區塊鏈與質量升級下的授權再制造對比分析研究

李雪夢 馮艷剛

(阜陽師范大學，安徽 阜陽 236037)

再制造授權是原始制造商和獨立再制造商之間的一種合作形式，已被許多原始設備制造商采用。再制造業務通常不由原始制造商進行，而是由獨立的再制造商進行，因為他們具有專業能力[1]。為了擁抱再制造市場，原始企業一般會制定幾種不同的策略，最常見的是授權。例如，蘋果公司于2015年授權富士康在中國再制造二手iPhone和iPad產品；寶馬、捷豹等公司授權采埃孚銷售服務(中國)有限公司對變速箱進行再制造。目前，再制造授權作為一個前沿研究領域引發了大量國內外學者的關注。曹開穎等基于碳限額與交易政策和制造商無產品專利保護背景，針對再制造商成本信息是否對稱的情況，討論了原始制造商的授權策略及選擇問題[2]。程紅亞等[3]和Hongya等[4]為了探究異質消費者需求市場中的最佳再制造授權模式，基于三種決策模型，研究了不同情形下的再制造模式選擇問題。付帥帥等考慮授權再制造企業融資金額無法滿足資金短缺需求的情況，構建資金約束下再制造企業的決策模型，研究初始資金及融資策略對再制造企業生產決策的影響[5]。

目前，部分文獻在供應鏈中考慮了產品的質量提升或升級，范建昌等在供應商履行企業社會責任的基礎上考慮了其改進產品質量水平，分析了供應商企業社會責任實施策略和產品質量投資策略之間的相互影響關系[6]。Taleizadeh等在供應鏈中考慮了碳減排、退貨政策和質量改進努力，探討了回收再制造流程對碳減排、質量改進和供應鏈績效的影響[7]。袁開福在碳限額與交易政策下，針對制造商是否進行產品質量升級的情況，求解了不同情形的質量升級策略和差別定價機制[8]。王建華等認為再制造質量投入是影響再造品銷售的關鍵因素，根據單雙銷售渠道的閉環供應鏈模型，探討了再制造產品質量升級對銷售策略的影響[9]。

Babich和Hilar定義了區塊鏈技術在運營管理中的應用價值，他們認為區塊鏈技術可以在供應鏈中提供可見性和信息驗證，并創造一個高度安全和透明的商業環境[10]。王心等同時考慮消費者的綠色信任度和區塊鏈技術，在權力結構下定量研究了綠色供應鏈的減排及定價決策，并設計協調契約以實現供應鏈效益的最大化[11]。類似的，林強等將區塊鏈考慮到低碳供應鏈，研究零售商提供不同激勵契約時制造商實施區塊鏈對碳減排、定價策略及企業利潤的影響[12]。

本文分別建立無區塊鏈、有區塊鏈的授權Stackelberg博弈模型，對比分析不同情形下成員的最優決策，并將相關參數進行單調性分析，為品牌制造商和再制造商的生產實踐提供理論依據。

二、模型說明與假設

構建由一個品牌制造商和一個再制造商組成的授權再制造供應鏈。品牌制造商負責生產和銷售新產品，同時將再制造產品的生產銷售專利授權給再制造商；再制造商負責質量升級投入和生產銷售再制造產品。區塊鏈具有“誠實”與“透明”的特點，再制造商為滿足消費者希望準確獲得再制造產品質量信息的需求，會選擇在區塊鏈平臺上銷售產品。因此，根據再制造商是否通過區塊鏈平臺銷售，分別考慮：(1)無區塊鏈的授權模型(NP模型)、(2)有區塊鏈的授權模型(BP模型)。具體決策模型如下圖1所示：

圖1 決策模型

文中涉及到的符號，如表1所示。

表1 符號及含義

為了便于分析，做出以下基本假設：

(1)參照文獻[1]、[9]，假設市場最大容量為a，消費者對新產品的感知質量為v，v在[0，a]上服從均勻分布，則消費者對再制造產品感知質量為βv，β為折扣系數且0<β<1。

(3)使用區塊鏈平臺的商家需要創建區塊并將區塊輸入到區塊鏈中來存儲和更新數據，假設區塊鏈的運營成本為b[14]。

(4)α表示再制造產品的質量信息披露程度，消費者購買再制造產品時會關注再制造產品的質量，并希望賣方披露產品的質量信息。傳統情況下，盡管賣家可能會披露一些質量信息，但由于缺乏有效的驗證機制，消費者很難相信賣家披露的信息。由于區塊鏈的關鍵特征，如數據記錄和真相共享，再制造商會將再制造產品的質量信息真實有效地交付給消費者，因此在區塊鏈平臺上，α=1[15]。

(5)r表示消費者對再制造產品質量的不確定程度，通過區塊鏈平臺，消費者可以獲得真實且準確的產品質量信息，因此r=0[16]。

(6)品牌制造商天然的品牌優勢使其更容易銷售，為方便計算令其銷售成本cm=0。相比于品牌制造商，再制造商相對缺乏銷售經驗，因此令其銷售成本cm>cm>0[13]。

(7)綜上，Un=v-pn表示消費者購買新產品的效用；消費者對再制造產品的感知質量包括初始感知質量和質量升級所增加的感知質量，則Ur=a(1-r)β(v+μθ)-pr表示購買再制造產品的效用。Un>0且Un>Ur時，消費者購買新產品，Ur>0且Un

三、模型構建與求解

授權再制造模式下，品牌制造商與再制造商之間遵循的是完全信息對稱下的Stackelberg博弈，品牌制造商作為主導者先決定專利授權費用和新產品零售價，之后，作為追隨者的再制造商再決定再制造產品的零售價。

(一)無區塊鏈的授權模型(NP模型)

(1)

(2)

(5)

(6)

此時，再制造產品的零售價為：

(7)

(二)有區塊鏈的授權模型(BP模型)

(8)

(9)

證明：證明過程與定理3相同。

四、對比及單調性分析

(一)對比分析

推論1表明無區塊鏈時的新產品零售價與有區塊鏈時的相同，說明再制造商是否采用區塊鏈平臺銷售再制造產品對新產品的價格無影響，這是因為品牌制造商生產的新產品本身就具有品牌優勢，有一定的銷售市場和影響力，所以沒必要改變新產品的價格來與再制造產品競爭。無區塊鏈時的再制造產品零售價小于有區塊鏈時的，雖然再制造商在區塊鏈平臺上銷售再制造產品增加了銷售總成本，但提高了消費者對產品質量的信任度，提升了產品的市場競爭力，有利于其適當擴大零售價以彌補成本損失。當區塊鏈運營成本較大時，無區塊鏈時的專利授權費用大于有區塊鏈時的，品牌制造商認為再制造產品的競爭力對新產品具有較大的威脅，為了保證自己的主導地位，獲得更多利潤，會提高專利授權費用。

(二)單調性分析

1.再制造產品質量信息的披露程度(α)對不同決策的影響

推論2表明無區塊鏈時，新產品的定價只取決于市場潛在需求量和生產成本，與再制造產品的質量信息披露程度無關；而再制造產品零售價、專利授權費用均與再制造產品的質量信息披露程度正相關。消費者購買再制造產品時會先觀察再制造商披露的產品質量信息，披露程度增大可以提升消費者的購買積極性，進而推動再制造產品市場需求量的增加，這對于再制造商提高產品零售價具有較大空間，則零售價隨之增大。品牌制造商作為主導者，為獲得更大利潤，專利授權費用勢必隨著下游再制造商零售價的增大而增大。

2.消費者對再制造產品質量的不確定程度(r)對不同決策的影響

推論3表明無區塊鏈時，消費者對再制造產品質量的不確定程度與新產品零售價無關，與專利授權費用、再制造產品零售價負相關。消費者對再制造產品質量不確定程度的增大意味著購買意愿會降低，再制造商為減少積壓庫存會利用“低價”來吸引消費者，若此時品牌制造商提高專利授權費用，再制造商不僅要面對自身零售價的降低，還要面對上游品牌制造商高額的專利授權費用，此時再制造商的生產銷售無利可圖?；诖朔N情況，品牌制造商為保證授權再制造的順利開展并提高再制造商的積極性與主動性，會自動降低專利授權費用。

3.區塊鏈的單位運營成本(b)對不同決策的影響

推論4表明有區塊鏈時，區塊鏈的運營成本對新產品零售價無影響，對專利授權費用具有負影響，對再制造產品零售價具有正影響。區塊鏈的單位運營成本增加時，再制造商為銷售再制造品所投入的成本會增加，為保證自身利潤，再制造商只能提高產品零售價；專利授權費用是再制造商再制造生產成本的一部分，面對同時增大的區塊鏈運營成本和專利授權費用，再制造商無法保證自身利潤，進而會停止再制造生產，此時品牌制造商會降低專利授權費用給予一定的補償。

4.質量升級投入水平(θ)對決策的影響

推論5表明無論再制造商是否在區塊鏈平臺上銷售再制造產品，質量升級投入水平與新產品零售價無關，與專利授權費用、再制造產品零售價正相關。再制造商投入質量升級技術雖能提高消費者的質量感知，但同時增加了總成本，為了保證自身利潤，會提高再制造產品的零售價。而作為主導者的品牌制造商觀察到再制造產品零售價提高后，為得到更多收益，勢必會提高專利授權費用。再制造產品零售價和市場需求增加帶來的總收益大于專利授權費用和質量升級投入花費的總成本，且投入質量升級可以幫助再制造商樹立企業形象和聲譽，提高產品市場影響力，增加消費者的信任，所以，再制造商愿意將資金用于再制造產品的質量升級投入。

五、數值算例

為進一步探討前文得到的推論，本節將借助數值算例對研究結果進行考證和補充。參考文獻[10]和[15]的類似做法，假設a=500，β=0.5，c=100，crm=30，s=60，α=0.5，r=0.2，b=50，μ=0.5，θ=10，h=10。

根據上述賦值，可以得到授權模式下不使用無區塊鏈時再制造產品質量信息的披露程度、消費者對再制造產品質量的不確定程度對兩種產品零售價以及專利授權費用的影響，如圖2所示。

圖2 α、r對授權費用、零售價的影響

由圖2可以看出，再制造商不利用區塊鏈平臺銷售再制造產品時，專利授權費用、再制造產品的零售價與再制造產品質量信息的披露程度成正比，與消費者對再制造產品質量的不確定程度成反比，新產品的零售價不隨這兩種參數的變化而變化。

(1)披露更多的質量信息能提高消費的信任和購買欲望，在產品質量有保證的前提下，消費者愿意購買 “物有所值”的再制造產品，面對消費者需求的飽和，再制造產品零售價會提升，品牌制造商作為主導者，為獲得更多利潤，自然會提升專利授權費用。

(2)消費者對再制造產品質量不確定程度的增大導致其獲得的感知質量降低，不愿意冒險購買再制造產品，而是會傾向于購買新產品。面對市場需求逐漸減少再制造產品，再制造商會降低零售價吸引消費者，而作為主導者的品牌制造商，為維持二者的長久合作，會降低專利授權費以激勵再制造商的再制造生產銷售。

圖3反映了區塊鏈運營成本對再制造產品零售價及品牌制造商專利授權費用的影響。

圖3(a) b對再制造產品價格的影響

由圖3(a)可以得到，區塊鏈的運營成本與再制造產品零售價正相關，與專利授權費用負相關。再制造商使用區塊鏈花費的成本隨著單位運營成本的增大而增加，此時，他會以提高再制造產品零售價的方式補救成本增加導致的收益損失。品牌制造商作為主導者，為了長久獲利，并激勵再制造商使用區塊鏈銷售再制造產品，會降低專利授權費用來提高再制造商的積極性和主動性。

由圖3(b)可以得到品牌制造商和再制造商利潤均與區塊鏈的運營成本正相關。雖然區塊鏈運營成本變大使得再制造商的銷售成本變大，但在合理的成本范圍內，再制造產品零售價和市場需求量增加帶來的共同收益足以彌補該成本，則再制造商的利潤增大。品牌制造商雖然降低了專利授權費用，但其影響遠小于再制造產品市場需求量增加帶來的影響，利潤自然會提升。

圖4反映了再制造商質量升級投入水平對兩種產品零售價和專利授權費用的影響。

圖4(b) 有區塊鏈時θ對pn、pr、f的影響

由圖4(a)、(b)可以看出，授權模式下，無論再制造商是否利用區塊鏈平臺銷售產品，新產品的零售價與質量升級投入水平無關，對于消費者而言，新產品的質量本身就是有保障的，對于品牌制造商而言，新產品也具有品牌優勢，并占據一定的銷售市場，所以無需改變價格；專利授權費用、再制造產品的零售價與質量升級投入水平正相關，由于再制造產品的價格低于新產品，當質量升級投入水平變大時，消費者感知質量的增加推動了市場需求增加，品牌制造商敏銳的觀察到需求的變化后，隨之提高專利授權費用；此時，再制造商為保證保本收益，不要出現規模不經濟的情況，必定會抬高再制造產品零售價。

圖5反映了再制造商質量升級投入水平對品牌制造商和再制造商利潤的影響。

圖5 對成員利潤的影響

由圖5可以看出，無論再制造商是否利用區塊鏈平臺銷售產品，質量升級投入水平均與品牌制造商和再制造商的利潤負相關。質量升級雖然有助于提升消費者的信任和企業聲譽、增加再制造產品的市場需求，但其帶來的正效應遠不能填補負效應，勢必導致再制造商利潤的降低。再制造商利潤下降會直接影響與品牌制造商的合作，當合作不穩定時，品牌制造商的授權收益會下降，總利潤自然也會降低。

結 論

本文在再制造產品質量升級背景下，將區塊鏈引入到授權再制造供應鏈中，分別構建了無區塊鏈、有區塊鏈的授權決策模型，討論了這兩種情形下成員的決策問題，將相關決策結果進行對比分析，并借助數值算例進行了驗證和補充。得到以下結論：

(1)再制造商是否使用區塊鏈平臺銷售再制造產品對新產品的零售價無影響，使用區塊鏈時的再制造產品零售價大于不使用區塊鏈時的；品牌制造商的專利授權費用取決于區塊鏈的營運成本，當區塊鏈運營成本達到某一臨界值時，相較于不使用區塊鏈，使用區塊鏈時的專利授權費用會提高。

(2)不使用區塊鏈時，再制造產品質量信息的披露程度、消費者對再制造產品質量的不確定程度均與新產品的零售價無關，而再制造產品的零售價、專利授權費用與再制造產品質量信息的披露程度成正比，與消費者對再制造產品質量的不確定程度成反比。

(3)再制造商使用區塊鏈時，區塊鏈的運營成本與再制造產品的零售價、供應鏈成員的利潤正相關，與專利授權費用負相關。

(4)無論再制造商是否在區塊鏈平臺上銷售再制造產品，質量升級投入水平均與新產品的零售價無關，與專利授權費用、再制造產品的零售價正相關，與供應鏈成員的利潤負相關。

從上述研究中可以得到如下管理啟示。第一，面對市場上質量參差不齊的再制造產品，企業進行質量升級投資既可以提高消費者對再制造產品質量的信任，又可以提升產品的影響力和市場占有率，進而幫助企業提高聲譽、獲得更多利潤。第二，區塊鏈作為一個“誠實且透明”的平臺，可以幫助消費者獲得準確的產品信息，企業應根據區塊鏈的運營成本并結合自身生產經營狀況，合理利用區塊鏈平臺來銷售產品。第三，品牌制造商在銷售產品時具有天然的品牌優勢，而再制造商銷售產品不僅要支付專利授權費用，還需要付出額外的銷售成本，因此，再制造商應該根據專利授權費用和銷售成本來判斷是否進行再制造生產。