區塊鏈技術下綠色供應鏈減排策略與智能合約

王 心，王雅生，張書華，王新宇，徐 帥

1.天津財經大學 管理科學與工程學院，天津 300222

2.合肥工業大學 管理學院，合肥 230041

3.銳翔工控（天津）自動化機械設備有限公司，天津 300350

“雙碳”目標是我國基于推動構建人類命運共同體的責任擔當和實現可持續發展的內在要求而作出的重大戰略決策。若想早日實現“雙碳”目標，就需要政府、企業和消費者共同努力，而制造企業應用新技術實現綠色創新和升級轉型更是重中之重[1]。

綠色創新離不開企業與供應鏈上下游的有效合作[2]。如制造企業格力通過打造“格力零碳健康家”的場景將自己的綠色產品推向市場；零售企業阿里巴巴及京東在“雙11”購物消費節中，紛紛開通“綠色會場”。消費者的綠色偏好度和對綠色產品的信任度也會影響企業的減排努力程度。但是對于一些小企業，即使研發出了綠色度很高的產品，消費者也不一定購買，這是因為消費者對于小企業產品的綠色度不信任；相反，一些知名大企業生產的產品即使不是綠色產品，在打上了綠色標簽的情況下，消費者也可能會購買，從而不利于“雙碳”目標的實現。

區塊鏈技術可以應用于上述場景來解決信任問題，同時提高供應鏈的運作效率，協同供應鏈上下游共同實施企業環境責任。區塊鏈技術是去中心化存儲，將所有信息公開記錄在“公共記賬本上”且不可篡改，因此可以實現產品溯源及碳足跡的追蹤，從而消除消費者對于綠色產品的信任危機。2020 年4 月，國家發改委將區塊鏈納入國家新基建范疇，同時商務部等八個部門聯合印發《關于進一步做好供應鏈創新與應用試點工作的通知》，明確“要加快區塊鏈等新興技術在供應鏈領域的集成應用”；工信部《關于加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》強調，區塊鏈與供應鏈管理、產品溯源、數據共享等實體經濟領域的融合應用，是行業數字化轉型和產業高質量發展的重要舉措。習近平總書記在黨的二十大報告中強調，“高質量發展是全面建設社會主義現代化國家的首要任務?！睉脜^塊鏈新技術培育綠色低碳新產業是企業實現高質量發展的路徑之一。國家一系列政策的出臺，為推動區塊鏈在綠色低碳制造業領域的應用指明了方向。

本文將區塊鏈技術引入綠色供應鏈中并設計智能合約，不但能夠提升供應鏈各主體低碳決策協同度，降低交易成本，促進企業碳減排，還為綠色供應鏈企業在區塊鏈技術下的碳減排策略、產品定價策略、供應鏈協調等提供結論性建議。從而加快區塊鏈等新興技術在綠色供應鏈領域的集成應用，提升綠色低碳產業現代化水平，推動行業數字化轉型和產業高質量發展，早日實現“雙碳”目標。

1 國內外研究現狀

與本文密切相關的研究有四個方面：綠色供應鏈、區塊鏈技術、智能合約、供應鏈權力結構?；仡櫫讼嚓P研究，并強調了本文內容與現有文獻之間的差異。

第一個方面是關于綠色供應鏈的研究。國外文獻多集中于分析供應鏈成本、約束條件及協調管理上。Qin 等[3]研究了在制造商具有公平偏好而零售商是公平中立情形下綠色供應鏈各成員如何進行環境成本分配。Liu 等[4]研究了基于定價行為的綠色供應鏈的協調和管理決策。Tokta?-Palut[5]研究了一個有公平條件約束的三階段正向供應鏈以及逆向供應鏈的集成契約。國內文獻則側重于綠色偏好對供應鏈的影響。如熊峰等[6]構建了供應商主導下的二級綠色供應鏈模型，研究了供應商和零售商的風險偏好對于商品綠色度、線上線下價格以及供應鏈整體的影響。本文在之前研究的綠色供應鏈基礎上，引入了區塊鏈技術，探討不同權力結構下綠色供應鏈各個成員應用區塊鏈技術前后的均衡策略及其變化。

第二個方面是關于區塊鏈技術的研究。國內外學者均研究了供應鏈與區塊鏈的創新性結合。徐楊楊等[7]結合區塊鏈的去中心化和不可篡改性的優點，創新性地探索區塊鏈技術在云制造中的應用，提出了一種基于區塊鏈的云制造資源分配方法。譚春橋等[8]將區塊鏈與傳統疫苗銷售模式相結合，比較了傳統疫苗銷售模式和基于區塊鏈技術的疫苗銷售模式下采用集中決策和分散決策的最優定價策略。Yu等[9]通過構造一個零售商和一個供應商的二級供應鏈，研究了區塊鏈技術對勞動力的溢出效應。Niu 等[10]研究了農產品在有細菌污染的情況下，通過區塊鏈來確定細菌污染的責任方從而合理分攤污染成本。本文借鑒上述文獻中各行業對區塊鏈技術的應用，將區塊鏈技術引入碳減排綠色生產供應鏈中，設計合理的變量和參數來研究區塊鏈技術對綠色供應鏈的價格策略、碳減排策略和企業利潤的影響，同時探討區塊鏈對社會總福利和消費者總剩余的影響。

第三個方面是關于智能合約的研究。國內文獻多側重于研究智能合約的具體制定方法及漏洞檢測。如李雷孝等[11]對形式化驗證、符號執行、機器學習等智能合約漏洞檢測方法及其對應工具的國內外現狀進行調研，并分析討論各種工具的優缺點。國外文獻多研究智能合約對企業業務流程的再造與企業協調。De Giovanni 等[12]構造了一個供應商和一個零售商組成的供應鏈，研究收入共享智能合約的適用性以及如何使用智能合約協調企業間的關系。Raj等[13]建立了一個供應鏈交易智能合同和相關通用平臺，智能合同通過降低信用期內不付款的風險而使供應商受益。Chang 等[14]通過區塊鏈和智能合約技術幫助跨企業邊界進行業務流程再造。目前關于智能合約的研究大多集中在創新合約或系統構建上，而本文分析智能合約與傳統合同之間的區別，通過構建綠色供應鏈，采用智能合約的博弈模型，得出智能批發價的合理取值范圍以及最優的成本分擔比例，可以作為智能合約程序算法中的函數規則，進而利用AI 技術實現綠色供應鏈的智能合約，最終達到供應鏈協調。

最后一個方面是關于供應鏈權力結構的研究。國內外學者大都研究了不同場景下不同權力結構對供應鏈的影響。孫自來等[15]構建了Nash 博弈三種權力結構下制造商和零售商的利潤模型。劉名武等[16]研究了關稅和消費者綠色偏好以及權力結構對供應鏈的影響。Li 等[17]研究了雙渠道競爭供應鏈中的廣告效率，以及在不同權力結構下價格對制造商廣告和零售商廣告及合作廣告效果的影響。Luo 等[18]研究了零售商在不同權力結構調價下受顧客價值影響進行產品選擇和定價的問題。本文除了研究不同權力結構對供應鏈成員決策影響外，還探討了不同的智能合約由誰主導更為合適。

綜上，本文以當前研究的不足為出發點，考慮消費者綠色偏好和綠色信任度，構建區塊鏈技術應用前后綠色供應鏈成員間的Stackelberg 博弈模型，定量地研究區塊鏈技術下綠色供應鏈的減排策略和定價策略，并設計智能批發價合約和成本分擔智能合約，以提高企業運營效率，實現供應鏈協調。同時還研究了不同權力結構下，各參與方的均衡策略、消費者剩余以及社會總福利，并進一步分析了哪種情形對綠色供應鏈企業和整個社會更有利。

2 模型假設與符號

本文考慮一個綠色制造商M和一個零售商R組成的綠色供應鏈。綠色制造商M以單位批發價w將綠色產品賣給零售商R，零售商R再以零售價p銷售給消費者。模型的主要假設如下：

（1）假設市場供求平衡，即出清市場。綠色制造商和零售商關于市場信息完全對稱，綠色制造商生產綠色產品的產量與市場需求量相等，且市場能夠完全出清。

市場出清是經濟學的一個重要概念，在一般的經濟分析中，常常假設通過價格機制可以自動實現市場出清，即價格的波動決定了消費者的購買量和廠商的生產量，并使供給量與需求量相等。本文應用這一假設可以簡化模型。

（2）根據參考文獻[19]，市場需求與產品價格呈負相關，與消費者綠色產品偏好程度以及綠色制造商對綠色產品生產投入的減排努力呈正相關。未采用區塊鏈技術時，市場需求D=a-p+θβE，其中綠色信任系數0 ＜θ＜1。采用區塊鏈技術時，消費者能準確得知綠色產品的信息，綠色信任系數θ=1，則市場需求D=a-p+βE。

（3）根據參考文獻[20]，社會總福利由企業利潤、消費者剩余構成。其中企業利潤為綠色制造商和零售商的總利潤；消費者剩余為(-p)D/2，表示消費者愿意支付的最高價格，即產品需求為0 時的價格，因此消費者剩余為D2/2。社會總福利反映了生產者和消費者可以獲得的額外利潤，是政府制定相關政策的重要指標。

（4）本文主要考慮四種情形，這四種情形涵蓋了不同權力結構下供應鏈與區塊鏈結合的各種情形：由綠色制造商主導的傳統綠色供應鏈（MT）；由綠色制造商主導的采用區塊鏈技術的綠色供應鏈（MB）；由零售商主導的傳統綠色供應鏈（RT）；由零售商主導的采用區塊鏈技術的綠色供應鏈（RB）。供應鏈成員關系如圖1 所示。

圖1 博弈各方關系圖Fig.1 Relationship diagram of game parties

模型中使用的符號解釋如表1 所示。

表1 模型各符號含義解釋Table 1 Explanation of each symbol meaning of model

3 綠色制造商主導的供應鏈模型與分析

3.1 不采用區塊鏈的綠色供應鏈模型（MT情形）

假設決策過程如圖2 所示。

圖2 MT 情形下各方的決策順序Fig.2 Decision-making order of parties in MT situation

步驟1綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

步驟2零售商決定產品的零售價格p。

建立模型如下：

引理1在綠色制造商主導的傳統綠色供應鏈模型下，當4cg-β2θ2＞0，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

命題1 說明兩個現象：（1）如果可以完全消除消費者對于綠色產品的信任疑慮，則可以擴大市場需求，提高生產者的利潤，同時消費者剩余和社會總福利也隨之得到提高。那么要想提高消費者的綠色產品信任度，綠色制造商需要付出更多努力去生產綠色產品，這會使得綠色制造商的批發價提高，零售商為了維持自己的利潤也會提高零售價。（2）如果整個市場消費者的環保意識較強，或者消費者更加偏向購買綠色產品，那么首先綠色產品的需求量會增多，同時帶動綠色制造商和零售商利潤的提高，消費者剩余和社會總福利也隨之提高。而綠色制造商為了讓消費者更愿意購買綠色產品，就需要投入更多的精力去宣傳環保的重要性或者努力研發質量好創意新的綠色產品，從而會導致綠色制造商為了維持自己的利潤提高批發價，零售商為了維持自己的利潤也會提高零售價。

3.2 采用區塊鏈的綠色供應鏈模型（MB情形）

假設決策過程如圖3 所示。

圖3 MB 情形下各方的決策順序Fig.3 Decision-making order of parties in MB situation

步驟1綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

步驟2零售商決定產品的零售價格p。

建立模型如下：

引理2在綠色制造商主導并且應用區塊鏈技術的綠色供應鏈模型下，當4cg-β2＞0，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

命題2 說明不管是否采用區塊鏈技術，消費者對綠色產品的偏好程度（或環保意識）都是一個積極因素。而引入區塊鏈后增加的單位成本對于各方來說是一個消極因素。除此之外，本文還發現，如果消費者對綠色產品的偏好程度比較低，那么隨著采用區塊鏈技術的單位成本的增加，零售商會提高自己的零售價來維持利潤；但如果消費者對綠色產品的偏好程度比較高，那么隨著采用區塊鏈技術的單位成本的增加，零售商反而會降低自己的零售價給消費者讓渡一部分價值。

4 零售商主導的供應鏈模型與分析

4.1 不采用區塊鏈的綠色供應鏈模型（RT情形）

假設決策過程如圖4 所示。

圖4 RT 情形下各方的決策順序Fig.4 Decision-making order of parties in RT situation

步驟1零售商決定產品的零售價格p。

步驟2綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

建立模型如下：

引理3在零售商主導的傳統綠色供應鏈模型下，當2cg-β2θ2＞0，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

命題3 說明無論是綠色制造商主導供應鏈還是零售商主導供應鏈，提高消費者對綠色產品的偏好程度以及對綠色產品的信任度對參與各方都是有利的。

4.2 采用區塊鏈的綠色供應鏈模型（RB情形）

假設決策過程如圖5 所示。

步驟1零售商決定產品的零售價格p。

步驟2綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

建立模型如下：

引理4在應用區塊鏈技術的綠色供應鏈模型下，當2cg-β2＞0，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

命題4 與命題2 相比，除了零售商的零售價與消費者對綠色產品偏好程度和綠色制造商減排努力的邊際成本有關外，綠色制造商的批發價也是如此。說明在零售商主導的情形下，如果消費者對綠色產品的偏好程度比較低，那么隨著采用區塊鏈技術的單位成本的增加，綠色制造商會提高批發價、零售商會提高自己的零售價來維持利潤；但如果消費者對綠色產品的偏好程度比較高，那么隨著采用區塊鏈技術的單位成本的增加，綠色制造商會降低自己的批發價給零售商讓渡一部分價值，而零售商會降低自己的零售價給消費者讓渡一部分價值。

5 智能合約

5.1 智能批發價合約

智能批發價合約是在采用區塊鏈的情況下，由區塊鏈系統智能地算出一個最優的產品批發價，此時批發價為外生變量且不固定，制造商不參與批發價的制定。本節討論不同權力結構下的智能批發價合約。

5.1.1 綠色制造商主導下的智能批發價合約（MI情形）

假設博弈過程如圖6 所示。

圖6 MI情形下各方的決策順序Fig.6 Decision-making order of parties in MI situation

步驟1綠色制造商決定減排努力E。

步驟2零售商決定產品的零售價格p。

建立模型如下：

引理5在綠色制造商主導的智能批發價合約下，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

5.1.2 零售商主導下的智能批發價合約（RI情形）

假設博弈過程如圖7 所示。

圖7 RI情形下各方的決策順序Fig.7 Decision-making order of parties in RI situation

步驟1零售商決定產品的零售價格p。

步驟2綠色制造商決定減排努力E。

建立模型如下：

引理6在零售商主導的智能批發價合約下，綠色制造商M和零售商R的均衡決策結果如下：

5.2 成本分擔智能合約

成本分擔合同是指零售商分擔制造商的一部分減排成本，從而降低雙重邊際效應，實現供應鏈協調。但是傳統合同的制定過程繁瑣且效率低下，因此本文在采用區塊鏈的情況下，通過計算最優的成本分擔比例k，作為智能合約程序算法中的函數規則，設計成本分擔智能合約，從而降低供應鏈企業的合同成本，提高效率，幫助企業實現數字化轉型。本節討論不同權力結構下的成本分擔智能合約。

5.2.1 綠色制造商主導下的成本分擔智能合約（MC情形）

假設博弈過程如圖8 所示。

步驟1綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

步驟2零售商決定產品的零售價格p。

建立模型如下：

圖8 MC 情形下各方的決策順序

Fig.8 Decision-making order of parties in MC situation

引理7在成本分擔智能合約下，當，由綠色制造商M主導的均衡決策結果以及使社會總福利達到最大值的k值如下：

5.2.2 零售商主導下的成本分擔智能合約（RC情形）

假設博弈過程如圖9 所示。

圖9 RC 情形下各方的決策順序Fig.9 Decision-making order of parties in RC situation

步驟1零售商決定產品的零售價格p。

步驟2綠色制造商決定銷售給零售商的批發價格w和減排努力E。

建立模型如下：

引理8在成本分擔智能合約下，當且，由零售商R主導的均衡決策結果以及使社會總福利達到最大值的k值如下：

6 數值分析

利用Wolfram Mathematica 軟件對上述模型進行數值分析，模型中參數賦值如下：a=50,cM=3,cb=4,cg=5,vM=4,vR=3,θ=0.5。

6.1 供應鏈企業利潤分析

以消費者對綠色產品的偏好程度β為橫軸，以綠色制造商和零售商在四種情形下的利潤為縱軸，繪制利潤曲線，如圖10 和圖11 所示。

圖10 綠色制造商在四種情形下的利潤Fig.10 Profits of green manufacturers in four situations

圖11 零售商在四種情形下的利潤Fig.11 Profits of retailers in four situations

通過觀察圖10 和圖11，本文得到以下推論。

推論1圖10 和圖11 中的利潤曲線均為遞增的曲線，說明無論是綠色制造商還是零售商主導供應鏈，無論是否采用區塊鏈技術，綠色制造商和零售商的利潤均隨著消費者對綠色產品偏好程度的增加而增加。

推論2圖10 中，當β＞1.050 時，綠色制造商采用區塊鏈比不采用區塊鏈獲利多。圖11 中，當β＞0.744 時，零售商采用區塊鏈比不采用區塊鏈獲利多。這說明無論是綠色制造商主導還是零售商主導供應鏈，當消費者綠色偏好程度較高時，綠色制造商和零售商均是采用區塊鏈比不采用區塊鏈的利潤多。即當消費者更傾向購買綠色產品時，綠色制造商和零售商才更愿意采用區塊鏈技術。

推論3圖10 中，無論是否采用區塊鏈技術，綠色制造商主導的利潤曲線總在零售商主導的利潤曲線的上方。同時圖11 中，無論是否采用區塊鏈技術，零售商主導的利潤曲線總在綠色制造商主導的利潤曲線的上方。這說明無論是否采用區塊鏈技術，綠色制造商和零售商均在自己主導供應鏈時獲利更多。

6.2 消費者剩余和社會總福利分析

（1）以消費者對綠色產品的偏好程度β為橫軸，以四種情形下的消費者剩余為縱軸，繪制消費者剩余曲線，如圖12 所示。

推論4消費者剩余隨著消費者對綠色產品的偏好程度的提高而提高。這說明如果消費者更愿意購買綠色產品，則會提高自己的正向效用。

推論5無論由誰主導供應鏈，當β＞0.756 時，采用區塊鏈技術比不采用區塊鏈技術的消費者剩余更多，且隨著β增加的幅度更大。這說明當消費者對綠色產品偏好程度較高時，采用區塊鏈技術對消費者是有益的。

推論6無論是否采用區塊鏈技術，零售商主導供應鏈時的消費者剩余總是多于綠色制造商主導供應鏈時的消費者剩余。這說明由零售商主導供應鏈能使消費者獲益更多。

（2）以消費者對綠色產品的偏好程度β為橫軸，以四種情形下的社會總福利為縱軸，繪制社會總福利曲線，如圖13 所示。

圖13 四種情形下的社會總福利Fig.13 Total social welfare in four situations

推論7社會總福利隨著消費者對綠色產品的偏好程度的提高而提高。這說明如果消費者更愿意購買綠色產品，則會提高社會總福利。

推論8無論由誰主導供應鏈，當β＞0.883 時，采用區塊鏈技術比不采用區塊鏈技術的社會總福利更多，且隨著β增加的幅度更大。這說明當消費者對綠色產品偏好程度較高時，采用區塊鏈技術對社會整體是有益的。

推論9無論是否采用區塊鏈技術，零售商主導供應鏈時的社會總福利總是多于綠色制造商主導供應鏈時的社會總福利。這說明由零售商主導供應鏈能使社會整體獲益更多，政府可以制定相關政策鼓勵有能力的零售商來主導供應鏈。

6.3 智能批發價合約下批發價的制定

取β=2，以批發價w為橫軸，以零售商和綠色制造商使用和不使用（即未采用區塊鏈技術）智能批發價合約的利潤為縱軸，繪制利潤曲線，如圖14 和圖15 所示。

圖14 綠色制造商主導下各方的利潤Fig.14 Profits of all parties under leadership of green manufacturers

圖15 零售商主導下各方的利潤Fig.15 Profits of all parties under leadership of retailers

（1）綠色制造商主導的智能批發價合約

推論10不使用智能批發價合約時最優的批發價格為31.75，綠色制造商與零售商使用智能批發價合約的利潤與未使用智能批發價合約的利潤相等。而此時智能合約是由綠色制造商主導的，在保證零售商利潤不減少的前提下，提高或降低批發價都會減少綠色制造商的利潤，因此在綠色制造商主導的智能批發價合約的情形下，最合適的批發價為31.75，此時制造商與零售商的利潤增長率均為0%。

（2）零售商主導的智能批發價合約

推論11當不使用智能批發價合約時最優的批發價格為22.16，當使用智能批發價合約時，若仍使用22.16 的批發價，零售商和綠色制造商的利潤均有所上升。而此時智能批發價合約是由零售商主導的，在保證綠色制造商利潤不減少的前提下，零售商獲利最大時的批發價為16.61，此時零售商的利潤增長率為6%；零售商獲利與不使用智能批發價合約相等時的批發價為23.04，而最為合適的批發價將由區塊鏈系統的人工智能從（16.61,23.04）區間中給定。

推論12通過對比兩種不同權力結構的智能批發價合約，發現由零售商主導的智能批發價合約制定出的批發價可以使綠色制造商和零售商的利潤都得到改善，反而由綠色制造商主導的智能批發價合約制定出的批發價不能提高綠色制造商和零售商的利潤。這說明零售商主導的智能批發價合約能夠更好地協調供應鏈。

6.4 成本分擔智能合約分析

以成本分擔比例k為橫軸，分析社會總福利，以及綠色制造商和零售商利潤的變化。

（1）綠色制造商主導的成本分擔智能合約

推論13如圖16 所示，當綠色制造商主導供應鏈時，采用成本分擔智能合約后，社會總福利隨著成本分擔比例的增加呈現出先增加后減少的趨勢，并在中間一點取到最大值。這說明采取合適的成本分擔比例，可以使社會總福利達到最優。在此參數設置下的最優成本分擔比例為k=4/7。

圖16 MC 情形下社會總福利隨成本分擔比例的變化Fig.16 Change of total social welfare with cost-sharing ratio in MC situation

推論14如圖17 所示，當綠色制造商主導供應鏈時，綠色制造商的利潤隨著成本分擔比例的增加而減少，零售商的利潤隨著成本分擔比例的增加而增加。由于此時是綠色制造商主導供應鏈，綠色制造商在保證零售商愿意參與合同（即零售商利潤大于0）的前提下，更愿意將成本分擔比例定在比0.46 稍大的范圍內。而根據推論13，社會總福利在成本分擔比例為4/7 時達到最大，因此政府可以制定相關政策，鼓勵綠色制造商將成本分擔比例提高至4/7，此時零售商的利潤也可以得到改善。

圖17 MC 情形下各方利潤隨成本分擔比例的變化Fig.17 Change of profits of all parties with cost-sharing ratio under MC situation

（2）零售商主導的成本分擔智能合約

推論15如圖18 所示，當零售商主導供應鏈時，采用成本分擔智能合約后，社會總福利隨著成本分擔比例的增加呈現出先增加后減少的趨勢，并在中間一點取到最大值。這說明采取合適的成本分擔比例，可以使社會總福利達到最優。在此參數設置下的最優成本分擔比例為k=0.76。

圖18 RC 情形下社會總福利隨成本分擔比例的變化Fig.18 Change of total social welfare with cost-sharing ratio in RC situation

推論16比較兩種不同權力結構下的成本分擔智能合約，本文發現零售商主導情形下的社會總福利更高，同時最優成本分擔比例也較高。這說明零售商主導的成本分擔智能合約能夠更好地協調供應鏈，并給社會帶來更大的益處。

推論17如圖19 所示，當零售商主導供應鏈時，零售商的利潤隨著成本分擔比例先增加后減少，綠色制造商的利潤隨著成本分擔比例的增加而增加。由于此時是零售商主導供應鏈，零售商在保證綠色制造商愿意參與合同（即綠色制造商利潤大于0）的前提下，更愿意將成本分擔比例定在自己利潤最大值處，即k=2/3。而根據推論15，社會總福利在成本分擔比例為0.76 時達到最大，因此政府可以制定相關政策，鼓勵零售商將成本分擔比例提高至0.76，此時綠色制造商的利潤也可以得到改善。

圖19 RC 情形下各方利潤隨成本分擔比例的變化Fig.19 Change of profits of all parties with cost-sharing ratio under RC situations

6.5 實證案例

針對本文得出的部分結論，本節給出了相符合的實證案例。

隨著人們綠色環保意識的覺醒，越來越多的消費者開始傾向于綠色消費。例如，歐萊雅就抓住了消費者對綠色產品的偏好心理，將產品夜間修護的特點與夜晚節約用電相結合，主打綠色可持續的產品特點，同時聯動線下地球日活動，使消費者對品牌的綠色信任度不斷提高。在2022 年第三季度，歐萊雅的產品銷售額比去年同期增長了8%。又如世界500 強企業美的，在產品最大化節能、開發低碳材料、降低噪音污染等方面都進行了技術創新，為綠色產品生產提供了強大支撐，從而吸引了更多綠色消費者，實現了利潤增長。上述案例與本文中命題1、命題3 以及推論1 所提到的消費者對產品綠色信任度的提高對企業利潤的增長有正向促進作用的結論相吻合。

在各大生產廠商發展的同時，零售商也在不斷發展壯大。沃爾瑪作為世界知名的零售企業，憑借購物形式和經營業態的多樣化，僅在中國就開設了多達400 余家門店。除此之外，亞馬遜、好市多等零售商也在飛速發展。它們的壯大說明一個問題，那就是以往制造商主導供應鏈的情況出現了改變，零售商憑借自身的經營，可以更直接地了解消費者的訴求，從而進一步提高自己的口碑和競爭能力，使得零售商在供應鏈中的話語權不斷提高。這與本文中推論6、推論9、推論12、推論16 所提到的由零售商主導的綠色供應鏈對參與各方和整個社會更有利的結論相吻合。

在區塊鏈技術應用方面，為維持高綠色度產品的消費者數量，京東、天貓國際與易貝等跨境電商平臺建立了基于區塊鏈技術的跨境產品溯源平臺，以提高客戶對跨境產品的信任度。部分制造商則應用區塊鏈技術進行了碳交易，如新加坡Air Carbon Pte公司于2019 年推出世界首個基于區塊鏈的碳交易所。這與本文中推論2、推論5、推論8 提到的消費者綠色信任度對供應鏈引入區塊鏈的影響趨勢一致。

此外，京東智臻鏈合同是一種基于區塊鏈技術的智能合約系統，可以自動化執行合同條款，無需第三方介入，降低了合同操作成本和風險，提高了企業效率和利潤，可以在商品交易、供應鏈管理、金融服務等多種場景下應用。這與本文中推論12、推論16提到的由零售商主導的智能合約能夠更好地協調供應鏈這一結論相吻合。

區塊鏈補貼是政府根據企業對區塊鏈使用程度而做出的財政補貼。據統計，2020 年全國共有上海、杭州、廣州、長沙、青島、貴陽、珠海、蘇州、福州等10個城市的11 個區域發布了專門面向區塊鏈行業的專項優惠補貼政策。這些政策將在一定程度上解決區塊鏈企業面臨的早期商業模式不明顯、缺乏落地場景等問題，進而真正推動區塊鏈技術對社會發展的促進作用。政府對制造企業補貼是為了激勵創新，對零售商補貼是為了拉動需求側的產品創新，惠及消費者，從而擴大社會福利。這與本文中推論9、推論14、推論17提到的政府在特定情形下對綠色制造商或者零售商補貼對社會整體是有益的結論相一致。

7 結束語

7.1 結論和管理啟示

本文研究了不同權力結構以及是否采用區塊鏈技術四種情況下，綠色制造商和零售商的最優決策，以及如何實現最優的消費者剩余和社會總福利。在采用區塊鏈技術的基礎上，本文又設計了智能批發價合約以及成本分擔智能合約，給出了智能批發價的合理取值范圍和最優的成本分擔比例，還討論了不同權力結構下智能合約由誰主導對供應鏈整體和整個社會更有益。研究結果如下：

（1）在不采用區塊鏈技術時，消費者對綠色產品的信任度越高，綠色制造商和零售商的利潤就越高，綠色制造商也更愿意付出更多減排成本。此外，無論是否采用區塊鏈技術，消費者環保意識的提高或者消費者對綠色產品偏好程度的提高可以擴大市場需求，激勵綠色制造商付出更多減排努力，生產更綠色的產品，同時還可以提高綠色制造商和零售商的利潤。

（2）通過數值分析，發現采用區塊鏈技術后綠色制造商和零售商的利潤并非在任何情況下都高于不采用區塊鏈技術時的利潤，只有當消費者綠色偏好程度較高，對綠色產品的購買意向較強時，采用區塊鏈技術對供應鏈上的參與者才更有益處。而當消費者綠色偏好程度較低時，這么做是有害無益的。究其原因是售賣綠色產品的收益不足以抵消加入區塊鏈所付出的成本。同時，發現在綠色制造商主導的情形下，如果消費者的綠色偏好程度較高，那么即使采用區塊鏈技術的成本升高，零售商反而愿意降低零售價格讓渡一部分價值給消費者，綠色制造商也愿意降低批發價讓渡一部分價值給零售商；但是如果消費者的綠色偏好程度較低，綠色制造商會提高批發價，零售商會提高零售價來維持自己的利潤。在零售商主導的情形下也有類似的結論。

（3）在智能批發價合約中，通過數值分析，發現如果供應鏈由綠色制造商主導，則綠色制造商和零售商的利潤與不采用智能批發價合約的利潤相同，二者的利潤增長都為0%；但如果供應鏈由零售商主導，采用智能批發價合約后，零售商的利潤可增長0%～6%，綠色制造商的利潤可增長0%～8%，這說明智能批發價合約由零售商主導比較好。

（4）在成本分擔智能合約中，通過數值分析，發現主導供應鏈一方的利潤較多，而追隨者利潤較少；同時，在區塊鏈系統給定的最優成本分擔比例下，供應鏈由零售商主導時的社會總福利要高于由綠色制造商主導時的社會總福利。這說明成本分擔智能合約更適合由零售商主導。值得注意的是，在綠色制造商主導的情形下，綠色制造商利潤最高時的成本分擔比例低于社會總福利最大時的成本分擔比例，為了實現最大的社會總福利而調整成本分擔比例，會使綠色制造商的利潤下降，而零售商的利潤上升，此種情形下，政府應該采取措施補貼綠色制造商以鼓勵其提高成本分擔比例。在零售商主導的情形下，零售商利潤最高時的成本分擔比例低于社會總福利最大時的成本分擔比例，為了實現最大的社會總福利而調整成本分擔比例，會使零售商的利潤下降，綠色制造商的利潤上升，此種情形下，政府應該采取措施補貼零售商以鼓勵其提高成本分擔比例。

7.2 局限性與展望

本文研究的局限性在于：首先，為了簡化分析，本文只考慮由一個綠色制造商和一個零售商組成的簡單二級供應鏈結構，而現實中往往是一對多或者多對多的復雜供應網結構，且同行業者之間存在競爭關系。未來可以考慮兩個或多個具有競爭關系的綠色制造商和零售商來進行研究。其次，對于采用區塊鏈技術給供應鏈帶來的增益，本文只用綠色信任度和交易效率的提升來描述，現實情況下區塊鏈帶來的增益也許更多更復雜。比如在沒有采用區塊鏈技術之前，綠色制造商和零售商之間的信息是不對稱的或者共享程度較低，而在采用區塊鏈技術后，信息共享程度提高，未來可以從信息不對稱的角度進行研究。再次，本文假設綠色制造商和零售商都是中小型企業，沒有能力建鏈，只能通過加入公有鏈的方式使用區塊鏈技術，故只考慮了區塊鏈的單位使用成本。而現實中不乏有資金實力雄厚的制造商和零售商，他們也許會考慮自建私有鏈，討論他們對區塊鏈的建設投資策略也是未來可以拓展的方向。此外，本文提到的智能合約是比較典型的批發價合約和成本分擔合約，今后的研究可以加入其他契約或者比較不同契約對供應鏈協調的影響。最后，由于本文提到的企業節能減排相關策略許多都需要政府的引導激勵，未來的研究模型中可以加入政府的激勵機制來探討其對供應鏈和區塊鏈的影響。