第12卷第1期Vol. 12 No. 1 工业工程2ω年2月February 2α" Industrial Engineering Joumal 再利用比例对闭环供应链利润的影晌分析周明，关新国(重庆大学经济与工商管理学院，重庆4刷44)摘要:采用stackelberg博弈的方法，以单个制造商和单个销售商组成的二级闭环供应链为模型，在比较开环供应链和闭环供应链利润的基础上，分析研究了再利用比例对闭环供应链利润的影响。经过分析论证得出只有当再利用比例达到一定条件时，企业实施闭环供应链才是有利可图的。关键词:stackelberg博弈;闭环供应链;再利用比例:利润中圈分类号:F016文献标识码:A文章编号:1∞7-7375(2侃>9)01拍51-04The Impact of Remaoufacturability 00 the Total Profits of Close-loop Supply Chains Zhou Ming, Guan Xin-guo (School of Economics and Business Administration, Chongqing University, Chongqing 4α)()44 , China) Abstract: Based on the method of stackelberg game, and by comparing the profits of open-loop and close›loop supply chains, the impact of remanufcturability on the total profit was discussed, with a model of a close-loop supply chain including one supplier and one retailer. Through analysis, a conclusion was reached that remanufacturing was not profitable for the maufacturer unless the remanufacturability was be yond certain point. Key words: stackelberg game; closed-loop supply chains; remanufacturability; profits 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大问会发展第十一个五年规划纲要中，也明确提出要题，尤其是环境和资源问题，不仅是确保经济社会可建立资源节约和环境友好型社会，尤其是发展循持续发展的基本条件，而且直接涉及到人类的生存环经济，加快循环经济立法。而建立循环经济就质量，因此保护生态环境、节约资源、合理使用资源是要使生产形成一个周而复始的闭环系统，在产品是保证人类社会持续发展的长期战略。为了适应人使用期结束时(Endof Us e ) [1]能够将其回收并重新类社会可持续发展的要求，如何最大限度地利用资利用。源和最低限度地产生废弃物，已经成为政府、企业界闭环供应链(closed-loopsupply chains)是指通和学术界关心的问题。在此背景下，越来越多的国过产品的正向交付与逆向回收再利用，使"资源-生家开始从立法上强调环保要求，环保法规日益完善，产-消费-废弃"的开环过程变成"资源-生产-消许多国家开始要求生产企业对产品生命周期全过程费-再生资源"的闭环反馈式循环过程。它使物料负责，尤其是废旧产品的回收利用。目前，日本采用在CLSC中循环流动，使物质资源得到充分合理的利的政策是废弃者付费制，即每丢弃一件规定的废旧用，从而减少废弃物的排放，把经济活动对自然坏境物品，其所有者要支付相应的处理费用;美国和欧盟的影响降低到尽可能小的程度，同时减少资源的消则采用的是生产者责任制，即由生产企业(或进口耗，降低产品和服务戚本，促进循环经济的发展[2]。商)承担处理费用。我国在2006年公布的经济和社企业是否开展闭环供应链，主要取决于闭环供收稿日期:2∞8-07-07 作者简介:周明(1957-)男，四川省人，教授，主要研究方向为企业信息化、物流与供应链.
工业工程第12卷52 应链能否给其带来更多收益。本文采用stackelberg博弈的方法，分析了回收旧产品的再利用比例对企业开展闭环供应链的影响。R Canan Savaskan[3]研究指出，开展再制造生产正向流逆向流I主:>..一 一一一的企业对其产品进行回收时，有3种渠道结构可以圄1二级闭环供应链模型结构选择。LaurensG Debo [4]研究了制造商技术选择对制造成本及再制造成本的影响，进而对整体利润的本文假设新产品和再造品质量相同，消费者对影响。GeraldoFerrer[5]分两阶段和多阶段，研究了再造品的认可度也和新产品相同。因此，二者的需再制造成本节约对制造商开展制造和再制造活动决求函数一致，即D(p)=α-ßp，a、β为常量且α、β〉策的影响。RolandGeyer[ll研究了闭环供应链中再0。其中，α表示市场容量;β表示消费者对价格的敏制造面临的一些影响成本节约的制约因素，并指出感度。而G(b.) == k + hb表示废旧产品的供给函数，r企业需要把这些因素协调起来，从而增大再制造的kh、为常量且k，h>0。其中，k表示当零售商支付给成本节约潜力。葛静燕等[6]采用stackelberg博弈的顾客的单位回收价格为O时，市场中的消费者自愿方法，在假设回收的旧产品全部能够用来再制造的返还废旧产品的数量，即这部分消费者拥有完全环前提下，研究了单个制造商和单个零售商组成的闭保意识。因此，这里可以将k看成度量社会环保意环供应链中关于新产品销售价格和旧产品回收价格识的指标，k越大，社会环保意识高;而h则代表了消的协调问题。周明、王铮[7]以交易费用经济学为依费者对回收价格的敏感程度，h越大，表明消费者对据，从理论上分析了在推进物流资源整合过程中政回收单价越敏感，相同回收价格下返还量越大。这府可以起到的作用o样的回收产品供给函数与以前某些文献所描述的不同[叫，这里回收量并不是由销售量和回收率决定1 问题描述和条件假设的，而是零售商提供的回收价格b的增函数。顾巧r企业开展闭环供应链面临着逆向物流渠道的选[8]在其研究的逆向供应链定价问题中做了相同的论择问题，一般而言，制造商可以自己直接从消费者手假设。此外为了简化问题，本文还假设市场上仅存中回收，也可以外包给第三方或委托销售商回收。在一个制造商和一个零售商，二者为独立的决策者R Canan Savaskan[3]分析了逆向物流的最优渠道结且均以各自的利润最大化为目标。具体的决策过程构问题，证明销售商负责逆向物流职能的渠道结构如下:首先制造商基于市场分析，制定产品生产计划优于制造商负责逆向物流的渠道结构和外包给第三及废旧产品回收计划，在销售和回收时机到来之前方物流提供商的渠道结构。本文也假定销售商在闭确定对零售商的批发价w和回收价b，使自己利润lll环供应链中承担旧产品的回收任务，即制造商把新最大化;同样零售商也根据利润最大化的原则确定产品批发给销售商，销售商再向消费者零售;同时零对顾客的零售价p和回收价哉。回收的旧产品中可售商从消费者手中回收旧产品，然后再出售给制造以再利用的比例为γ，当γ=1时，表示旧产品可以全商。这样就构成了一个二级闭环供应链。部再利用;当γ=0时，表示该产品是一次性产品。如图1，制造商以C"C制造成本和再造成本生mr其余的(1-γ)部分需要进行环境友好型处理，单位产新产品和再造品，二者的质量无差别，因此，制造处理成本为句，它也包括从回收点到企业以及企业商以同一批发价w向零售商提供该产品(包括新产到垃圾处理点的运费以及对其检测、拆分等有关的品和再造品)，而零售商以零售价p向顾客出售产一切支出。品。同时制造商委托零售商对使用后的产品进行回2 二级闭环供应链模型收，二者支付的回收价分别是七、b"零售商将回收来的产品运至制造商的仓库供制造商进行产品再本节首先考查开环供应链中销售商和制造商造，这样产品从制造商出发，经过零售商、顾客、零售stackelberg均衡，接下来考查闭环供应链中的均衡，商又回到了制造商那里，形成了一条完整的闭环供然后分析制造商开展闭环供应链的必要条件，最后应链[9]。进行简要分析，并提出相应对策。
第1期周明，关新国:再利用比例对闭环供应链利润的影响分析53 2. 1 开环供应链下的均衡费用。制造商和零售商的关系为stackelberg博弈关制造商目标函数为系，制造商为其中的领导者，即制造商首先向零售商作D(p) (w C) = +γG( b(s -b) --mxm,) mm提供批发价w，然后零售商再根据制造商提供的价-γ(1)G(bJ (C+ b) m0 d 格来确定自己的销售价p[lO]。式(3)即为p对w和br对bm的反应方程，代人分散决策时零售商和制造商的目标方程分别为制造商的目标方程，分别求w和扎的→阶条件得max作r= D(p)(p -w) , α+卢CmSγh +γcdh + -chh k-Cdh 1 ’" w 一一一一一.0_-= ’Vm 28 2h maX7T= D(p)(w -C)。m m其中SC-C，= ，表示再造时节约下来的单位成本。m r均衡解为许多文献，例如文献[1 J、[4J、[5J、[6J都假设再制f3α+βCmα+β'C1 m (p啦，ω')= ~ JU :一.!"- U ~ ~~m ~ 0 (1 ) 造成本小于制造成本。4卢2卢J均衡解为(α-ßcm)2 制造商的利润为何锢，销售商的利a + cm syh+γ'cdh -k +chh -cdh r *,(w’" b; ) ，町，p= {τ7 ’ l 2B 2h (α-ßcm)Z 润为作-丁丽一，供应链总利润为何=7T+叽=m 3α+ßcmγhs+γhC-3k -C-chh hd , d(4) ~ 0 44h卢3(α- cm) 2 定理3式(4)即为闭环供应链中，分散决策下16 的制造商和零售商之间非合作序贯博弈的stackel定理1式(1)即为开环供应链中分散决策情berg均衡。况下，制造商和零售商之间非合作序贯博弈的st配k此时回收的旧商品的数量为elberg均衡。γhs+γcdh + k -chh一cdh集中决策时目标函数为4 m缸作=D(p) (p -C)。m销售商相对于开环供应链增加的利润为均衡解为γhs+γ.cdh + k --cbh cdh U .7T=’ (bm-br-c)α+βC。rbm 4 (2) Pl = 2 制造商增加的利润为γhs +γcdh k -+ cbh -cdh 川=守旦，集中式供应链总利润为作=(sγ-Cb .7T= -+m d m 节d)坠业L4卢。当γ=旦丛时，的=0(5) m。S +Cd 定理2式(2)是开环供应链中制造商和销售集中决策时的目标函数为商组成的二级供应链集中决策时的均衡价格，该价mfx7=D(p)(p-Cm)+γG( br)(s -b-C) -r b格低于分散决策时的价格，此时供应链的总利润比-γ) (1G( + bJ (Cd bJ。分散决策时高。对p和br求一阶条件并使其等于0，得 闭环供应链下的均衡βChs +γh -γhC-k h -m J b **γ在闭环供应链中，制造商和销售商都要对旧产p =-丁立一b:*(6) 古2h品回收，其各自的目标函数如下所示。α-βCm -一-一-零售商目标函数为p p =4卢mfx7Tr=D(p)(p-w)+G(br)(bm-br-cb)O ** * bb-= rr求p和b的偏导并使其等于零，得γhs + 2γh+k+-2(1γ)hc-γ+ )cdh -2h (1 rb 4h m hp = a ~!!w ,b; = h(b-C) -K O (3) B ’-r 2h 此时，闭环供应链增加的利润为咖-s - .7b;C) T =γG(b;* )(其中，b为制造商支付给销售商的回收价格;b为销-bmr售商支付给消费者的回收价格;C为销售商的回收(1-γ) G( b;* )( C+ bJ h, d
工业工程第12卷54 或式(7)时，其值越大对企业开展闭环供应链就越有当γ=主兰」时，d1T=0。(7) S + C-Cd b 利。其实在某种程度上，企业在生产时可以控制产定理4式(6)是闭环供应链中集中决策时的品再利用率的大小，但此时γ对企业的影响是个双均衡条件。此时，新产品的销售价格较低而旧产品刃剑。因为它既会增加旧产品的利用比例，从而增的回收价格较高。加再制造的收益，也会增加最初的生产成本[4]O关于产品再利用比例的影响和确定，可以作为进一步3 企业开展闭环供应链的基本条件的研究方向。分析4 结语一般说来，在没有法律强制要求的情况下，企业是否开展闭环供应链，主要取决于闭环供应链能否基于立法和环保的要求以及利润的驱使，企业给企业带来更多的利润。若相对于开环供应链，闭对供应链管理的范围已经开始超越仅仅把产品移交环供应链能减小成本或增加收益，企业便会积极主给最终用户。对使用期结束的产品进行收集、再制动地开展闭环式的循环生产。由上一节的分析可造，并作为新产品的完全替代品进行再销售可以构知，企业开展闭环供应链增加的利润为d1T，但d1T成一个闭环的生产系统，该生产系统可以节约成本，mm增加收益。这意味着原产品制造商越来越需要对其不一定为正。我们考虑一个极端情形，当γ=0时，产品进行"从摇篮到坟基"式的管理。本文采用d1T m = -G ( b) (C+ b) ;而当γ=1时，d1T= rd m mstackelberg博弈的方法，分析了制造商和销售商在开G(bJ (s -b)。一般来说，γ越大，即旧产品能再利m环和闭环供应链中的定价，比较了2种供应链的利用的比例越大，开展闭环供应链就越有利。这也许润，指出了旧产品再利用率对闭环供应链利润的影能从环保以外的另一个角度解释为什么国外的许多响。著名汽车制造企业自发地提高汽车材料的再利用比例。参考文献:由以上分析可知，在其他条件给定时(比如生产[ 1 ] Roland Geyer. The economics of remam血cturingunder lim›成本给定、再生产成本给定、旧产品回收价格给定、ited component duralibility and finite product life cycles 旧产品不能利用部分的处理成本给定等等)，可以得[ J]. Management Science, 2007 ,53 ( 1 ) ; 88-1∞. [2]寇小置，郑晓静，李敏.闭环供应链的价值分析[JJ. 天津到以下结论。商学院学报，2∞7,27( 1) ;34-37. 结论1在分散决策的情况下，只有当旧产品再[3] Canan Savaskan. Closed-Ioop supply chain models with prod›C_. + 利用比例达到一定，即γ〉土」旦时，企业开展闭环u山c削t，r陀em旧anfuIf:f缸:a缸巾血配巾c7立削t血灿tuI汀l阳rins + Cd 239-252. 供应链才是有利可图的。[ 4 J Laurens G Debo. Market segmentation and product technolo›结论2在制造商和销售商二级供应链集中决gy selection for remanufacturable products [ J J. Management 策的情况下，只有当旧产品再利用比例达到一定，即Science,2005,51 (8) ;ll93-1205. [5] Geraldo Ferrer. Managing new and remanufactured products Lγ〉丰兰时，企业开展闭环供应链才是有利可S + C-Cd b [J] . Management Science, 2006,52 (l ) ; 15 -26. 图的。[6]葛静燕，黄培清，玉子萍.基于博弈论的闭环供应链协调以上2个结论仅仅是企业实施闭环供应链最基问题[J].系统管理学报，2∞7，16(曰;549-552. [7J周明，王铮.我国物流资源整合过程中的政府作用[JJ.科本的条件之一，此外还有很多需要考虑的因素。比技管理研究，2ω7(7);49-51. 如某个行业的制造活动与再制造活动所需的生产设[8J顾巧论，高铁杠，石连栓.基于博弈论的逆向供应链定价备和制造工艺差别很大，以至于开展再制造生产需策略分析[JJ.系统工程理论与实践，2∞5(3) ;20-25. 要太多的固定投入和劳动投入，与原来的生产不容[9J晏妮娜，黄小原，徐家旺.具有产品再制造的闭环供应链易整合到一起，那么这样的企业一般也不应该开展动态动作模型[1].工业工程与管理，2007，12(5) ; 37-再制造生产。43. 我们在分析旧产品的再利用比例γ时，是把它[10 J张维迎.博弈论与信息经济学[MJ.上海:上海出版社，作为一个外生变量来处理的，并认为它在满足式(5)2004,107-123.
