考虑碳交易与运输策略的易腐品可持续供应链博弈分析与部分缺货管理

本研究针对易腐品供应链中运输策略与碳交易的协同优化问题，通过构建制造商主导Stackelberg、零售商主导Stackelberg、帕累托最优（Pareto efficient）和纳什议价（Nash bargaining）四种博弈模型，揭示了不同合作模式下定价与批量决策对经济收益与环境可持续性的影响。研究发现纳什议价方案使零售商单周期利润提升31.92%，而帕累托最优方案更利于制造商，为 perishable products（易腐品）供应链的碳减排与运营协同提供了新范式。

　　

在全球温室气体排放中，运输业贡献了35%的CO₂
排放量，而易腐品供应链因产品新鲜度（freshness）与运输时效的特殊性面临更大挑战。印度NITI Aayog报告显示，运输成本占物流总费用的62%，其中77%来自燃油消耗。现有研究多忽略运输距离对产品变质、碳排放与需求的三重影响，且缺乏对价格-新鲜度双因素需求函数的系统分析。针对这一空白，西多-坎霍-比尔沙大学的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表研究，首次将碳交易机制（carbon cap-and-trade）、部分缺货（partial backlogging）与多阶段库存模型整合到博弈框架中。

研究采用MATLAB建模分析四种博弈策略：制造商主导Stackelberg（MS）、零售商主导Stackelberg（RS）两种非合作模式，以及帕累托最优（PE）和纳什议价（NB）两种合作模式。通过三阶段库存模型（运输损耗、销售期变质、缺货期）量化了运输时间延迟对新鲜度敏感型需求的影响，并引入碳配额交易机制模拟奖惩政策。

理论结果
模型证明零售商利润函数Π_b
(L,t₁
,T,p)关于运输时间L和定价p呈拟凹性，制造商利润Π_v
(n)在合作模式下存在全局最优解。碳交易使低排放企业获得12.7%的额外收益，而高排放企业面临19.3%的利润损失。

数值分析
以疫苗供应链为例的仿真显示：NB方案下零售商利润较PE方案增长31.92%，但制造商利润下降35.79%；MS方案因定价过高导致客户流失率增加23%。敏感性分析表明，当新鲜度敏感系数θ>0.85时，PE方案的总供应链利润反超NB方案8.6%。

管理启示
研究发现：1）运输速度提升10%会加速15%的产品变质，但能减少18%的缺货损失；2）碳价波动超过30%时，PE方案稳定性优于NB方案；3）对医药冷链等高端易腐品，部分缺货率应控制在订单量的20%以内以维持客户忠诚度。

该研究为 perishable products（易腐品）供应链提供了兼顾经济与环境绩效的决策工具，尤其适用于疫苗、生鲜农产品等高价值易腐品领域。通过量化不同博弈策略的优劣，证明碳交易机制能有效激励企业减排，而运输-库存协同优化可降低8.2%的运营总成本。未来研究可扩展至多级冷链网络与动态碳价场景。