奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究
2023-02-07
来源:易榕旅网
201 8 ̄l4期 scie 。。粕dTe 麓 tRe 眦h 20l8 No.14 doi:10.3969/j.issn.1000—7695.2018.14.03 1 奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 李潇芮 ,张黎明 ,钟永光 (1.青岛大学商学院;2.青岛大学经济学院,山东青岛 266100) 摘要:为研究奖惩机制与回收处理商创新研发决策之间的相互影响,考虑存在技术溢出效应和回收竞争,构建 有无奖惩机制下回收处理商独立研发与合作研发的4种决策模型。研究表明:无论政府是否实施奖惩,回收处 理商合作研发时的利润始终不小于独立研发时的利润,而研发水平的相对高低与技术溢出率和奖惩力度有关; 当回收处理商合作研发时,奖惩机制总可以激励回收处理商提高研发水平,而回收处理商是否获得更优的利润, 受到技术溢出率和奖惩力度的影响。 关键词:WEEE再生利用率;技术溢出效应;创新研发;奖惩机制 中图分类号:F224;F124.5 文献标志码:A 文章编号:1000—7695(2018)14—0200—10 Research on Waste Electrical and Electronic EquipIment Recycling Processors R&D Cooperation and Decision under the Mechanism of Reward and Punishment Li Xiaorui ,Zhang Liming2Zhong Yongguang ,(School of Business;2.School of Economics,Qingdao University,Qingdao 266100,China) Abstract:In order to study the interaction between reward and punishment mechanisms and recycling processors innova— tive R&D decisions,considering technology spillover effect and recycling competition,four decision—making models for in— dependent R&D and cooperative R&D of the recycling processor under reward and punishment mechanism and without re— ward and punishment mechanism are established.The research shows that,whether the government implements rewards and penalties or not,the profits from the cooperative R&D of the recycling processors are always not less than those from the in— dependent R&D;the relative size of R&D level is related to the rate of technology spillovers and rewards and punishments. When recycling processors cooperate innovate together,the implementation of rewards and punishments by the government can always encourage recycling processors to improve their R&D level,but whether the reeycler gets better profit or not,is affected by technology spillover rate and rewards and penalties. Key words:recycling eficifency of WEEE;technology spillover;innovative research and development;reward and pun— ishment meehanism 近年来,废弃电器电子产品(WEEE)的数量 一越来越多,如何对WEEE进行合理有效的回收处理 已经成为全球范围内的难题。然而,回收WEEE并 不是最终目的。WEEE经过拆解处理后,依然可以 获取部分可再利用的原材料,这部分原材料可以继 续投入生产使用。充分获取WEEE中可再生利用的 部分,对于资源的节约和循环十分重要。然而,根 据(2016年中国废弃电器电子产品回收处理及综合 利用行业白皮书》显示,由于电子废弃物处理产业 收稿日期:2018—01—29.修回日期:2018—05—29 次性投入较高,成本收回周期长,但缺乏税费方 面的优惠与支持,导致电子废弃物处理产业的技术 水平和附加值较低,总体资源化利用水平不高。 WEEE中可再生利用的部分不能被充分获取,造成 了极大的资源浪费。2017年10月召开的中共十九大 再次强调了“坚持节约资源”的基本国策。为了充 分践行这一基本国策,很多回收处理企业已经开始 通过自行研发或者进口的方式进行技术和设备的升 级改造,提高WEEE再生利用率。其中,很大一部 基金项目:国家自然科学基金项目“我国废弃电器电子产品回收体系反馈机制研究”(71573144),“城市废弃物综合管理视野下的城市功 能生态化优化路径研究” (ZR2015GZ002) (71603143);山东省自然科学基金项目“我国废弃电器电子产品回收体系的政策设计” 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 201 分回收处理企业通过自主创新、研发新技术,实现 产品需求不确定,研究了4种博弈情境下的企业创 新投人,发现存在技术溢出效应时供应商对批发价 格的承诺可以激励供应链下游的创新。段楠楠等 Uu WEEE再生利用率的提高。然而,创新企业研发新 技术需要承担研发的全部成本和风险,却不能享有 研发的全部收益。新技术在同一行业内发生扩散, 形成技术溢出效应,竞争对手通常由于创新企业的 技术溢出而获益,即存在“搭便车”行为,从而影 响企业创新的积极性,限制了WEEE再生利用率的 提高。因此,研究回收处理企业采取怎样的创新研 发方式以及奖惩机制对回收处理企业创新研发决策 建立了绿色技术创新企业关系演化博弈模型,研究 了溢出效应下企业技术创新能力和政府补贴率对演 化系统稳定性的影响。王玮等 考虑了技术溢出效 应和供应商“敲竹杠”行为,研究了供应商批发价 承诺与制造商合作研发决策之间的相互影响。李星 北等 构建了供应商和制造商合作创新的演化博弈 的影响,对于激励回收处理企业创新研发,实现 WEEE再生利用率的提高、有限资源的充分利用, 具有重要的现实意义。 1主要文献综述 近年来,废弃产品的再生利用率问题逐渐引起 了学者们的关注。Atasu等 研究了生产者付费情形 下政府、生产者和消费者之间的博弈,分析了回收 法规对环境和经济的影响,研究表明指令中对于不 同种类WEEE回收率和再利用率的设定应该考虑不 同种类WEEE的环境影响,而不是仅仅根据WEEE 的重量来设定。Georgiadis等 利用系统动力学方法 研究了法律法规等外生因素对电器电子产品闭环供 应链的影响,强调了履行WEEE指令中设定的回收 率和再生利用率的重要性。Hammond等 建立了一 个制造商和消费者组成的闭环供应链网络均衡模型, 研究分析了WEEE指令规定的最低回收率和再生利 用率的影响。胡书等 通过建立蛛网模型,研究了 电器电子闭环供应链中政府制定的处理补贴与处理 商决策的WEEE再生利用率之间的重复博弈过程。 梁喜等 采用Stackelberg博弈方法研究了产品回收 再利用率对单个制造商和单个零售商组成的二级闭 环供应链利润的影响。郭军华等 分别建立了由制 造商负责回收、零售商负责回收、第三方负责回收 的双渠道闭环供应链模型,研究了考虑废弃电子产 品可再利用率的闭环供应链定价决策。对于废弃产 品再生利用率的研究,大部分与法律法规中对于再 生利用率的设定以及供应链中成员考虑再生利用率 的定价决策相关,几乎没有人关注回收处理商研发 新技术提高WEEE再生利用率的问题。 技术溢出效应下企业创新研发问题已经成为国 内外研究的热点。D’Aspremont等 基于生产企业 双寡头博弈模型研究了技术溢出下生产企业独立创 新与合作创新两种情形。Ge等 在研究企业合作研 发决策时考虑了技术溢出率、研发能力、吸收能力 和技术不确定等多个因素的影响。Gilbert等 假定 模型,研究了溢出效应和创新补贴对演化博弈的影 响。葛泽慧等 研究了谈判能力和技术溢出等因素 影响下上下游企业联合研发的策略。徐运保等 构 建了技术溢出效应下中小企业自主创新投入模型, 研究了企业数量、规模大小、技术溢出率和自主创 新相对重要程度等因素对中小企业自主创新投入的 影响。由此可以发现,关于技术溢出效应下企业创 新的研究大部分以供应商和制造商构成的正向供应 链为背景,探讨制造商采取什么样的创新研发方式 可以有效地降低制造成本,以及制造商的创新研发 对供应链产生的影响,对于逆向供应链中回收处理 商如何进行创新研发决策以及如何激励回收处理商 创新研发,却鲜有人关注。 政府奖惩机制已经被证明可以有效激励废弃产 品的回收和再制造。Wang等¨ 利用系统动力学方 法研究了最初的补贴、回收补贴、R&D补贴和生产 补贴4种补贴政策对中国循环再制造业发展的影响。 Wang等¨刮研究表明,回收WEEE时制造商和回收 商进行回收责任分担,以及政府确定奖励惩罚机制, 可以激励WEEE的回收。王文宾等 卜 分别研究了 奖惩机制下电子类产品制造商回收再制造决策问题、 闭环供应链的决策与协调问题以及碳排放约束下制 造商竞争的逆向供应链协调问题。易余胤等 研究 了混合回收渠道情形下政府奖惩机制对闭环供应链 节点企业最优定价和渠道选择的影响。然而,政府 奖惩机制能否有效激励回收处理商进行创新研发以 提高WEEE再生利用率,这一问题仍然亟待探讨。 鉴于此,本文考虑了两个存在回收竞争的 WEEE回收处理商,而且两个回收处理商之间存在 技术溢出,通过构建政府实施奖惩机制和不实施奖 惩机制下回收处理商独立研发与合作研发的4种决 策模型,研究了回收处理商采取什么研发方式以及 奖惩机制对回收处理企业创新研发决策的影响,同 时以奖惩机制下回收处理商合作研发为例,对技术 溢出效应和奖惩力度进行敏感性分析。这在一定程 度上扩大了企业技术创新研究的范围,对WEEE回 202 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 收处理企业创新研发方式的选择和奖惩机制的实施 具有一定的指导意义。 2问题描述与假设 研发成本为人 。A代表回收处理商的研发能力或 研发效率,A>0。A越小,表示回收处理商的研发 能力越强。成本函数为二次型,表示研发投资的边 际收益递减。 假设4:政府可以根据WEEE再生利用率对回 考虑两个存在回收竞争的回收处理商。两个回 收处理商同时负责WEEE的回收,并对回收的 WEEE进行拆解处理。WEEE经过拆解处理后的产 收处理商实施奖惩。当政府对回收处理商实施奖惩 时,政府制定一个WEEE再生利用率的最低标准 k。,为了激励回收处理商的创新研发,令0<k< k。<1。若回收处理商 经过创新研发,WEEE的再 生利用率高于k。,则获得政府的奖励s(k+ + ,一 物可以分为两部分:一部分是可再利用的原材料, 回收处理商把可再利用的原材料以统一价格向市场 销售;另一部分是不可再利用甚至有毒有害的物质, 回收处理商必须对这一部分物质进行无危害处理。 假设1:回收处理商的WEEE回收量与自身的 回收价格正相关,与竞争对手的回收价格负相关。 假定回收量的表达式为:R =Ol+y 一 , ,J= 1,2,i≠ 。其中:R 为回收处理商i的回收量;P 为回收处理商i的回收价格; 为竞争对手的回收 价格;Ol为各方回收价格均为0时的WEEE回收量, 代表了消费者的环保意识; 为消费者对回收价格 的敏感程度; 为回收处理商之间的回收竞争程度, 而且0< < <1。为确保回收量始终为正,令O/> > 。 k。);WEEE的再生利用率低于k。,则承担政府的惩 罚s( 一k— 一 )。其中,s为政府制定的奖惩力 度,s>0。 假设5:回收处理商对单位WEEE清洗拆解的 成本为c.,对单位不可再利用甚至有毒有害的 WEEE进行无危害处理的成本为C:。回收处理商把 可再利用的原材料以统一价格b向市场销售。而且 根据《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,回 收处理商拆解处理每单位WEEE获得政府补贴e。 C1、C2>0,b>0,e>0。 假设2:回收处理商可以通过研发新技术提高 WEEE的再生利用率,从而提高WEEE的资源化利 用水平。回收处理商的研发方式有两种:独立研发 与合作研发。无论两个回收处理商分别独立研发还 是合作研发,由于相互之间存在技术溢出效应,研 3 无奖惩机制下创新研发决策模型 3.1 政府不实施奖惩、回收处理商独立研发 发新技术之后回收处理商 的WEEE再生利用率为 + + ,k为两个回收处理商均不研发新技术时的 WEEE再生利用率, i和 分别为回收处理商i和 回收处理商 的研发水平, 为外生给定的技术溢出 率。其中,0< <1,0<卢<1,0< , <1,0< + xi+阻i<1。 当政府不实施奖惩、回收处理商独立研发时, 回收处理商i以自身利润最大化为目标进行决策。 在考虑竞争对手反应的前提下,在第一阶段,回收 处理商 确定研发水平 ;在第二阶段,回收处理 商 根据研发水平 确定回收价格 。决策模型 如下:max仃 =R (e—P 一C1)+(k+ + R b一(1~k— 2,i≠ ) ) 一 , )R C2一A( ) (i,J=1, 根据一阶条件求得: 假设3:若回收处理商i研发新技术,则付出的 由于 7r N/a(PiN) =一2<0,因此7r 是关于 的凹函数,上式为最优解。 Ⅳ 将最优回收价格P 代人7r ,由一阶条件可得: (6+ )y( 一( +c2一P一(6+c2) )(',一 ))(2y 一 y 一 ) i。 — 『== 一 (1+P)r(r— )(一2y2+ y +112)+C2 (1+f1)r(r一 )(一2y2+ ly +u2) 求仃 关于 的二阶导数如下: 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 203 因此一A(一47 +/z2)。+b。 (一2y。+ 2bC2 (一2T2+ + )。+ + + 。) 十C2。7(一2T。+ 求得的 为最优解,此时将最优研发水平 代入 Pi 可得: ) <0时,7r 是关于 的凹函数,根据一阶条件 + ) cz(一1+k)r ̄(4z。一 )+( +(q~e)r) ̄(-4r + )一6 (1+ ̄)r(-Zr + = 筹麓 害亲翥 等 (1+ )y(y一 )(一2y + y + )+ 。(1+ )y(),一 )(一2y +卢 + ) 由此可得: ^, “ 一 y ( 一( + —e一(6+c2) )(y一 ))(4y 一 ) A(-Zr十 ) (at+ )十6。(1+ )y(y一 )(-zr + +ll0)+2b (1+ )y( 一 )(一2’, + y + )+c2 (1+/Or(v—lO(-zr + y + ) +生 熹i .(c1+ —e 峋 ))2( z +b)22y+(_C22y22 +flryl ̄2+g+ z)2 +2b) ) 删 ‘ 厂 A(-2',+ )2(zv+肛)+b2(1+ )y(’,一 )(-at + + )+2bcz 、 \(1+P)r(r一 ̄u)(-2r + yfl+ )+ (1+ ),,( —u)(-zr2+ yjLt+y2)/ 实施奖惩、回收处理商独立研发时相同。决策模型 如下: max 。3.2政府不实施奖惩、回收处理商合作研发 当政府不实施奖惩、回收处理商合作研发时,在 考虑竞争对手反应的前提下,在第一阶段,两个回收 =R (8一 。一C1)+(k+ i。+ J。) ) 。C2一A( 。) (i,j=1, 处理商以利润之和最大化为目标,分别确定自身的研 发水平 ;在第二阶段,回收处理商i以自身利润最 大化为目标,根据研发水平 确定回收价格 。 因此,回收处理商i在第二阶段的决策模型与政府不 R 。b一(1一k— 。一 2,i ) 由此,可得回收处理商i的最优回收价格: 回收处理商i在第一阶段的目标函数表达式 如下: 。max仃。(e—P 一C )+(k+ +舰 ) = 。C )+( + 。+flxic)吩。b一(1-k一 。-flxic) c 一A( ) ( , =1,2, ) 将 。代人7r。,根据一阶条件求得: R 。b一(1-k一 一融。)R c2一A( 。) + (e一 c ‘ (b+ )(1+ )y( 一( +c2一e~(厶+C2)k)(y— ))(y~ ) 白 (1+p)2rCr—I£1)。+2bc2(1十 ) r(r一 ) + (1+ ) r(r一 一 (一2},+102 求7r 关于 。的二阶导数以及关于 和 的 二阶混合偏导数如下: 8y ((6+ ) (1+ )',一4a)一16(b十 ) ,, 一2y a 7rc一(3(6+cI2) (1+ )y一8 ) +8(b+ ) 卢y IE正。+2((白+Cl2) (1+ )y一 )JIl4 204 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 a2耳c 4(b+c2)2),(一2y2+ y + 2)(2 y2一y ~ 2) 嘶 (一4y 十 ) 列式如下: 由此可知7r 关于 i。和 的Hessian矩阵的行 (st4((b+c2) (1+卢 ) 一4 )一16(b+cz) y4 一2r2(3(b+c2) (1+卢 )y \ -Hl: +8(b十c2) ’, 。+2((b+c2) (1+ ) — ).cl 16(b+c2)4’,2(一zy2+ +,t2)2(', + (一2y2+tl2))2 (一4y +p ) 因此,8y ((b+C2) (1+ ) —4A)一16(b+ C2) 卢7 一2y (3(b+C2) (1+JB ) —8A) + C2) 卢 。+2((b+C2) (1+J8 )’,一A) )。一 +/z2) (7 + (一2y + 16(b+C2)4 (一23/ + 8(b+C2) ’, +2((6+C2) (1+ ) —A) <0 ]1(8y ((6+C2) (1+ ) 一4A)一16(6+C2) py4 一2 (3(b+C2)2(1+/32) 一8A) +8(b+ 一)) >O时,Hessian矩阵为负定矩阵,此时7r 是关 于 。和 的联合凹函数,根据一阶条件求得的 。 为最优解。将最优回收价格 代入P 。可得: b2a(1+ ) 1,(y一 )一 2 (1 4- ) r(r一 )一 (一1+k)r,l(Zr一 ) Dc~ 十( + y—Py) (2r一 )+br(一2C2a(1+ ) (y— )+ka(-2r+ )) 6 (1+ )zr(r— ) +2b (1+卢) y(y一 +cl2 (1十 ) r(r一 ) 一 (一2y+ ) 由此可知: Dc— yA@一(c1+c2一e一(6+C2)k)(y一 ))(2y— ) 一‘ 厶 (1+ ) y(y— +2bc2(1+ )2y(),一,O + (1+ ) y(',一 ) 一a(-Zr+ ) c“‘ ', ( 一(q+c2—8一(6+ ) )(y— )) b (1十 ) y(y— 2+2bC2(1+ )2’,(y一 +c22(1+ ) y(y— ) 一 (一2y+ ) 一 3.3 对比分析 )< <1)时,回收处理商合作研发时的回收价 当回收处理商独立研发时,由于技术溢出效应 当政府不实施奖惩机制时,对于回收处理商的 格更高、回收量更多;否则,结论正好相反。 的存在,竞争对手会产生“搭便车”行为,从而削 弱了回收处理商通过创新研发获得的相对优势,技 WEEE再生利用率没有严格规定,回收处理商在决 策时仅需考虑利润最大化。将回收处理商合作研发 时的均衡结果与独立研发时的均衡结果对比,在满 足解的存在性的前提下可以发现: 命题1:7r ≥ 7r ,仅当 =ylz/(2y 一 ))时, 7r =7r 。0<卢< /(2y 一 ))时,P <P , R c<R Ⅳ, ,c< Ⅳ;Tlz/(2y2一 2)<卢<1)时,P c> 。> , P。ⅣRi。>R ⅣP ⅣR c=R,v,£Ⅳi;卢=yl ̄/(2y 一 ))时,Pi = 。 c= , Ⅳ命题1表明,当政府不实施奖惩机制时,回收 处理商合作研发始终可以获得不小于独立研发时的 利润,而且仅当技术溢出率卢="/u/(2y 一 )时, 回收处理商独立研发时的利润与合作研发时的利润 相等。然而,仅当技术溢出率较大( /(2y 一 )< <1)时,回收处理商合作研发时的研发水平才会高 于独立研发时的研发水平,否则回收处理商合作研 发不利于WEEE再生利用率的提高。同时,回收处 理商在不同研发方式下的回收价格和回收量也会受 到技术溢出率的影响,当技术溢出率较大( (2y 术溢出效应在一定程度上抑制了回收处理商的创新 研发。回收处理商之间合作研发,可以使技术溢出 效应内部化,回收处理商不必再担心技术溢出效应 对自己创新研发行为的不利影响。然而,当技术溢 出效应比较弱时,竞争对手的“搭便车”行为产生 的不利影响不明显,因此回收处理商通过合作研发 获得的优势不明显,此时,回收处理商通过合作研 发可以实现共同利润的最大化,却不能保证研发水 平的最大化;当技术溢出效应的强度比较大时,竞 争对手的“搭便车”行为对回收处理商的独立研发 产生了明显的不利影响,此时回收处理商通过合作 研发使技术溢出内部化可以获得明显的优势,不仅 可以实现共同利润的最大化,同时可以承担更高的 研发水平。 值得注意的是,无论技术溢出效应强度大小, 回收处理商合作研发时的利润始终大于等于其独立 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 205 研发时的利润。通过深入分析可以发现,当技术溢 利于WEEE再生利用率的提高。 4奖惩机制下创新研发决策模型 4.1 政府实施奖惩、回收处理商独立研发 出效应较弱时,相比于独立研发,回收处理商合作 研发时,由于WEEE再生利用率较低、回收量较少, 因此向市场销售可再利用原材料的收益较少,但是 回收处理商投入的回收成本、拆解成本和研发成本 也相应较少,成本的节省弥补了收益的损失,综合 当政府根据WEEE再生利用率对回收处理商实 施奖惩时,若回收处理商的WEEE再生利用率高于 政府制定的最低标准,则会获得相应的奖励;否则 将会受到相应的惩罚。奖惩机制下回收处理商i独 立研发时的决策顺序与无奖惩机制下独立研发时的 决策顺序相同。决策模型如下: Illax 7r =R NN(e—P 一C1)+(k+ , 之后的净影响为正;当技术溢出效应较强时,由于 回收处理商合作研发时的研发水平和回收价格更高、 回收量更多,因此投入的回收成本、拆解成本和研 发成本更多,同时回收处理商向市场销售可再利用 原材料的收益增加,此时收益增加的幅度比成本增 加的幅度更大。 由此可见,当政府不实施奖惩机制时,回收处 理商为了获得更高的利润,将会始终选择合作研发 方式,但是合作研发时的研发水平不一定是更优的, 仅当技术溢出效应的强度较大时,合作研发才会更 ,,+ )R b一(1一 一 一 )R。 C2一A ( ̄iNN) + (k+Xi + 仃 NN一k0)( √=1,2,i#j) 丌 关于回收价格和研发水平的二阶导数如下: //c?(P ) :一2<0 /, 一A(一4y + )2+b2y(-2y + + ) + 、 26c2’,(一2y +p + ) +c2 y(一2y +卢 + ) (-4r + ) 2T + +/l ) <0时,可得最优研发水平和最优回 收价格如下: 02,rNN a( Ⅳ)2因此,当一A(一4y +/i, ) +b (一2T + +It2) +2bC2 y(一2T2+卢 +/x )2+C2 7(一 ⅣⅣ s( 一2r) (zr 4- )-4-Z(b+C2)y 一(q+c2一e一(b+c2) )(y~ ))(2y 一 ’, —ll ) ‘ ( 一2y)2(2y+ +bZ(1十B)r(r— )(一2yz+ yI“十IEl )十2b (1+ )、 ',(y— )(一2y + Icl+ )+C2 (1+ )y(y一 )(一2y +卢y +fl ) / r(s+s 一z +2kA)(4y 一 )+z(a+qy—er)a(一4y + )一26 a(i+ )y(一2y + + )一2 2 (1+ )',(一2r + y|f{+ 。)+6y 。ⅣⅣ一(4', ((s+2c2 )(1+ )+z^ )一4 一 (1十 ) 一((s+4cz )(1+ )+2 ) ) ,.。 ,, (一2y+I【t) (2r+.【f)+6 (1+ )’,( —u)(-zr 十 I+ )+26 (1十 )、 y(y—g)(-zr +#rtt+ )丰 (1+P)r(r—u)(-Zr + q- ) / 由此可知: DⅣⅣ一y(2aA+((白+c2)s(1+ )+2(一 十e+c2(一1十 )+扫 ) )(y~ ))(4y 一 ) 一‘ 。 ,, (一2y+ ) (Zr+ )+b (1 q- )y(y一 )(一2y0+ , + 2)+2bA(1+ )、 r(r— )(_2y + +』c‘z)+ (1+ ),,( 一 )(-z + + 2) / A2(-k0s一( + —e) + (s+(6+ ) ))一D +A (D(s+(厶+ ) )(1+ )一B(口+( + 一e一∞+cD )(y一 1))) 7r = +嚣(6 q- )口(1十 )(',一 )+ (一r+ ) 其中:A=2(A(一23,+ )。(2T+/x)+b (1+/3) ( 一 )(一2y +卢 +Ix )+2bC2(1+届) (7一肛) (一2T 十卢 + )+C2 (1+卢)y( 一 )(一2T + 卢 + ));B=C2 (s+ 一2A+2kh)(4T 一/x )十 2( +C1 一ey)A(一4T + )一2b (1+卢) (一2.y +卢 + )一2C2 (1+ ) (一2y +flyg+ 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 4.3 对比分析 207 能不会严格遵守政府关于WEEE再生利用率最低标 在奖惩机制下,政府规定了回收处理商的 WEEE再生利用率的最低标准,同时制定相应的奖 惩措施,因此,回收处理商在决策时必须同时考虑 奖惩机制的影响和利润最大化。将回收处理商合作 研发时的均衡结果与独立研发时的均衡结果对比, 在满足解的存在性的前提下,令s。=一2(b+C:) ( 一(C1+C2一e一(b+C2) )( 一 ))(2fly 一 一 舟 )/(一(b+C2) ( 一 ) +(b+C2) 2 ( — 准的规定,奖惩机制的作用不能积极的体现。当技 术溢出效应较强时,回收处理商通过合作研发,使 技术溢出内部化可以获得明显的优势,无论奖惩力 度大小,回收处理商始终可以承担更高的研发水平, 此时政府制定的奖惩力度不需要很大就可以有效激 励合作研发的回收处理商提高研发水平。 然而,无论技术溢出效应的强弱以及奖惩力度 大小,回收处理商合作研发时的利润始终不小于独 u)u+(6+C2) ( 一 ) +卢(83, A一 ((b+ C2) +4A) +7((6+C2) 7—2A) +A ),有以 下命题: 命题2:7r cc≥7ri ,仅当0<卢<r ̄(2r 一 ), s=s0时,7ri =仃‘ 。0<卢< (2 。一 )时,so> O,若0<s<s0,那么P cc<Pi ,R cc<R , cc< f ;若s>so,那么Pi >P ,R >Rf , cc> i ; 若s=so,那么P ∞=P ,Ri∞=R , ∞=Xi 。ylX/ (2 一 )≤卢<1时,s0≤0,始终满足s>s0,P cc> P NNR cc>R NNcC>XNN 。。 in 命题2表明,当政府实施奖惩机制时,回收处 理商合作研发时的利润始终不小于独立研发时的利 润,仅当技术溢出率较小(0</3< (2y 一 )), 而且奖惩力度s=s 时,回收处理商独立研发时的利 润才会与合作研发时的利润相等。值得注意的是, 当技术溢出率较小(0<JB<T/z/(2T 一 ))时,政府 制定的奖惩力度必须满足S>s。才可以激励合作研发 的回收处理商提高研发水平,否则回收处理商合作 研发不利于WEEE再生利用率的提高;当技术溢出 率较大(yp,/(2y。一 。)< <1)时,无论奖惩力度大 小,回收处理商合作研发时的研发水平始终大于独 立研发时的研发水平。同时,回收处理商在不同研 发方式下的回收价格和回收量也会受到技术溢出率 和奖惩力度的影响,仅当技术溢出率较小(0<口< (2T 一 )),而且奖惩力度s>s。或者技术溢出 率较大(y/x/(2y 一 )</3<1)时,回收处理商合作 研发时的回收价格更高、回收量更多;否则,结论 相反。 当技术溢出效应较弱时,回收处理商通过合作 研发,使技术溢出内部化并不能获得明显的优势, 不能保证更优的研发水平,此时政府必须采取较大 的奖惩力度,使回收处理商可能承担的惩罚足够严 重或可能接受的奖励足够具有诱惑力,才能有效激 励合作研发的回收处理商提高研发水平,否则奖惩 机制对于回收处理商的决策不具有明显的影响,当 回收处理商合作研发时,为了追求更高的利润,可 立研发时的利润。通过进一步分析可以发现,当技 术溢出效应较弱,同时奖惩力度较小时,回收处理 商合作研发时的研发水平较低、收益较少,付出的 成本也少;奖惩力度较大时,回收处理商合作研发 时的研发水平相对提高,付出的成本增加,获得的 收益也增加;当技术溢出效应较强时,无论奖惩力 度大小,回收处理商合作研发时的研发水平始终高 于独立研发时的研发水平,虽然投人的成本更多, 收益却也更加可观。因此综合来看,回收处理商合 作研发时的利润始终不小于其独立研发时的利润。 由此可知,当政府实施奖惩机制时,为了追求 更高的利润,回收处理商始终选择合作研发的方式。 然而,仅当技术溢出效应较弱但是奖惩力度较大, 或者技术溢出效应较强时,回收处理商合作研发才 更利于WEEE再生利用率的提高。 5 合作研发下有无奖惩机制的对比分析 根据以上分析可知,无论政府是否实施奖惩, 回收处理商合作研发时的利润始终不小于独立研发 时的利润,因此无论政府是否实施奖惩,回收处理 商均会选择合作研发。当回收处理商合作研发时, 对比分析政府实施奖惩和不实施奖惩两种机制如下: 命题3:0<卢<卢l时,s1>0。若0<s<sl,那么 丌£ <仃 ;若s>sl,那么7r 。 >7r 。;若s=s1,仃 cc= 仃 。。卢l≤ <1时,sI≤O,始终满足s> l, > 。 P£cc>P。R cc>R cc> ;,, f 始终成立。 其中:卢l=(一(6+ )y( 一(c1+c2一e一(b+ C2) 0)( 一 ))( — )+(一(6+C2)( 一 。)yA( 一 (Cl+C 一P一(b+ )ko)(’,一 ))(’,~ )(-2*/+ ) ) )/(b+C2) ( 一(Cl+C2一e一(b+C2) o) ( -/z))( ~ );sl=一4(C2(1+ ) (Ot一(Cl—e) (y一 ))( ~ )十b(1+卢) (O/一(C1+C2一e一2C2 后0)( — ))( — )+c2 (一1+ 0)(1+ ) ( 一 ) +b o(1+ ) y( 一 ) +( 一 0)A(一2y+ ) )/(1+卢) (一2y+ ) 。 命题3表明,若回收处理商合作研发,当技术 208 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 溢出率较小(0<卢<JB )时,政府制定的奖惩力度 必须满足s>s 才能使回收处理商在奖惩机制下获得 比无奖惩机制下更高的利润;当技术溢出率较大 (卢,≤ <1)时,无论奖惩力度大小,回收处理商的 利润始终比无奖惩机制下的利润更高。虽然回收处 命题: 命题4:(1)栅 CC/ >0, 7r cc/ >0;OXiCC/ >0,02 。/日B >0; 。。/ >0, 。。/ >0; api ̄c/al3>0,02P cc/ >0。(2)&'ricC/os>0, =0 孑丌 C,a >0 ax_cc,as>0.OR cc,as>0 iCC/as>0. 02x cc/& = RiCC/& = P / 理商在奖惩机制下不一定获得更高的利润,但是奖 惩机制始终可以激励回收处理商提高研发水平;同 时在奖惩机制下,回收处理商能提供的回收价格更 由命题4分析可知: (1)奖惩机制下回收处理商合作研发时的最优 高、回收量更多。 当回收处理商合作研发时,由于奖惩机制规定 了WEEE再生利用率最低标准和奖惩方法,回收处 理商为了不被惩罚或者获得奖励,必须提高研发水 平,以达到或超过规定的WEEE再生利用率最低标 准;而在无奖惩机制下,回收处理商在决策最优研 发水平时,仅需考虑利润最大化,不一定保证更优 的研发水平。相比之下,奖惩机制有效激励了合作 研发的回收处理商提高WEEE再生利用率,保证了 回收处理商采取合作研发决策时的研发水平更高。 值得注意的是,当技术溢出效应较弱、奖惩力 度较小时,回收处理商合作研发的优势不明显,此 时与无奖惩机制相比,奖惩机制下回收处理商提高 了WEEE再生利用率、投入了更多的研发成本,却 得不到理想的收益。长此以往,回收处理商可能对 奖惩机制产生不满情绪,不利于奖惩机制的长期实 行。因此在奖惩机制下,政府制定的奖惩力度必须 大于一定值(s>s ),使回收处理商在加大研发投 入提高研发水平的同时获得理想的收益,这样才能 既保证较高的WEEE再生利用率,又能得到回收处 理商的大力支持和积极配合。当技术溢出效应较强 时,回收处理商通过合作研发使技术溢出内部化已 获得明显的优势,相比于无奖惩机制,回收处理商 更期待在提高研发水平的同时获得相应的奖励。政 府的奖励不仅在一定程度上抵消了增加的成本,而 且对企业自身形象也会产生有利的影响,此时无论 奖惩力度大小,奖惩机制均可以使回收处理商的利 润比在无奖惩机制下更优。 根据以上分析可知,对于提高WEEE再生利用 率而言,奖惩机制比无奖惩机制的效果更优;对于 提高回收处理商利润而言,仅当技术溢出效应较弱 但是奖惩力度较大,或者技术溢出效应较强时,奖 惩机制的效果才会优于无奖惩机制。 6敏感性分析 以奖惩机制下回收处理商合作研发为例,对技 术溢出率和奖惩力度进行敏感性分析,可得以下 利润、研发水平、回收量和回收价格均与技术溢出 率呈正相关关系,而且随着技术溢出率的提高,最 优利润、研发水平、回收量和回收价格提高的幅度 越来越大。回收处理商之间合作研发,可以使技术 溢出效应内部化,从而消除技术溢出的影响。随着 技术溢出率的提高,合作研发为回收处理商带来的 优势越来越大,优势的增大使回收处理商在决策时 处在更有利的地位,在相互促进中,这种优势增大 的速度越来越快。 (2)奖惩机制下回收处理商合作研发时的最优 利润、研发水平、回收量和回收价格均与奖惩力度 呈正相关关系;同时,随着奖惩力度的增大,最优 研发水平、回收量和回收价格提高的幅度保持不变, 最优利润提高的幅度越来越大。由于奖惩机制可以 有效激励回收处理商的创新研发,而且在奖惩机制 下,回收处理商在WEEE再生利用率提高的同时可 以获得相应的政府奖励,那么当奖惩力度越大,对 回收处理商创新研发的激励程度也越大,回收处理 商获得的奖励也越多,从而可以承担更高的回收价 格,回收更多的WEEE。值得注意的是,奖惩力度 的增大仅能实现最优研发水平、回收量和回收价格 以保持不变的速度不断提高,而最优利润在各因素 的促进下提高的速度越来越快。 7结论与启示 本文考虑了技术溢出效应和回收竞争市场,构 建了奖惩机制和无奖惩机制下回收处理商独立研发 与合作研发的4种决策模型,研究了回收处理商采 取什么研发方式以及奖惩机制对回收处理企业创新 研发决策的影响,同时分析了技术溢出率和奖惩力 度对政府实施奖惩机制、回收处理商合作研发下最 优决策的影响。主要研究结论与启示如下: (1)无论政府实施奖惩机制还是不实施奖惩机 制,回收处理商合作研发时的利润始终不小于其独 立研发时的利润,因此回收处理商始终选择合作研 发。无奖惩机制下,仅当技术溢出率较大时,回收 处理商合作研发才有利于WEEE再生利用率的提高。 李潇芮等:奖惩机制下废弃电器电子产品回收处理商合作研发决策研究 奖惩机制下,当技术溢出率较小时,政府必须制定 Research,2007,183(2):895—908. 较大的奖惩力度才可以激励合作研发的回收处理商 积极提高WEEE再生利用率;当技术溢出率较大时, 无论奖惩力度大小,回收处理商合作研发始终更有 利于WEEE再生利用率的提高。 (2)当回收处理商合作研发时,政府根据 WEEE再生利用率对回收处理商实施奖惩始终可以 激励回收处理商的创新研发行为,有利于WEEE再 [4]胡书,马祖军,代颖.基于蛛网模型的WEEE处理补贴策略分 析[J].管理评论,2017,29(1):240—249. 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