低碳规制和不确定环境下供应链优化模型研究

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1、学校代码10699分类号F270.5密级学号2010100597题目低碳规制和不确定环境下供应链优化模型研究作者陈玲丽学科、专业管理科学与工程指导教师郭鹏申请学位日期2017年06月分类号：F270.5学校代号：10699密级：学号：2010100597西北工业大学博士学位论文（学位研究生）题目：低碳规制和不确定环境下供应链优化模型研究作者：陈玲丽学科专业：管理科学与工程指导教师：郭鹏2017年06月StudyonSupplyChainOptimizationModelunderLow-CarbonPolicy

2、andUncertaintyEnvironmentByChenLing-liUndertheSupervisionofProfessorGuoPengADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofManagementScienceandEngineeringXi’anP.R.ChinaJune2017摘要摘要随着全球经济和社会

3、发展的逐步提高，作为其重要的伴生物---环境问题也日益突出，并已威胁到人类的健康、生存和发展，尤其是全球气候变暖作为十大严峻的环境问题之一，正在迫使世界各国根据自己的国情制定相应的低碳规制政策。供应链企业作为社会活动的重要主体除了要实现供应链上下游企业的整体利润最大化或总成本最小化外，还要在国家低碳规制的政策下承担起环境保护责任，实现整体减少碳排放，从而为低碳经济的发展作出贡献。这就使得供应链优化比以前更加复杂，因为除了目标函数发生变化外，决策变量也会在传统决策变量的基础上外加碳减排、碳交易等决策变量，同样约束

4、条件除了产能、资金等传统约束，还要加上碳约束。另一方面，在实际情况中，由于经济和环境等因素的变化，比如新产品的生产、新生产设备的使用、以及新运输路线的选用，使得供应链的某些参数无法通过历史资料来精确获取，既而造成供应链环境的不确定性。这些不确定因素给供应链优化造成了极大的困扰。本文旨在研究低碳规制和不确定环境下的供应链优化建模问题，特别考虑当供应链分别处在碳税、碳限额以及碳限额与交易这三种低碳规制政策下，供应链的不确定性因素表现为模糊性时，构建了三种低碳规制下基于模糊规划理论的供应链优化模型，同时运用模糊相关理

5、论和遗传算法对提出的供应链模糊规划模型设计了相应的算法，解决了模糊模型的求解问题。本文为面对不确定环境和低碳规制下的供应链优化问题提供了新的思路，同时也为政府的碳排放政策制定提供了参考依据。本文的主要研究内容和创新点包括以下几个方面：（1）通过分析环境问题的重要性和供应链运营过程中存在的不确定性，设计出低碳规制和不确定环境双源因素影响下的供应链优化研究框架。简述了全球气候变暖等环境问题，分析了社会经济发展的趋势，梳理了目前被较多国家执行的三种低碳政策---碳税规制、碳限额规制和碳限额与交易规制对国家和行业的影响

6、，以及三种低碳政策规制下有关供应链管理的研究，同时也对供应链运营过程中出现的主要不确定性因素的相关研究进行了概括归纳，并在以上工作基础上提出了本文的研究内容。（2）通过分析碳税规制对供应链的影响及供应链成本的不确定性，建立了碳税规制和模糊成本下的四级供应链优化模型。该供应链由原材料供应商、制造厂、分销商和零售商等四方企业组成。在集中决策模式下，出于供应链各节点环境动态性的考虑，运用三角模糊变量来描述供应商的供应能力、制造厂的生产能力、制造厂和分销商的运输能力的不确定性，构建了碳税政策下具有模糊成本的供应链优化模

7、型，目标函数为包括采购成本、生产成本、运输成本和碳成本的总成本最小化。通过Inuiguchi等提出的交互分位数方法，应用模糊可能性理论和必要性理论对提出的模糊规划模型I摘要进行了转化和求解。最后讨论了针对同一市场下碳税税率的参数变化对供应链企业的决策、碳排放量、碳成本、总成本及碳成本占总成本百分比的影响。（3）通过分析碳限额政策对供应链的影响以及供应链需求的不确定性，建立了碳限额规制和模糊需求下的的二级供应链优化模型。应用模糊数学非线性规划方法对由供应商和零售商组成的二级供应链在碳限额规制下的优化问题进行建模分

8、析，在该模型中考虑顾客需求的不确定性，但允许产品缺货和产品退回，即不影响二次销售的退回产品经过简单处理和包装可作为新产品再次销售，并运用梯形模糊变量描述顾客需求量的不确定性。模型的目标函数为包括订购成本、存储成本、运输成本、持有成本、缺货成本和退货产品的处理成本的总成本最小化。然后在模糊理论的基础上，构建了相应的模糊期望值模型、模糊机会约束规划模型及相关机会约束规划模型，进一步设计了一