Abstract In this paper, we study a supply chain consisting of an upstream manufacturer who faces carbon tax regulation from the government, and a downstream retailer who sells the product to consumers via an online channel. The consumers are sensitive to the product's carbon emission as well as its delivery time. Building Stackelberg game models, we explore how consumers’ dual sensitivities to carbon emission and delivery time impact the two firms’ optimal decisions and profits. Our major findings are as follow. First, as expected, there are “direct effects” of consumer's dual sensitivities: the retailer's optimal delivery time decreases as consumers’ sensitivity to delivery time increases; the manufacturer's optimal carbon emission reduction effort level increases as consumers’ sensitivity to carbon emissions increases. Second and more importantly, there are distinct “cross effects” of consumers’ dual sensitivities: when the sensitivity to delivery time increases, the manufacturer's optimal carbon emission reduction effort level first decreases and then increases; if carbon tax rate increases, the retailer's optimal delivery time first increases and then decreases; if the sensitivity to the product's carbon emissions increases, the retailer's optimal delivery time always decreases. To address the potential free riding problem due to these “cross effects”, we propose a two-way cost sharing contract for the supply chain, where each firm shares a certain proportion of the other's investment cost. We show that this contract can achieve Pareto improvement for the supply chain.

中文翻译：

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消费者对碳排放和交货时间都很敏感的供应链中的直接和交叉影响

摘要 在本文中，我们研究了由面临政府碳税监管的上游制造商和通过在线渠道向消费者销售产品的下游零售商组成的供应链。消费者对产品的碳排放及其交货时间很敏感。构建 Stackelberg 博弈模型，我们探讨了消费者对碳排放和交货时间的双重敏感性如何影响两家公司的最优决策和利润。我们的主要发现如下。首先，正如预期的那样，消费者的双重敏感性存在“直接影响”：零售商的最佳交货时间随着消费者对交货时间的敏感性的增加而降低；随着消费者对碳排放的敏感性增加，制造商的最佳碳减排努力水平也会增加。其次，更重要的是，消费者的双重敏感性存在明显的“交叉效应”：当对交货时间的敏感性增加时，制造商的最优碳减排努力水平先降低后增加；如果碳税率增加，零售商的最优交货时间先增加后减少；如果对产品碳排放的敏感性增加，零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。消费者的双重敏感性存在明显的“交叉效应”：当对交货时间的敏感性增加时，制造商的最优碳减排努力水平先降低后增加；如果碳税率增加，零售商的最优交货时间先增加后减少；如果对产品碳排放的敏感性增加，零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。消费者双重敏感性存在明显的“交叉效应”：当对交货时间的敏感性增加时，制造商的最优碳减排努力水平先降低后增加；如果碳税率增加，零售商的最优交货时间先增加后减少；如果对产品碳排放的敏感性增加，零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。s 最优碳减排努力水平先降低后提高；如果碳税率增加，零售商的最优交货时间先增加后减少；如果对产品碳排放的敏感性增加，零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。s 最优碳减排努力水平先降低后提高；如果碳税率增加，零售商的最优交货时间先增加后减少；如果对产品碳排放的敏感性增加，零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。零售商的最佳交货时间总是减少。为了解决由于这些“交叉效应”造成的潜在搭便车问题，我们提出了供应链双向成本分摊合同，其中每个公司分担对方一定比例的投资成本。我们证明该合约可以实现供应链的帕累托改进。