电子产品逆向供应链代理方的激励契约设计.doc

分类号 密级 U D C 编号 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY硕士学位论文论 文 题 目 电子产品逆向供应链代理方的激励契约设计 学科、专业 管理科学与工程 研究生姓名 导师姓名及专业技术职务 马本江 副教授 2011年10月10原 创 性 声 明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。 作者签名： 日期： 年 月 日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名： 导师签名 日期： 年 月 日I中南大学硕士论文 摘要 摘 要中国是世界上仅次于美国的第二大废弃电子产品产生国，但是只有少部分得到了回收再利用，废弃电子产品的回收有利于提高资源利用率、保护环境及人类健康，废弃电器电子产品回收处理管理条例已于2011年1月1日起施行，对废弃电器电子产品实行多渠道回收和集中处理制度，鼓励电器电子产品生产者自行或者委托销售者、维修机构、售后服务机构、废弃电器电子产品回收经营者回收废弃电器电子产品。在此背景下文章应用委托代理理论，在既有文献的基础上，针对如何进行电子产品再制造商回收商、政府电子产品再制造商之间的激励，设计了不同的契约，并进行了比较。主要工作有：（1）对电子产品再制造商回收商之间的委托代理关系进行了分析，认为在回收商能力水平为信息不对称的情形下，回收商的道德风险和逆向选择问题并存，利用委托代理理论、显示性原理，研究比较了基于收益共享契约的二级逆向供应链的线性混同契约和线性分离契约，分析了各种因素对契约的影响，尤其是考虑了回收后电子产品的再制造利用率对契约的影响；数值仿真讨论了各因素变化对电子产品再制造商期望收益的影响。认为线性分离契约可以有效地分辨逆向供应链中回收商的能力；电子产品再制造商采用分离契约的收益一般大于采用混同契约的收益；回收产品再制造利用率对激励系数没有影响，却影响着固定报酬。根据模型所得的结论，提出了针对回收商的道德风险和逆向选择的应用建议，对电子产品逆向物流的运行和改进有一定的参考实践意义。（2）对政府电子产品再制造商之间的委托代理关系进行了分析，认为不对称信息下，电子产品再制造商存在道德风险和逆向选择问题。应用委托代理理论，在不对称信息下，分别设计了政府以押金、奖罚并重、只奖不罚、只罚不奖为手段对电子产品再制造商的激励契约，得出了奖罚并重契约下政府的期望收益也就是社会的环境收益最大，并通过数值仿真，讨论了政府期望收益的影响因素；分析了企业的努力水平和代理成本，认为四种契约都会提高制造商再制造的努力水平，制造商再制造的努力水平与其成本成反比；研究了政府参与到逆向供应链对制造商的监督问题，认为当制造商进行再制造时的环境效益系数大于经济效益系数的两倍时，制造商的经济效益不是很明显，需要政府加强监督力度。根据模型所得的结论，提出了针对电子产品再制造商的道德风险和逆向选择的政策建议。 文章最后总结了文章的研究工作，指出了不足，并对相关领域的研究进行了展望。关键词：废弃电子产品,逆向供应链,不对称信息,委托代理,激励契约 中南大学硕士论文 ABSTRACT ABSTRACT China is the worlds second largest e-waste producing country except the U.S. But only a small part of the e-waste could be recycled, the electronic products recycling will help to improve the resource utilization, the environmental protection and the human health,“e-waste Waste electrical and electronic product recycling regulations”was come into effect on January 1, 2011 The e-waste implements multi-channel recovery and centralized processing,the producers of electrical and electronic products are encouraged to recovery e-waste by themselves or the seller, the maintenance organization, the service agency and e-waste recycling operators.In this context, the article applied principal-agent theory, on the basis of the existing literature,The writer study how to encourage re-manufacturers - recycling, government -re-manufacturers, designed and compared different contracts.the main content as followes: （1）The article analyzed the principal-agent relationship between re-manufacturers and recyclers in the reverse supply chain.Because of asymmetric information,both moral hazard and adverse selection are existed. using the principle-agent theory, the linear pooling contract and the linear screening contract are studied in a two-level reverse supply chain with asymmetric information. The influence of various factors on these contracts are analyzed as well, especially the utilization ratio of the recycling of electronic products. The effects of certain parameters on the profit of the remanufacturer are also illustrated with a numerical simulation. The linear screening contract could be effectively distinguish the ability of recyclers. The profit of the remanufacturer adopting linear screening contract is generally greater than that adopting linear pooling contract. The utilization ratio of the recycling of electronic products has no effect on the motivation coefficient, but it affects the fixed remuneration. The conclusion in the paper is valuable and significant to the operation in the reverse supply chain （2）The article also analyzed the principal-agent relationship between government and re-manufacturers. Because of asymmetric information, both moral hazard and adverse selection are existed.using the principle -agent theory under asymmetric information,the writer designed four incentive contracts，as follows：the deposit contract，incentive contract，penal contract and rewards and punishments contract. The governments expected profit will be maximum. Under rewards and punishments contract.The paper discussed the impact factors of the governments expected profit by numerical simulation.the companys effort level and agency costs were analyzed.All the four contracts could improve the effort level of the re-manufacturer. the manufacturers effort level is inversely proportional to its cost.the government oversight on the manufacturer were studied.when the environmental benefits is twice that of the Remanufacturing benefits, The remanufacturers benefits is small,the government needs to strengthen oversight.at last,a number of Suggestions were made for government reference. Finally, it summarizes the research，Points out the main innovation in the research and sheds light on the futurer research in the relevant field.Keywords:e-waste, reverse-supply-chain, asymmetric information, principal-agent , incentive mechanism78中南大学硕士论文 目录 目录摘 要IABSTRACTII目录IV第一章 导论11.1 研究背景和意义11.2 国内外研究现状31.3 研究内容、方法、思路与文章结构81.3.1 研究内容81.3.2 文章结构9第二章 相关理论基础112.1 逆向供应链契约与协调相关理论112.1.1 逆向供应链112.1.2 供应链协调132.1.3 供应链契约142.2 委托代理理论162.2.1 逆向选择和道德风险162.2.2 机制设计理论172.3 本章小结18第三章 不对称信息下电子产品再制造商回收商基于收益共享的激励契约设计193.1 问题描述及符号假设193.2 电子产品再制造商对回收商的收益共享激励契约设计223.2.1 信息对称条件下的收益共享契约223.2.2 线性混同收益共享激励契约设计233.2.3 线性分离收益共享激励契约设计253.3 契约分析与比较283.4 电子产品再制造商收益的数值仿真分析313.5 针对回收商道德风险和逆向选择规避的其他策略383.6 本章小结40第四章 不对称信息下政府电子产品再制造商的激励契约设计414.1 问题描述及符号假设414.2 政府对电子产品再制造商的激励契约设计424.2.1 政府以押金为手段对再制造商的激励契约设计424.2.2 政府以奖罚并重为手段对再制造商的激励契约设计444.2.3 政府以只奖不罚为手段对再制造商的激励契约设计464.2.4 政府以只罚不奖对再制造商的激励契约设计484.3 政府收益的分析494.3.1 政府收益的数值仿真分析494.3.2 政府的监督成本分析554.4 电子产品再制造商收益分析564.4.1 电子产品再制造商再制造努力水平、代理成本分析564.4.2 政府参与下基于收益共享分离契约的电子产品再制造商的收益仿真分析584.5 模型启示及政策建议604.6 本章小结61第五章 结论与展望625.1 主要成果及结论625.2 研究展望63参考文献64致谢72攻读硕士学位期间主要研究成果73中南大学硕士学位论文 第一章 导论第一章 导论1.1 研究背景和意义逆向供应链是指为了从客户手中回收使用过的产品所必需的一系列活动，其目的是对回收品进行处置，或者再利用Guide Jr V D R，Van Wassenhove L N.The reverse supply chain.Harvard Business Review.2002，80（2）:25一26.。电子产品的逆向供应链则是将废弃的电子产品从消费者手中回收进行再制造的一系列活动。废弃电子产品，主要包括各种使用后废弃的电脑、通信设备、家电、医疗设备等电子电器产品。我国已开始进入家用电器报废的高峰期,每年的理论报废量超过5000万台，报废量年均增长20%。联合国报告称中国年产230万吨电子垃圾，仅次于美国，来自中国家用电器协会的数据更是令人触目惊心：中国仅电视机、洗衣机、电冰箱、空调器、电脑5种电器的年报废量就超过1.5亿台，80%的废旧物品没有得到充分有效的处理及利用，同时，全世界电子电器废弃物有80%被运到了亚洲，其中90%在中国消化Martin Eugster，Duan Huabo，Li Jinhui et a1中国和世界电子产品可持续发展：中国电子产品链可持续发展分析R中国与世界电子产品可持续发展分析报告，2008（6）：45-50。电子垃圾一方面严重污染土壤、河流、地下水、大气，危害人体健康，尤其是某些含有有毒物质的电子垃圾，如果回收利用或者处置不当，除了对水、空气、土壤和动植物造成污染外，还会形成一条危害人体健康以及生命安全的污染链，会对人类生存环境造成无法估量的破坏。另一方面，大量开采用于电子产品生产的矿产资源，导致资源短缺，而废弃电器电子产品中含有铜、铝、铁等宝贵资源得不到回收再利用，导致大量囤积的废弃电子产品又造成资源的严重浪费。 近年来，发达国家十分注重资源的回收和再利用，并将其发展成一个集回收与再制造为一体的独立产业资源再生产业，由于发展早，学者进行的研究也比较多，如Stevels（2002）Stevels A.experiences with the take-back of white and brown goods in the Netherlands.Proceedings EcoDesign2001:Second International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing,2001:489一93.对荷兰的废旧家电回收管理体系进行了研究，提出一个预付费联合回收体系；Lu和Stuart（2003）LuQ，Stuart J A.An investigation of bulk recycling planning for an electronics recycling facility Receiving industrial returns versus residential returns.IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing,2003:320-327.对家庭产生的废弃电子产品的四种收集方法（路边定期收集、特定时间/地点收集、固定回收点以及邮寄回收）进行了比较分析。中国学者对废弃电子产品回收的研究也有了一定的发展，据2007年中国废旧电子产品回收加工行业研究预测报告称截至2005年底中国废旧电子产品回收加工行业共有企业354家，说明我国的废弃电子产品回收加工行业已初具产业发展的基础。但是我国废弃电器电子产品的处理存在很多问题，我国尚未建立规范的废旧家电回收再利用体系，处理企业也多以中小规模为主，市场无序，各自为政，缺乏合作，当前我国电子产品的回收率还比较低，国内学者虽然已有研究，但大部分都是在信息对称，单个供应商和销售商的前提假设下进行的（徐剑等，2006；兰晖，2006；杨永超，2007；卢洁，2007；裴杰夫，2007），虽然研究成果有一定的参考意义，但是假设与现实还是有差距的，一是现实中销售商的回收能力影响着回收成本继而影响努力水平，回收努力水平又影响着电子废弃物的回收，但是销售商的回收能力是制造商不可直接观测到的，因此有必要研究不对称信息下，电子产品逆向供应链的协调激励契约；二是随着国家立法，政府将参与到电子产品回收中来，所以政府以何种方式参与最能激励再制造商进行回收值得研究。我国也颁布了相关法律，国家发展改革委、环境保护部、工业和信息化部联合发布废弃电器电子产品处理目录（第一批），首批目录将电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机等5种产品纳入其中。我国的废弃电器电子产品回收处理管理条例（以下简称条例）也已于2011年1月1日起实施，条例规定国家对废弃电器电子产品实行多渠道回收和集中处理制度，鼓励电器电子产品生产者自行或者委托销售者、维修机构、售后服务机构、废弃电器电子产品回收经营者回收废弃电器电子产品，并建立废弃电器电子产品处理基金，用于废弃电器电子产品回收处理费用的补贴。该条例立足于我国国情，并借鉴国外“生产者延伸责任制”（Extended Producer responsibility，EPR）的做法，即要求将生产者的责任延伸至产品的整个生命周期，特别是产品消费后的回收处理和再生阶段Lindhquistt，Lifset R.Getting the goal right:EPR and DFEJ.Journal of industrial Eeolo,1998,2（1）:6-8.，要求生产商承担全部或部分费用，以资助废旧产品的回收处理，从而促进资源的循环利用和环境保护（魏洁，2005），但是对于政府应该如何激励制造商、销售商回收废弃电子产品并没有作出明确说明，因此，研究政府参与对电子产品的逆向供应链的影响，以及采取何种政策激励制造商和销售商更有效是当务之急。针对上述问题，尽管从环保意识和立法的角度来看，电子产品的逆向供应链已经越来越引起人们的重视，但逆向供应链研究还没有形成完整的理论体系，各项研究相对孤立，分别专注于逆向供应链网络结构设计、逆向物流中的库存、配送和产品规划等活动，较少关注逆向供应链的协调激励问题。逆向供应链系统中各主体之间的关系、协调以及收益分配是逆向供应链系统运行的关键包小英，基于产品再制造的逆向供应链模型：定价、契约与协调D.西南交通大学博士论文.2005.。本文正是基于此，着重不对称信息下的，电子产品逆向供应链的收益共享契约协调、主体的激励及政府参与问题展开研究。 本文通过建立销售商的回收能力信息不对称下，基于收益共享契约的电子产品逆向供应链委托代理模型，促进电子产品逆向供应链的协调高效运作，同时研究政府与电子产品再制造商之间的委托代理问题，提出并比较四种激励契约，为政府决策提供参考，因此本文既有理论意义又具有一定的现实应用价值。 （1）理论意义从已有的研究文献看，关于不对称信息下电子产品逆向供应链协调与激励的研究并不是很多，绝大多数研究集中在推行生产者责任延伸制、建立逆向物流体系及回收处理技术等方面，仍停留在宏观建议上，没有考虑到对参与到废弃电子产品回收的各方的协调激励问题。研究逆向供应链协调的文章大部分都是在信息对称的前提下进行的研究，但是实际生活中，信息是不对称的；其次之前的研究，考虑到政府颁布的政策对电子产品逆向供应链的影响的研究比较少，本文则将政府政策影响考虑在内，从理论上弥补了目前较少考虑政府也参与的这一不足。（2）应用价值本文研究的应用价值在于，专注于电子这一行业的逆向供应链的协调问题，针对行业中的现实问题，引入再制造产品的回收利用率，更加贴近现实。例如：回收一台电脑，这台电脑并不是100%的全部都可以用于再制造，有部分材料是直接废弃掉，甚至要付出一定的成本处理掉的。虽然设计的基于收益共享契约下的电子产品逆向供应链的数学模型是基于一定假设条件下的，与现实状况还有一定的差距，但是其结论仍然可以解释逆向供应链实际中遇到的问题，可以为电子产品逆向供应链的施行提供一定的决策参考，体现了“理论研究要从实践中来，并回到实践中去”，有一定的现实应用价值。1.2 国内外研究现状1、国内外对电子产品逆向供应链的研究 （1）国外研究现状 国内外对电子产品逆向供应链的研究多集中于回收模式的研究。AdamD.Read（1990）Adam D.Read.“A weekly doorstep recycling collection，I had no idea we eould!”Overcoming the local barriers to ParticipationJ.Resources,Conservation and Recycling,1999,（26）:217一249.研究了门对门家用废弃物回收，以英国切尔西为例，认为门对门回收模式可以提高人们的回收意识。Li-Hsingshih（200l）Li-Hsing Shih.Reverse logistics system Planning for recycling electrical Appliances and computers in TaiwanJ.Resources，Conservation and Recycling，2001，（32）:55一72.以台湾为例，提出一个电子电器产品的逆向物流系统，这个系统含收集点、存储点、分解/回收工厂、废弃处置/材料市场，并进行了收益最大化的网络设计。CatherineK.Linetal（2002）Catherine K.Lin,Linan Yan and Andrew N.Davis.Globalization,Extended producer resPonsibility and the problem of discarded computers in China:An exploratory proposal for environmental proteetionM.Georgetow international environmental law review，2002:525一579.将EPR制度应用于中国废弃计算机的回收处置。Lonn（2002）Lorm S A，Stuart J A，Losada A.How collection method and e-commerce impact product arrival rate to electronic retum,reuse,and recycling center.IEEE International Symposium on Electronics and the Environmeni,2002:228一233.探讨了废弃电子产品的收集途径，并讨论了电子商务的发展对电子产品回收率的影响，对四种收集方式（路边收集、特定时间/地点收集、固定回收点以及零售商回收）进行了比较分析。Stevels（2002）3对荷兰的废旧家电回收管理体系进行了研究，提出预付费联合回收体系，该体系通过向消费者收取可见再生费用维持运作。研究发现，该体系运作良好，再生率比预期的高，而成本则比预期的要低。Lu和Stuart（2003）4对家庭产生的废弃电子产品的四种收集方法（路边定期收集、特定时间/地点收集、固定回收点以及邮寄回收）进行了比较分析。R.Canan（2004）R.Canan Savaskan.Closed-Loop Supply Chain Models with Product RemanufacturingJ.MANAGEMENT SCIENCE,2004,（50）:239252.比较了分散决策下制造商自行回收、零售商负责回收以及第三方负责回收三种模式对正向物流的决策、回收率的影响，提出了零售商负责回收的帕累托改进，两部收费法。A.J.Spicer 、 M.R.Johnson（2004）A.J.SPieer,M.R.Johnson.Third一party demanufacturing as a solution for extended product responsibilityJ.Journal of Cleaner Production，2004，（12）:37一45.对EPR下三种回收方式:OEM(原始生产者回收)、Pooled(联合回收)以及TP(第三方回收)进行了定性比较，并分析了TP回收的特点、成本、规则，认为回收是体现生产者延伸责任的最好形式。Frans Melissen（2005）Frans Melissen.Designing Collection Rate Enhancing Measures for Small Consumer Electronics D.Technische Universiteit Eindhoven，2003.利用形态分析法，结合荷兰政府现行的回收政策，分析了消费者的回收行为，比较了几种废旧家电回收的试验方案，提出了适合荷兰国情的措施，例如利用有奖彩票、建立新的回收点、赠品、推广新信息及法律法规、承担各方相应的责任等，来提高废旧家电的回收率，从可行性和运营成本方面对几种方案进行了比较，得出了较理想的回收方案。V Ravi（2005）V. Ravi,Ravi Shankar and M.K.Tiwari.Analyzing alternatives in reverse logistics for end-of-life computers:ANP and balanced scorecard approachJ.Computers&Industrial Engineering.2005，（48）:327一356.对废旧电脑回收进行研究，提出三种逆向物流（第三方制造、共生物流、虚拟逆向物流网络），提出了基于AHP的ANP决策模型和方法。Eric Masanet 、 Arpad Horvath（2007）Eric Masanet,Arpad Horvath.Assessing the benefits of design for recycling for Plastics in electronics:A case study of computer enclosuresJ.Materials and Design.2007，（28）:1801一1811.以台式电脑为例，从电脑塑料框架的设计加工的环境和经济效益两个方面定量分析了回收电脑显示器塑料边框的价值。提出两个便于电脑回收的设计策略：选择高价值的树脂制品进行制造、设计需要最少时间的拆解。（2）国内研究现状姚卫新（2003）姚卫新.电子商务环境下闭环供应链的原子模型研究J.管理科学.2003，（2）:65一68构建了电子商务环境下的闭环供应链模型，并分析了线性需求函数下逆向物流回收模式的选择。魏洁（2005）魏洁.生产者责任延伸制下的企业回收逆向物流研究D.西南交通大学博士学位论文,2006.在文献5的基础上进一步讨论了生产者责任延伸制下的三种回收模式：生产商负责回收、生产商联合体负责回收、第三方负责回收，通过数学模型和实例验证，分析比较了三种回收模式下的最优零售价以及生产商利润。兰晖（2006）兰晖.废旧家电逆向物流体系研究D.武汉理工大学.2006.34-38.总结了目前我国废旧家电逆向物流的体系，构建了适合我国国情的四种废旧家电逆向物流体系分别是家电制造企业单独回收、家电制造企业互相联合回收、家电制造企业与专业回收处理企业独立回收、家电制造企业与专业回收处理企业联合回收。徐剑等（2006）徐剑，张云里.废旧电子产品逆向物流的模式决策研究J.物流科技.2006,29（4）:24-28. 比较了制造商回收、销售商回收、第三方回收的三种回收模式，提出了一种模式选择的决策方法。王发鸿、达庆利（2006）王发鸿，达庆利.电子行业再制造逆向物流模式选择决策分析J.中国管理科学.2006,14（6）:44一49从生产商的角度分析了生产商自建、行业盟建设和国家投资建设回收处理系统三种回收处理模式的决策模型以及最优决策。张云里（2006）张云里.我国废旧电子产品逆向物流联合回收模式的构建D.沈阳工业大学硕士学位论文，2006提出了零售商、第三方物流企业和制造商的三方联合回收模式。杨永超（2007）杨永超.电子产品逆向物流运营模式研究D.江西财经大学硕士学位论文.2007在分析传统电子产品运营模式的基础上，构建了新型的电子产品运营模式政府、企业和消费者的同收体系，但没有深入研究他们之间的责任。卢洁（2007）卢洁.废旧家电逆向物流模式的选择研究一从家电制造企业的视角D.东南大学硕士学位论文.2007分析了废旧家电逆向物流的自营、联营和外包三种运作模式的特点、适用条件以及差异并建立了一个逆向物流运作模式的分析选择模型。裴杰夫（2007）裴杰夫.上海久信物流发展废旧电子产品逆向物流的分析研究D.上海海事大学硕士学位论文.2007以上海久信物流有限公司为例，着重研究这家第三方物流企业开展废旧电子产品逆向物流的实施情况。（3）现有研究中存在的问题 尽管对电子产品逆向物流的研究已经取得了很多成果，但是大都是集中在电子产品逆向物流的模式选择方面，比如模式比较、回收网络优化等，忽略了对参与电子产品回收主体之间关系的分析。本文则着眼于逆向供应链的协调，研究制造商和销售商两个主体之间的关系，基于收益共享契约研究利益分配问题。2、国内外对逆向供应链协调的研究（1）国外研究现状 供应链协调的研究始于Clark（1960）Clark A J.Scarf H.Optimal Policies for a Multi-echelon Inventory ProblemJ.Management Science,1960,6:475-490.对多级库存销售系统的研究。随着研究的深入，目前对于供应链协调的研究主要集中在定价及渠道/的协调问题、库存协调、激励契约与机制研究。Gilebert（2001）Gilbert S.Greening Supply Chain:enhancing competitiveness through green productivetityM.Tapei,Taiwan,2001,1-6.通过研究认为在供应链管理实践中，协调的变量有产品的价格、购买数量、提前期、信息等，可以采用的利益协调手段有特许权费、数量折扣、批量折扣、批次折扣、价格折扣Chen F,Federgruen A,Zheng Y.Coordination Mechanisms for distribution system with one supplier and multiple retailersJ.Management Science,2001,47（5）:693-708.、共同补给期Viswanathan S,Piplan