区块链技术与数字化转型协同下的绿色供应链决策研究

《Electronic Commerce Research and Applications》：Research on green supply chain decision-making under the collaboration of blockchain technology and digital transformation

　　

## 摘要要点

- 本研究构建了一个基于斯塔克伯格博弈的双技术绿色供应链模型。
- 区块链技术减少了牛鞭效应并提高了信息效率，但削弱了制造商的绿色创新激励。
- 政府补贴抵消了采用区块链所导致的绿色度下降。
- 双技术协同使用优化了供应链成本，但绿色度仍低于仅采用数字化转型的情况。
- 消费者绿色偏好决定了技术效益：当绿色偏好较高时，绿色度驱动需求；当绿色偏好较低时，价格因素占主导。

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## 引言

在全球气候变化加剧与"双碳"目标的双重驱动下，供应链的绿色转型已成为企业可持续发展的必然选择。这一转型不仅是实现碳减排目标的关键路径，更是一项将生态理念融入供应链全过程、通过改变资源利用模式在能源、材料和整体可持续性方面构建竞争优势的系统工程（Xing and Liu, 2023）。随着消费者环保意识的增强，对绿色产品的需求持续增长（Wang and Zhang, 2024），企业已经开始积极探索相关实践，例如阿迪达斯通过使用环保材料降低产品的环境足迹（Gu et al., 2025），以及百事公司要求其供应商整合绿色技术以减少碳排放（Raj et al., 2018）。这些实践不仅履行了企业社会责任（CSR），还通过加强上下游协作提升了企业竞争力，推动了向可持续发展的战略转型（Zaefarian et al., 2024）。

政府对环境污染和资源稀缺的监管要求促使企业加强排放管理、提高资源利用效率，这构成了绿色供应链转型的重要外部驱动力（Yi et al., 2022）。例如，在中国"十三五"规划期间，"中国制造2025"倡议明确倡导全面推行绿色制造、建立高效清洁的绿色制造体系。由此产生的绿色产品补贴政策持续发挥着显著影响：一方面，补贴显著增强了绿色产品的市场竞争力，帮助其克服初期推广壁垒（Guo et al., 2020）；另一方面，补贴为环境可持续性提供了直接支持，成为绿色产品成功实施的有效保障（Stucki et al., 2018）。

然而，即便已有政策补贴，绿色产品的推广仍面临供给侧、供应链协调和需求侧的多维挑战：从供给角度看，制造商在绿色技术创新方面受到高研发与生产成本的限制（Liu et al., 2012），补贴难以完全弥补投资缺口，导致提升产品绿色度的激励不足；从供应链协调角度看，信息不对称引起的牛鞭效应导致零售商订单量偏离实际需求，加剧库存浪费（Wu et al., 2024）；从需求角度看，消费者对环境产品属性的信任不足进一步限制了绿色产品的市场渗透（Xu and Duan, 2022）。这些挑战与绿色供应链通过优化资源利用来降低成本、创造环境和社会效益的目标相矛盾，也间接制约了企业通过绿色转型塑造声誉和公众形象的能力（Sarkar and Guchhait, 2023）。如何突破成本壁垒和信息阻塞以实现转型目标，已成为企业亟需解决的关键问题。

为应对这些挑战，业界已开始探索通过数字技术和信息透明来优化供应链协调。例如，美的集团在2024年ESG报告中指出，在绿色家电生产中，智能调度和能耗监测系统动态优化了生产流程，有效减少了能源消耗和材料浪费。1 其黑灯工厂的建设进一步提升了数字化水平，空间利用率提高20%，运营能耗仅相当于传统方案的3%。2 其零售合作伙伴苏宁采用区块链平台实时记录销售和消费者偏好数据，实现了更精准的需求预测（Qi et al., 2022），进一步增强了供应链整体协调性和资源利用效率。在此背景下，区块链技术（BT）和数字化转型（DT）作为新兴技术赋能手段，被视为打破绿色供应链发展瓶颈的潜在路径：前者能够改善信息不对称，后者能够提高资源利用效率，二者共同呼应了绿色供应链生态整合的核心逻辑，也为应对政府监管和满足消费者环保需求提供了实践可能。

现有研究表明，区块链技术凭借其去中心化和防篡改特性，能够增强产品全链路透明度和消费者信任（Niu et al., 2021; Saurabh and Dey, 2021）。例如，京东的产品溯源体系（Liao et al., 2025）和宜家绿色材料验证机制（Saberi et al., 2019）允许消费者通过扫码或平台查询产品制造过程、材料来源及环境影响评估。然而，此类研究大多聚焦于消费端影响，忽略了区块链采用对零售商的核心价值。实际上，区块链通过实现精准信息共享，显著优化了零售商的订货决策。具体而言，区块链利用分布式账本技术，使多方主体（包括零售商、制造商和电商平台）能够共享实时数据，涵盖供应链全链路中的真实销售、库存和消费者偏好数据（Sarfaraz et al., 2023）。这种数据共享不仅提高了需求预测的准确性，还凭借其实时记录和不可篡改特性确保所有决策基于真实数据，从而防止信息延迟或失真。另一方面，制造商的数字化转型利用数字孪生、人工智能和物联网等技术实时监测设备运行参数以优化性能，动态监督员工状态以提高人力效率（Liu, 2025），最终实现降低生产成本、释放资源用于绿色技术创新的目标。然而，现有文献大多孤立分析单一技术的作用，缺乏对双技术应用如何交互影响供应链成员决策以及政府补贴在技术成本与绿色创新之间调节机制的系统性研究。

基于上述背景和分析，本文聚焦以下问题：

1. 制造商的数字化转型和零售商的区块链采用将如何影响供应链成员的定价策略？技术应用是否必然提升产品绿色度？
2. 与单一技术采用相比，双技术采用对供应链成员的决策、利润和市场需求是否存在交互效应？
3. 政府补贴能否有效调节技术投入成本与绿色创新之间的关系，以优化供应链绩效？

为回答上述问题，本文构建了一个由制造商和零售商组成的两层供应链模型，设置了四种决策情景：无技术应用的基准模型、仅制造商数字化转型、仅零售商引入区块链、以及双技术协同应用，并通过斯塔克伯格博弈模型求解各情景下的最优决策。结合比较分析和数值模拟，揭示了技术交互效应与政府补贴的调节机制。本研究的创新体现在三个方面：

1. **构建了区块链与数字化转型协同的绿色供应链决策框架。** 现有研究大多聚焦于单一技术的独立效应，缺乏对这两项技术在供应链不同层级企业之间协同机制的分析。本文从信息效率、成本结构和绿色创新三个维度揭示了双技术的交互效应，拓展了绿色供应链内多种技术融合的研究。

2. **揭示了多技术环境下政府补贴的调节机制。** 与现有研究不同，本文量化了补贴强度对技术投入、研发成本和产品环境绩效的边际效应。研究发现，补贴能够有效缓解区块链采用引发的环境绩效下降。此外，在双技术协同下，补贴促进了政策激励、成本节约与绿色创新之间的良性循环，从而为政府制定激励政策提供了理论基础。

3. **深化了对牛鞭效应与绿色创新关系的理解。** 以零售商采用区块链为切入点，本文证明：尽管信息透明度提高了订单准确率和供应链效率，但也可能通过压缩利润空间削弱制造商的绿色研发激励，这反映了信息透明度与创新激励之间的权衡关系。这一发现拓展了牛鞭效应研究的边界，为绿色供应链中的信息治理和绩效提升提供了新视角。

本文余下部分结构如下：第2节回顾相关文献并指出研究空白；第3节构建四个博弈模型并求解最优决策；第4节对不同情景下的供应链决策进行比较分析；第5节通过数值模拟验证理论模型结论；第6节总结研究发现并提出未来展望。

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## 文献综述

本研究涉及三个现存的文献领域。第一部分是绿色供应链研究，第二部分是区块链在供应链中的应用，第三部分是企业数字化转型。

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## 模型假设

本文研究在一个由政府补贴支持的绿色供应链中，区块链技术和数字化转型如何影响两层供应链体系（由制造商和零售商组成）的最优定价和利润。在此情景下，政府并非主要决策者。以制造商为主导的最优定价讨论中，同时探讨零售商引入区块链和制造商进行数字化转型对供应链成员决策的影响，这体现在

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## 比较分析

表2汇总了上述四种情景的最优决策。本节将对表中最优决策进行比较分析，得出以下推论。

**推论1** 在XN模型下，存在以下关系：

（1）$\frac{\partial g_{XN}^*}{\partial \phi}>0$，$\frac{\partial t_{XN}^*}{\partial \phi}>0$，$\frac{\partial d_{XN}^*}{\partial \phi}>0$，$\frac{\partial q_{XN}^*}{\partial \phi}>0$，$\frac{\partial \pi_{m,XN}^*}{\partial \phi}>0$，$\frac{\partial \pi_{r,XN}^*}{\partial \phi}>0$。

（2）当 $\gamma>\gamma_2$ 时，$\frac{\partial w_{XN}^*}{\partial \phi}>0$；当 $0<\gamma<\gamma_2$ 时，$\frac{\partial w_{XN}^*}{\partial \phi}<0$；当 $\gamma>\gamma_1$ 时，$\frac{\partial p_{XN}^*}{\partial \phi}>0$；当 $0<\gamma<\gamma_1$ 时，$\frac{\partial p_{XN}^*}{\partial \phi}<0$。

所有推论的证明过程见附录B。

**推论1**（数值分析）

美的集团和苏宁的实践为本文模型提供了生动的现实映射：美的通过数字化转型优化生产和物流。例如，其首个海外空调灯塔工厂采用5G、人工智能检测和数字孪生技术提升效率、降低成本，3 而其顺德厨房和采暖电器工厂采用

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## 结论与展望

在全球绿色转型与数字经济加速融合的背景下，区块链技术和数字化转型对绿色供应链决策产生了显著差异化的影响。研究结论如下：

1. **技术应用对绿色供应链决策的影响存在显著差异。** 制造商的数字化转型通过降低生产成本和释放研发资源来提高产品绿色度，这一优势可以支持……

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**CRediT作者贡献声明**

梁贵宝：写作—审阅与编辑、监督、资金获取。戴玉龙：写作—初稿、软件、方法论、概念构思。乔霞：写作—审阅与编辑。

**资助**

本研究受中国国家社会科学基金项目（批准号：23XJY002）资助。

**利益冲突声明**

作者声明，不存在可能影响本文所报告工作的已知财务利益冲突或个人关系。

**致谢**

我们衷心感谢中国国家社会科学基金项目（批准号：23XJY002）提供的财政支持。我们非常感谢所有为本文研究做出贡献的人士，特别感谢在本研究开发过程中提供宝贵见解和建设性意见的专家学者，他们显著提升了我们工作的质量。我们也感谢研究团队成员的敬业……

梁贵宝 | 戴玉龙 | 乔霞