碳限额与碳交易约束下制造商生产一库存控制策略

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1、碳限额与碳交易约束下制造商生产一库存控制策略摘要：针对制造商订货、储存、生产过程中的碳排放问题，探讨了碳限额与碳交易约束下制造商生产一库存控制策略，在对碳限额与碳交易进行数学度量的基础上构建了碳限额与碳交易约束下制造商生产一库存成本模型，并通过模型分析得出有碳约束且成本最优生产量及原材料最大订货倍数以及碳限额与碳交易约束下制造商最优生产一库存策略。计算实验与算例分析表明：相比于无碳约朿情形，碳限额与碳交易约朿下制造商订货数量更高，而订货频率及生产批量更低，并得出三种交易价格之下，决策变量的变化趋势。关键词：碳限额与碳交易约束

2、；生产一库存；最优生产量；最大订货倍数；碳价格不确定中图分类号：H253文章标识码：A文章编号：1007-3221(2015)03-0051-09引言碳交易是为促进全球减少温室气体排放，以国际公法作为依据的温室气体排减量交易，在6种被要求排减的温室气体中，二氧化碳(C02)为最大宗，为达到全球温室气体减量的最终冃的，国际上相关机构约定了3种排减机制：淸洁发展、联合履行和排放交易。。本文以近年来国内外学术界高度关注并极具挑战性，而且己成为企业运作决策时必须考虑的要素之一的碳排放交易为主题，探讨将碳限额与碳交易作为约束条件嵌入到

3、制造商的生产一库存系统中的策略选择问题。迄今为止，国外关于企业生产，库存控制问题的研宄主要集中在供应链协同上。例如，Sana研宄了存在残次品的三层供应链中的生产一库存模型，模型系统考虑了协同策略下原材料订购量，生产率和各部门的市场战略；Jha等用简单启发式研究单卖方多个买方组成的供应链生产与库存系统协调问题等；Jonrinaldi等用混合整数规划研宂带有逆向物流的四级供应链的订货问题，比较分析了分散决策、半集中决策以及集中决策下的成本差异。而从碳限额与碳交易约束条件下的研究则较为少见。Chen等研究了不同碳约束下的企业生产策

4、略模型，结果发现通过恰当的生产运作管理，可以实现以较小的经济成本换取较大的碳排放的减少；Dobos研究了碳排放交易下企业生产一库存运营，认为碳交易能使厂商库存水平升高和增加成本；Li等基于Arrow-Karlin动态生产一库存模型研究了银行业在排放交易许可中对制造商生产库存策略的影响，假设冇一个排放交易计划，企业可以购买排放权或出售他们的权利，不允许跨期交易，并将得出的最优的生产一库存策略与无排放交易时进行了比较。关于碳交易的研宂多集中在宏观层面，而针对企业库存系统减排问题的研究甚少。Jira等从战略的角度提出针对供应链企业

5、减排的设想，通过对企业的经济分析，认为通过环保运作管理和可持续运作管理的角度可以实现供应链的减排；Hua等研究了碳限额与碳交易下企业库存碳足迹的变化，提出了碳约束下的最优订货批量模型；Bormey等通过改进经典EOQ模型，设计了考虑碳排放的库存系统；Wahab等研宂二级跨国供应链中带有碳约束的订货策略，碳排放来自于前向和后向供应链；Chon等基于报童模型的研究表明监管比自愿控制方法更有利于减少碳排放，但会增加制造商的生产库存水平。在国内，关于企业生产一库存控制问题的研究主要是采用EOQ模型方法，如张旭梅等针对补货能力对部分短

6、缺量拖后率的影响，建立了边补货变需求的EOQ模型。而将碳排放与生产运作结合起来开展研宄的目前仅有2篇，杜少甫等以单个制造商为对象，研究了排放许可与碳交易机制对排放依赖性企业生产策略的影响，建立了企业生产优化模型，并得到了有排放限额下的最优生产策略；Du等考虑了单一制造商单一排放许可供应商的限额与交易系统屮的企业生产策略的制定模型。综上所述，国内外关于碳限额与碳交易约束下企业下生产一库存控制问题的研究可分为两类：一类是通过扩展经典模型来研宄新问题；另一类是将碳排放等环境约朿作为参数，构建生产一库存系统新模型。己有文献主要针对单

7、个产品，将碳限额与碳交易价格视为外生常量來考虑。基于此，本文特别考虑了碳限额与碳交易约束下多种原料补货问题和动态的碳交易价格对制造商生产一库存的影响。本文考虑多种原料订购、储存与生产过程中的碳排放，通过研究碳交易价格的变动对制造商生产数量、订货数量的影响，给出了碳限额与碳交易约朿下制造商的最优生产一库存策略。1问题描述与假设1.1问题描述本文以具有多个生产基地的集产供销一体化的大型企业集团的生产一库存系统为研宂对象，探讨碳排放限额与碳交易约束下制造商多种原材料订货数量及生产批量问题。假设每个基地生产一种产品，每种产品需要W种

8、原材料，一个供应商供应一种或多种原材料，基地（以下称为制造商）按原材料类型向供应商订货，每种原材料的订购量为其生产实际需求材料的r倍（T^1）,可变排放并入固定排放中；库存系统采用（CJ，R）策略，需求率和生产率已知且恒定，不允许缺货，不考虑提前期影响。制造商在碳排放总量约束下运营，原材料