本發(fā)明涉及供應(yīng)鏈管理，尤其是涉及基于補貼與碳權(quán)交易的多方供應(yīng)鏈碳排放管理方法。

背景技術(shù)：

1、各國政府已頒布了碳排放政策用以控制人類活動中的碳排放。其中，碳權(quán)交易是政府法規(guī)和市場工具相結(jié)合的機制，是最有效的政策之一，該政策為每個公司設(shè)定碳排放限額，使公司可以出售未使用的配額或購買額外的超標(biāo)配額(lin和jia2019)。碳權(quán)交易機制主要應(yīng)用了兩種配額分配規(guī)則，即祖父制規(guī)則和基準(zhǔn)線法規(guī)則。根據(jù)祖父制規(guī)則，政府將根據(jù)公司以前的碳排放記錄為其設(shè)定一個固定的總排放限額，稱為碳排放上限。但是，在基準(zhǔn)線法規(guī)則下，限額將不再是一個固定的值，而是由由基準(zhǔn)的碳強度和公司產(chǎn)值決定。政府決定基準(zhǔn)碳強度，給定企業(yè)的總排放上線則由碳強度乘以產(chǎn)出值計算(yangetal.2020)。目前，基于這兩項配額分配規(guī)則的碳權(quán)交易體系都已在實踐中得到了應(yīng)用。碳權(quán)交易政策的實施可以有效推動企業(yè)進(jìn)行綠色投資，但也可能給企業(yè)帶來更大的財務(wù)壓力。因此，為了進(jìn)一步推動企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，政府還可以提供補貼政策，激勵企業(yè)采取更多的綠色努力。

2、綠色投資補貼和產(chǎn)品補貼是兩種典型的補貼政策。綠色投資補貼下，政府將分擔(dān)企業(yè)的部分綠色投資成本，而產(chǎn)品補貼政策則是為企業(yè)所生產(chǎn)的每個綠色產(chǎn)品提供一定金額的補貼。

3、除了來自政府的監(jiān)管壓力外，綠色產(chǎn)品市場的發(fā)展也成為企業(yè)開展碳排放管理的一種激勵因素。近年來，消費者的綠色意識發(fā)展迅速，這意味著消費者將更加關(guān)注產(chǎn)品的綠色度，并傾向于碳排放較少的產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品帶來的潛在盈利能力使消費者的綠色意識成為企業(yè)經(jīng)營綠色投資的重要動力(gong等2019)。

4、政府的監(jiān)管壓力和潛在的市場機遇促使制造商積極為其生產(chǎn)運營開展綠色投資。然而，由于碳排放存在于供應(yīng)鏈的所有階段，制造商的綠色投資只能取得有限的結(jié)果。除了制造商之外，供應(yīng)商因為負(fù)責(zé)原料提取或成分生產(chǎn)，也是一個主要的碳排放來源。因此，讓供應(yīng)商參與碳排放管理具有重要意義。然而，以往的大多數(shù)研究只分析了基于制造商和零售商的綠色供應(yīng)鏈策略，如song和gao(2018)和chen等(2019)的研究。僅有少數(shù)學(xué)者在研究中考慮了供應(yīng)商的綠色投資。例如，ding等(2015)在低碳政策的背景下研究了供應(yīng)商和制造商的定價問題。peng等(2018)考慮到產(chǎn)品的不確定性，研究了合同對供應(yīng)商和制造商的影響。然而，上述研究只關(guān)注了單一的低碳政策，而沒有考慮混合低碳政策的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供基于補貼與碳權(quán)交易的多方供應(yīng)鏈碳排放管理方法，混合低碳政策的應(yīng)用可以促進(jìn)企業(yè)達(dá)到更高的減排水平?；谧娓钢埔?guī)則的碳權(quán)交易政策與綠色投資補貼相結(jié)合，更適合發(fā)達(dá)和高排放行業(yè)。而基于基準(zhǔn)線法的碳權(quán)交易政策和補貼政策相結(jié)合，更適合發(fā)展中產(chǎn)業(yè)。在同一預(yù)算條件下，基于祖父制規(guī)則的碳權(quán)交易和綠色投資補貼的混合政策，可以幫助供應(yīng)鏈實現(xiàn)總排放最低。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了基于補貼與碳權(quán)交易的多方供應(yīng)鏈碳排放管理方法，包括以下步驟：

3、s1、基于碳權(quán)交易機制和低碳補貼組成混合碳排放政策，建立供應(yīng)鏈模型，并進(jìn)行模型設(shè)置；

4、s2、對步驟s1中的供應(yīng)鏈模型進(jìn)行模式分析；

5、s3、對步驟s2中不同模式的供應(yīng)鏈模型進(jìn)行性能分析，制定同補貼預(yù)算下的供應(yīng)鏈決策。

6、優(yōu)選的，步驟s1中，所述碳權(quán)交易機制考慮兩種配額分配規(guī)則，即祖父制規(guī)則和基準(zhǔn)線規(guī)則，在祖父制規(guī)則下，為制造商設(shè)定一定時期的總碳排放配額，即碳上限c；

7、在基準(zhǔn)線規(guī)則下，分配的限額不固定，但與制造商的產(chǎn)能成比例，即排放強度e乘以批發(fā)價與產(chǎn)量的乘積wq；

8、采用報童模型來模擬市場的不確定性，考慮消費者的綠色意識g對產(chǎn)品需求的影響，將綠色市場中的產(chǎn)品需求函數(shù)d定義為：

9、d＝y(tǒng)+ε?(1)

10、其中，y＝a-g(es+em+er-es-em)，a是原始市場中的產(chǎn)品需求，es，em，er分別為供應(yīng)商、制造商與零售商的單位碳排放量，es和em分別為供應(yīng)商與制造商的單位碳減排量，g(es+em+er-es-em)表示消費者的綠色意識對產(chǎn)品需求的影響，ε是一個顯示市場不確定性的隨機變量，其中ε∈[a，b]，a≥-a+g(es+em+er)，e(ε)＝μ，在報童模型中產(chǎn)品價格p設(shè)置為常值；采用斯坦伯格博弈模型模擬供應(yīng)鏈各方之間的協(xié)調(diào)。

11、優(yōu)選的，步驟s2具體包括：

12、s21、基于祖父制規(guī)則的碳排放總量管控與交易規(guī)則，即分析基于祖父制配額分配規(guī)則的碳權(quán)交易機制下的供應(yīng)鏈模式；

13、s22、基于基準(zhǔn)線法管理規(guī)則的碳排放總量管控與交易規(guī)則，即分析基于基準(zhǔn)線法配額分配規(guī)則的碳權(quán)交易機制下的供應(yīng)鏈模式。

14、優(yōu)選的，步驟s21具體包括：

15、s211、在綠色投資補貼下的供應(yīng)鏈模式；

16、對于基于祖父制規(guī)則的碳權(quán)交易和綠色投資補貼政策下的供應(yīng)鏈，零售商的利潤πr函數(shù)表達(dá)式為：

17、πr＝e[pmin(q,d)+v(q-d)+-t(d-q)+-wq]?(2)

18、該函數(shù)表達(dá)式包括四個部分，其中(q-d)+表示未售出的產(chǎn)品，(d-q)+表示未被滿足的需求；第一部分為收入，即pmin(q,d)，第二部分為未售出產(chǎn)品的殘值v(q-d)+，其中v為商品的殘余價值，第三部分為產(chǎn)品短缺的罰款成本，t為單件產(chǎn)品的罰款價格，第四部分為從制造商處購買產(chǎn)品的成本，w為產(chǎn)品批發(fā)價；

19、考慮到混合低碳政策的影響，制造商的利潤πm函數(shù)表達(dá)式為：

20、

21、制造商的利潤包括批發(fā)收入、補貼后的綠色投資成本和排放交易成本，批發(fā)收入為單位產(chǎn)品利潤乘以產(chǎn)品訂單數(shù)量q，政府綠色投資補貼系數(shù)為s(0<s<1)，k是制造商的綠色投資成本系數(shù)，碳權(quán)交易量為綠色投資后的實際排放量減去分配的額度，即為(em-em)q-c，正值意味著制造商必須從碳市場購買配額，而負(fù)值意味著制造商將未使用的配額出售給碳市場上的其他公司；

22、供應(yīng)商的利潤πs函數(shù)表達(dá)式包括零部件批發(fā)收入、生產(chǎn)成本和使用綠色材料或能源的成本，即：

23、πs＝(u-c1-hes)q?(4)

24、其中，u為零部件價格，c1是供應(yīng)商的單位生產(chǎn)成本，h是供應(yīng)商的綠色投資成本系數(shù)；

25、整個供應(yīng)鏈的碳排放總量e包括供應(yīng)商(es-es)q、制造商(em-em)q和零售商的碳排放量erq，即：

26、e＝(es-es)q+(em-em)q+erq?(5)

27、采用逆向歸納法對三個供應(yīng)鏈方的決策進(jìn)行分析，采用庫存因子r＝q-y來簡化計算：

28、r>ε表示產(chǎn)品大于需求，導(dǎo)致產(chǎn)品剩余量出現(xiàn)；r<ε是指產(chǎn)品低于需求，導(dǎo)致產(chǎn)品短缺；

29、因此，零售商的利潤函數(shù)變?yōu)椋?/p>

30、πr＝e[pmin(y+ε,y+r)+v(r-ε)+-t(ε-r)+-w(y+r)]?(6)

31、通過對零售商的利潤函數(shù)的推導(dǎo)，結(jié)果如下：

32、

33、最優(yōu)訂單量q為：

34、q＝f-1(r)+a-g(es+em+er)+g(es+em)?(8)

35、其中，通過將等式(8)代入制造商πm的利潤函數(shù)，結(jié)果則變?yōu)椋?/p>

36、

37、其中，con＝f-1(r)+a-g(es+em+er)，通過對制造商的利潤函數(shù)的推導(dǎo)，得出如下結(jié)論：

38、

39、s212、在產(chǎn)品補貼下的供應(yīng)鏈模式；

40、根據(jù)產(chǎn)品補貼政策，政府將為制造商生產(chǎn)的每個綠色產(chǎn)品提供金額為mw的補貼，其中m為補貼系數(shù)(0<m<1)，w為制造商批發(fā)價格；

41、零售商的利潤函數(shù)表達(dá)式為：

42、πr＝e[pmin(q,d)+v(q-d)+-t(d-q)+-wq]?(11)

43、制造商的利潤函數(shù)表達(dá)式為：

44、

45、供應(yīng)商的利潤函數(shù)表達(dá)式為：

46、πs＝(u-c1-hes)q?(13)

47、整個供應(yīng)鏈的碳排放總量為：

48、e＝(es-es)q+(em-em)q+erq?(14)。

49、優(yōu)選的，步驟s22具體包括：

50、s221、在綠色投資補貼下的供應(yīng)鏈模式；

51、零售商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

52、πr＝e[pmin(q,d)+v(q-d)+-t(d-q)+-wq]?(15)

53、制造商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

54、

55、在基準(zhǔn)線規(guī)則下，制造商的排放允許量是基準(zhǔn)排放強度乘以產(chǎn)值，即ewq，因此，排放限額的交易量為(em-em)q-ewq；

56、供應(yīng)商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

57、πs＝(u-c1-hes)q?(17)

58、整個供應(yīng)鏈的碳排放總量為：

59、e＝(es-es)q+(em-em)q+erq?(18)；

60、s222、在產(chǎn)品補貼下的供應(yīng)鏈模式；

61、零售商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

62、πr＝e[pmin(q,d)+v(q-d)+-t(d-q)+-wq]?(19)

63、制造商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

64、

65、供應(yīng)商的利潤函數(shù)表達(dá)式是：

66、πs＝(u-c1-he1)q?(21)

67、整個供應(yīng)鏈的碳排放總量為：

68、e＝(es-e1)q+(em-e2)q+erq?(22)。

69、優(yōu)選的，步驟s3中，從供應(yīng)鏈績效、碳排放總量進(jìn)行供應(yīng)鏈模型性能分析。

70、因此，本發(fā)明采用上述基于補貼與碳權(quán)交易的多方供應(yīng)鏈碳排放管理方法，有益效果如下：

71、(1)本發(fā)明考慮了四種混合政策情景，其中包括基于兩種配額分配規(guī)則的碳權(quán)交易政策和兩種補貼政策，并比較了它們對供應(yīng)鏈利潤和總碳排放的影響；確定了不同的混合政策在不同條件下促進(jìn)供應(yīng)鏈碳減排的有效性，它為政府低碳政策的應(yīng)用提供了管理方面的可行建議。

72、(2)少有學(xué)者研究了不同的配額分類規(guī)則對企業(yè)碳排放決策的影響。本發(fā)明不僅對這兩種規(guī)則進(jìn)行了比較，還探討了碳權(quán)交易與補貼政策的結(jié)合，并考慮了消費者綠色意識對綠色產(chǎn)品市場的影響。

73、(3)本發(fā)明還指出了讓供應(yīng)商參與綠色投資的重要性，除了制造商之外，供應(yīng)商也是供應(yīng)鏈中的主要排放源，供應(yīng)商和制造商在綠色投資方面的協(xié)調(diào)可以幫助供應(yīng)鏈實現(xiàn)更少的總排放和更好的盈利能力。

74、(4)本發(fā)明基于所提出的供應(yīng)鏈模型，為供應(yīng)鏈各方在綠色投資和運營管理中做出正確的決策提供了科學(xué)的依據(jù)。

75、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。