雙碳環境下供應鏈運營管理發展研究★

李 媛，周子傲

（河北地質大學城市地質與工程學院，河北 石家莊 050031）

引言

經濟全球化促進了國際市場的商業繁榮，導致商品在全球化發展過程中大幅度流通，但是商品在生產、運輸、銷售、儲存以及交易的過程中產生并排放了大量的二氧化碳。IPCC研究報告顯示，從1970—2004年，因人類工業活動使溫室氣體排放增長達70%[1]。二氧化碳逐漸成為影響環境最主要的因素，被世界各國廣泛關注。《斯特恩報告》中指出全球對低碳經濟得投入以每年1%的GDP投入，就可以挽回未來每年5%～20%的GDP損失，呼吁全球向低碳經濟轉型[2]。政府、相關組織和企業通過采取措施使碳排放降低，京都議定書的頒布標志著各國達成的一個新協議[3]。我國作為碳排放大國，從1990—2003年間，我國碳排放量增加了17億噸，2006年的碳排放量則上升到62億公噸，已居全球首位[4]。我國能源消耗中煤炭消費的比例過半，單位能源二氧化碳排放強度是世界平均水平的1.3倍，單位GDP能耗是世界平均水平的1.5倍，是歐美發達國家的2.1倍[5]。我國在低碳、綠色供應鏈的探索上仍有不足之處，未來供應鏈發展模式必然趨向低碳化、高效化。

供應鏈經濟在運營發展過程中受多種因素的影響，自2020年國家制定雙碳目標以來，直接影響到各行業供應鏈的轉型升級，但我國在實施“雙碳”戰略上還面臨很多難題。

短期來看，企業率先響應雙碳政策后其節能減排投入、管控成本必然增加。長遠來看，率先建立低碳供應鏈有助于整個行業相關企業獲得更大的社會影響力，和政府支持。建議企業從長遠的角度看待問題，重視供應鏈良性發展。

1 低碳供應鏈運營發展現狀

與傳統供應鏈不同的是，低碳供應鏈注重于供應鏈各環節的節能減排與運營效率問題，但低碳供應鏈最核心的是圍繞關碳排放的一系列問題。

低碳供應鏈運營發展問題的研究已深入到微觀層次。Benjaafar主要考慮碳排放量的因素，研究了碳排放對低碳供應鏈的影響；通過企業模型建立了一套以碳稅、交易以及碳補償相關的模型，得到了碳排放影響供應鏈運營的機理[6]。但該文章僅從企業角度進行了模擬決策，模型簡單，對例如碳稅浮動等實際情況考慮不足。

張靖江等，全面綜合的考慮了供應鏈的低排放供應方成員，研究了產品隨機需求、碳排放配額、碳凈化以及碳交易等多種碳排放獲取渠道情況下供應鏈企業的生產運作優化[7]。但不足之處在于僅僅考慮個體單位之間的碳排放供需及運營情況，存在一定片面性。

Chaabane等基于供應鏈資源平衡的約束，利用供應鏈生命周期評價原理，通過混合整數規劃，提出了具有普適性的可持續供應鏈設計，得到了經濟發展與環保二者平衡的結論[8]。

實際上，根據產品的種類、供應商的層級與數量、供應鏈類型，不同生產模式下，供應鏈的生產運作有很大不同[9]，運營過程中的碳排放量也不同，有必要更深入研究。楊琚，李金寶等人通過在宏觀、整體方面建立系統動力學模型研究了碳排放政策對整體供應鏈的影響，基于經濟訂貨批量模型引入了碳相關因素，分別從碳稅與碳排放的角度對供應鏈循環中的零售商與供應商的成本與碳排放進行分析，得到由于強制碳排放的限制，零售商會根據排放批量的大小靈活選擇訂貨策略；而在碳稅模型中，提高碳稅稅率雖然會使政府獲取一定的收益，但是實際上可能帶來供應鏈總成本的上升和碳排放的增加，需要合理制定碳稅稅率引導綠色供應鏈發展[10]。但是該文獻只基于簡單且穩定的供應鏈訂貨系統，假定的供貨商必須持續供貨。另外可從其他碳政策出發，如碳交易、碳補償等，對供應鏈進行仿真分析。

本文圍繞建設低碳供應鏈的思想從建址、物流、庫存和高效率供需雙邊匹配為主要影響因素，在客觀層面提高運營效率的同時減少合作成員的主觀矛盾，努力為構建低碳供應鏈做全方位的準備。Dekker等認為低碳供應鏈運營管理可分為3個階段，由設計、規劃和控制組成，而貨站建址、物流運輸和商品庫存是運營的根本[11]。于此同時還應添加高效率的供需雙邊匹配，這是因為在貨站建址、物流運輸和商品庫存的運營過程中供需匹配是無處不在的，所以在Dekker學者的流程圖下還應加以改進。如圖1所示。

1.1 基礎設施建址問題

低碳供應鏈中的基礎設施建址主要考慮基礎設施的地理位置，交通運輸狀況，運營的完備性，造價與環保問題，還應該考慮到基礎設施建設周圍環境是否共享問題。基礎設施建址是供應鏈循環中的根本問題，將影響到后續的運營效率[12]。Diabat等以碳配額作為系統約束條件，建立了設施建址模型，從決策與成本兩方面分析了以碳配額為約束的影響效果。發現配貨站的建址除本身成本外，也直接影響物流成本和庫存成本[13]。Carlsson等研究了連續的設施選建址問題，以固定成本，路網成本和運輸成本等因素，建立了總成本最小模型[14]。基礎設施建址問題是優先于物流運輸和產品庫存問題的，存在前期投入大，投入到盈利周期長，需要穩定的社會環境支持等特點。

1.2 物流運輸問題

交通運輸業的蓬勃發展是造成碳排放增多的主要原因之一。據調查2016年交通運輸業的碳排放量高達全球碳排放總量的24%。在如今各行業碳排放量逐漸控制的同時，交通運輸業的碳排放量仍繼續增長[15]。供應鏈節能減排中應當重視對物流運輸業的減排降碳。多式聯運是由不同運輸方式相結合的一種組合運輸模式，大幅提高了運輸效率，減排節能效果明顯，但協調性要求較高[16-17]。對運輸設備的要求嚴格，如：尺寸、容積、運輸方式等，而與之相對應的是匹配雙方滿意度、運輸成本和碳排放量。楊培穎等基于碳排放量對接機服務中的車輛調度與路徑問題做了研究，通過參考標簽算法，設計了啟發式標簽與集劃分的精確算法，求解后得到了滿意結果[18]。Figliozzi提出了時變路網下面向碳排放量最小的VRP模型,結果可以通過較少的運距增加得到較大的碳排放減少[19]。Qian等人研究了以減少溫室氣體排放為目標的時間依賴網絡中，車輛從車廠出發并訪問一組客戶和返回車廠的路線和時間表問題。提出了兩種求解單一路徑最優策略的方法，一種是基于時間增量的動態規劃方法，另一種是一種新的啟發式方法，通過比較兩種方法的結果得到了碳排放最小的最優策略[20]。

1.3 商品庫存問題

庫存管理也是低碳供應鏈管理中不可忽略的一部分，但目前國內外學者對低碳庫存運營管理的研究不夠豐富，模型簡單，應用性不強，還有待進一步研究。

李兵等[21]根據影響庫存管理的碳排放要素，從庫存成本角度建立碳排模型，分析了庫存管理要素，基于傳統的EOQ模型上又添加了碳影響參數。分析了碳要素對傳統EOQ模型的影響，有利于深入研究低碳供應鏈。該文僅從碳單價可浮動下常函數分段計價模型的情形，更適合研究需求變動較穩定的產品，普適性不足。蔣雨珊等人[22]從企業的角度出發，研究了產量與利潤最有均衡點，運用報童模型解決了在碳管制政策下企業的庫存管理困難的問題。同時還研究了傳統的VMI供應鏈模式在各種碳政策的影響下并非完全存在有效性，無論是供應商還是分銷商都應該根據實際來針對性的規劃運營計劃。周維良[23]提出企業在碳稅政策下的最優庫存策略是固定訂貨點，同時考慮了多種結構模型由固定訂貨排放強度與庫存排放強度的比值和碳稅浮動確定訂貨次數與訂貨量。建議供應商與銷售商合作分擔運營中碳排放的成本，當整個供應鏈的庫存碳排放量高于標準值時，銷售商采取的最優分擔比例與碳政策相同，若整個供應鏈的庫存碳排放低于標準值時，銷售商獨子承擔是最優解。但存在只考慮了一個周期循環且不穩定因素較多等不足。Toptal分析了零售商在三項碳排放監管政策下對庫存補充和碳減排投資的聯合決策[24]。Zeng等[25]研究了在一列碳限制的政策下，供應商和制造商之間的供應鏈庫存補給模型，并通過解出模型說明了不同碳排放政策對碳排放與供應鏈運營成本的影響，得到了即便存在碳排放政策供應鏈成本也不會顯著增加，但碳排放會大量減少。Bozorgi等[26]基于排放和成本探究了冷藏品庫存模型，考慮了運輸和存儲單位容量，通過建立精確算法得到了最優訂貨量并加以證明。Song等人[27]研究了碳排放政策下的報童模型，包括強制性碳排放能力、碳排放稅和限額與交易制度，并解得了最優產量和利潤。但是現實中，上游制造商和下游分銷商之間存在著許多不同的商業模式。例如：CIF（成本加運費、保險費）模式中，CIF交易中不協調和協調的決定和方案將是不同的，有待進一步研究。

1.4 雙邊匹配對供應鏈的相互影響

雙邊匹配的概念一經提出便很快應用到實際經濟貿易與運籌管理當中，并不斷加以完善。在基本的一對一匹配基礎上發展成一對多、多對多等匹配模式，同時根據不同成員主體的偏好結合模糊數學來解決不同成員主體間滿意度的考核。但目前，雙邊匹配理論仍處于不斷完善階段，實例應用相對較少，缺乏大量實證給予理論支撐，而且在新興領域鮮有應用，如：“雙碳政策下的供應鏈主體協調問題”“高效率的物流運輸問題”“云制造端的供需合作問題”“電子商務信息服務領域”等。考慮運用雙邊匹配理論的優勢應用到供應鏈的合作中可以大大提升供應鏈合作效率，有效的為“雙碳”背景下建設低碳高效供應鏈提供支持和動力。

王非等人[28]研究了三級供應鏈主體的匹配決策研究，主要從制造商與銷售商之間的合作匹配角度入手，根據匹配雙方要考慮的問題，建立供應鏈產銷雙邊匹配模型，并主要以供需雙方歷史交易信息為互相評價指標為滿意度參考源，然后求解并分析模型得到了穩定合作結果。最后通過案例分析證實了由于穩定雙邊匹配的介入，供應鏈供需雙方的合作更加高效穩定，對提高產業鏈的運營效率存在正向推動作用。同時，也存在例如跨境貿易中供銷雙方眾多合作公司信息不透明，難以在短時間內獲取真實信息，文中假設較為理想化等不足之處。鄭小雪等人[29]提出在跨境電商領域中運用雙邊匹配解決實際問題，擬服務于跨境電商服務平臺與跨境電商企業之間合作，分別充分考慮供需匹配雙方的心理條件和對對方實際條件的滿意度，構建三角模糊函數模型，通過求解模型得到最優匹配結果，最后通過一個案例來說明該行為的可行性與實用價值，而且還可以依據不同市場和區域的特點還可以繼續補充匹配條件，達到最優匹配結果。彭志敏等人[30]提出了以均衡經濟為前提的運輸服務穩定匹配，將雙邊匹配理論應用于物流運輸領域。從供需適應性的角度以均衡經濟為主要衡量要素，考慮了運輸服務方與運輸需求方的心理需求和雙方實際情況，同樣采用三角模糊函數理論解決雙邊匹配模型，有效的解決了供應鏈物流運輸的合作問題，有助于供應鏈整體高效運轉。但此文獻所構建的運輸市場是完全信息市場，所涉及的有關運輸供需主體的參數均為假定，現實中需要具體情況具體分析，而獲取信息的過程可能會增加成本。

可見雙邊匹配理論在低碳供應鏈中與各階段相互交融，但由于各類供應鏈的實際情況不同，需要供需雙方搜集大量的資料得以做出合理的判斷，形成一個完全信息博弈的局面，有利于供應鏈更高效的運營。

2 目前研究存在的問題及未來展望

目前社國內外學者對傳統供應鏈模式的研究已經十分成熟，但涉及到低碳供應鏈運營管理等新型方向仍有待從多方面深入研究，再到全方位匯總考量。本文從多方向回顧了諸多學者的文獻，發現基于微觀層面的低碳供應鏈運營中還存在如下方面不足：

1）現階段在供應鏈廠房倉庫等固定資產建址方面一般企業忽略了采用新能源材料進行建設，例如：使用生態水泥、混凝土空心砌塊、太陽能光伏板、從一開始建址就忽略了節能減排，往往等工廠發展的運營階段才去關注生產消耗，顯然這種做法是不整體，不系統的。

2）基于微觀層面的供應鏈運營管理中對于低碳政策大量企業往往是被動的受制于當今法規，為了避免被處罰不得已做出讓步。但是如果參考PPP運營模式，增加政府補貼，調動企業進行低碳改造，低碳生產的積極性可以高效推進低碳供應鏈建設，但以往文獻卻少有這方面研究。

3）微觀層面的供應鏈管理運營構建中，多是依據決策主體的理性假設，存在一定局限性，例如在決策匹配中博弈信息難以得到最完整。在運輸過程中，由于基層員工的個人工作習慣不同，在考慮天氣等因素即使是同一路線，也存在較大的碳排放差異。

以上問題都可以再進行具體研究。

通過目前對國內外關于低碳供應鏈運營管理的研究工作的回顧與總結，可以發現低碳供應鏈相關研究尚處于完善階段，還有許多問題有待解決。針對以上不足，未來基于低碳供應鏈運營管理的微觀層面研究在以下方面還可以繼續深入探索。

2.1 對于企業在節能減排的主動性方面

考慮消費者垃圾回收意識，由于全民素質的不斷提升，民眾對垃圾分類和環境保護意識大幅度增強，越來越多的消費者會主動將有回收價值的垃圾分類處理，有益于企業重新利用資源提升低碳供應鏈運營效益。

2.2 企業合作方面

可以參考BOT或PPP模式增加政府與企業的合作，對主動節能減排企業給予補貼，補貼形式可以表現在碳稅、碳配額和碳交易額等方面。倡導企業改變現有的生產銷售模式，實現供應鏈低碳化。

2.3 供應鏈在運營管理過程中

領導者的決策會影響碳排放，若領導者預先通過精準模擬運算后再結合以往經驗和社會發展現狀后做出決定可以顯著降低碳排放。但決策者的偏好卻又是不容忽視的問題，如果在未來的模型中考慮偏好因素可以降低主觀行為帶來的影響，有利于促進“雙碳”推進。

3 結語

雙碳政策對經濟發展提出新的要求，高污染企業將逐步退出市場，經濟發展逐步清潔化，對供應鏈經濟運行和發展將產生重大影響，導致供應鏈運營的模式、結構等發生改變。供應鏈高效、穩定的循環運營是保持經濟高速發展的前提，而達成雙碳目標則是社會穩定發展的基本要求。為了能夠達到供應鏈運營結構的轉型與優化；為了能夠促進社會經濟穩定、高速發展，應當重視目前碳政策下面臨的供應鏈運營的新困難，通過科學的調查與研究，采用嚴謹的模型方程進行仿真模擬，力求從根本上解決目前社會所面臨的高污染、高消耗等問題。