式(20)~(22)可得制造商的最優(yōu)線上直銷價(jià)格、最優(yōu)批發(fā)價(jià)格和最優(yōu)碳減排率分別為
(23)
w#=
(24)
(25)
進(jìn)而可得零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格為
(26)
在雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策下,當(dāng)制造商存在資金受約束時(shí)融資策略的選擇將直接影響最優(yōu)決策結(jié)果和雙渠道供應(yīng)鏈企業(yè)各自的利潤.為了便于比較兩種融資策略下的決策結(jié)果,假設(shè)采用零售商提前支付融資策略時(shí)的批發(fā)價(jià)格折扣率rr與銀行貸款利率rb相等,進(jìn)而對(duì)兩種融資策略下的最優(yōu)決策及各自的利潤進(jìn)行比較,得到如下結(jié)論.
推論6在雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策下,當(dāng)存在資金約束的制造商采用提前支付融資策略的批發(fā)價(jià)格折扣率rr和采用銀行貸款融資策略的貸款利率rb相等時(shí),有:
1)采用提前支付融資策略時(shí)的最優(yōu)線上銷售價(jià)格、最優(yōu)批發(fā)價(jià)格和最優(yōu)碳減排率都大于銀行貸款融資策略時(shí)的最優(yōu)線上銷售價(jià)格、最優(yōu)批發(fā)價(jià)格和最優(yōu)碳減排率;
2)采用提前支付融資策略時(shí)的最優(yōu)線下銷售價(jià)格小于銀行貸款融資策略時(shí)的最優(yōu)線下銷售價(jià)格;
推論7在雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策下,當(dāng)存在資金約束的制造商采用提前支付融資策略的批發(fā)價(jià)格折扣率rr和采用銀行貸款融資策略的貸款利率rb相等時(shí),制造商的最優(yōu)融資策略選擇如下:
為了進(jìn)一步說明雙渠道供應(yīng)鏈在不同融資策略下的最優(yōu)決策、利潤以及提前支付融資策略下批發(fā)價(jià)格折扣率rr或銀行貸款融資策略下的貸款利率rb變化對(duì)最優(yōu)決策值和利潤的影響,用數(shù)值計(jì)算與分析對(duì)前面的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證.根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際情況選取相關(guān)數(shù)據(jù),分析其對(duì)最優(yōu)決策以及雙方利潤的影響,基本運(yùn)營的參數(shù)設(shè)定如表2所示.
表2 基本運(yùn)營參數(shù)
表3 集中決策和分散決策下不同融資策略的最優(yōu)化結(jié)果
在分散式?jīng)Q策下,當(dāng)制造商存在資金約束且其它參數(shù)取值如表2所示時(shí),分別就rr>rb、rr=rb和rr 圖1 兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策時(shí)rr或rb變化對(duì)最優(yōu)線上銷售價(jià)格的影響 由圖1可知,不管是采用提前支付融資策略還是采用銀行貸款融資策略,制造商的最優(yōu)線上銷售價(jià)格都隨銀行貸款利率rb或批發(fā)價(jià)格折扣率rr的增大而增大.在批發(fā)價(jià)格折扣率rr大于銀行貸款利率rb時(shí),采用提前支付融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格大于采用銀行貸款融資策略的線上銷售價(jià)格;當(dāng)批發(fā)價(jià)格折扣率rr等于銀行貸款利率rb時(shí),采用提前支付融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格和采用銀行貸款融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格非常接近;當(dāng)批發(fā)價(jià)格折扣率rr小于銀行貸款利率rb時(shí),采用提前支付融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格小于采用銀行貸款融資策略的最優(yōu)線上銷售價(jià)格. 從圖2可以看出,當(dāng)采用提前支付融資策略時(shí),零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格隨提前支付融資策略的批發(fā)價(jià)格折扣率rr的增大而減少;當(dāng)采用銀行貸款融資策略時(shí),零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格隨銀行貸款利率rb的增大而增大;無論批發(fā)價(jià)格折扣率rr和銀行貸款利率rb如何變化,采用提前支付融資策略時(shí)零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格都小于采用銀行貸款融資策略時(shí)零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格. 圖2 兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策時(shí)rr或rb變化對(duì)最優(yōu)線下銷售價(jià)格的影響 由圖3可知,不管是采用提前支付融資策略還是采用銀行貸款融資策略,制造商的最優(yōu)碳減排率都隨銀行貸款利率rb或批發(fā)價(jià)格折扣率rr的增大而減少.在銀行貸款利率rb大于或等于批發(fā)價(jià)格折扣率rr時(shí),采用銀行貸款融資策略時(shí)制造商最優(yōu)碳減排率小于采用提前支付融資策略的制造商最優(yōu)碳減排率;當(dāng)銀行貸款利率rb小于等于批發(fā)價(jià)格折扣率rr時(shí),采用銀行貸款融資策略時(shí)的制造商最優(yōu)碳減排率大于采用提前支付融資策略的制造商最優(yōu)碳減排率. 圖3 兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策時(shí)rr或rb變化對(duì)最優(yōu)碳減排率的影響 由圖4可知,不管是采用提前支付融資策略還是采用銀行貸款融資策略,制造商的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格都隨批發(fā)價(jià)格折扣率rr或銀行貸款利率rb的增大而增大;無論批發(fā)價(jià)格折扣率rr和銀行貸款利率rb如何變化,采用提前支付融資策略時(shí)的制造商最優(yōu)批發(fā)價(jià)格都大于采用銀行貸款融資策略時(shí)的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格. 圖4 兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策時(shí)rr或rb變化對(duì)最優(yōu)批發(fā)價(jià)格的影響 從圖5可以看出,無論是提前支付融資策略還是銀行貸款融資策略,零售商的利潤都隨提前支付融資策略的批發(fā)價(jià)格折扣率rr或銀行貸款利率rb的增大而減少;在批發(fā)價(jià)格折扣率rr或銀行貸款利率rb變動(dòng)的區(qū)間內(nèi),采用提前支付融資策略的零售商利潤曲線與采用銀行貸款融資策略的零售商利潤曲線存在交點(diǎn),提前支付融資策略下的零售商利潤在相交點(diǎn)左邊大于銀行貸款融資策略下的零售商利潤,提前支付融資策略下的零售商利潤在相交點(diǎn)右邊小于銀行貸款融資策略下的零售商利潤. 圖5 兩種融資策略下雙渠道供應(yīng)鏈分散式?jīng)Q策時(shí)rr或rb變化對(duì)零售商利潤的影響 從圖6可以看出,采用提前支付融資策略時(shí),制造商的利潤隨批發(fā)價(jià)格折扣率rr的增大而增大;采用銀行貸款融資策略時(shí),制造商的利潤銀行貸款利率rb呈U型關(guān)系;不管批發(fā)價(jià)格折扣率rr或銀行貸款利率rb如何變化,制造商在提前支付融資策略下的利潤都大于銀行貸款融資策略下的利潤. 考慮由一個(gè)零售商和一個(gè)制造商組成的雙渠道供應(yīng)鏈,研究了制造商資金約束時(shí)的雙渠道供應(yīng)鏈的最優(yōu)定價(jià)、最優(yōu)碳減排率以及融資策略的選擇問題.針對(duì)制造商資金不足,首先分析了集中決策下零售商提前支付融資策略與銀行貸款融資策略下的最優(yōu)決策,指出提前支付融資策略相當(dāng)于無資金約束的模式,該融資策略下最優(yōu)碳減排率和雙渠道供應(yīng)鏈利潤要大于有資金約束時(shí)采用銀行貸款融資策略的最優(yōu)碳減排率和雙渠道供應(yīng)鏈利潤;然后就分散式?jīng)Q策,分析了采用不同融資策略的雙渠道供應(yīng)鏈最優(yōu)決策,并在兩種融資策略下分別就批發(fā)價(jià)格折扣率與銀行貸款利率的三種情況分析了批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率變化對(duì)最優(yōu)決策及雙渠道供應(yīng)鏈成員利潤的影響. 研究結(jié)果表明:1) 采用提前支付融資策略時(shí)的零售商最優(yōu)線下銷售價(jià)格小于銀行貸款融資策略的最優(yōu)線下銷售價(jià)格,而制造商在提前支付融資策略下的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格大于銀行貸款融資策略下的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格;2) 無論是采用提前支付融資策略還是采用銀行貸款融資策略,制造商的最優(yōu)碳減排率都隨批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率的增大而減少,而制造商的最優(yōu)線上銷售價(jià)格都隨批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率的增大而增大;3) 無論批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率如何變化,采用提前支付融資策略對(duì)制造商有利;4) 當(dāng)批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率較小時(shí),采用提前支付融資策略對(duì)零售商有利,而當(dāng)批發(fā)價(jià)格折扣率或銀行貸款利率較大時(shí),采用銀行貸款融資策略對(duì)零售商有利. 此外,針對(duì)制造商資金短缺和融資困難,本文只考慮了提前支付融資策略和銀行貸款融資策略,探討其他更好的融資策略或者現(xiàn)實(shí)操作中其他融資策略對(duì)雙渠道供應(yīng)鏈定價(jià)及碳減排的影響將是后續(xù)需進(jìn)一步研究的問題.4 結(jié)論