论文总字数：12982字

目录

1.绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外文献综述 1

1.3 研究内容和方法 2

第2章碳约束下基于单一制造商的生产决策 3

2.1 模型假设与参数设置 3

2.2 最优利润生产批量和最低碳排放生产批量关系研究 4

2.3 碳税和碳排放管制下交易价格分析 7

2.4 订货和持有成本分析 13

第3章碳约束下基于领导者制造商和跟随者制造商博弈的生产决策 16

3.1 模型假设与参数设置 16

3.2 碳约束下基于领导者制造商和跟随者制造商博弈的产量分析 16

第4章碳约束下基于领导者制造商和跟随者零售商博弈的生产与价格决策 20

4.1 模型假设与参数设置 20

4.2 碳约束下基于领导者制造商和跟随者零售商博弈的价格分析 21

第5章结论 23

参考文献 24

致谢 25

碳约束下供应链优化决策研究

樊宇强

, China

Abstract: This dissertation is based on carbon constraints, and uses chart, example, and comparative analysis methods to analyze the status quo of retailers and manufacturers. The main research content of this paper is: Determine the relationship between corporate profits, carbon emissions, demand, environmental sensitivity, costs, and prices by building an economic produce quantity model under carbon constraints to maximize corporate profits and minimize carbon emissions. Produce quantities. And the impact of the government's carbon tax or carbon quota system on demand, profits, and carbon dioxide emissions, as well as consumer environmental awareness, and ordering costs and holding costs.

Key words：Carbon tax; Carbon price; Environmental sensitivity; Optimal produce quantity; Carbon constraints

1. 绪论

1.1 研究背景和意义

随着政府和消费者越来越认识到低碳环保的重要性，在碳约束下进行供应链优化决策研究势必成为企业运作管理中不可忽视的一个重要课题。另外从企业角度看，随着消费者环境意识的提高，以及政府推出的碳税以及碳总量管制与交易机制，企业需要重新确定最佳生产批量以达到利润的最优和实现最低的二氧化碳排放。在这样的背景下，本论文致力于构建一个新的碳约束条件下的经济生产批量模型。通过研究相关参数对碳总量排放，以及利润的影响，为企业实现可持续发展提供模型支撑。而且结合国内外碳约束下供应链优化决策的研究现状，进行数学模拟并制图。发现对于企业来说，环境策略是极为重要的。目前已有较多的关于经济生产批量模型的研究，也有很多与低碳经济相关的文献，研究低碳经济下的经济生产批量模型已经成为当今时代的要求。将碳排放的因素引入到经济生产批量的研究中，有助于打造绿色供应链。本文通过结合相关文献研究以及实际情况，研究碳约束条件下的供应链决策优化，分析碳约束条件下相关因素对最佳生产批量的影响及改变，以此为碳约束下生产与库存策略的优化提出新的思路。为了缓解温室效应，减少企业经营过程中产生的二氧化碳已经成为了各国政府和消费者间的共识，如何在这个前提下既能够达到企业利润的最大化，又能够实现碳排放的最小化达到社会与企业效益的统一，正是本文研究的重点。

1.2 国内外文献综述

碳约束下的供应链的优化决策研究，是在碳约束的条件下研究经济生产批量，全部碳排放，以及价格和环境的相关需求之间的关系，促进制造商与零售商之间的供应链合作，研究出合理的生产，价格以及库存策略。

童珊珊（2013）运用博弈论方法，研究绿色供应链环境下制造商成本分配以及零售商营销策略选择问题，得出结论要对产品进行低碳制造所产生的成本，依据传统进行营销的成本，以及传统意义上的零售商利润越低，制造商越有可能选择自己独自承担低碳环保生产的成本。蓝海燕（2014）研究了限额与交易机制下单厂商的生产—库存控制策略，发现相比于无碳约束情景，厂商的生产批量减小，订货频率减少，订货数量增加。黄立（2015）针对碳约束下需求离散随机和连续随机的单周期订货问题，得出当碳价格，运输及存储时的碳排放量升高时，零售商应选择减少订货量的结论。陈龙（2015）构建了碳税约束下的二级供应链模型，结果得出制造商和零售商在集中决策下的供应链整体利润最大，并且可以通过双方讨价还价的范围来实现各自利润的提高。曾伟等（2015）建立了碳限额与交易机制下的供应链联合经济批量（JELS）模型，求解出了最优生产批量和最优订购批量。黄志成（2016）分析了供应链协作和集成式供应链对降低供应链碳排放量的影响，发现在分摊成本的情况下，生产商和承运商的运输协作可以有效降低供应链的总碳排放量和运营成本。柏庆国（2016）构建了碳税政策下具有多分销渠道的易变质产品联合库存与定价模型并分析了零售商在有限计划期内的最优策略，得出结论利用混合分销渠道经营变质类产品的零售商在碳税政策下能够实现高利润低排放。支帮东等（2017）基于一类两级供应链系统，其中制造商为核心企业，供应商为成员企业。采用经济订货批量库存模型构建了供应链成员企业碳减排的博弈模型，得出了理论最优碳减排策略。Hovelaque和Bironneau（2015）主要研究了碳约束下零售商的经济订货批量模型。Yang等（2014）主要研究了低碳政策下由一个供应商和一个零售商组成的二级供应链的协调机制。Wang等（2016）主要借由零售商主导的博弈模型研究制造商和零售商双向供应链碳减排机制。Zhu等（2015）主要研究了消费者低碳偏好对考虑碳排放供应链的影响。

这些理论方法为本文研究碳约束下制造商的生产批量决策以及多制造商的生产批量决策和供应链中制造商和零售商的价格决策提供了较为清晰的思路。

1.3 研究内容和方法

本学位论文是在碳约束的条件下，运用绘制图表法、建立模型分析法以及按照不同主体分析等方法，优化零售商和制造商的生产与价格决策。本文的主要研究内容为：借助构建碳约束下的经济生产批量模型，确定企业利润，碳排放，需求，环境敏感度，成本以及价格之间的关系，以实现企业利润最大化以及碳排放最小化的生产批量。以及政府实行的碳税或碳限额制度对制造商的影响和消费者的环境意识对制造商生产批量的影响。

本文根据研究的问题，选择相关关键词，分析碳约束下供应链优化决策，结合全球节能减排的大背景对碳排放，利润及其他各种变量进行分析，得出碳约束对订货批量和价格的影响和改变。主要的研究方法如下：

（1）整理、分析与探讨与本文研究有关的文献，了解至今为止的专家学者所取得的研究结论。

（2）采取通过绘制图表分析的方法。本文将绘制符合研究内容的图表，形象的表现本人的研究成果。

（3）按照不同的主体进行分析。本文将从单一制造商，两个制造商博弈，制造商与零售商博弈三个方面进行研究。

2. 碳约束下基于单一制造商的生产决策

2.1 模型假设与参数设置

本部分考虑了政府在实行碳税政策以及碳管制与交易系统下基于单一制造商的生产决策。其中，D为单位时间内客户的需求量，k为制造商每次生产准备所用的固定成本，h为单位时间内单位库存产品的持有成本，制造商以单位产品生产成本r生产出产品，以单位产品售价p销售给客户。在生产过程中，制造商每次生产准备所产生的固定碳排放量为e, 单位时间内单位库存产品产生的碳排放量为g，生产单位产品产生的碳排放量为f,政府对单位碳排放量所征收的碳税为t,碳交易市场上的碳单位价格为s,碳排放量定额为Z, 最大化的市场需求为α，价格敏感度为β，客户对二氧化碳的环境敏感度为δ，企业每次生产的产量即决策变量为Q。总成本函数表示为C(Q),总的二氧化碳排放量函数表示为E(Q),需求函数表示为D(Q),利润函数表示为。最大利润生产量表示为，最小碳排放生产量表示为。