基于供应链权力结构的绿色技术与区块链采用策略研究 认领
,判断πM是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
将式(7)代入式(2)中得:
对于式(8)求关于e的一阶导数和二阶导数,当α2<4μ时,πM是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
将式(9)分别代入式(1)(4)和式(7)中得:
将式(9)(10)(11)(12)分别代入式(2)(3)中可求出制造商最大利润和零售最大利润分别为:
3.2 制造商主导区块链技术采用
制造商采用区块链技术时需承担技术成本,区块链技术的采用能改善消费者对产品的信任,提升效用。此时的需求函数为:q=1-p+αe+βI(15)
由于制造商在供应链中处于领导地位,二者的博弈顺序为:制造商优先决策绿色投入水平e和产品可追溯水平I,进而决定批发价格w;零售商作为追随者基于制造商的价格信息决定销售价格p。此时可以分别列出制造商利润函数与零售商利润函数,采用逆向归纳法求解:
表示制造商投入绿色技术和区块链技术而产生的额外成本。根据边际成本递增效应,随着绿色投入水平和产品可追溯水平的提升,投入成本会逐渐增加,而增速放缓,因此该成本采用二次型函数,从总利润q(w-c)中扣除。
对于式(15)求关于p的一阶偏导数和二阶偏导数,判断πR是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
继而求得最优零售价格下需求量为:
将式(19)代入式(16)中得:
对于式(20)求关于w的一阶偏导数和二阶偏导数,判断πM是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
将式(21)代入式(20)中得:πM=
继而求得πM关于e和I的海塞矩阵:
当一阶顺序主子式,且二阶顺序主子式时,海塞矩阵负定,存在最优绿色投入水平e和区块链技术成本I,使制造商获得最大收益。联立关于e和I的一阶偏导方程可得最优解e*和I*:
继而求得最优解w*和p*:
将式(23)(24)(25)(26)分别代入式(15)(16)(17)中可求出最优需求量,制造商最大利润和零售商最大利润分别为:
3.3 零售商主导区块链技术采用
制造商与区块链溯源零售商合作,技术成本由零售商承担。此时的需求函数为:q=1-p+αe+βI(27)
由于制造商在供应链中处于领导地位,二者的博弈顺序为:制造商优先决策绿色投入水平e,进而由零售商决策追溯成本I,已知技术成本的前提下制造商制定批发价w,零售商作为追随者根据制造商的价格信息决定销售价格p。此时可以分别列出制造商利润函数与零售商利润函数,采用逆向归纳法求解:
表示制造商投入绿色技术而产生的额外成本。根据边际成本递增效应,随着绿色投入水平的提升,投入成本会逐渐增加,而增速放缓,因此该成本采用二次型函数,从总利润q(w-c)中扣除。
表示零售商投入区块链技术而产生的额外成本。根据边际成本递增效应,随着产品可追溯水平的提升,投入成本会逐渐增加,而增速放缓,因此该成本采用二次型函数,从总利润q(p-w)中扣除。
对于式(29)求关于p的一阶偏导数和二阶偏导数,判断πR是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
继而求得最优零售价格下需求量为:
将式(31)代入式(26)中得:
对于式(32)求关于w的一阶偏导数和二阶偏导数,判断πM是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
将式(33)代入式(30)和式(31)中得:
将式(33)(34)(35)代入式(29)中得:
对于式(36)求关于I的一阶偏导数和二阶偏导数,当β2<8κ时,πR是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
将式(33)(34)(35)代入式(28)中得:
对于式(38)求关于e的一阶偏导数和二阶偏导数,当α2<4μ时,πM是一个concave函数,有最大值;令一阶偏导数为零,进一步求得:
进而求得最优追溯水平为:
最优批发价格为:
最优零售价为:
将式(41)(42)分别代入式(35)(36)(38)中可求出最优需求量,零售商最大利润和制造商最大利润分别为:
4 对比分析
命题1.外生参数对制造商利润的影响为:
证明:对消费者绿色水平偏好α,追溯水平偏好β,绿色投入成本系数μ和追溯成本系数κ,分别求πM(1)*、πM(2)*、πM(3)*关于α、β、μ、κ的偏导,易证:恒成立,同理得,恒成立,同理得恒成立,同理得恒成立,同理得
命题1表明,消费者的绿色偏好程度与追溯偏好水平对制造商的利润水平及市场需求展现出正向的驱动效应;相反,绿色投入的成本系数与追溯实施的成本系数则对制造商的利润及市场需求构成负向制约。这是由于消费者绿色偏好程度的加大会促使制造商增加绿色投入,以满足市场需求,进而提升市场份额和品牌形象,获得更高利润;消费者对产品溯源信息及生产过程透明度的需求日益增强,倾向于利用区块链等先进技术来验证产品的安全性和真实性。这种追溯偏好激励制造商部署追溯体系,以增强消费者信任度,进而促进销量的增长与利润的提升。而绿色技术与追溯系统的研发成本、运营成本、维护成本等较高,增加了产品生产总成本,若不能通过提高售价或增加销量进行有效补偿,将压缩企业的利润空间。制造商在强化绿色与可追溯战略的同时,应注重成本控制与优化,积极探索供应链协同机制,与零售商等合作伙伴共享技术成果以降低个体投入。
命题2.当制造商主导区块链技术采用时,绿色投入水平达到最优状态,产品环保程度高。
命题2表明,e(2)*>e(3)*>e(1)*,即制造商主导区块链技术采用时,产品绿色投入水平达到最优状态。制造商主导供应链权力结构时,能够有效整合供应链上下游的资源与信息,从原材料采购到生产制造、物流配送各环节优化资源配置,实现绿色发展。制造商企业应充分发挥供应链中的核心作用,加大绿色技术研发投入,积极与下游企业合作,密切关注市场动向,通过推广绿色产品践行可持续发展的社会责任,提升品牌形象与消费者好感度。
命题3.当制造商主导区块链技术采用时,追溯水平较零售商主导区块链技术采用时更高,产品信息透明度更高。
证明:即I(3)*(2)*,因此制造商主导区块链技术采用时,产品的追溯水平更高。
命题3表明,就产品可追溯水平而言,制造商主导区块链技术采用策略是更优的选择,能够高效推动供应链实现透明化发展。与命题2类似,制造商在供应链权力结构中处于核心位置,能够有效地整合供应链上下游的生产信息,确保其在供应链各环节中的连贯性和准确性,从而提升产品可追溯水平。企业应制定统一的技术标准和规范,充分利用制造商在供应链权力结构中的主导作用,加快数字化转型,确保供应链各节点在信息处理和数据交换上的一致性,为产品可追溯性和信息透明度提供有力保障。
5 结论
本文运用Stackelberg博弈方法研究了绿色产品供应链中制造商和零售商,对基于供应链权力结构的区块链与绿色技术采用策略进行探讨。通过建立模型,使用逆向归纳法求出最优决策下制造商、零售商相关变量参数,分别对同等条件下不使用区块链技术、制造商主导区块链技术采用及零售商主导区块链技术采用3种情况下的绿色水平、可追溯水平、收益情况等结果进行对比分析,得出如下结论:
消费者的绿色偏好程度与追溯偏好水平对制造商的利润水平及市场需求展现出正向的驱动效应;相反,绿色投入的成本系数与追溯实施的成本系数则对制造商的利润及市场需求构成负向制约。在供应链权力架构中,制造商主导区块链技术采用时,将促使绿色发展水平与追溯能力达到最优状态,使得产品更加环保且信息透明度得以完善。制造商在供应链权力结构中处于主体地位时,能够有效整合供应链上下游的资源与信息,从原材料采购到生产制造、物流配送各环节优化资源配置,实现绿色发展。为了吸引更多消费,制造商主动采用区块链技术,
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