考虑回收成本结构的两期闭环供应链定价策略研究.docx

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1、 分类号： F274 密级： 公开 UDC： 658 学校代码： 11065 硕士学位论文 考虑回收成本结构的两期闭环供应链定价策略研究 杨 春 苗 指 导 教 师 戴 更 新 教授 孙浩 副教授 学科专业名称 管 理 科 学 与 工 程 论文答辩日期 2016 年 5 月 29 日 摘要 随着可持续发展观念的普及和人类环保意识的提高，闭环供应链因为其节约资 源和减少污染的双重环保特性成为供应链中的研究热点。本文基于差别定价，建立 了考虑回收成本结构的两期动态博弈闭环供应链模型，分别研究制造商再制造、经 销商再制造和第三方再制造三种模式下，回收成本结构对回收努力程度、节点企业 定价策略和闭环供

2、应链利润的影响，具有一定的理论意义和现实意义。 文章首先关于回收成本结构进行了假设与分析，建立了回收成本结构模型；然 后对不同回收成本下的三种再制造模式进行了横向和纵向的比较分析；最后通过模 型解析和数值仿真分析，得出了以下主要结论。（ 1）回收成本为规模经济时，再制 造行为获利较高，再制造方回收努力程度高，再制造产品对新产品市场的冲击较大。 规模不经济时，再制造行为获利较低，再制造方回收努力程度低，再制造产品对新 产品市场的冲击较小。（ 2）回收成本为规模经济时，第三方再制造模式对供应链总 利润最为不利。消费者偏好较低时，经销商再制造模式对供应链总利润最为 有利； 消费者偏好较高时，制造商再

3、制造模式对供应链总利润最为有利。规模不经济时， 高回收成本使得三种再制造模式的回收努力程度均较低，第三方再制造模式可以使 供应链总利润达到最优。（ 3）无论是回收成本的规模经济还是不经济，第三方再制 造模式对制造商均不利，出于对市场原产品制造商的保护，应对第三方再制造商收 取一定的专利费用改善原制造商与第三方之间的博弈关系，减轻第三方再制造商的 威胁。 关键词：闭环供应链；回收成本结构；两期动态博弈；再制造模式 Abstract With the popularization of the concept of sustainable development and the improveme

4、nt of the consciousness of environmental protection, the closed-loop supply chain has become a research focus because its dual protection of resources and reducing the pollution. Based on differential pricing, we establish the two-period dynamic game models of closed-loop supply chain under recyclin

5、g cost structures. Considering three modes include that manufacturers remanufacturing, dealers remanufacturing and the third party remanufacturing, cost structure show to influence collection effort, the node enterprise pricing strategy and the closed-loop supply chain profit, has certain theory sig

6、nificance and the practical significance. Firstly, on a cost recovery structure assumptions and analysis, the establishment of a cost recovery structure model. Then three different cost recoveries under the roman- facturing model of horizontal and vertical comparative analysis. Finally, simulation a

7、nalysis by analytical and numerical models to give the following main conclusions. Cost recovery when economies of scale, higher profit behavior remanufacturing, recycled and then producing a high level of effort, remanufacturing greater impact on the product market of new products. When diseconomie

8、s of scale, lower profit remanufacturing behavior, remanufacturing low side recovery effort, the impact of new product remanu- facturing market is small. Cost recovery when economies of scale, then a third-party manufacturing model for the total supply chain profits the most disadvantaged. Consumers

9、 prefer low remanufacturing auto mode the total supply chain profits most favorable; when higher consumer preferences, manufacturers remanufacturing mode the total supply chain profits most favorable. When diseconomies of scale, high recovery costs make three kinds of manufacturing mode and then the

10、 degree of recovery efforts are low, then the third-party manufacturing model allows the supply chain to achieve optimal overall profits. Whether it is the economies of scale or cost recovery uneconomical third-party remanufactured mode manufacturers are unfavorable, out of the market by the origina

11、l manufacturer of protection, and then to deal with a certain amount of third-party manufacturer royalties improve the original manufacturer of the first Game tripartite relationship between the third party and then to reduce the threat of the manufacturer. Key Words: Closed-loop supply chain; Colle

12、ction cost structure; Two-period dynamic game; Remanufacturing modes 论文 “考虑回收成本结构的两期闭环供应链定价策略研究 ”得到以下项目资助： 1 国家自然科学基金项目：多期环境下再制造闭环供应链的定价策略研究 （ NO:71202142）。 2山东省自然科学基金项目： EDI 环境下基于信任机理的供应商产量决策研究 （ NO:ZR2015GM001）。 目录 第一章绪论 .1 1.1 研究背景 .1 1.2 研究意义 .1 1.2.1 理论意义 .2 1.2.2 现实意义 .3 1.3 国内外研究综述 .3 1.3.1 关

13、于闭环供应链管理的研究综述 .3 1.3.2 关于回收再制造模式和差别定价的研究综述 .5 1.3.3 关于两周期模型和回收成本结构的研究综述 .6 1.4 主要研究内容及创新点 .7 1.4.1 主要研究内容和研究框架 .7 1.4.2 本文创新点 .9 1.5 研究方法和技术路线 .9 第二章关于回收成本结构的假设与分析 .11 2.1 回收成本结构的存在背景分析 .11 2.1.1 回收渠道和回收方法的差异化 .11 2.1.2 回收成本结构的存在案例 .12 2.2 回收成本结构模型 .13 2.2.1 回收成本结构问题描述 .13 2.2.2 回收成本结构模型假设 .14 2.3 本

14、章小结 .15 第三章制造商再制造模式（ MR）两期闭环供应链定价策略研究 .16 3.1 问题描述和基本模型假设 .16 3.2 规模经济下两期闭环供应链模型 .19 3.3 规模不经济下两期闭环供应链模型 .21 3.4MR 模式下的数值仿真比较分析 .24 3.4.1 均衡决策数值仿真比较分析 .24 3.4.2 利润、需求量的数值仿真比较分析 .27 3.5 本章小结 .29 第四章经销商再制造模式（ DR）两期闭环供应链定价策略研究 .30 4.1 问题描述和基本模 型描述 .30 4.2 规模经济下两期闭环供应链模型 .31 4.3 规模不经济下两期闭环供应链模型 . 34 4.4

15、DR 模式下的数值仿真比较分析 . 36 4.4.1 均衡决策数值仿真比较分析 . 37 4.4.2 利润、需求量的数值仿真比较分析 . 39 4.5 本章小结 . 41 第五章第三方再制造模式（ TPR）两期闭环供应链定价策略研究 . 43 5.1 问题描述和基本模型假设 . 43 5.2 规模经济下两期闭环供应链模型 . 44 5.3 规模不经济下两期闭环供应链模型 . 47 5.4 TPR 模式下的数值仿真比较分析 . 49 5.4.1 均衡决策数值仿真比较分析 . 49 5.4.2 利润、需求量的数值仿真比较分析 . 52 5.5 本章小结 . 54 第六章三种再制造模式最优决策的比较

16、分析 . 55 6.1 规模经济时三种再制造模式比较分析 . 55 6.1.1 均衡决策比较分析 . 55 6.1.2 利润、需求量比较分析 . 58 6.2 规模不经济时三种再制造模式比较分析 . 59 6.2.1 均衡决策比较分析 . 59 6.2.2 利润、需求量比较分析 . 61 6.3 本章小结 . 63 第七章结论与展望 . 64 7.1 结论 . 64 7.2 展望 . 65 参考文献 . 66 攻读硕士学位期间的研究成果 . 69 致谢 . 70 学位论文独创性声明 . 71 学位论文知识产权权属声明 . 71 第一章绪论 第一章 绪论 1.1 研究背景 科技的进步为工业企业带

17、来了前所未有的机遇和发展，但随之而来的环境污染 和资源浪费问题也日益严重。传统的生产模式简单粗放，资源流向为 从源到汇 的 单向直线型。许多终端用户在消费产品后将其丢弃，使得产品的剩余价值无法得到 再利用，造成了严重的浪费。随着可持续发展观念的提出和普及，如何有效地解决 经济发展与环境保护、资源节约问题的矛盾关系，成为当下工业企业发展的重中之 重。为改变这一现状，许多国家颁布并通过了相关的法律法规： 2003 年 1 月 27 日， 欧洲议会和欧盟理事会联合颁布实施关于报废电子电气设备指令，重点防治电子 电器设备（ WEEE），实现此类产品废弃物的再利用、再循环和再回收。同时督促欧 盟各国落实

18、生产者责任制，要求企业回收生命周期结束 EOL（ End of Life）产品， 以法律的权威促进回收再制造行为的落实；我国相继颁布了中华人民共和国循环 经济促进法和中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定，通过法律威严 保证回收工作的有效实施。前者阐述了国家支持企业自主进行废旧产品的翻新改造 工作，但翻新产品需要达到限定标准才可投入市场 进行销售；后者纠正了只追求经 济高速发展而忽略环境保护的做法，明确指出建立发展责任制，对于损坏生态环境 的行为将受到法律和税收惩罚。相关法律政策的颁布实施使得生产企业不得不改善 现状，寻求一种更加绿色环保的生产模式。 传统的正向物流为物料资源从供应商开始，

19、最后到达终端消费者手中，中间经 过制造商、经销商、零售商等环节。正是因为传统工业企业的规模化发展，产生了 更多的废旧产品和资源浪费，使得传统供应链承担了更多的不确定性风险。传统供 应链上的节点企业从自身利益角度出发，为了在激烈的市场竞争中获得优势，亟需 改 革现有的供应链发展模式。以汽车产业为例， 2007 年至 2012 年以来，我国汽车 保有量以每年 13%的增长率持续激增，与之相关的废旧汽车的数量也急剧增加。据 2015-2020 年中国汽车整车制造市场评估及投资前景预测报告显示， 2015 年我 的汽车报废量将达到 500 万辆，而这些废旧汽车如果不进行及时、有效地回收，将 成为威胁公

20、众安全的隐患。而实际中，汽车的废旧部件有相当部分可以进行回收再 利用。在废旧汽车的拆解回收方面，美、日、德等发达国家或汽车保有量大国已经 获得了巨大的成效，废旧汽车的回收 利用率均达到 75%以上。而我国的汽车保有量 和报废量均居世界前列，却未建立相应有效的回收体系。 物料循环利用理念的提出，即响应了国家的相关法律法规，又帮助企业实现了 经济和环保的双重效益。物料的循环利用产生了一种从消费者回到制造商的新型物 1 青岛大学硕士学位论文 流模式 逆向物流 ，与传统的正向物流的结合形成了闭环供应链。研究数据表明， 在美国每年已有约 100 万美元的再制造产品销售额和 50 万人受雇于再制造企业。国

21、 际知名的 PC 厂商戴尔集团宣布与纬创合作，共同进行电子废弃物品的再生循环， 借此减少对自然资源的依赖，并延长报废电子产品的价值。佳能公司提出 共生 的 理念，对废弃的复印机和墨盒进行回收再制造，成果显著。其在保护生态环境方面 成为世界制造业的先驱，为企业节约了生产成本，创造了良好的口碑。因此，企业 尝试将闭环供应链应用于生产过程，不仅可以响应社会可持续发展的政策，还可以 提高自身的品牌影响力和竞争力。 闭环供应链不同于传统的正向供应链，它既需要通过正向供应链销售新产品， 又需要通过逆向供应链回收再制造废旧产品。然而，现实中工业企业在实施闭环供 应链的过程中，往往会遇到诸如因再制造产品的社会

22、认知度和认可度低下造成的消 费者偏好过低、原产品制造商出于对品牌的保护和市场份额的顾虑所设置的专利壁 垒等阻碍、双重边际效用以及闭环供应链中各 成员一味追求自身利益的最大化最终 会导致闭环供应链的整体效率降低等问题。 目前，我国闭环供应链在实际生产中的应用仍混乱无序，系统化的运作还停留 在初步探索阶段。作为人口大国，我国每年电子产品的消耗量都相当庞大，有效地 处置废旧产品既能减少资源的浪费，又能预防废旧产品的随意丢弃带来的环境污染。 虽然无论是从生产企业还是消费者的角度，闭环供应链都已经受到足够的重视，但 作为闭环中最重要的回收环节，却存在着回收渠道不健全、回收机制不完善、回收 方法不确定等问

23、题。闭环供应链中诸多的不确定因素以及建立回收网络所需要的 成 本费用使得企业回收努力程度低下。因此回收再制造模式的选择作为闭环供应链的 重要环节，其渠道和方法会影响供应链的整体效率和效益，影响到回收所需耗费的 成本，成为当下研究的热点和重点。 针对以上现实背景，摒弃当前研究中单一的回收成本模型，考虑因回收渠道和 回收方法的不确定性造成的多种回收成本，研究不同的再制造模式下回收成本对供 应链节点企业行为决策和定价策略的影响是十分必要的。 1.2 研究意义 1.2.1 理论意义 本文以运筹学和博弈论的相关理论知识为指导，基于市场中新产品和再制造产 品的差别定价和回收成本的差异性，建立了包含显性约束

24、条件的两周期动态联系的 闭环供应链模型，研究了不同的再制造模式下供应链节点企业的行为策略和定价策 略。并通过对比分析和数值仿真比较不同市场环境下的最优再制造模式，比较不同 2 第一章绪论 的回收成本对供应链成员决策及利润的影响。文章最后会得出一系列有益的管理学 结论，丰富和完善现有的闭环供应链管理理论，并将关于回收成本的研究正式引入 到闭环供应链模型中，弥补该方面的不足。研究结论在一定程度上可以为供应链中 的参与企业提供决策依据，帮助企业做出更为理性的经济决策。 1.2.2 现实意义 闭环供应链虽然受到学术界的高度重视，但当前的研究多集中在单一周期内的 决策研究。而由于闭环供应链中加入了废旧产

25、品的回收、再制造等环节，各个环节 存在的延迟使得闭环供应链很难在一个周期内完成全部流程。考虑到单 周期模型的 局限性，本文建立了一个动态联系的两周期闭环供应链模型，更加符合工业生产的 实际情况。 回收作为闭环供应链中的关键环节，工作渠道、方法的选择和开展将直接影响 到回收的成本、闭环供应链的经济效益和效率。当前闭环供应链利润模型中所涉及 到的回收成本多为单一的规模经济，即回收方开展的回收规模越大，单位回收成本 越低。但在实际生产活动中，因为回收渠道的选择、回收方法的不同等不确定因素 都会导致回收成本呈现多种不同的经济形态，仅考虑规模经济显然是不够全面和精 确的。因此，结合回收过程的复杂程度考虑

26、闭环供应链 经济模型中回收成本的差异 性具有一定的现实意义。 1.3 国内外研究综述 1.3.1 关于闭环供应链管理的研究综述 闭环供应链在实际生产过程中的环保特性使得其研究价值显著提升，大量的学 者对闭环供应链及其相关领域进行了定量或定性的研究。 Stock1首先提出逆向物流 中物料的循环再利用直接节约了企业的生产成本。逆向物流作为循环再生的有效途 径，通常包含回收、拆解、处理与再处理、和再制造等环节。同年， Pohlen2将逆向 物流定义为通过某些特定的渠道，使得废旧产品从用户消费者手中流通回原始生产 者的相关物流活动。关于物品的回收利用状态， Thierry3将其划分为可以直接再利 用、

27、通过修理进行再利用、对废旧物品拆解使物料再生利用和保持原有特性的再制 造四种状态。 Fleischmann4认为在逆向物流的管理上，基本包括配送规划、库存管 理和产品的规划三个环节。在此基础上， Fleischmann5 根据原制造商（ Original Equipment Manufacturer， OEM）是否参与回收再制造，将逆向物流分为 OEM 逆向 物流和第三方回收再制造的逆向物流。 Guide6也认为闭 环供应链既是正向物流与逆 3 青岛大学硕士学位论文 向物流的有机结合，从而形成一个从生产到消费者再由消费者返回生产的闭环回路。 达庆利 7等综合了供应链管理的相关研究，指出逆向物流

28、是企业将仍具有剩余价值 的遗弃商品，通过回收系统重新进入到正规的企业物流活动中来。并从问题和方法 两个角度出发，全面系统地总结了逆向物流结构的研究成果。从物流和网络结构的 角度分析了结构特征 , 将供应链的网络结构细分为开环和闭环，同时将传统物流和 逆向物流合并在一起，得出如图 1.1 所示的网络结构图。最后还讨论了设计原则和 设施的选址定位问题。周垂日 8对逆向物流的网络结构设计进行了研究，并提出了 未来的发展方向。徐家旺 9对闭环供应链管理中的若干相关问题就行了现状综述研 究。针对定价方式和利益分配研究了逆向物流的回收与重新利用问题，并研究了闭 环供应链的结构设计问题、运作问题和不确定性问

29、题。 以下学者，还从结构问题、驱动因素、设计原则等方面对闭环供应链管理进行 了深入的研究。 Ernst10，李群明 11, 张青山 12等均研究了闭环供应链的结构问题。 Krikke13以电冰箱的回收再制造为例，给出了闭环供应链的网络设计结构，如图 1.2 所示。 Ravi14分析了逆向物流的驱动因素主要包括：直接和间接的经济因素、立法 要求、企业责任和义务的驱使及环境保护意识。姚卫新 15认为，与传统供应链设计 相比 ,闭环供应链具有目标函数更复杂、系统更复杂、废旧产品供需不匹配、未开发 市场多等特性。邱若臻 16综述了闭环供应链结构问题的国内外研究现状，指出当前 的研究主要集中在物流层面，

30、但应该更加深入到流程定为、营销和产品设计整合和 鲁棒问题等层面。 图 1.1 逆向物流系统结构图 4 第一章绪论 图 1.2 闭环供应链整体架构 1.3.2 关于回收再制造模式和差别定价的研究综述 在闭环供应链中，回收再制造模式的选择将直接影响到整个供应链的效率。 Savaskan17最早提出了逆向物流的回收模式问题，他指出包括制造商、零售商和第 三方再制造商三者在内均可进行回收行为，如图 1.3 所示。研究了分散决策下制造 商作为 Stackelberg 博弈的领导者时，其回收模式的选择对闭环供应链中成员定价及 利润的影响，得出由零售商进行产品回收时的供应链总利润最优的结论。在此基础 上，

31、Savaskan18将模型拓展为多个零售商竞争下的制造商回收模式选择问题。得出 无竞争状态下的制造商回收，供应链利润与回收意愿有关；竞争状态下的零售商回 收，供应链利润会受到零售商之间竞争状态的影响。 Chuanchao19也研究了多个零售 商竞争时，供应链回收模式的选择问题。他将零售商的回收活动分为合作回收模式 和竞争回收模式，通过对比这两种模式下供应链的最优决策和 利润，得出竞争可以 提高正向物流中制造商的利润，却使得制造商和零售商在逆向物流中的利润降低。 姚卫新 20比较了三种回收模式下的供应链最优决策，得出零售商回收模式下零售商 将获得最大收益，第三方回收模式下零售商和制造商的收益最低。王发鸿 21在 Savaskan 研究的基础上，将回收方的回收努力程度定义为闭环供应链中的内生变量 回收率，并指明该系数对供应链中利润和定价策略的影响。以上研究均集中讨论了 回收模式的选择问题，熊中楷 22首先研究了经销商从事再制造的行为。黄宗盛 23比 较了在具有专利保护 时，零售商再制造模式和第三方再制造模