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专利授权下考虑碳排放政策的闭环供应链运作决策

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 日期:2022-05-17
  • 来源:上海论文网

物流管理论文哪里有?本文通过运用 Stackelberg 博弈模型和鲁棒优化的方法对不同情形下的数学模型进行求解,并使用 Matlab 对计算结果进行算例模拟,最后通过对相关变量的灵敏度分析,综合分析了碳排放政策在各个情形下对闭环供应链运作决策的影响。

第一章 绪论

1.2.1 闭环供应链运作决策研究现状

制造商与再制造商所组成的闭环供应链系统的运作决策问题,国内外许多学者也从多个角度进行了研究。Ferguson 和 Toktay[3]最早提出了在市场容量不变的情况下,再制品进入市场前后,新品与再制品需求的变化情况,并用公式表示,为后人的研究提供了巨大的参考价值。Teunter 和 Flapper[4]考虑了需求不确定的情况下,用不同的质量等级来描述回收产品质量不确定的情况,研究了闭环供应链中再制造商的决策问题,强调了考虑回收产品质量不同这一因素的重要性。Abbey 等[5]考虑了不同消费者偏好行为下新品与再制品的定价决策问题。一部分消费者对价格折扣比较敏感,另一部分则是强烈倾向于购买新品,对再制品存在歧视。结果发现当再制品进入市场时,新品的最优定价应该上调。Xiong 等[6]考虑了两种闭环供应链模式,一种是由制造商进行废旧产品回收与再制品的制造,另一种是由供应商进行废旧产品回收,制造出再制品零件,再供应给制造商进行再制品的制造。结果发现当再制造的成本较高时,制造商与消费者倾向于前一种模式,但从供应商和环保的角度出发,后一种模式更好。然而当再制品成本不高时,制造商、供应商和消费者都倾向于后者。Pazoki 和 Abdul-Kader[7]在再制造系统中考虑了产品的时间价值,研究了再制造商的生产决策和回收决策问题。结果发现再制品随时间的恶化率与总利润无相关关系。Wang 等[8]考虑了新品与再制品利用不同销售渠道时,制造商与再制造商的决策问题。结果发现制造商倾向于新品与再制品通过不同的渠道分开销售。Jena 等[9]考虑的是在一个三层再制造供应链中政府的激励机制如何影响企业的相关决策,通过比较分散决策与集中决策模型的计算结果发现,集中决策时废旧产品的回收率最高。Umeda[10]建立了一个多项的 logit 模型,有效模拟了市场中新品、再制品和翻新品之间的竞争情况,发现如果成功建立了回收系统,那么再制品的市场份额将显著提高。Hasanov 等[11]考虑了为制造商和再制造商提供生产材料的一级供应商和二级供应商,建立了一个四级的闭环供应链决策模型,结果发现废旧产品的高回收率有利于闭环供应链降低成本并提高环境效益。

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第三章 专利授权下无碳排放约束的闭环供应链运作决策

3.1 问题描述与假设

3.1.1 问题描述

本章研究专利授权下无碳排放政策约束时 OEM 与 TPR 之间的博弈问题。该问题分为两个阶段:第一阶段,TPR 未进入市场,市场需求全部由 OEM 生产的新品满足;第二阶段,TPR 进入市场,OEM 只生产新品,而通过授权给 TPR 进行废旧产品的回收和再制造,此时,OEM 向 TPR 收取一定的专利费用,市场需求由 OEM 生产的新品与 TPR生产的再制品共同满足,如图 3-1 所示。在第二阶段存在分散决策与集中决策两种决策模式,采用分散决策时,OEM 和 TPR 的运作决策目的都是使自身的利润最大化,而采用集中决策时,OEM 和 TPR 共同决策,以闭环供应链的总利润最大化为目标。

本章还考虑需求确定和需求不确定两种情形:情形 1 是在需求确定的条件下,即已知两阶段市场需求和销售价格之间的函数关系;情形 2 是在需求不确定的条件下,即只已知市场需求的期望和方差。在每种情形中,本文分别构建了分散决策和集中决策两种模式下的闭环供应链决策模型。

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第五章 碳限额与交易政策下专利授权闭环供应链运作决策

5.1 问题描述及符号说明

5.1.1 问题描述

本章研究在碳限额与交易政策下闭环供应链的运作决策问题。考虑碳限额与交易政策时,政府为生产企业设定相应的碳排放量限定额度,并建立碳权交易市场,企业可以通过购买或出售碳排放权,通过市场调节来实现减排的目的。若企业所产生的碳排放量超过政府给定的碳排放额度,那么就必须去购买额外的碳排放权;反之,多余的碳排放权则可以卖出获得收益。

5.1.2 符号说明

ε1:碳排放权的单位卖出价格;

ε2:碳排放权的单位买入价格,一般来说 ε1≤ε2;

Mm:政府给 OEM 制定的碳排放总量上限;

Mr:政府给 TPR 制定的碳排放总量上限;

本章所涉及的其他符号定义同第三章。

5.2 情形 1:需求确定下受碳限额与交易政策影响的闭环供应链运作决策

在考虑碳限额与交易政策时,制造商定价分为三种情况:

(1)当碳排放总量小于碳限额时,碳限额剩余部分可以卖出,若碳排放权卖出价格 ε1较高,企业就会减少新品生产数量,增加新品销售价格,一方面使得可以卖出的碳排放权增加,另一方面减少一部分生产成本;

(2)当碳排放总量大于碳限额时,碳排放超出碳限额的部分就需要购买,若碳排放权的买入价格 ε2较高,企业仍然会减少新品的生产数量,增加新品的销售价格,一方面使得需要购买的碳排放权减少,另一方面也能减少一部分生产成本。这两种情况下,OEM 主要是根据碳排放权的价格情况,通过调整新品的定价与生产策略,使得利润达到最大;

(3)当碳排放总量等于碳限额时,OEM 不需要买入或卖出碳排放权,若生产增加一单位的新品,所带来的边际收益小于边际成本。若减少生产一单位的新品,所省下的边际成本小于损失的边际收益。因此,在碳排放权卖出价格较低且买入价格较高时,容易出现这种情况。结论与展望

本文在专利授权的大背景下,研究了 TPR 进入市场前后闭环供应链的决策问题,针对不同的需求条件、不同的碳排放政策以及不同的决策模式分别建立了两阶段的闭环供应链博弈模型。通过运用 Stackelberg 博弈模型和鲁棒优化的方法对不同情形下的数学模型进行求解,并使用 Matlab 对计算结果进行算例模拟,最后通过对相关变量的灵敏度分析,综合分析了碳排放政策在各个情形下对闭环供应链运作决策的影响,得到了如下结论:

(1)TPR 进入市场之后,新品的市场份额受到影响,新品产量降低,但是 OEM通过向TPR收取专利许可费,使得第二阶段OEM的总利润相比于第一阶段还有所增加,说明专利保护机制能够有效地保护 OEM 抵御 TPR 进入市场所带来的竞争压力。

(2)从不同的决策模式来说,集中决策模式相比于分散决策模式,新品产量减少,再制品的产量明显增加。说明集中决策能够更好地发挥再制品生产成本低的优势,使得闭环供应链在满足市场需求的同时,生产总成本较低,从而增加闭环供应链的总利润。并且,此时闭环供应链的碳排放量也较低,说明集中决策模式既能提高经济效益,也能提高环境效益。

(3)当考虑碳排放政策时,新品和再制品的单位生产总成本增加,由于新品生产时产生的碳排放量较多,所以碳排放政策会给 OEM 带来较大的生产压力,因此,碳排放政策会使 OEM 减少新品的产量。但是,再制品生产产生的单位碳排放量较低,TPR的生产压力增加的并不大,所以,此时是 TPR 扩大生产,增加再制品市场份额的好机会。从结果上看,碳排放政策都能够有效地减少闭环供应链总的碳排放量,并且,与碳税政策相比,碳限额与碳权交易政策对闭环供应链的影响更大并且更加复杂。对于政府来说,无论是采用碳税政策还是采用碳限额与交易政策,碳税、碳权交易价格以及碳排放额度等相关参数的合理设定是顺利实行碳排放政策的关键。

参考文献(略)

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