来源： 作者： 时间：2018-04-04
内容摘要：闭环供应链是一种以资源循环利用和封闭处理为核心的新型供应链运作模式。本文运用博弈理论，对由农户、销售商和回收商构成的一条农产品闭环供应链最优定价策略进行研究，并分析了无约束条件下和收入共享契约下整体供应链的利润。通过对比得出，利用收入共享契约协调机制对参与方的定价决策进行约束，能够使分散决策下供应链的整体利润达到联合决策下的利润效果，并提出相应政策建议。
关键词：博弈视角 农户品 闭环供应链 协调机制 模型
引言
近年来，伴随农业的不断发展，各种农业废旧物资及废弃物处理问题愈发凸显，传统的农产品供应链模式已无法满足社会环保需求。因此，重视农产品废弃物回收再利用的农产品闭环供应链应运而生。作为一种新型供应链运作模式，农产品闭环供应链通过整合正向供应链和逆向供应链，实现了农产品供应链闭合化。其中，正向流动借助“生产 - 流通 - 消费”模式，有效满足了消费者的农产品需求；逆向物流则通过回收农产品废弃物，并经过检验、分类、加工等处理后，实现循环再利用。此闭合型农产品供应链有效克服了单项供应链的局限性，降低了整体供应链成本，通过可再生资源的最大化利用，保护农业生态环境，提升农业经济效益。然而，在农产品闭环供应链的实际运作中，各参与主体大多选择以各自利益最大化为目标的定价决策，致使供应链整体利润不高。由此，基于博弈视角对农产品闭环供应链的最优定价策略进行分析，对实现供应链各主体的协调发展具有重要意义。
农产品闭环供应链的相关理论
随着环境保护意识的不断提高，农产品废弃物回收再利用的需求逐渐上升，由此农产品闭环供应链得以形成。农产品闭环供应链是指农产品从源到汇、再从汇到源的闭环流动过程，主要由正向供应链和逆向供应链整合而成（见图 1）。其中，正向供应链也是闭环供应链的主供应链，主要指从获取农用物资到农产品消费的整个过程。逆向供应链则指从消费点到初始点，对农产品从生产到消费各环节中产生的废弃物，包括废弃植物纤维性、产品与包装等，进行回收、加工和合理再利用。农产品闭环供应链注重对农产品剩余价值的获取，以及对各环节中废旧物品的回收利用，对降低供应链成本、保护农业生态环境具有重要作用。
在农产品闭环供应链中，农资供应商是正向供应链的起点，主要为农户提供化肥、种子和农药等生产资料；同时也是逆向供应链的终点，即将回收的各类可再生农用物资重新投入于供应链。回收中心则主要负责将回收商从供应链各环节回收的各类废弃物统一收集，之后对其进行检验、分类、加工等处理，最后送至供应链起点完成再循环。根据图 1 可知，农产品闭环供应链主要由四个子闭环供应链组成，通过对农产品生产、配送加工和销售等环节产生的废弃物进行回收再利用，提升供应链整体利益。
其一，“农资供应商→农户→回收商→农资供应商”闭环供应链。在农户规模化生产过程中，会产生大量农产品废弃物，如废旧地膜、秸秆、动物粪便等，回收商可充分回收这些废弃物，并由回收中心进行能源化、饲料化等处理，以实现循环利用。其二，“农资供应商→农户→配送加工中心→回收商→农资供应商”闭环供应链。在农产品配送加工环节，回收商可对各类废旧包装进行回收处理。其三，“农资供应商→农户→配送加工中心→销售商→回收商→农资供应商”闭环供应链。销售商在农产品销售过程中，将农产品周转箱、塑料与瓶罐类包装箱、托盘包装材料等废旧物品统一交予回收商，进而由回收中心进行再加工、重包装等处理，最后进行集中储存或再利用。其四，“农资供应商→农户→配送加工中心→销售商→消费者→回收商→农资供应商”闭环供应链。消费者作为正向供应链的终端，具有分布广泛性特征，因此也是农产品废弃物回收的主要来源。回收商可对从消费者回收的大量各类废旧物，进行系统化收集、检验、分类和加工处理，促成农产品废弃物再循环。
综上所述，在传统农产品供应链基础上，增加对农产品从生产到销售各节点中废弃物的回收和再利用，由此形成农产品闭环供应链。该供应链运作模式中，回收的农产品废弃物，经过处理后转变成可再生农用物资，并卖给农资供应商，有利于促进农产品闭环供应链的良性循环。
农产品闭环供应链协调性的博弈模型
（一）模型假设与构建
在农产品闭环供应链中，供应链上的任何企业与个人均与其他主体存在合作关系，并且利益最大化是其生存与发展的最终目标。而供应链主体间合作策略的选择，对最大化利益的实现具有重要影响。因此，为了研究农产品闭环供应链的利益最大化协调问题，基于供应链各主体的利润分配现状，建立一个由农户、销售商、消费者、回收商与农资供应商组成的农产品闭环供应链关系结构，如图 2所示。在此供应链关系结构中，销售商从农户手中买进一定数量的农产品，再根据市场需求将农产品卖给消费者；回收商从消费者手中回收农产品废弃物，再卖给农资供应商，并由其卖给农户，用以节省农村生产生活成本。同时，为了便于研究，降低研究的复杂程度，增加研究的有效性与针对性，假设图 2 中的闭环供应链结构是唯一的农产品闭环供应链。且由于消费者与农资供应商所涉及的经济利益问题极少，因此本文主要围绕农户、销售商与回收商进行三者的协调性研究。
由上述分析，为了进行进一步模型推导验证，提出如下假设：
假设 1：销售的农产品可被回收再利用，农户、销售商和回收商的风险均为中性。
假设 2：农户生产的农产品类型固定，且可以回收再利用。
假设 3：根据农产品的市场需求规律，进一步假设需求量只与零售价格有关。
假设4：假设农产品废弃物的供给量只与回收价格有关。
根据上述假设对相关变量与参数进行定义，如表 1所示。
由假设与变量选取可知，农户的生产成本大于被回收农产品废弃物的利用成本，即 C f >C p ，Δ=C f -C p ；且需求量是关于售价的一元函数，即 D=α-βP。农产品废弃物供给量的增函数为 G=k+hP r ，即回收商的回收价格越高，废弃农产品的回收量越大；且 k、h 为常量，均大于 0。设 Δ′=Sg，则农户、销售商、回收商与整条供应链的利润函数可分别表示为：（1）（2）（3）（4）
（二）具体博弈过程分析
无约束条件下的利益最大化博弈。根据上述假设，可建立无约束条件下，农产品闭环供应链各主体的联合合作定价模型。即农户、销售商与回收商处于均等地位，且三方采取合作方式，共同以供应链利益最大化为目标进行定价。
为了使分析更加清晰明了，将农户、销售商和回收商联合定价策略的供应链总体利润设为 Π (1) ，则其最大利润为：（5）分别令公式（5）对 P 与 P r 的一阶导数为 0，即 Π/ P=0， Π/ P r =0，可得：（6）（7）将式（6）和（7）带入到式（5）中，得到：（8）
根据公式（7）与公式（8）可知，随着消费者环保意识 k 的不断增强，农产品废弃物的回收价格 P r 反而逐步下降，与此同时供应链总利润 Π (1) 逐渐提高。由此可见，增强消费者环保意识对农产品闭环供应链整体利益的提高具有积极作用。
然而，在实际农产品闭环供应链中，农户、零售商和回收商三个主体的目标均为自身利润最大化。因此，在三者的博弈过程中，农户为供应链上游的主导方，负责生产农产品；销售商与回收商是供应链下游的追随方，分别负责农产品销售和农产品废弃物回收。因此，上述三个供应链参与主体的定价决策是动态博弈均衡建立的过程，由此形成子博弈精炼纳什均衡。
将此动态博弈的总利润设为 Π (2) ，可得出决策模型：（9）（10）可以看出，式（10）分别为 P 和 P r 的凹函数。进一步进行公式代入运算，可得到：（11）（12）由此得到子博弈精炼纳什均衡状态，如下式：（13）代入到式（9）和（10）中，得到各方的收益分别如下：（14）（15）（16）（17）
比较式（8）和（17），可得Π (2) =0.75Π (1) 。由此可以看出，在农户、销售商与回收商三者动态博弈时，整条闭环供应链的整体收益，较三者联合定价时降低了 1/4。
收入共享契约约束下的利益最大化博弈。在农产品闭环供应链中，由于各参与主体追求自身利润最大化，所以各主体采取联合合作方式定价的博弈过程过于理想，在供应链实际运作中几乎不存在。然而，农户、销售商和回收商经过动态博弈定价所取得的整体利益，低于联合定价决策后的收益。由此可见，利用收入共享契约对上述供应链参与主体之间的博弈行为进行约束，能够有效解决上述难题，进而提升供应链整体利润。在农产品闭环供应链中，农户是动态博弈的主导者，也是契约协调策略的主要制定者。销售商和回收商分别为共享契约的从属者，具有是否接受该契约的决定权，并且在一定程度上也会影响主导者的契约策略。
在收入共享契约协调机制的约束下，闭环供应链各参与主体可以通过各自的分散决策，使供应链整体利益达到联合合作定价决策时的利润效果。与单项供应链不同，农产品闭环供应链中有第三方回收商的参与。因此应在保证整条供应链稳定的情况下，共享销售商的部分利润。并且，第三方回收商的回收费用由整个闭环供应链共同承担。具体而言，农户、销售商和回收商在签订收入共享契约时，规定农户以低于生产成本的价格将农产品卖给销售商，待销售结束后，三方分别按照 φ 1 、φ 2 和 φ 3 的比例共享销售收入；回收商从消费者手中获得农产品废弃物的回收费用，由上述三方分别以 φ 1 、φ 2 和 φ 3 的比例进行分担，且φ 1 +φ 2 +φ 3 =1。
收入共享契约约束下，运用逆向算法进行求解，先后得出销售商与农户的决策变量。将各决策变量带入目标函数中，得到农户、销售商与回收商的最优利益，进而得出供应链总体利益，分别为：
（18）（19）（20）（21）分别令公式（18）对 P r ，公式（19）对 P 的一阶导数为 0，进而可得：（22）（23）将式（6）和（7）分别代入到式（22）和（23）中，可得出：（24）由式（6）、（7）和（24），得到收入共享契约约束下的闭环供应链子博弈精炼纳什均衡状态：（25）
（三）结果分析与讨论
通过对无约束条件下与收入共享契约约束下，对农产品闭环供应链的利润最大化博弈进行分析，可得出以下结论：
第一，在无约束条件下，Π (1) >Π (2) ，即农户、销售商、回收商在采用联合定价策略时，农产品闭环供应链所获得的总体利益，较分别采用各自利益最大化定价决策使所获得的总体利益更多。
第二，在收入共享契约约束下，供应链各主体的定价决策，可以使整条闭环供应链的系统利润最优，从而降低农户、销售商与回收商在不合作博弈过程中的损失。其中，农户作为博弈主导方，通过与销售商和回收商进行谈判方式，确定 φ 1 、φ 2 和 φ 3 的值。且将激励机制设定于契约中，有效保证了三者与整条供应链的利润，减少了供应链的效率损失。
第三，利用收入共享契约对农产品闭环供应链参与主体进行约束的情况下，如果农户可以依据契约要求确定费用比例，包括将农产品卖给销售商的批发价格 和从回收商手中回收产品的支出费用 C i ，销售商与回收商则能够分别对 P 与 P r 做出理性定价。由此形成全新的非合作动态博弈均衡效果，实现整条农产品闭环供应链利润的最优。
农产品闭环供应链协调发展措施
（一）完善农产品废旧物资回收再利用体系国家应从健全社区回收服务网点、规范农产品回收市场运行秩序、培育农产品回收龙头企业等方面着手，完善农业废旧物资形成回收再利用体系。在健全社区回收服务网点方面，国家应积极鼓励回收再加工，采用分散式的回收模式，对农产品废旧物资回收进行规范与指导，在不同社区或街道设立规范化的回收网点。在规范农产品回收市场运行秩序方面，政府应利用定时、定点、上门回收、网上预约等回收方式，建立合理布局、明确分工、运营规范的农产品供应链逆向物流处理机构，保证农产品废旧物资全封闭式回收。在培育农产品回收龙头企业方面，国家应培育主营农业废旧物资回收、加工、分拣、再利用等业务的示范型龙头企业，加速推进农业废旧物资回收再利用体系的完善。并且，政府应在组织管理、技术研发、生产、配送、加工等环节，为龙头企业提供相关物资支持，将标准化生产监管轨道融入到农业物资再生产的全部环节中，规范农产品废弃物回收再用体系。
（二）加强对农产品逆向物流的扶持与管理
农产品回收行业具有利润低、社会效益与环境效益高的公益性特征，致使农产品逆向物流业难以有序运行。针对于此，政府应构建农产品逆向物流的扶持与监管体系。充分发挥公共财政的指引效用，加大逆向物流管理的资金补贴、贷款贴息等方面的财政支持力度；加大对污水、废弃物处理设施等基础设施项目的建设力度，进而形成政府直接引导、企业直接投入、社会主体积极参与、市场高效运作的逆向物流管理机制。并且，政府还应制定农产品回收管理的法规与标准，对有安全问题的农产品进行召回，采取全程监控，防止发生霉变的再回收农产品流入市场，直至进行焚化、埋填处理。
（三）搭建农产品闭环供应链信息网络平台
完备的农产品闭环供应链信息网络平台，是推进农产品闭环供应链协调发展的重要条件。充分利用电子数据交换等现代物流信息技术，建立信息网络服务平台，自动采集和交换农产品数据，实现农产品生产、流通、加工、消费等各环节信息资源的无缝对接。建立农产品闭环供应链物流信息管理平台，跟踪正向和逆向物流环节中农产品及废弃物资相关信息，确保整条闭环链信息流的高效传递。农产品闭环供应链各环节的企业应充分利用信息网络平台，加强供需信息交流与共享，为相关参与方进行最优定价决策提供信息支持。
（四）建立供应链多元主体间的合作机制
在农产品闭环供应链协调发展过程中，应构建供应链各主体间的合作机制，强化农户、销售商与回收商之间的有效配合，提升整条供应链利润。在农产品闭环供应链中，农户应借助农业合作社，对农产品进行集中销售。并加强与销售商的积极合作，有效发挥其宣传、推广、销售等多渠道优势，拓宽农产品销售渠道，形成产销规模化与一体化。在此过程中，销售商与农户共同签订购买合同，形成长期合作关系，对农产品进行定期、定量购买，减少农产品库存量，实现销售商与农户的协调发展。此外，销售商应加强与回收商的合作，利用回收商这一渠道对剩余农产品废旧物资进行二次销售，减少农产品废旧物资的浪费，提升整个供应链利润。
综上所述，为了实现农产品闭环供应链整体利益的最大化，应利用收入共享契约协调机制，对农户、销售商与回收商的定价决策行为进行合理约束。具体而言，农户应充分发挥自身在供应链中的主导作用，根据契约要求确定价格比例，为销售商与回收商的定价决策提供依据。由此形成一个最优的非合作动态均衡状态，实现供应链个体利益与整体利益的最大化。因此，在农产品闭环供应链的实际运作中，应不断完善收入共享契约机制，有效协调各参与主体间的合作与博弈行为，在增加供应链整体利益的同时，提高环保意识。
参考文献：
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