面向碳约束的制造企业库存与定价问题研究

Manufacturing enterprises produce low-carbon product through some low-carbon measures to mitigate the pressure of carbon constraint, and to meet the demand of consumers who prefer lower carbon emission. Considering the different preferences of consumers on carbon emission and the high cost of low-carbon product, the manufacturers always provide the products with different carbon emissions. There is a certain substitution among these products due to their same function and purpose. For the management of manufacturing enterprises, the key problem is how to match the supplies and demands of the products with different carbon emissions under the carbon constraint through inventory and pricing managements to achieve the maximal profit. Depending on whether self-pricing or not, this project studies the inventory problem and the joint inventory-pricing problem with carbon constraint, respectively, in various cases of carbon constraint and product substitution. By constructing the model based on stochastic dynamic programming, this project analyzes the optimal policy, and helps the enterprises to understand the impact of the carbon constraint and the product substitution on the optimal policies and profits, and others. Moreover, this project studies a more complex and practical case, i.e., the inventory and pricing problems with carbon constraints of multiple enterprises, and analyze the inventory and pricing policies of each enterprise based on the game equilibrium. This project is expected to gradually establish a set of theory and method for the inventory and pricing managements with carbon constraint, to obtain high innovative theory and application results, and to provide the theoretical basis and decision-making proposal for the management of manufacturing enterprises.

制造企业通过一些低碳措施生产低碳产品来缓解碳约束的压力，同时满足有低碳偏好的顾客需求。考虑到顾客对碳排放的不同偏好以及低碳产品的高成本，制造企业往往提供不同碳排放产品。这些产品由于相同的功能和用途具有一定的替代性。如何在碳约束下通过库存与定价管理实现不同碳排放产品的供需匹配获取最大利润是制造企业管理的关键问题。本项目依据企业是否自主定价，分别开展不同碳约束形式以及不同产品替代性情形下面向碳约束的库存问题以及联合库存与定价问题的研究，通过随机动态规划建模分析最优策略，从而为制造企业回答碳约束、产品替代性对最优策略和利润的影响等问题。此外，本项目还将研究更为复杂且现实的情形，即面向碳约束的多企业库存与定价问题，通过博弈均衡分析各个企业的库存与定价策略。本项目预期逐步建立一套面向碳约束的库存和定价管理理论和方法，在取得具有较高创新性理论和应用结果的同时，为制造企业的管理提供理论依据和决策建议。

碳交易、碳税等碳排放管制措施已被越来越多的国家和地区用来减少制造企业二氧化碳等温室气体的排放。这些措施具体体现为制造企业库存与定价管理中的约束。目前，人们主要从能源利用效率和开发清洁能源等技术层面研究制造企业减排的方法，主要针对单个产品展开的。本项目研究碳排放约束下的制造企业不同碳排放产品的库存和定价问题，为制造企业在新约束下的运营提供理论和方法的指导和支持。. 本项目执行时间三年，较好的完成了计划研究任务。项目在碳约束下的制造企业多技术生产、碳约束下的制造企业库存和定价、碳交易和碳税的比较、区域碳排放的合作，以及实际调研中发现的提前期差异的双源采购等方面取得了一系列的成果。目前已发表7篇SCI/SSCI检索的国际期刊论文，包括美国国际工业工程师协会会刊IIE Transactions论文2篇。还有4篇论文已投稿，正处于第一轮或第二轮评审状态。. 在碳约束下的制造企业多技术生产方面，提出了多期库存系统在碳交易约束下的最优碳交易策略，最优技术选择以及最优库存策略。该项研究为首次给出了碳交易约束下多技术生产问题的最优策略，并发现制造企业保留三技术能节约高达10%的成本。在碳约束下的制造企业联合库存和定价方面，给出了制造企业及其下游零售商的最优决策，发现下述反常现象：制造企业的最优碳排放交易决策具有双阈值结构，产品的库存量有可能随碳排放配额的增加而减少，随碳排放权购买（出售）价格增加而增加（减少）。在碳交易和碳税的比较方面，首次发现碳交易和二级碳税在减少碳排放目标上的等价性。在区域碳排放的合作方面，设计了一种机制可以使得各自区域的支付值得到提高。在提前期差异的双源采购方面，首次刻画了最优策略的结构特征，并设计了比现有最好策略更好的启发式策略。