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

背景技術：

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，碳權交易是政府法規(guī)和市場工具相結合的機制，是最有效的政策之一，該政策為每個公司設定碳排放限額，使公司可以出售未使用的配額或購買額外的超標配額(lin和jia2019)。碳權交易機制主要應用了兩種配額分配規(guī)則，即祖父制規(guī)則和基準線法規(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定一個固定的總排放限額，稱為碳排放上限。但是，在基準線法規(guī)則下，限額將不再是一個固定的值，而是由由基準的碳強度和公司產(chǎn)值決定。政府決定基準碳強度，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)則的碳權交易體系都已在實踐中得到了應用。碳權交易政策的實施可以有效推動企業(yè)進行綠色投資，但也可能給企業(yè)帶來更大的財務壓力。因此，為了進一步推動企業(yè)的綠色轉型，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鏈的所有階段，制造商的綠色投資只能取得有限的結果。除了制造商之外，供應商因為負責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鏈策略，如song和gao(2018)和chen等(2019)的研究。僅有少數(shù)學者在研究中考慮了供應商的綠色投資。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，研究了合同對供應商和制造商的影響。然而，上述研究只關注了單一的低碳政策，而沒有考慮混合低碳政策的影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供基于補貼與碳權交易的多方供應鏈碳排放管理方法，混合低碳政策的應用可以促進企業(yè)達到更高的減排水平。基于祖父制規(guī)則的碳權交易政策與綠色投資補貼相結合，更適合發(fā)達和高排放行業(yè)。而基于基準線法的碳權交易政策和補貼政策相結合，更適合發(fā)展中產(chǎn)業(yè)。在同一預算條件下，基于祖父制規(guī)則的碳權交易和綠色投資補貼的混合政策，可以幫助供應鏈實現(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交易的多方供應鏈碳排放管理方法，包括以下步驟：

3、s1、基于碳權交易機制和低碳補貼組成混合碳排放政策，建立供應鏈模型，并進行模型設置；

4、s2、對步驟s1中的供應鏈模型進行模式分析；

5、s3、對步驟s2中不同模式的供應鏈模型進行性能分析，制定同補貼預算下的供應鏈決策。

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

7、在基準線規(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分別為供應商、制造商與零售商的單位碳排放量，es和em分別為供應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設置為常值；采用斯坦伯格博弈模型模擬供應鏈各方之間的協(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)則的碳權交易機制下的供應鏈模式；

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

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鏈模式；

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

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

18、該函數(shù)表達式包括四個部分，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、供應商的利潤πs函數(shù)表達式包括零部件批發(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是供應商的單位生產(chǎn)成本，h是供應商的綠色投資成本系數(shù)；

25、整個供應鏈的碳排放總量e包括供應商(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鏈方的決策進行分析，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，導致產(chǎn)品剩余量出現(xiàn)；r<ε是指產(chǎn)品低于需求，導致產(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，結果如下：

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，得出如下結論：

38、

39、s212、在產(chǎn)品補貼下的供應鏈模式；

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)表達式為：

44、

45、供應商的利潤函數(shù)表達式為：

46、πs＝(u-c1-hes)q?(13)

47、整個供應鏈的碳排放總量為：

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鏈模式；

51、零售商的利潤函數(shù)表達式是：

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

53、制造商的利潤函數(shù)表達式是：

54、

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

56、供應商的利潤函數(shù)表達式是：

57、πs＝(u-c1-hes)q?(17)

58、整個供應鏈的碳排放總量為：

59、e＝(es-es)q+(em-em)q+erq?(18)；

60、s222、在產(chǎn)品補貼下的供應鏈模式；

61、零售商的利潤函數(shù)表達式是：

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

63、制造商的利潤函數(shù)表達式是：

64、

65、供應商的利潤函數(shù)表達式是：

66、πs＝(u-c1-he1)q?(21)

67、整個供應鏈的碳排放總量為：

68、e＝(es-e1)q+(em-e2)q+erq?(22)。

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

70、因此，本發(fā)明采用上述基于補貼與碳權交易的多方供應鏈碳排放管理方法，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)則的碳權交易政策和兩種補貼政策，并比較了它們對供應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供應鏈碳減排的有效性，它為政府低碳政策的應用提供了管理方面的可行建議。

72、(2)少有學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)則進行了比較，還探討了碳權交易與補貼政策的結合，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)明還指出了讓供應商參與綠色投資的重要性，除了制造商之外，供應商也是供應鏈中的主要排放源，供應商和制造商在綠色投資方面的協(xié)調(diào)可以幫助供應鏈實現(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鏈模型，為供應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的依據(jù)。

75、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。