碳减排政策下多目标再制造网络优化研究——以水泥企业为例

摘要

企业再制造网络优化作为企业实施再制造的基础，不仅考虑企业自身经济效益，还需承担环境和社会责任。企业再制造网络优化受到政府部门环境政策的约束和周边社区居民的关注。一方面，我国政府部门开始采取一系列碳减排政策引导企业碳减排，尤其是水泥企业作为高能耗、高碳排放、高污染主体已成为履行碳减排责任的载体。另一方面，居民环境厌恶度诉求已经在《国家发展改革委重大固定资产投资项目社会稳定风险评估暂行办法》文件中明确规定。为此，本文以水泥企业为例，在碳减排政策下，研究再制造企业如何从战略高度规划再制造网络，以及探讨政府部门碳减排政策对企业再制造的影响机理。据此，主要的研究工作是： （1）考虑碳税政策并建立总成本和碳排放最小的企业再制造网络优化模型，发现合适的碳税政策区间能够使企业再制造网络结构碳减排最小。本文将碳税政策引入双目标企业再制造网络优化研究，构建总成本和碳排放最小化的混合整数规划模型，将多目标粒子群优化算法与第二代非支配排序遗传算法性能进行比较，寻求合适的算法优化双目标企业再制造网络优化模型的最优解集。既有研究仅考虑碳排放目标，尚未将碳税政策纳入多目标企业再制造网络优化；现有多目标优化方法求解多目标问题时存在单点最优解的局限性。根据枣庄中联水泥企业实地调查数据，对本文模型和算法进行验证。研究结果表明：多目标粒子群优化算法在求解中、大规模多目标优化问题时的优势更为突出。碳税政策下，总成本和碳排放最小化的企业再制造网络存在最优结构，且最优组合解集中的总成本和碳排放量目标此消彼长；同时发现针对水泥行业，碳税率在（5，30］元/吨内适度调整能够有效引导企业碳减排。研究结论有助于政府部门碳税政策的制定，同时为水泥再制造企业在碳税政策下合理配置资源提供参考依据。 （2）考虑政府部门补贴政策，构建总成本、碳排放和居民环境厌恶度最小化的企业再制造网络优化模型，旨在规划三目标优化的企业再制造网络结构。考虑消费市场需求不确定因素，结合具体问题规模将多目标粒子群优化算法改进，以寻求三目标优化问题的最优解集。现有研究忽视市场需求不确定，还没有涉及政府部门补贴对再制造网络中企业技术创新减排的影响。根据枣庄中联水泥企业实地调研数据，对本文模型和算法进行验证。研究表明：水泥行业补贴率在（10，30］元/吨范围内适度调整能够有效激励企业投资减排技术创新；消费市场需求不确定会影响企业再制造网络结构，随着消费市场需求不确定置信水平升高，企业再制造网络的成本、碳排放和居民环境厌恶度目标均有所提高。研究结论为政府部门补贴政策的制定以及水泥企业再制造运营决策提供合理参考方案。

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摘 要

ABSTRACT

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第一章 绪论

1.1研究背景与问题提出

1.1.1研究背景

1.1.2问题提出

1.2研究意义

1.2.1 理论意义

1.2.2 现实意义

1.3国内外研究现状

1.3.1水泥企业碳减排政策和水泥企业碳足迹相关研究

1.4研究方法与研究思路

1.4.1研究方法

1.4.2研究思路

1.5 研究内容与主要贡献

1.5.1研究内容

1.5.2 主要贡献

第二章 相关概念及理论基础

2.1企业再制造相关概念

2.1.1企业再制造

2.1.2再制造产品特性

2.1.3水泥企业再制造网络

2.2多目标优化理论

2.2.1多目标优化模型

2.2.2基于Pareto的最优解集

2.2.2多目标优化方法

第三章 碳税政策下双目标企业再制造网络优化及算法

3.1 模型描述与研究假设

3.1.1 模型描述

3.1.2 研究假设

3.2 碳税政策下双目标企业再制造网络优化模型构建

3.2.1 企业再制造网络成本目标函数构建

3.2.2 企业再制造网络碳排放目标函数的构建

3.2.3企业再制造网络约束条件

3.3多目标优化算法比较

3.3.1 算法测试样本

3.3.2 算法性能指标

3.3.3 算法比较

3.4案例分析：以枣庄中联水泥企业为例

3.4.1背景描述

3.4.2模型求解

3.4.3灵敏度分析

3.5本章小结

4.1 模型描述与研究假设

4.1.1模型描述

4.1.2研究假设

4.2 政府部门补贴政策下三目标企业再制造网络优化模型构建

4.2.1企业再制造网络成本目标函数构建

4.2.2企业再制造网络碳排放目标函数构建

4.2.3企业再制造网络居民环境厌恶度目标函数构建

4.2.4企业再制造网络约束条件

4.2.5需求不确定性参数转化

4.3 MOPSO算法的改进

4.3.1 粒子编码规则

4.3.2 改进多目标粒子群优化算法流程

4.4 案例分析

4.4.1 背景描述

4.4.2模型求解

4.4.3灵敏度分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1研究结论

5.1.1 碳税政策下双目标企业再制造网络优化

5.1.2 政府部门补贴下三目标企业再制造网络优化

5.2研究局限与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间所取得的主要成果