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供应链的决策优化与授权许可策略
论文关键词:专利;再制造;闭环供应链;授权许可;知识产权成果转化
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论文摘要:针对专利产品再制造涉及的专利许可问题，研究由制造商、再制造商和零售商组成的特殊闭环供应链。构建各参与者决策的三阶段动态博弈模型，研究了专利产品再制造构成的闭环供应链的决策优化与授权许可策略。研究表明，再制造成本节约是再制造活动最直接的经济动因，随着再制造成本节约的增加，再制造商加大回收产品的力度;同时，作为专利产品权利人的制造商也通过提高专利授权许可费用，增加分享再制造带来经济效益的比例。闭环供应链中的专利授权许可不仅保障了专利权利人的权益，而且还可以实现专利相关的供应链成员有效地分配供应链中专利产品再制造的利润。
一、引言
专利保护已经成为全球的热门话题，各国纷纷实行知识产权战略，加大在知识产权方面的研发、申请、维持和保护的投人，我国企业也掀起了申请专利的热潮。在受到专利保护的产品越来越多的同时，侵权风险增加不可避免，这不仅是制造商(Manufacturer)面临的困境，专利产品再制造商( Re-Manufacturer , Recycler)也面临着同样的问题。专利产品再制造涉及到知识产权的侵权与授权问题，因此原产品中所含专利对产品再制造的影响是企业再制造决策活动必须考虑的因素。如今环境保护和资源有效利用受到广泛的关注，而再制造是资源循环利用的重要途径之一。如何应对资源短缺、环保政策的压力，不是某一家企业可以解决的，而是必须依靠整个行业内的供应商、制造商、零售商，以及产品回收商和再处理商的共同努力。闭环供应链管理(Closed-loop Supply Chain Management)正是顺应这一变革而产生的一种全新的管理方式。基于此，针对专利产品再制造形成的崭新供应链结构，本文将研究闭环供应链的决策优化与专利许可授权问题。
专利产品的再制造行为是否侵权在司法实践中一直是个难题，学者汪玉漩采用了理论分析和实证研究的方法，采用“权利用尽”原则对产品再制造中涉及的知识产权问题做了详尽的阐释。张怡从专利侵权角度出发，阐释专利产品的再制造所涉及的法律问题。John和Robert针对专利产品再制造的问题，指出再制造涉及的专利问题正处于一个高速发展的时期，专利产品再制造实践中判例法将继续发展并变得更加普遍。再制造企业要为翻新产品在专利领域的法律问题寻求法律意见。另外再制造产品的方法或新的设备也将是有价值的专利发明。张铜柱等从法律角度指出汽车产品再制造是汽车工业发展循环经济的重要途径，是汽车工业可持续发展的必然选择。随着再制造产业的发展，原产品制造商与再制造商的利益冲突和知识产权冲突问题逐渐显现。归纳现有司法实践和学术研究对再制造是否构成侵权的论点，从“权利用尽”和“默认许可”的原则来讲，可以认为修理不构成侵权，而再造和再制造相当于生产全新的产品，在未经许可的情况下会构成侵权。
以上研究从法律角度分析了专利产品再制造侵权与否的判定原则，而再制造与闭环供应链优化决策的研究主要关注定价、回收产品的质量控制、回收策略等方面。如Mahadevan等研究了在再制造情形中的产品控制和库存管理问题困。BayIndIr和Erkip指出制造产品和再制造产品分割到不同的市场和生产能力有限时，通过产品再制造可以提高收益，并对关于制造/再制造系统决策的研究进行了较详尽的综述，但该文研究的是一个产品可替代的单周期模型。Atasu等假设市场需求中存在一部分对再制造品的估价与新产品相同的绿色顾客，研究了制造商是否提供再制造品的决策问题，指出再制造不仅可以提高收益，还可以通过降低成本作为竞争手段之一。彭志强等研究了基于再制造和顾客等待行为的差别定价问题，但是该文的需求函数是确定性的，也没有考虑补货决策。彭志强等将再制造作为一种柔性补货机制，研究了考虑顾客策略行为的易逝品定价和再制造柔性补货问题。研究表明顾客策略行为减少了零售商的期望利润，再制造柔性补货机制可以缓解顾客策略行为的影响，提高零售商的期望利润，最后分析了该机制对消费者剩余和社会福利的影响。然而，这些研究都没有考虑再制造涉及的专利侵权及许可问题。
综上所述，近年来关于专利产品再制造问题的研究仅仅从法律角度呼吁政府和企业重视再制造产业的知识产权问题，或者从法律角度研究判定专利产品再制造侵权的原则。同时，再制造形成的闭环供应链的研究也没有关注产品专利对供应链的决策优化的影响。基于此，本文针对专利产品再制造的闭环供应链的决策优化问题，构建由制造商、再制造商和零售商组成的闭环供应链与专利许可博弈模型，研究专利产品再制造中供应链的各参与方的最优决策和专利许可策略。
二、问题描述
占主导地位的制造商是专利产品的权利人，独立的再制造商通过购买专利产品的授权许可，回收市场上的旧产品或零部件进行再制造活动。类似于文献[8」的假设，制造商和再制造商通过同一个渠道零售原产品和再制造品，即零售商从制造商和再制造商处批发原产品和再制造品，并销售给市场上的消费者群体。假定原产品和再制造品无质量和功能上的差别，即消费者对两者的价值评价是等同的。典型的如汽车行业的供应链结构，汽车零部件的再制造大多涉及专利间题，目前我国正在大力促进汽车零部件的再制造，并逐步扩大试点范围。对于旧产品或零部件的回收渠道模式，Savaskan和Van Wassenhove将其分为三种形式:零售商回收、制造商回收和第三方回收。本文采用第三方回收模式，即再制造商独立负责回收旧产品或零部件。第三方再制造商的再制造品同制造商的原产品存在竞争关系，授权第三方再制造会造成原制造商新产品销量的下降。同时作为专利权利人的原制造商，采取收取专利授权许可费用来补偿再制造品引起的同类产品“骨肉相残”( cannibalism)的损失。
制造商，再制造商和零售商构成闭环供应链的结构如图1所示:
供应链中各参与方的动态博弈的顺序如下:首先作为主导方的制造商独家生产原产品，决策批发价格和专利授权许可费，对零售商批发产品并授权第三方再制造商实施专利产品的再制造。接着，再制造商决策旧产品或零部件的回收价，支付给消费者回收费用，支付给制造商许可费，实施再制造并跟随制造商以相同的批发价在同一零售渠道销售，类似的假设参见文献。最后零售商决策销售价格销售原产品和再制造品。
博弈各参与者的决策变量以及相关参数假定如下:
c:制造商生产单位原产品的成本，为常量。
w:制造商向零售商收取的批发价，为制造商的决策变量，也是再制造商跟随收取的批发价。
r:专利权利人(制造商)向再制造商收取的单位再制造授权许可费，为制造商的决策变量。
h:再制造商单位产品的回收价格，包括支付给持有旧产品的消费者的费用，回收渠道中收集、运输以及处理等费用的总和。为再制造商的决策变量。
s:再制造相对于直接制造的单位产品的成本节约，为常量。
P:零售商的单位产品零售价格，为零售商的决策变量。
零售商的需求函数D(p)=a-bp，其中。为市场潜在容量，b为价格敏感系数。再制造商的回收函数为H(h)= ，其中为缩放系数，使得H(h) = ，即市场需求中同时包含原产品和再制造品，H(h)类似于销售努力函数，其在闭环供应链中的应用可参见参考文献。
综上，专利产品再制造构成的闭环供应链中，制造商，再制造商和零售商的序贯决策构成了一个三阶段的动态博弈问题。首先，占主导地位的制造商作为专利产品的权利人，决策最优的批发价格、和许可费:;接着处于从属地位的再制造商跟随主导者的批发价格，决策回收价格h;最后作为跟随者的零售商决策销售价格P;三者的目标都是各自的期望利润最大化。
三、模型及求解
基于上文的假定和闭环供应链的动态博弈模型的构建，得各参与方的利润函数如下。
制造商的利润函数为:
再制造商的利润函数为:
零售商的利润函数为:
接着基于动态博弈的顺序采用逆向求解的方法，研究闭环供应链中各参与方的最优决策问题。
首先，将D(P)=a-bp代人零售商的利润函数即式(3)得，，零售商的优化问题即是给定制造商和再制造商的批发价格w，关于销售价格P的单变量优化问题，由一阶条令，令得，
接着，将代人再制造商的利润函数即式(2)得，，再制造商的优化问题即是给定制造商的批发价格二和单位再制造许可费r，关于回收成本h的单变量优化问题，同理，由一阶条件，令得，
最后，将将P·(w)和h·(w)代人制造商的利润函数即式(1)得:
，制造商的决策即是关于批发价、和单位再制造许可费:多变量优化问题。分别由w和r的一阶条件，并联立求解得:
将w·和r·联合代人式(4)和式(5)，归纳整理得闭环供应链中各参与方的最优决策:
命题1:制造商的最优批发价: ，最优授权许可费:: ;再制造商的最优回收价: ;零售商的最优零售价:。
将命题1的结论分别代人各博弈方的利润函数式(1)、式(2)、式(3)，整理即得:
命题2:制造商的期望利润为:
再制造商的期望利润为:
零售商的期望利润为:
四、仿真实验
上文通过逆向求解的方法求出了闭环供应链中动态博弈各方的最优决策，并得出了各方的最优期望利润，接着分析主要最优决策关于再制造成本节约的敏感性。由于再制造成本节约是再制造活动中最直接的经济动力，因此进一步研究再制造成本节约程度对各参与方的决策的影响机理。特别是作为专利权利人的制造商和专利购买者的再制造商的决策，即授权许可费;，和回收努力h与再制造成本节约:的关联性。
假定市场需求函数为D(p)＝1000-4p，制造商的单位生产成本为c = 50，再制造商的回收函数为H(h)＝100，再制造单位成本节约的范围显然为，基于命题1的结论，研究制造商的授权许可费r和再制造商的回收努力h关于再制造单位成本节约￡的敏感性，运用Maplel3编程并仿真模拟，结果见图20
由命题1的结论和图2的结论可知，授权许可费:和回收价格le都是关于、的单增函数。显然，再制造成本节约是闭环供应链中再制造活动最直接的经济动力，随着再制造成本节约的增大，再制造商通过加大回收力度增加回收产品的数量，在再制造活动中获取更大的规模效应。对于作为专利产品权利人的制造商来讲，再制造产品在市场上份额增加，使得同类产品的“同类相残”( cannibalism)加剧，进一步地侵蚀了原产品的市场份额，因此，制造商运用产品的专利武器，增加单位产品的授权许可费用，以此分享再制造商销售再制造品带来的收益。可见，专利产品再制造的闭环供应链中，许可费用还起着分配供应链的利润的作用。
五、结语
本文研究了专利产品再制造构成的一类特殊闭环供应链的决策优化问题，供应链中制造商是专利产品的权利人，授权许可再制造商回收旧产品并进行再制造。通过建立由参与方构成的三阶段动态博弈模型，研究了这类闭环供应链中各主体的最优决策以及专利授权许可费。研究结果表明回收再制造最直接的经济动因是再制造成本节约，当其增大时，再制造商的回收努力提高，并且制造商同时提高专利许可费。可见，在本文所研究的专利产品再制造构成的闭环供应链中，专利授权许可费用不仅保障了专利权利人即制造商的权益，而且还实现了与专利相关的供应链成员能有效地分享供应链利润。
在本文的研究中，没有考虑产品差异化对供应链的决策优化和专利许可策略的影响，同时为了简化分析，假定制造商不参与再制造活动，仅仅通过专利许可策略分享再制造的收益。因此，可进一步考虑原产品和再制造品的差异，这需要研究消费者对原产品和再制造品的认可程度差异，也可考虑制造商同时生产再制造品与再制造商竞争的情形，这些都是可进一步研究的方向。
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