考虑碳减排的企业运营优化及供应链协调研究

发布时间：2020-08-28 05:42

【摘要】：随着全球气候问题日趋严重，世界各界人士已经形成共识，温室气体排放是导致全球气候多变以及极端气候多次出现的主要原因，而人类在经济活动中产生的碳排放是温室气体的主要构成。本文旨在从企业微观层面探讨碳减排对企业运营优化及供应链协调产生的影响。文章以运营管理、供应链管理、组织经济学、最优控制及博弈论等为理论基础，在碳排放约束下，研究了企业减排与低碳产品定价问题及供应链企业间合作减排机制设计问题，采用数学建模的方法，分别对单个企业减排与定价决策、两级供应链单周期合作减排决策以及两级供应链长期合作减排决策进行了深入的探讨，为低碳环境下企业的运营优化和供应链协调提供了相关的理论依据。本文的主要研究内容如下： 1.企业低碳产品的减排与定价决策在碳排放总量限制和排放交易政策下，提出了企业低碳产品的减排与定价模型，设计了产品减排量和加价额的组合定价策略，以使得企业利润最大化。通过对模型的求解，得到了低碳产品线每类产品的最佳单位减排量及其零售价格的最佳加价额；并通过算例验证了该最优定价组合策略可以使消费者根据自身的私有信息进行自主选择，实现了对市场的有效分割和对消费者的有利区分。 2.两级供应链单周期合作减排决策（1）考虑产品碳排放约束的供应链收益共享契约研究在碳排放总量限制和排放交易政策下，研究了由单个制造商和单个零售商组成的两级供应链中合作减排机制设计问题。假定产品市场需求受减排率影响，设计了由零售商驱动的收益共享契约进行合作减排，建立了以零售商为主方、制造商为从方的Stackelberg主从博弈模型，得到了制造商的最优减排率和零售商的最优利润分享比例；并与零售商不提供契约时对比，发现收益共享契约能激励制造商提高产品的减排率，增加供应链双方的利润，实现了Pareto改进。（2）碳排放约束下考虑制造商竞争的供应链联合减排机制研究在碳排放总量限制和排放交易政策下，分析了由两个制造商和一个占主导地位的零售商组成的两级供应链中联合减排问题。考虑产品需求受减排率和低碳推广影响且两产品间存在部分替代性，借助有同时选择的两阶段动态博弈模型，研究了制造商减排和零售商低碳推广相结合的联合减排模式，得到了联合减排模式下两制造商各自的最优减排率和零售商的最优低碳推广程度；并与制造商单独减排模式对比，发现当零售商销售两产品的边际利润比满足一定条件时，零售商有动机为制造商提供不同程度的低碳推广参与联合减排，并且在联合减排模式下制造商的减排率有所增加，供应链参与企业的利润也有所增加。 3.两级供应链长期动态合作减排决策（1）低碳环境下供应链纵向合作减排的动态优化决策研究低碳环境下，考虑企业减排效果的跨期性和低碳产品需求的特征，借助微分博弈研究了由单个供应商和单个制造商组成的两级供应链中，纵向合作减排的动态优化问题。构建了以制造商占主导供应商跟随的Stackelberg微分博弈模型，分别得到了制造商和供应商的最优反馈均衡策略及各自的利润最优值函数，推导出产品碳排放量随时间变化的最优轨迹；并通过数值算例，分析了制造商和供应商的长期合作减排策略对产品碳排放量的影响，为供应链上下游企业开展长期减排合作提供了理论依据。（2）低碳环境下供应链纵向合作减排的动态协调策略研究基于微分博弈研究了由单个供应商和单个制造商组成的两级供应链中长期合作减排的动态协调机制设计问题。假设需求是产品减排量的线性函数，分别分析了制造商占主导供应商跟随的Stackelberg博弈情形及制造商与供应商纵向一体合作减排的情形，构建了两种情形下的动态博弈模型，得到了各自相应的反馈均衡策略及产品碳减排量随时间变化的最优轨迹；并比较这两种反馈均衡策略，发现纵向一体合作减排策略能提高产品的减排量，供应商和制造商以及整个供应链的利润比非合作减排时有所提高，达到了Pareto最优，实现了供应链的协调。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：F274;F224
【图文】：

模式图,碳排放,交易市场,模式

企业的“三维交易”模式

曲线,定价决策,完全信息,不对称

第三章企业低碳产品线的减排与定价策略研究响。图 3-1 描述了完全信息下企业的最优定价决策，C* *( , )CB A 表示企业对两产品的最优定价策略；*( 1, 2)iV i = 曲线表示企业的增量利润曲线，当*( 1, 2)iV i = 线沿右上方向移动时表示企业利润的增加；*( 1, 2)iW i = 表示两类消费者剩余为时的消费者等效用曲线，当*( 1, 2)iW i = 曲线沿右下方向移动时表示消费者剩余增加。

敏感系数,契约,收益分享,碳排放

(α78910(a)CP 对收益图 4-3 碳不提0.09 950.14 950.19 950.23 96*τ分享比例的影碳排放权价表提供收益共51.59 10153.89 10257.16 10361.33 104*MΠ Π影响 (b) P格CP 的变化4-4 不同共享契约时12.95 1922.52 1933.37 1945.32 20α*RΠC对减排率的影化对减排率值的最优964.54 0976.41 0990.53 0006.65 0*总影响率、收益分享优解及对利润收* 0.31 0.190.24 0.220.18 0.250.13 0.27S*τ(c)CP 对享比例及双润的影响收益共享契约957.67 10960.85 10964.34 10968.08 10S*MΠ Π对双方利润的影双方利润的影约下018.08 197026.47 198036.18 200047.11 201S*RΠ影响影响5.757.320.525.19s*总

【参考文献】