低碳政策下基于区间的模糊多式联运路径鲁棒优化研究北大核心

针对不同碳排放政策下模糊需求的路径优化问题,在综合考虑运输成本、转运成本、时间成本及碳排放成本的基础上,建立基于区间的鲁棒优化模型,并在强制碳排放、碳税、碳交易以及碳补偿政策下对模型进行低碳转换,采用基于蒙特卡洛采样的灾变自适应遗传算法求解。以具有15个节点的多式联运网络进行算例研究,比较不同低碳政策下多式联运总成本和碳排放量,并分析不确定参数的影响。结果表明:对于需求鲁棒性的最大保守值的合理设置有助于引导企业运输决策;碳补偿、碳税、碳交易和强制碳排放政策的减排力度逐步减弱;选择不同的碳排放政策并调节最大保守值可以达到控制碳排放且降低总成本的目的。     

低碳政策下基于区间的模糊多式联运路径鲁棒优化研究

针对不同碳排放政策下模糊需求的路径优化问题,在综合考虑运输成本、转运成本、时间成本及碳排放成本的基础上,建立基于区间的鲁棒优化模型,并在强制碳排放、碳税、碳交易以及碳补偿政策下对模型进行低碳转换,采用基于蒙特卡洛采样的灾变自适应遗传算法求解。以具有15个节点的多式联运网络进行算例研究,比较不同低碳政策下多式联运总成本和碳排放量,并分析不确定参数的影响。结果表明:对于需求鲁棒性的最大保守值的合理设置有助于引导企业运输决策;碳补偿、碳税、碳交易和强制碳排放政策的减排力度逐步减弱;选择不同的碳排放政策并调节最大保守值可以达到控制碳排放且降低总成本的目的。     

碳税政策下多目标再制造物流网络优化

构建了碳税政策下总成本和碳排放最小化的混合整数规划模型,随后采用多目标粒子群优化算法并结合水泥企业具体问题设计约束处理机制求解模型,接着解析运输方式选择及碳税税率变化对再制造物流网络Pareto最优解集的影响。算例分析表明:企业再制造物流网络最优解集中总成本和碳排放量此消彼长;物流网络节点选址同时,采用多式联运方式能够有效降低正向物流网络总成本和碳排放;针对水泥行业,碳税税率在(5,30]元/t内适度调整能够有效引导碳减排。     

不同复合碳政策组合对异质性供应链决策的影响分析

从供应链碳排放差异以及其对消费者低碳偏好敏感性差异两个角度出发,构建了拥有一个线上直销渠道的制造商和一个零售商的集中决策异质双渠道供应链模型。在考虑碳价、碳税以及补贴等三种不同碳政策复合的情境下,分析复合碳政策组合对异质双渠道供应链的减排效果以及对供应链生产决策的影响。研究发现:随着供应链对消费者低碳偏好敏感度的上升,供应链会由不减排策略转变到减排策略;高排放供应链定价与碳价和碳税税率正相关,低排放供应链定价与碳价和补贴程度负相关;保证相同的减排效果前提下,在碳交易市场环境中对高排放供应链征收碳税同时对低排放供应链进行碳补贴的政策组合能扩大供应链的减排边界,且能节约政府的政策实施成本。另外仿真分析了减排量对供应链决策的影响,揭示出相关管理学启示。     

考虑碳排放约束下两级供应链生产与库存决策研究

分别考虑3种碳政策约束下两级供应链生产库存决策问题。以企业的视角探究其在不同碳政策下如何决策以实现总成本最小化目标,通过对不同碳政策下的模型进行细化研究,证明了对于合作型的两级供应链在合理的碳政策下,企业可以大量减少碳排放量,且不明显增加总成本。同时在碳限额与交易政策下,随着碳价的提高,企业努力减少碳排放量的激励作用越明显。并讨论了在碳限额政策下碳限额E的上下界值,在该政策下可以严格控制碳排放量,但碳限额与交易政策下企业的生产更具柔性。最后通过数值实验验证这些结论。     

碳政策下货运企业运营成本比较分析

考虑两种碳政策：碳交易、碳税,研究其对货运物流企业运营成本的影响。以总成本最小为目标,考虑车辆油耗与其载货重量的关系以及减少固定碳排放需要付出一定的机会成本,构建两阶段车辆路径优化模型,并设计遗传算法求解。数值分析显示两种碳政策的实施均增加了企业的经营成本,但促使企业减少碳排放;货运企业可以从两方面减少碳排放：1）减少固定碳排放,例如减少办公能耗与员工出差等;2）优化车辆性能,降低车辆的百公里综合油耗与提高车辆排放标准。     

碳税政策下闭环供应链定价及减排决策

考虑消费者对新产品和再制造产品的异质需求,构建了制造商和零售商之间的博弈模型,探讨了碳税政策对闭环供应链定价决策的影响;其次,分析了制造商减排投资对生产定价、利润及碳排放的影响。研究表明:制造商可以根据再制造产品的碳排放强度选择四种不同的生产策略;再制造能够实现经济效益和环境效益双赢,但不能抵消碳税对企业利润的影响;制造商投资减排能够在一定程度上缓解碳税和再制造对新产品造成的冲击,使供应链收益增加的同时降低碳排放;针对零售商的"搭便车"现象,通过分担部分制造商减排成本即可实现闭环供应链协调。最后,结合数值分析验证了以上结论。     

多重碳政策下供应链最优减排投资策略

针对行为主体的认知偏差以及供应链碳减排投入的问题,在供应商过度自信-零售商理性-消费者低碳偏好的特征组合下,分别建立单一碳政策下的基本模型和联合碳政策下的拓展模型,研究供应链成员行为偏好和碳政策参数对供应链减排投资策略的影响。研究发现:一定条件下低碳供应链将不再"低碳",碳政策失效;过度自信的供应商会加大碳减排投资(高于理性的供应商),以短期交易为目标的零售商应该积极寻求一个过度自信的供应商。数值算例表明,无论从减排量还是减排率的角度,碳税与碳交易联合政策的减排效果最佳;对于清洁型行业,政府(碳交易市场)应加强碳约束,对于污染型行业,政府(碳交易市场)应降低碳约束。上述结论为供应链企业做出合理的减排投资决策提供一定的智力支持。     

碳税情形下考虑低碳偏好的收益共享契约协调模型

研究考虑碳税和消费者具有低碳偏好情形的供应链碳减排的协调问题,得到实现供应链碳减排协调的必要条件。通过引入数量折扣策略,构建供应链碳减排的收益共享契约协调模型,解决纯粹的收益共享契约无法协调供应链碳减排的问题,并给出契约参数需要满足的条件。在消费者的低碳偏好以加法形式来影响市场需求时,通过模型优化,给出供应链的最优产品订购量和最优碳排放水平的确定方法。研究发现,在供应链协调时,供应商提供给制造商的批发价格是碳税的减函数,是碳排放水平的增函数;供应链系统的订购量与碳税成反比,而碳减排水平与碳税成正比,与碳减排系数成反比。     

改进麻雀算法求解带模糊需求的低碳路径优化

目的 针对低碳背景下带模糊需求的低碳多式联运规划问题（Low-carbon Multimodal Transportation Planning Problem with Fuzzy Demand, LCMTPP-FD），以成本最小化构建数学模型。同时，结合现有的强制碳排放、碳税、碳交易和碳补偿等政策对LCMTPP-FD进行模型转换，研究不同低碳政策对物流成本和碳排放量的影响。方法 主要根据模型的特征，设计一种t分布麻雀搜索算法，对不同低碳政策下的模型进行求解，将迭代次数作为t分布的自由度来提高麻雀算法的性能。结果 将改进算法及多个模型应用于实际运输案例中，改进的麻雀算法能在较短时间内获得最优解，并且在强制碳排放下碳排放量最少为9 522.28，在碳交易和碳补偿政策下成本分别降低了11.41%、17.24%。结论 改进的麻雀搜索算法具有较好的收敛性和搜索能力。强制碳排放能有效地降低碳排放量，碳交易和碳补偿能有效降低企业成本，适合于低碳运输的推广。     

Effects of carbon emission regulations on remanufacturing decisions with limited information of demand distribution

Policy-makers are developing regulation policies to drive down carbon emissions from industries. Independent remanufacturers (IRs), which remanufacture recycled products/components/parts, must manage and evaluate economic costs generated by the production under future carbon emission regulations. We present three optimisation models to determine the remanufacturing quantity that maximises the total profits under three common carbon emission regulation policies: (a) mandatory carbon emissions capacity, (b) carbon tax and (c) cap and trade. These models include sales revenue, remanufacturing cost, disposal cost, inventory holding cost, shortage cost and carbon emission cost. The max–min approach is used to solve the models, which assume limited information on demand distribution. We investigate how the three regulation policies affect remanufacturing decision-making for IRs and we also solve some numerical examples where we vary the magnitudes of incentives, penalties and stringency of constraints to provide implications to policy-makers. The results indicate that remanufacturers should aim to improve yield rate to maximise the profit irrespective of the implemented carbon emissions policy. Policy-makers should prefer the carbon tax policy, if any of the other two policies must be performed, a remanufacturing discount such as a higher carbon emission cap or lower penalty should be implemented to better promote the development of remanufacturers.     

Collaborative model for a two-echelon supply chain with uncertain demand under carbon tax policy

Consideration of carbon policies while optimizing supply chain operations has become imperative as governments and regulatory bodies throughout the world have implemented different carbon policies to reduce emissions of greenhouse gasses, especially CO₂. “Carbon tax” is one of the major carbon policies, initiated by several governments to curtail emissions. In this study, we have considered this policy to optimize the total expected cost (TEC) of a two-echelon integrated supply chain with stochastic demand, where both backorders and lost sales are permitted. An unconstrained mixed integer non-linear programming (MINLP) problem is formulated and further solved to find the optimal production rate, order quantity, number of shipments and reorder point while minimizing the TEC. Emissions from all the major sources such as production, inventory and transportation have been taken into consideration. It is assumed that the emission from production is a function of production rate, and emission from transportation depends on payload and vehicle type. This study will help organizations to reduce cost and emissions, and regulatory bodies to decide proper tax rate on carbon emission.     

基于看涨期权的制造商碳排放权交易策略研究

针对碳排放权价格的不确定性,引入看涨期权策略,构建制造商主导的两级供应链博弈模型,利用Kuhn-Tucker条件求解。比较制造商以即时价格与以期权购买碳排放权策略的决策。研究表明,制造商只以期权形式购买碳排放权。碳价格对碳排放权期权购买量影响较小。碳价格较大时,碳排放权期权策略下制造商利润比即时价格购买策略的利润高,零售商和供应链利润也会提高。当碳排放权期权成本小于阈值,制造商采用期权策略可实现供应链企业利润的改善。     

基于碳信息不对称的两级供应链谎报行为

为研究供应链上下游企业间面临碳信息不对称风险时的最优谎报决策,运用Stackelberg博弈理论探讨制造商为主导的二级供应链博弈行为。结合碳排放交易机制下的新型利润模型,采用逆向求解法求解供应链参与者最优决策,并定性分析制造商和零售商的谎报行为以及谎报行为对供应链绩效的影响。研究表明,碳信息谎报与成本信息不对称情形具有明显差异。制造商不论是否谎报碳信息均能最大化自身利润,而零售商将低报碳排量信息。相比零售商不谎报情形,谎报反而能提高制造商与零售商利润,但此时供应链总利润仍低于供应链最优利润。制造商可通过收益共享契约协调供应链,且最优收益共享系数与谎报情形下零售商利润正相关。     

考虑碳税征收的供应链纵向减排博弈研究

在低碳经济背景下引入碳排放税及消费者低碳偏好,对供应商主导的二级供应链减排博弈展开研究;进而通过逆向归纳法求得序贯行动的精炼子博弈纳什均衡,并采用数值实验展开分析。研究表明,在外生碳税下供应商和制造商都将采取减排策略,可求得最优产量与单位产品减排量,但征收碳税并不一定能够保证碳排放总量的降低;供应链中一方的减排行为将激励另一方增加单位产品减排量;企业减排成本系数越低,征收碳税对控制碳排放总量的效果越明显。     

碳税约束的城市冷链物流配送网络设计

为了减轻即将出台的碳税政策对城市冷链物流配送活动所带来的成本压力,建立了一个考虑碳税成本,且冷库能力受限的冷链物流配送网络拓展模型。通过合理设计输入参数,设定碳税范围在0.01~0.10元/kg CO_2eq（二氧化碳当量）之间变化,并基于在YALMIP工具箱中建模,借助优化套件对模型进行精确求解,得到了不同碳税率条件下,配送网络的节点和产品流向设计方案。研究结果表明：递进型的碳税率政策实施后,冷链配送企业可以通过网络微调策略,实现最大30%的碳排放缩减,而对应的总体运营成本仅仅增加了不到10%。最后得出结论：应用所提出的优化模型及精确求解方案,可以从运营优化角度,找到城市冷链配送网络的最佳设计方案,部分抵消碳税成本压力,为企业前瞻性的运营决策提供依据。     

碳限额交易政策下考虑消费者低碳偏好的供应链定价与协调

在碳限额交易政策及消费者低碳偏好条件下,针对两个制造商(一个碳减排、一个不进行碳减排)和一个零售商组成的二级供应链,分析了碳限额及消费者碳排放敏感系数对产品零售价和最优碳减排量的影响,并利用Shapley值法协调供应链。研究发现:最优碳减排量、产品零售价不仅依赖于碳限额和消费者碳排放敏感系数,还与初始碳排放量相关;清洁型制造商最优碳排放量为零;政府应该实行差异化碳限额交易政策,对于中间型及轻污染型制造商应该适当降低碳限额,对于重污染型制造商应该适当提高碳限额并给予企业碳减排补贴;对于清洁型及中间型制造商,政府应该提供低碳消费补贴;另外政府还应该加强节能环保宣传。     

供应中断和需求扰动下供应链竞合关系研究

考虑供应中断和需求扰动情境下2个供应商和1个零售商组成的两级供应链系统,构建了合作、静态非合作、嵌套式静态非合作3个博弈模型,分析集中式、分散式供应商竞争与合作情形下的零售商采购策略与供应商定价策略。研究表明,当市场需求增大时,分散式供应商合作情形下供应链整体利润最高;当市场需求减少时,集中式供应链整体利润最高。当权衡供应商订货成本与产品供应稳定性时,零售商倾向与相对稳定的供应商合作;当供需同时不确定时,仅较稳定的供应商受影响。     

Modelling carbon trading and refrigerated logistics services within a fresh food supply chain under carbon cap-and-trade regulation

Carbon cap-and-trade regulation is widely adopted to reduce carbon emissions. Under this regulation, we propose a carbon trading mechanism considering refrigerated logistics services in a fresh food supply chain. In addition to supplying fresh food, the supplier offers refrigerated logistics services and overstocked carbon emission permits to the retailer. We study the decisions on the price of emission permits traded within the supply chain, the retail price and the price of refrigerated logistics services in different carbon trading options, without carbon trade, inner carbon trade, inner and outer carbon trade. Pricing strategies for fresh food, emission permits and refrigerated logistics services are provided for supply chain members. We also reveal the relationship between carbon trading and refrigerated logistics services, and investigate their joint influence on the supplier–retailer cooperative relationship. In addition, it is shown that with the implementation of a transfer payment mechanism, supply chain members are motivated to participate in the carbon trading mechanism, which has advantages including improved resource utilisation and more competitive supply chains.