碳限额与交易机制下供应链协调研究

    贺伟

    摘 要:本文针对碳限额与交易机制下,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调,通过算例验证了解析分析的结论。

    关键词:碳限额与交易;供应链协调

    0 引言

    Benjaafar建立了严格排放限额模型、碳税模型、限额与交易模型以及碳抵消模型,通过算例分析得出了一些碳排放政策下供应链管理的建议[1]。Jaber以最小化供应链总成本为目标,建立了考虑碳排放因素的整数规划模型。Cachon讨论了减少碳排放量的目标对供应链运作与结构的影响。Wahab通过供应链联合优化模型研究了最优运输批量[4]。文献5-7都是分析如何利用价格折扣达到协调。

    1 模型构建与分析

    1.1 符号意义

    D:采购商面临的需求率; :采购商的每次订单量; :供应商每次生产批量为采购商订货批量的数; :采购商订货固定成本; :采购商单位时间持有单位库存的成本; :供应商的生产速率; :供应商的每次生产批量,决策变量; :供应商每次生产启动的成本; :供应商单位时间持有单位库存的成本; :采购商成本; :供应商成本; :空载时的运输成本; :每单位产品的运输成本; :供应链总成本; :供应链总碳排放量。 :采购商订货产生的碳排放量; :供应商生产启动产生的碳排放量; :采购商单位库存碳排放量; :供应商单位时间单位库存的碳排放量; :每次空载运输时产生的碳排放量; :运输单位产品产生的碳排放量; :采购商的碳限额; :分配给供应商的碳排放限额; :供应链总碳排放限额; :碳价; :商品价格; :采购商碳权交易量; :供应商碳权交易量; :商品价格折扣; :供应商转让碳权比例。

    1.2 模型

    图1 采购商和供应商库存水平变化示例

    分散决策即采购商先确定自己的最优订货批量,供应商再根据采购商的订货批量决定最优生产批量

    联合决策是以最小化供应链总成本,可得

    2 供应链协调

    供应商希望将订货量从 改变为 ,供应链总成本减少。供应商给补贴之后,采购商的成本为,

    供应商的成本变为:

    采购商改变订货量的条件是

    其中

    供应商提供补偿必须满足如下条件:

    有 ,其中:

    ,若采购商分得其中的 , ,则有

    3 数值分析

    表1 参数值

    表2 计算结果

    说明将订货量从 改变成 ,供应链的总成本减少了。其中直线1表示 ,直线2表示 ,直线3表示 ,所以 的取值范围是这三条直线与 轴围成的区域。

    图4 K1、K2的取值范围

    4 总结

    针对碳限额与交易机制,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调。

    参考文献:

    [1] Benjaafar S, Li Y and Daskin M. Carbon footprint and the management of supply chains: Insights from simple models[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2013, 10(1): 9-116. [2] Jaber M Y, Glock C H and El Saadany A M A. Supply chain coordination with emissions reduction incentives[J]. International Journal of Production Research, 2013, 51(1): 69-82. [3] Cachon G. Carbon footprint and the management of supply chains[C]. The INFORMS Annual Meeting, 2009, San Diego,CA. [4]M.I.M. Wahab, S,M.H.Mamun, P.Ongkunaruk. EOQ models for a coordinated two-level international supply chain considering imperfect items and environmental impact[J]. International Journal of Production Economics, 2011, 134:151-158. [5] Monahan, J. P. A quantity discount pricing model to increase vendor profits[J] . Management Science, 1984, 30:720-726. [6] S.P. Sarmah, D. Acharya, S.K. Goyal. Buyer vendor coordination models in supply chain management[J]. European Journal of Operational Research, 2006, 176:1-15. [7]Yiyan Qin, Huanwen Tang, Chonghui Guo. Channel coordination and volume discounts with price-sensitive demand[J]. Int. J. Production Economics, 2007, 105: 43-53.

    摘 要:本文针对碳限额与交易机制下,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调,通过算例验证了解析分析的结论。

    关键词:碳限额与交易;供应链协调

    0 引言

    Benjaafar建立了严格排放限额模型、碳税模型、限额与交易模型以及碳抵消模型,通过算例分析得出了一些碳排放政策下供应链管理的建议[1]。Jaber以最小化供应链总成本为目标,建立了考虑碳排放因素的整数规划模型。Cachon讨论了减少碳排放量的目标对供应链运作与结构的影响。Wahab通过供应链联合优化模型研究了最优运输批量[4]。文献5-7都是分析如何利用价格折扣达到协调。

    1 模型构建与分析

    1.1 符号意义

    D:采购商面临的需求率; :采购商的每次订单量; :供应商每次生产批量为采购商订货批量的数; :采购商订货固定成本; :采购商单位时间持有单位库存的成本; :供应商的生产速率; :供应商的每次生产批量,决策变量; :供应商每次生产启动的成本; :供应商单位时间持有单位库存的成本; :采购商成本; :供应商成本; :空载时的运输成本; :每单位产品的运输成本; :供应链总成本; :供应链总碳排放量。 :采购商订货产生的碳排放量; :供应商生产启动产生的碳排放量; :采购商单位库存碳排放量; :供应商单位时间单位库存的碳排放量; :每次空载运输时产生的碳排放量; :运输单位产品产生的碳排放量; :采购商的碳限额; :分配给供应商的碳排放限额; :供应链总碳排放限额; :碳价; :商品价格; :采购商碳权交易量; :供应商碳权交易量; :商品价格折扣; :供应商转让碳权比例。

    1.2 模型

    图1 采购商和供应商库存水平变化示例

    分散决策即采购商先确定自己的最优订货批量,供应商再根据采购商的订货批量决定最优生产批量

    联合决策是以最小化供应链总成本,可得

    2 供应链协调

    供应商希望将订货量从 改变为 ,供应链总成本减少。供应商给补贴之后,采购商的成本为,

    供应商的成本变为:

    采购商改变订货量的条件是

    其中

    供应商提供补偿必须满足如下条件:

    有 ,其中:

    ,若采购商分得其中的 , ,则有

    3 数值分析

    表1 参数值

    表2 计算结果

    说明将订货量从 改变成 ,供应链的总成本减少了。其中直线1表示 ,直线2表示 ,直线3表示 ,所以 的取值范围是这三条直线与 轴围成的区域。

    图4 K1、K2的取值范围

    4 总结

    针对碳限额与交易机制,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调。

    参考文献:

    [1] Benjaafar S, Li Y and Daskin M. Carbon footprint and the management of supply chains: Insights from simple models[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2013, 10(1): 9-116. [2] Jaber M Y, Glock C H and El Saadany A M A. Supply chain coordination with emissions reduction incentives[J]. International Journal of Production Research, 2013, 51(1): 69-82. [3] Cachon G. Carbon footprint and the management of supply chains[C]. The INFORMS Annual Meeting, 2009, San Diego,CA. [4]M.I.M. Wahab, S,M.H.Mamun, P.Ongkunaruk. EOQ models for a coordinated two-level international supply chain considering imperfect items and environmental impact[J]. International Journal of Production Economics, 2011, 134:151-158. [5] Monahan, J. P. A quantity discount pricing model to increase vendor profits[J] . Management Science, 1984, 30:720-726. [6] S.P. Sarmah, D. Acharya, S.K. Goyal. Buyer vendor coordination models in supply chain management[J]. European Journal of Operational Research, 2006, 176:1-15. [7]Yiyan Qin, Huanwen Tang, Chonghui Guo. Channel coordination and volume discounts with price-sensitive demand[J]. Int. J. Production Economics, 2007, 105: 43-53.

    摘 要:本文针对碳限额与交易机制下,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调,通过算例验证了解析分析的结论。

    关键词:碳限额与交易;供应链协调

    0 引言

    Benjaafar建立了严格排放限额模型、碳税模型、限额与交易模型以及碳抵消模型,通过算例分析得出了一些碳排放政策下供应链管理的建议[1]。Jaber以最小化供应链总成本为目标,建立了考虑碳排放因素的整数规划模型。Cachon讨论了减少碳排放量的目标对供应链运作与结构的影响。Wahab通过供应链联合优化模型研究了最优运输批量[4]。文献5-7都是分析如何利用价格折扣达到协调。

    1 模型构建与分析

    1.1 符号意义

    D:采购商面临的需求率; :采购商的每次订单量; :供应商每次生产批量为采购商订货批量的数; :采购商订货固定成本; :采购商单位时间持有单位库存的成本; :供应商的生产速率; :供应商的每次生产批量,决策变量; :供应商每次生产启动的成本; :供应商单位时间持有单位库存的成本; :采购商成本; :供应商成本; :空载时的运输成本; :每单位产品的运输成本; :供应链总成本; :供应链总碳排放量。 :采购商订货产生的碳排放量; :供应商生产启动产生的碳排放量; :采购商单位库存碳排放量; :供应商单位时间单位库存的碳排放量; :每次空载运输时产生的碳排放量; :运输单位产品产生的碳排放量; :采购商的碳限额; :分配给供应商的碳排放限额; :供应链总碳排放限额; :碳价; :商品价格; :采购商碳权交易量; :供应商碳权交易量; :商品价格折扣; :供应商转让碳权比例。

    1.2 模型

    图1 采购商和供应商库存水平变化示例

    分散决策即采购商先确定自己的最优订货批量,供应商再根据采购商的订货批量决定最优生产批量

    联合决策是以最小化供应链总成本,可得

    2 供应链协调

    供应商希望将订货量从 改变为 ,供应链总成本减少。供应商给补贴之后,采购商的成本为,

    供应商的成本变为:

    采购商改变订货量的条件是

    其中

    供应商提供补偿必须满足如下条件:

    有 ,其中:

    ,若采购商分得其中的 , ,则有

    3 数值分析

    表1 参数值

    表2 计算结果

    说明将订货量从 改变成 ,供应链的总成本减少了。其中直线1表示 ,直线2表示 ,直线3表示 ,所以 的取值范围是这三条直线与 轴围成的区域。

    图4 K1、K2的取值范围

    4 总结

    针对碳限额与交易机制,建立了供应链运作优化模型,在价格折扣的基础上,引入碳排放权的转移来达到供应链协调。

    参考文献:

    [1] Benjaafar S, Li Y and Daskin M. Carbon footprint and the management of supply chains: Insights from simple models[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2013, 10(1): 9-116. [2] Jaber M Y, Glock C H and El Saadany A M A. Supply chain coordination with emissions reduction incentives[J]. International Journal of Production Research, 2013, 51(1): 69-82. [3] Cachon G. Carbon footprint and the management of supply chains[C]. The INFORMS Annual Meeting, 2009, San Diego,CA. [4]M.I.M. Wahab, S,M.H.Mamun, P.Ongkunaruk. EOQ models for a coordinated two-level international supply chain considering imperfect items and environmental impact[J]. International Journal of Production Economics, 2011, 134:151-158. [5] Monahan, J. P. A quantity discount pricing model to increase vendor profits[J] . Management Science, 1984, 30:720-726. [6] S.P. Sarmah, D. Acharya, S.K. Goyal. Buyer vendor coordination models in supply chain management[J]. European Journal of Operational Research, 2006, 176:1-15. [7]Yiyan Qin, Huanwen Tang, Chonghui Guo. Channel coordination and volume discounts with price-sensitive demand[J]. Int. J. Production Economics, 2007, 105: 43-53.

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