四种碳约束下考虑提前期与供需关系的经销商最优交付策略

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2020.2372

摘要/Abstract

摘要：

为更好地将碳约束融入到服务供应链最优交付决策中，将交付问题分解为两个子过程，即零售商根据自身需求选择经销商；经销商接受零售商订单完成交付。据此，本文构建周期性、累积、全周期及波动性四种不同强度碳约束下经销商交付策略模型，旨在确保运输过程产生的碳排放量符合碳约束，达到经销商支付成本最低的目标。结果表明，周期性约束策略是强度最高的理想状态；累积性和全周期性碳约束策略具有一定的灵活性；全周期碳约束策略会导致订单量下降；波动性碳约束策略是经销商应对碳限制相对较好的策略。此外，通过数值实验分析了四种碳约束下排放总量与利润、交付次数关系，并且给出了策略方案。

关键词: 四种碳约束, 提前期与供需关系, 交付策略模型, 交付时间窗

Abstract:

In order to fuse carbon constraints into service supply chain decision， a Supply-Delivery problem is broken down into two sub-processes： retailers choose distributors according to their needs； the distributors receive the retailer's order to complete the delivery. In view of the above， four kinds of strategy model-periodicity， cumulativity， globality， and volatility-for distributors with different intensities of carbon constraints are constructed， so that carbon emissions from transport can comply with carbon-bound and the distributors pay the lowest cost. The results show that the periodic restraint strategy is the ideal state with the highest intensity； the cumulative restraint strategy and full-cycle one have some limited flexibility； the full cycle carbon restraint strategy will result in the decrease of the order quantity； the volatility carbon restraint strategy is more suitable for the distributors to respond to carbon restrict and so it is relatively better strategy. In addition， the relationship between the total amount of emissions and the number of deliveries under the four kinds of carbon constraints is analyzed through numerical experiments， and a detailed strategy plan is given.

Key words: four carbon constraints, lead time, demand-supply interactions, optimal delivery strategies, delivery time window

中图分类号:

C935

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图/表 15

图1

表1

表2

15家门店与经销商相关参数"

参数	描述	数值
$A$	经销商市场范围(平方公里)	700
$?$	提前期(天)	1
$τ$	各门店时间值概率分布均值(元)	1500
$μ$	各门店时间值概率分布标准差(元)	1250

表2

表3

卡车运输相关参数"

参数	描述	运输卡车类型
参数	描述	3吨	8吨	12吨
$W k$	卡车运重(千克)	1350	5500	8600
$J k$	固定成本(元)	2700	3500	6000
$v k$	可变成本(元/吨 $?$ 千米)	5.2	6.4	8.0
$e k$	运输模式k的单位产品容重的每千米碳排放量(克/千克·千米)	425	675	1250

表3

表4

需求相关参数"

参数	描述	产品(每箱)
参数	描述	纸巾	床上用品	礼品酒	剃须刀
$c ˉ p$	分销价格(元)	780	1500	4250	36000
$c p$	经销商采购价(元)	624	1200	3400	28800
$σ p$	各门店对产品的时间价值感知系数	1.0	1.1	1.45	1.65
$ρ$	产品包装密度(克/厘米³)	0.5	1.3	1.2	5.4
$ρ ˉ$	容重的临界密度(克/厘米³)	0.75
$w p$	单位质量(千克)	2.0	4.8	6.0	0.7
$w ˉ p$	每箱总容重(千克)	60	42	40	5

表4

表5

不同产品的系数θ"

产品	纸巾	床上用品	礼品酒	剃须刀
系数 $θ$	0.005	0.006	0.007	0.008

表5

表6

表7

图2

表8

图3

表9

图4

表10

图5

参考文献 32

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门店编号及名称	运输距离(千米)	产品种类
门店编号及名称	运输距离(千米)	纸巾	床上用品	礼品酒	剃须刀
1.龙庭店	19.9	0.79	0.89	0.74	0.82
2.常青花园店	19.0	0.74	0.74	0.63	0.71
3.金银湖店	23.1	0.68	0.83	0.75	0.78
4.吴家山店	25.8	0.71	0.81	0.76	0.769
5.天顺园店	21.1	0.78	0.76	0.85	0.62
6.百圣店	19.0	0.69	0.78	0.78	0.85
7.硚口汉西店	14.7	0.61	0.82	0.76	0.71
8.北湖店	13.6	0.63	0.88	0.88	0.83
9.建二商场店	18.2	0.75	0.93	0.78	0.89
10.锦绣龙城店	15.0	0.81	0.84	0.91	0.91
11.庙山店	20.2	0.90	0.69	0.82	0.78
12.江夏店	25.7	0.84	0.72	0.80	0.76
13.沌口店	21.2	0.78	0.83	0.74	0.73
14.友谊店	12.7	0.91	0.78	0.84	0.74
15.余家头店	14.8	0.76	0.63	0.87	0.72

最优交付策略
碳排放总量		4000千克
交付对象	7，8，10，14，15	1，2，6，9	3，4，5，11，12，13
交付时间窗	一三三五五六六日日二二四四五五六六日	一三三五五日日一一三三五五六六日	一四四六六一一四四六六日
交付次数	9	8	6
对应的运输模式	(7)83.83.8.83.833.83.833.8.8 (8)83.83.83.8.83.83.833.83.83 (10)8.83.8.83.8.833.8.833.83.8 (14)8.83.8.83.83.83.833.83.83 (15)83.83.8.833.8.83.833.83.8	(1)83.12.1283.83.83.12.8.12 (2)83.83.128.83.83.83.12.12 (6)83.12.128.12.83.12.83.83 (9)83.12.128.83.83.12.83.12	(3)1283.1283.12883.1288.128.83 (4)1283.1283.12883.1288.128.83 (5)1288.1283.12833.1288.128.83 (11)1283.1283.12883.1283.128.12 (12)1288.1288.12883.1288.128.12 (13)1283.1283.12833.1283.128.83
平均装载率（%）	82.27	81.36	80.41
总排放量	3694.525千克（占允许排放量87.36%）
交付成本	915724.8元
经销商纯利润	1045693.8元

碳排放总量			4000千克
交付对象	7，8，10	1，2，14，15	3，4，5，6，9	11，12，13
交付时间窗	一三三五五六六日日一一三三四四六六日	一三三五五六六日日二二四四六六日	一三三六六日日一一三三四四六六日	一四四六六一一四四六六日
交付次数	9	8	8	6
对应的运输模式	(7)83.83.8.83.8.8.83.83.83 (8)8.83.8.83.83.8.83.83.12 (10)83.8.8.83.8.83.83.83.12	(1)83.83.8.83.83.83.8.83 (2)83.83.83.8.83.83.8.83 (14)83.83.8.83.83.88.83.83 (15)8.83.83.8.83.8.83.83	(3)83.12.8.8.83.8.123.12 (4)83.12.83.8.8.83.12.12 (5)83.83.8.8.83.8.12.12 (6)83.12.83.8.8.83.83.83 (9)83.12.8.8.83.83.12.83	(11)883.128.128.123.12.83 (12)883.123.1283.128.123.833 (13)883.128.128.128.123.833
平均装载率（%）	86.52	87.79	88.67	85.33
总排放量	3,635.276千克（占允许排放量90.88%）
交付成本	890057.6元
经销商纯利润	1188600.2元

碳排放总量			4000千克
交付对象	7，8	1，2	3，10，14，15	4，5，6，9，11，12，13
交付时间窗	一三三四四五五日日二二四四五五六六日	一三三五五日日一一三三四四六六日	一三三六六日日二二四四六六日	一四四六六二二四四六六日
交付次数	9	8	7	6
对应运输模式	(7)83.8.8.833.83.8.83.83.83 (8)83.83.8.83.83.8.83.83.12	(1)83.8.8.83.83.83.8.83 (2)83.8.83.8.83.83.8.12	(3)83.12.8.8.83.8.123.12 (10)83.12.83.8.8.83.12.12 (14)12.83.8.8.83.8.12.12 (15)83.12.83.8.8.83.83.83	(4)128.128.128.123.128.12 (5)128.128.128.123.128.83 (6)1283.123.128.128.123.12 (9)128.128.1283.123.128.12 (11)128.128.128.123.12.83 (12)128.123.1283.128.123.833 (13)1283.128.128.128.123.833
平均装载率（%）	89.74	87.33	88.46	84.67
总排放量	3311.284千克（占允许排放量82.78%）
交付成本	798541.8元
经销商纯利润	1126313.6元

碳排放总量			4000千克
交付对象	7，8，10，14	1，2，4，5，6，11，15	3，9，12	13
交付时间窗	一三三五五六六日日一一三三四四六六日	一三三五五六六日日二二四四六六日	一三三六六日日二二四四六六日	一四四六六一一四四六六日
交付次数	9	8	7	6
对应运输模式	(7)83.88.8.83.8.83.8.88.12 (8)83.88.83.83.8.83.8.88.12 (10)83.123.83.12.8.12.8.88.12 (14)12.88.8.83.8.12.8.88.83	(1)83.12.8.12.83.8.12.12 (2)12.83.8.12.83.8.123.12 (4)83.12.83.83.12.8.123.83 (5)83.83.8.12.12.8.12.12 (6)12.83.83.12.83.83.12.83 (11)83.12.8.83.12.8.123.12 (15)12.83.83.12.12.8.123.83	(3)83.123.123.12.12.128.83 (9)12.128.12.123.12.128.12 (12)83.128.12.123.83.128.12	(13)128.123.1283.123.123.123
平均装载率（%）	92.67	94.33	96.74	95.53
总排放量	3938.784千克（占允许排放量98.47%）
交付成本	1048865.4元
经销商纯利润	1425669.3元