供应链作为资源消耗和碳排放产生的特殊大领域，其对低碳经济的发展起着重要的作用，目前环境问题的日益加剧以及更多政府法规的出台，迫使相关企业和政策制定者重新审视其供应链活动对环境的影响。在这样的背景下，本文对碳政策约束下多周期供应链网络设计与优化问题进行研究，使碳排放因素在供应链运作活动开始前的计划阶段就得到了考虑，避免走先污染后治理的道路。同时，供应链网络设计与规划决策对确定整个供应链中的碳排放量和总成本起着至关重要的作用。本文具体考虑三种常见的碳政策:强制性碳上限政策、碳税政策、碳总量管制与交易政策，分别建立每种碳政策约束下多周期正向/闭环供应链网络设计与优化模型，探讨不同碳政策约束对供应链战略布局和运营决策的影响。所构建模型捕捉了供应链总成本和碳排放之间的权衡，具有较强的理论意义和应用价值。本文研究的主要内容包括以下几个方面:
　　(1)在对碳约束和低碳供应链网络设计与运作问题相关文献进行系统综述的基础上，给出了相应的概念和理论分析，包括:供应链网络设计的概念和主要内容、低碳供应链体系的构成以及低碳供应链实施的影响因素、国际与国内碳减排政策的应用等相关理论。
　　(2)考虑了碳约束下正向供应链网络设计与优化问题，首先构建完全基于经济因素的多周期正向供应链网络设计与优化基础模型，然后将三种碳政策约束纳入到基础模型中，构建每种碳政策约束下的拓展模型，通过数值实验对模型的有效性和适用性进行验证，具体分析了每种碳政策约束对正向供应链网络结构以及企业总成本和碳排放总量的影响，并从中得到一些独特的见解。
　　(3)在研究正向供应链网络设计的基础上加入旧产品回收等逆向活动，将研究视角从正向供应链扩展到闭环供应链，分别构建三种碳政策约束下的多周期闭环供应链网络设计与优化问题的混合整数线性规划(MILP)模型，所构建的模型捕捉了多周期闭环供应链网络的设施中心选址和物流运输之间的权衡以及供应链总成本和碳排放之间的权衡。其次，又考虑了碳排放参数为不确定性时更切合现实的情景，将闭环供应链活动中碳排放的不确定性看作指定包围盒中参数的不确定性，并构建了每种碳政策约束下原模型的鲁棒对等式优化模型。通过数值实验，对每种碳政策下碳约束强度对闭环供应链网络结构、企业总成本和碳排放总量的影响进行了灵敏度分析，同时验证了鲁棒优化模型比确定性模型有更好的表现。
　　本文提出了碳政策约束下供应链网络设计与优化模型，丰富了低碳供应链研究的相关理论，为碳约束下复杂供应链网络优化模型及其他情形下模型研究进行了试探性研究，能给之后低碳供应链网络设计研究提供部分借鉴和引导。同时，本文观察得到的一些结果不仅可以为企业决策者预测碳监管政策对供应链网络设计与运营决策的影响提供一定的参考价值，还可以为政策制定者在制定合理的碳减排政策时提供一定的启示，对推进低碳经济可持续发展具有一定的意义。