随着经济发展和商业活动的增加,人们对物质的需求与日俱增,大量产品被投入市场以满足人们的需求。然而,产品在生产过程中排放出大量的温室气体和有害气体,直接造成了全球变暖、臭氧耗竭、极端天气以及其他严重的环境问题。越来越严峻的环境问题,让我们意识到以破坏生态环境和化石能源为基础的工业发展方式将面临着根本性的改变。目前,我国政府已经把环境治理作为最重要的发展问题来对待。2020年9月,习近平总书记在75届联合国大会上正式宣布,我国将在2030年实现碳达峰后,进一步的提高减排贡献,努力争取在2060年实现碳中和。企业将面临着更加严厉的碳排放约束。供应链在绿色化转型过程中,会面临着政府强力的政策推动。从国际现行的碳约束政策来看,主要有碳总量约束、碳税和碳强度约束三种基本形式。不同的碳约束,对供应链的运营优的影响也不尽相同。本文以可替代品绿色供应链为研究对象,探讨成员企业在碳减排和绿色产品与传统产品竞争过程中所面临的优化协调问题。重点分析不同类型的碳约束环境下,可替代品绿色供应链运营策略优化问题,以及产品预售策略对绿色产品需求的预测和定价的影响。主要研究工作包括以下几个方面。第一,研究了对称信息下碳总量约束的可替代品绿色供应链策略。考虑政府对制造商限定最大碳排放额的情形,且市场上存在着绿色产品和非绿色可替代产品（传统产品）时的供应链中各企业的决策优化问题。通过构建集中决策模型、Stackelberg博弈模型（分别以制造商主导和零售商主导）以及纳什均衡模型（Betrand博弈）这四种博弈模型。研究发现:集中决策模型下,供应链的总利润与产品之间的替代性系数呈现负相关;供应链的总利润与消费者低碳偏好系数呈现正相关。制造商主导的Stackelberg模型下,在某些情况下,消费者低碳偏好与两种产品的批发价格和零售价格都呈现正相关。零售商主导的Stackelberg模型下以及纳什均衡模型下,在某些市场环境中,碳减排率和消费者低碳偏好与产品的批发价格和市场价格都呈现正相关。产品替代系数与供应链总利润呈负相关关系,即产品替代系数越大,供应链的总利润越低。消费者低碳偏好与供应链总利润呈正相关关系,即消费者越青睐绿色产品,供应链的总利润越高。第二,探讨了对称信息下碳税约束的可替代品绿色供应链策略。考虑到在绿色产品上市时,传统产品并不会立即退出市场,存在着绿色产品与传统产品同时参与市场竞争的情况。构建由制造商和零售商组成的可替代品绿色供应链,综合考虑碳税、绿色产品上市时间和产品绿色度等因素,探讨了制造商和零售商在不同博弈情形下的绿色供应链优化策略。论文分析了绿色产品和传统产品的定价策略以及绿色产品最优的上市时间。研究发现:在以制造商为主导的Stackelberg模型下,制造商可以通过提高企业研发技术,尽量缩短绿色产品上市的时间,或者在适度的范围内提高绿色产品的绿色度。无论产品敏感系数、产品上市时间以及碳税等因素如何变化,收益共享比例适中时,供应链的效益可实现最大化,且供应链各成员的利润不低于分散情形下的利润,从而实现帕累托改进,达到供应链效益最优。第三,分析了非对称信息下碳强度约束的可替代品绿色供应链策略。从减排成本信息不对称角度,分析在碳强度约束下的可替代品绿色供应链的策略优化问题。利用激励相容理论,构建了非对称信息博弈模型,并运用博弈论中的逆向归纳法对模型进行求解,设计了收益共享契约对供应链进行协调。研究发现:非对称信息下的供应链整体利润总是小于对称信息下供应链的整体利润,信息共享对供应链的绩效提高非常重要;制造商可以通过激励机制实现其与减排提供商的信息共享,以实现供应链利益的最大化;进一步降低减排成本,可以提高供应链整体利润。第四,分析了碳减排情形下链间竞争的可替代品绿色供应链策略。考虑在碳减排下的由可替代品绿色供应链与传统产品供应链组成的双链竞争情形的策略优化问题。在该问题中,供应链1为绿色供应链,同时生产传统产品和绿色产品。供应链2为传统产品供应链,只生产传统产品（即非绿色产品）。考虑在不同博弈情形下,可替代品绿色供应链的优化策略。研究发现:绿色产品的减排成本系数与绿色产品的零售价格呈递减关系;消费者的低碳偏好与绿色产品的零售价格、供应链企业的利润呈递增关系;采用成本分担契约,可以鼓励制造商加大碳减排量,并提高制造商和零售商的利润,实现绿色供应链的协调,提高其竞争力。第五,分析了碳强度约束的制造商预售绿色产品的定价策略。考虑制造商通过产品预售方式来解决绿色产品现货需求不确定的问题。分析了在政府强制碳约束和非强制碳约束两种情形下,制造商确定最优预售价格、节能减排努力水平以及最大利润问题。研究发现:碳减排配额、最优预售价格、节能减排努力水平和制造商的期望利润关于预订消费者低碳偏好程度变化情况受到现货消费者低碳偏好情况影响;碳减排限额、最优预售价格与节能减排的努力水平关于现货销售期消费者低碳偏好程度都是单调不减的;政府对企业的碳排放配额约束导致制造商的预售价格更高、节能减排努力水平更高且期望利润会更低。本文通过以上研究,做出了如下创新:第一,将碳税约束引入可替代品绿色供应链优化中,讨论了碳税和产品替代性对绿色产品上市时间的影响。通过系统化阐述可替代品绿色供应链的研究范式,构建了可替代品绿色供应链的博弈模型。通过集中决策和分散决策模型的建立、求解和分析,探讨了不同博弈情形下的产品碳税、传统产品的可替代性对绿色产品的最优定价、上市时间和减排策略的交叉影响。这是本研究对文献的贡献之处。此外,通过研究发现,绿色产品的定价会随着绿色度的升高而上升。同时绿色产品的零售价格与最优上市时间的关系较为复杂。当供应链在制造商主导下,绿色产品的售价与上市时间的关系呈负相关关系;而当零售商主导时呈正相关关系。第二,在碳强度约束环境下,将减排成本信息不对称因素引入可替代品绿色供应链优化问题中。从减排提供商可能隐藏减排成本信息的视角出发,分析了可替代产品绿色供应链减排策略。本论文运用激励相容理论,构建信息非对称博弈模型。论文探讨了在碳强度约束下减排成本信息的完全信息和不完全信息对供应链优化策略的影响。这是本研究对文献的贡献之处。通过研究发现,在非对称信息的情况下,制造商可以通过激励机制实现其与减排提供商的信息共享,从而实现供应链的协调。第三,从两条竞争的供应链出发,探讨绿色供应链与传统产品供应链之间的竞合关系。本文聚焦对两条供应链的研究,假设一条供应链同时生产绿色产品和传统产品,而另一条供应链只生产传统产品。两条供应链一直处于竞争状态。本文进而分析在双链竞争下,绿色供应链处于集中和分散决策时,产品的定价和碳减排策略的变化。这是本论文对文献的贡献之处。同时探讨了运用成本分担契约可以实现供应链的协调。通过研究发现,三种产品的可替代性的相互关系会影响到绿色产品的定价策略、碳减排水平和制造商的利润。第四,从解决绿色产品现货需求不确定问题出发,探讨产品预售策略下绿色供应链产品定价和碳减排策略的变化。本论文聚焦通过产品预售方法来降低由于现货需求不确定性给制造商带来的影响。重点分析了消费者在预售期和现货期的低碳偏好以及政府是否强制减排对产品定价和减排策略的交叉影响。这是本论文对文献的贡献之处。通过研究发现,制造商要想在低碳环保的大环境中获得更多的利润,单纯地依靠市场的价格、需求等手段是不够的,还要通过提高技术等手段降低节能减排的成本。