工业互联网平台驱动的供应链低碳转型：一种两阶段演化博弈分析方法

《INTERNATIONAL JOURNAL OF PRODUCTION ECONOMICS》：Industrial Internet Platform–Enabled Supply Chain Low-Carbon Transformation: A Two-Stage Evolutionary Game Approach

　　•将工业互联网平台引领的低碳模块构建视为实现供应链整体低碳转型的必要条件。•提出一种两阶段演化博弈框架，将能力构建与中小企业供应链中的网络扩散联系起来。•阐明政府政策在能力形成与合作成果方面存在的阶段依赖性及非线性影响。•研究网络结构在推动技术扩散中的作用，表明低聚类的大型网络能加速技术 adoption。

引言
气候变化缓解与净零排放目标的追求，使得制造业供应链的整体脱碳变得愈发重要（Fankhauser等人，2022；Chelly等人，2019）。由于碳排放贯穿于采购、生产及分销等环节，单靠一家企业难以有效管控。最新研究表明，碳法规会改变供应链中的定价与减排决策（Cai和Jiang，2023）；数据驱动的数字化转型能够提升供应链的碳透明度与碳中和绩效（Belhadi等人，2024）；绿色技术变革也会通过供应链关系得以传播（Aghion等人，2025）。因此，当前的核心挑战已从“单个制造商是否应减少排放”转变为“如何在供应链网络中协调并提升低碳能力”（Fankhauser等人，2022）。

这一挑战尤为突出，因为核心企业的低碳改进并不一定能带来整个供应链的减排效果。Song等人（2023）指出了“供应链泄漏效应”，即核心企业内部碳排放降低时，其供应商的排放量却可能上升。在由核心企业、一级合作伙伴以及众多二级中小企业构成的多层供应链中，这种风险更为明显（Gong等人，2023；Kim等人，2022）。核心企业通常只与少数具备相应能力的初级合作伙伴直接合作，而大量中小企业则处于其直接管理范围之外（Yang和Chen，2018；An等人，2021；Yu等人，2021）。尽管这些中小企业在生产和碳排放方面对整个供应链的脱碳至关重要，但它们往往在资金、技术和管理层面面临诸多限制，难以推进低碳转型（álvarez Jaramillo等人，2019；Saunila等人，2024）。因此，供应链的低碳转型需要一种机制，能够将核心企业的能力延伸至那些结构不同的下游企业。

工业互联网平台为此类规模化问题提供了可能的解决方案。虽然核心企业可以通过标准、信息共享及低碳要求等方式影响与其直接连接的供应商，但仅依靠此类治理手段难以高效地扩展到多个层级。相比之下，工业互联网平台作为工业数字基础设施，能够整合不同组织间的运营数据、流程接口及应用服务。数字平台有助于提升供应链的碳透明度与协同效率（Belhadi等人，2024；Culotta等人，2024），而制造领域的数字化转型也能通过动态能力促进低碳技术创新（Yang等人，2023）。更有证据表明，工业互联网平台的运用能够通过低碳服务、资源赋能及数据赋能等方式，提升制造企业的低碳创新能力与双重绩效（Zhao和Li，2025）。在运营与供应链管理领域，平台化也越来越被视为协调分散式参与者及可复用服务的重要方式（Jia等人，2026）。因此，工业互联网平台可通过将局部的低碳实践转化为可扩展的平台化支持，弥补核心企业治理的不足，从而服务于更广泛的供应链成员。

然而，工业互联网平台推动的供应链低碳转型并不仅仅取决于中小企业是否立即采用平台服务。工业互联网平台通过将工业知识结构化，并将企业特定的解决方案打包为可复用模块，从而创造可扩展的价值；同时，平台的模块化特性也便于这些解决方案在生态系统内的各个参与者之间被重复使用和扩展（Dai，2023；Wang、Ma、Zhang和Li，2024）。在低碳背景下，平台首先需要将核心企业的特定低碳实践与运营数据转化为可信且可复用的模块，如碳监测、能源管理及绿色工艺优化服务等。现有的多层供应链研究指出，一级供应商可以在核心企业与二级供应商之间充当桥梁，推动可持续性要求的传播（Wilhelm等人，2016）。基于这一桥梁作用，本研究将关联企业的试点应用与反馈视为一种验证机制，通过这一机制，平台化的低碳模块可在大规模推广至中小企业之前得到测试与优化。COSMOPlat平台生态系统便通过数据驱动的低碳应用，为工业企业提供了实际范例，体现了此类平台化赋能的意义（Zhao和Li，2025）。

一旦形成了可信的低碳模块，接下来的挑战就从能力构建转向网络扩散。资源有限的中小企业必须决定是否加入平台并采用其模块，而它们的决策不仅受预期成本与收益的影响，还受到供应链网络中周边企业互动的影响。最新研究显示，中小企业的可持续发展治理依赖于可获得的支持信息与绩效数据（Saunila等人，2024），同时，局部互动与网络结构也会影响低碳技术在企业间的传播速度（Wu等人，2024）。政府政策则可能进一步影响这两个阶段：补贴、惩罚措施以及与碳相关的激励政策，既会影响能力构建阶段的平台投资与企业间合作，也会改变扩散阶段中小企业的采用意愿与收益（Liu等人，2024；Fan等人，2025）。因此，能力构建是网络扩散的前提条件，而网络扩散则是将平台赋能的低碳能力转化为整个供应链转型成果的机制。

尽管已有诸多研究成果，但目前仍未能充分解释能力构建与网络扩散之间的内在联系。现有的低碳供应链研究主要聚焦于直接相连的参与者之间的契约或监管协调机制（Cai和Jiang，2023；Wang、Choi、Xiao和Huang，2024）。工业互联网平台的相关研究则强调了平台的价值创造功能与低碳创新效应（Zhao和Li，2025；Jia等人，2026），但并未系统阐述可复用的低碳能力是如何通过平台与企业之间的协作共同形成，然后再在多层供应链网络中传播的。与此同时，演化博弈研究虽探讨了数字化驱动的绿色供应链转型及基于网络的低碳技术传播现象（Fan等人，2025；Wu等人，2024），但通常将待采用的技术或能力视为既定存在的事物，而非平台与企业前期协作所产生的内生结果。因此，目前仍未解决的问题是：工业互联网平台赋能的低碳能力是如何形成的？它们又是如何在中小企业间传播的？政府政策又如何在不同阶段影响这一整体过程？

针对上述不足，本研究提出了三个相互关联的递进式研究问题：
RQ1：工业互联网平台如何与核心企业及关联企业协作，共同构建可复用的低碳能力？
RQ2：一旦这些能力形成，它们又会如何在复杂的供应链网络中的中小企业间传播？
RQ3：政府政策如何影响能力构建与网络扩散的战略选择？在何种条件下这些政策才能发挥效果？

这三个问题并非并行存在，而是具有逻辑上的递进关系。RQ1探讨的是能力构建的前提条件——如果没有可信且可复用的低碳模块，平台就无法有效推动中小企业的大规模采用。RQ2则研究能力在形成后的扩散机制，即如何在这些能力在供应链网络中传播。RQ3则同时涉及两个阶段，分析政策工具如何影响各参与方的收益结构、战略选择以及整个供应链低碳转型的稳定性。因此，RQ1的结果为RQ2提供了必要的能力基础，而RQ3则明确了维持“能力构建到网络扩散”这一路径所需的治理条件。

为回答这些问题，本研究构建了一个针对工业互联网平台赋能的供应链低碳转型的两阶段演化博弈框架，该框架涉及四类参与者：工业互联网平台、核心企业、关联企业以及中小企业。第一阶段模拟了工业互联网平台、核心企业及关联企业三者之间的三方演化博弈，旨在确定可复用低碳模块能够通过协作得到构建与验证的条件。具体而言，工业互联网平台决定是否开发低碳模块，核心企业决定是否与平台合作，而关联企业则决定是否开展低碳转型并参与模块的验证工作。第二阶段则将中小企业纳入一个无标度供应链网络中，研究它们是否会加入工业互联网平台以获取第一阶段所开发的低碳模块。关键在于，第一阶段均衡状态所产生的实际支撑能力会纳入第二阶段中小企业收益的评估之中，从而实现从能力构建到网络扩散的过渡。此外，本研究还将政府激励与约束措施纳入两个阶段的研究中，以分析其在不同阶段及跨阶段所带来的影响。

本文共有三方面的贡献。首先，它回应了近期供应链研究中提出的多层协调难题与碳泄漏问题（Song等人，2023；Gong等人，2023），将分析单元从二元协调关系拓展为包含工业互联网平台的多元主体供应链网络。这一视角有助于把握核心企业、关联企业及中小企业在低碳转型中的不同角色，进而解释为何企业层面的脱碳措施并不必然带来整个供应链的转型效果。其次，它在现有关于工业互联网平台可持续价值的研究基础上（Zhao和Li，2025；Jia等人，2026），将低碳模块视为由平台、核心企业及关联企业共同构建的内生能力，之后再在中小企业间进行传播。通过这一视角，本研究揭示了平台在将局部化的低碳实践转化为可复用能力、进而推动更广泛供应链扩散过程中的重要作用。最后，它拓展了现有的两阶段及基于网络的演化博弈研究（Fan等人，2025；Wu等人，2024），通过明确的“能力参数”将两种不同的决策情境联系起来。本研究并未假设低碳技术已经可以直接被采用，而是在第一阶段将工业互联网平台赋能的低碳能力的形成过程内生化，进而分析这些能力在第二阶段对中小企业采用行为及技术传播动态的影响。同时，它还揭示了政策工具在复杂供应链系统中存在的阶段依赖性效应。

本文的其余结构如下：第2节回顾了有关低碳供应链管理、工业互联网平台以及演化博弈理论的相关文献。第3节介绍了研究问题与整体框架。第4节构建了用于能力构建的演化博弈模型。第5节则建立了中小企业间低碳技术传播的模型。第6节总结了研究结论、贡献意义及管理启示。

片段一：多层低碳供应链中的协调问题
低碳供应链管理旨在解决如何将碳减排目标融入跨组织边界的运营决策之中的问题（Zhu和Sarkis，2004）。现有研究表明，碳税、总量控制与交易制度、信息披露要求以及与碳相关的需求变化都会影响供应链的决策行为（Das和Jharkharia，2018；Waltho等人，2019；Cai和Jiang，2023）。最近的研究进一步强调了数字数据基础设施的作用：产品平台能够……

片段二：问题定义
在工业互联网平台赋能的背景下，供应链低碳转型的核心挑战并非仅仅在于核心企业能否实施数字化碳管理，而在于企业层面的成功实践是否能够转化为可复用的能力，并进一步在多层供应链网络中得到传播。ROOTCLOUD与三一重工业之间的合作便是一个实际案例。三一重工的18号灯塔工厂采用了……

片段三：第一阶段模型设计
当工业互联网平台推动供应链向净零排放目标转型时，低碳供应链能力体系的构建与发展依赖于三大关键主体之间的动态互动与协作：工业互联网平台、核心企业以及关联企业。这里的每个主体都代表同一类型的企业群体，而非单个企业，这一设定符合演化博弈研究中基于群体层面的分析思路。

片段四：第二阶段模型设计
在第一阶段的基础上，工业互联网平台、核心企业及关联企业共同开发并试点低碳模块之后，第二阶段则研究这些低碳转型成果在供应链上下游中小企业之间的传播机制。基于复杂网络博弈理论，这一阶段构建了一个第二阶段博弈模型，其中中小企业需要在工业互联网平台所提供的模块的推动下，决定是否采用低碳转型措施。只有当供应链上下游的所有中小企业都完成……

片段五：结论
基于工业互联网平台推动供应链低碳转型的现实需求，本文构建了一个两阶段演化博弈框架。第一阶段重点分析工业互联网平台、核心企业及关联企业之间的协作互动，揭示低碳模块构建与协作决策的演化稳定性。第二阶段则将分析范围扩展到由中小企业构成的无标度网络，研究低碳技术的传播机制……

CRediT作者贡献说明
李翔：撰写——初稿撰写、概念构思。林子博：撰写——初稿撰写、形式分析。余曹：写作——审阅与编辑、项目管理、概念设计。未引用参考文献：王等人，2024年。利益冲突声明：作者声明不存在任何可能影响本文所汇报工作的已知财务利益或个人关系。致谢：我们感谢国家自然科学基金（72272153、72574245）的资助；湖南省社会科学基金年度项目（23YBA021）；科技支撑的碳达峰碳中和监测指标体系构建与监测项目（HNZH-CS-20231008002）；中南大学高端智库项目（2025znzk04）；湘江青年社会科学人才项目。向莉|林泽波|余曹