（管理科学与工程专业论文）企业逆向物流网络模型设计与优化研究.pdf

摘要 随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，消费者对产品多样化和个性 化的要求越来越高，由此导致产品生命周期日益缩短，更新换代速度加快，被人 们淘汰和废弃的物品也越来越多。与此同时，随着人们的环保意识不断增强，环 保法规日益完善，企业界也不得不认真审视废弃物品的处理问题。构建逆向物流 系统已经成为很多企业的当务之急。 本文正是基于上述背景，在国内外学者对逆向物流管理的理论和实践的基础 上，研究逆向物流系统构建中的一个重要方面：网络设计与优化。首先对逆向物 流的研究现状、概念、构成等相关内容进行了介绍，并分析了逆向物流系统的流 程，并指出了逆向物流和正向物的区别和联系，使它上升到一个系统化、理论化 的高度。根据逆向物流系统与正向物流系统的关系，将逆向物流网络分为两类： 独立的逆向物流网络和整合的逆向物流网络。在此基础上，论文分别以独立的逆 向物流网络和整合的逆向物流网络为对象，进行了网络设计与优化的模型研究。 论文阐述了每一类逆向物流网络设计与优化的主要内容，分析了每一类逆向物流 网络设计与优化的特点，然后在此基础上，构建了该类逆向物流网络设计与优化 的混合整数规划模型和算法，并给出了算例。 本文的主要工作：首先，基于对逆向物流与正向物流，独立的逆向物流与整 合的逆向物流的比较分析，归纳出独立的逆向物流与整合的逆向物流在网络设计 与优化中的特点。其次，在独立的逆向物流网络设计与优化中，建立考虑随机供 给与随机需求的随机性网络优化模型，并把它转化为确定性的模型进行求解；再 次，在整合的逆向物流网络设计与优化模型中同时考虑多种产品和多种处理方 式。 关键词：逆向物流网络设计与优化混合整数规划 a b s t r a c t w i t ht h ea d v a n c e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n dw i t ht h ei m p r o v e m e n to f p e o p l e sl i f el e v e l ，c o n s u m e r sr e q u i r e m e n t sa b o u tp r o d u c t s d i v e r s i f i c a t i o na n d i n d i v i d u a t i o na r em o r ea n dm o r eh i g h t h e r e f o r e ，t h ep r o d u c t sl i f ec y c l ei s i n c r e a s i n g l ys h o r t e n e d ，a n dt h es p e e do fp r o d u c t sr e n e wi sm o r eq u i c k l yt h a nb e f o r e s op e o p l ee l i m i n a t ea n da b a n d o nm o r e p r o d u c tt h a nb e f o r e a tt h es a m et i m e ，w i t h p e o p l es t r e n g t h e nt h e i rc o n s c i o u s n e s so fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dw i t ht h e e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n l a w si s i n c r e a s i n g l yp e r f e c t ，e n t e r p r i s e f i e l dh a v et o s e r i o u s l yd e a lw i t ht h ep r o b l e mo fh o w t oh a n d l et h ea b a n d o n e dp r o d u c t s a l lt h e s e c h a n g e sh a v eb o o s t e dt h er e v e r s el o g i s t i c sa n da r o u s e de x t e n s i v ei n t e r e s ti nt h e c o n s t r u c t i o no fr e v e r s el o g i s t i e ss y s t e m s a c c o r d i n ga b o v e m e n t i o n e db a c k g r o u n d ，t h ep a p e rf o c u s e so no n eo ft h em a i n a s p e c t s i nt h ec o n s t r u c t i o no fr e v e r s el o g i s t i c s s y s t e m ：n e t w o r kd e s i g n a n d o p t i m i z a t i o nb a s e da l lw o r l ds c h o l a r ss t u d ya b o u ta n dp r a c t i c e so fr e v e r s el o g i s t i c s f i r s t l y , t h ea r t i c l ei n t r o d u c e sp r e s e n tr e s e a r c hc o n c e p ta n dc o m p o s i n go fr e v e r s e l o g i s t i c sa n de x p l a i n st h ed i f f e r e n c ea n dc o n t a c tb e t w e e nr e v e r s el o g i s t i e sa n dg e n e t i c 1 0 9 i s t i e s b a s e do nt h el i n k sw i t ht h ef o r w a r dl o g i s t i c ss y s t e m ，t h er e v e r s el o g i s t i c s n e t w o r ki sc l a s s i f i e di n t ot w ok i n d s ：t h eu n a t t a c h e dn e t w o r ka n dt h ei n t e g r a t e d n e t w o r k s e c o n d l y , a c c o r d i n gt ot h ef o r e n a m e dc l a s s i f i c a t i o n ，t h en e t w o r kd e s i g ni s a l s od i v i d e di n t ot w oi n s t a n c e s ：t h eu n a t t a c h e dn e t w o r kd e s i g na n dt h ei n t e g r a t e d n e t w o r kd e s i g n f o re a c hi n s t a n c e ，t h ep a p e ra n a l y z e st h em a i nc o n t e n ta n dt h e c h a r a c t e ri nt h en e t w o r kd e s i g na n do p t i m i z a t i o n b a s e do nt h ea n a l y s i s ，am i l p m a t h e m a t i c a lm o d e la n dac a s ea r eb u i l t h e r ea r et h eh i g h l i 曲t si nt h ep a p e r ：f i r s t l y ，c o m p a r et h er e v e r s el o g i s t i e sa n dt h e f o r w a r dl o g i s t i c s ，t h eu n a t t a c h e dr e v e r s el o g i s t i c sa n dt h ei n t e g r a t e dr e v e r s el o g i s t i c s t os u m m a r i z et h ec h a r a c t e r si nt h ed e s i g na n do p t i m i z a t i o no fe a c hk i n do fr e v e r s e l o g i s t i c sn e t w o r k s e c o n d l y , p r e s e n tt h em o d e lt h a tc o n s i d e r st h er a n d o m i c i t yo ft h e s u p p l ya n dt h ed e m a n df o rt h eu n a t t a c h e dr e v e r s en e t w o r kd e s i g na n do p t i m i z a t i o n ， a n dc o n v e r tt h es t o c h a s t i cm o d e lt oad e t e r m i n a t eo n e ；i nt h el a s t ，p r e s e n tt h em o d e l t h a tc o n s i d e r st w op r o d u c t sa n dm u l t i d i s p o s a ls t r a t e g i e sf o rt h ei n t e g r a t e dr e v e r s e n e t w o r kd e s i g n k e y w o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ，n e t w o r kd e s i g na n dn e t w o r ko p t i m i z a t i o n ，m i l p 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些太堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：1 也a 支 签字日期：驴蹄f 月【g 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 已乏 导师签名： 签字日期： p 胯 f 月( p 日 签字日期：p g 年f 月f 彩日 学位论文的主要创新点 一、现有研究在考虑回收品产生数量的随机性以及需求数量的随机性 时，大都通过一系列具体情景变量和参数，采用灵敏度分析的方法进 行研究。在独立的逆向物流网络设计与优化中，本文建立了考虑随机 供给与随机需求因素的随机网络优化模型，并把该随机模型通过一定 的转化方法转化为确定性的模型进行求解。 二、在整合的逆向物流网络设计与优化模型中同时考虑多种产品和多 种处理方式，本文根据这个特点建立了一个混合整数规划的网络优化 模型。 第一章绪论 1 1 论文背景 第一章绪论 逆向物流在我们的社会生活，在社会的各行各业中普遍存在：消费者的退货， 包装物的反复使用，零售商、分销商的多余库存返回，废弃品处理等等。可以说， 只要有经济活动的存在，就会有逆向物流的产生。逆向物流和正向物流一样，都 是社会经济活动的产物。逆向物流己经成为影响可持续发展、企业竞争力及消费 者满意的重要因素，构建逆向物流系统成为很多企业的当务之急。 近年来逆向物流产生和增加的原因可归结为三个。第一原因是来自顾客的退 货行为，导致商品的回流量增加。任何企业，即使是包括全球5 0 0 强在内的跨国 公司，都会面临顾客的退货问题。即使是更加精益化的物流与供应链管理运作， 也会有一些误差的出现。常见的退货原因有：存在质量问题、数量有偏误、错误 的递送对象等。逆向物流执行协会在一份调查中发现，1 9 9 9 年全球圣诞节后的 顾客退货额高达6 亿美元，2 0 0 0 年圣诞节后的退货额则高达1 0 亿美元。现代物 料搬运杂志估算的2 0 0 2 年退货额更是达到1 1 0 亿美元。第二个原因是来自供应 商的产品召回行为。产品召回制度源于2 0 世纪6 0 年代的美国汽车行业，经过多 年实践，美国、日本、欧洲、澳大利亚等国对缺陷汽车召回都已经形成了比较成 熟的管理制度。近几年随着消费者地位的上升，消费者权益增加，产品召回现象 从最初的汽车、电脑迅速蔓延到手机、家电、日用品等各行业。为了维护企业的 核心竞争力，企业需要通过有效的逆向物流管理来降低召回损失。第三个原因是 来自国际和法律的环境保护因素。越来越多的国家政府为了社会经济的可持续发 展都制定了严格的废弃物资处理法规或回收再循环方面的法规，这导致生产商和 相关责任单位主体必须对寿命终结( e o l ) 的产品负责，进行回收处理。例如，欧 盟的两道指令分别为报废电子电气设备指令和关于在电子电气设备中禁止 使用某些有害物质指令，按照规定，欧盟2 5 个成员国应该于2 0 0 3 年8 月1 3 日以前将上述指令转换为成员国法律，并正式实施，建立起有关产品回收体系， 保证电子电气产品单独回收，而回收费则由产品生产商或进口商承担。 另外，电子商务的出现改变了传统的销售模式，使得交易的产生不受时间和 空间的限制。但是电子商务的发展也使得网上直销量迅速增加，导致商品地回流 第一章绪论 量也急剧增加。因为网上购物使得消费者无法通过触摸、使用等实际接触看到商 品的真实面目”，等到收到货物后，很容易发现自己订购的商品和所需求的并不 符合，因而要求退货。据d e l o i t t ec o n s u l t i n g 统计，1 9 9 7 年全球电子商务交易额 使1 5 0 亿美元，2 0 0 2 年这一数据已上升到1 1 万亿美元，而与此同时，交易退货 率已经达到电子商务交易额的3 6 。 1 2 论文的研究意义 ( 1 ) 提高顾客价值，增加竞争优势。在当今顾客驱动的经济环境下，顾客价 值是决定企业生存和发展的关键因素。众多企业通过逆向物流提高顾客对产品或 服务的满意度，赢得顾客的信任，从而增加其竞争优势。对于最终顾客来说，逆 向物流能够确保不符合订单要求的产品及时退货，有利于消除顾客的后顾之忧， 增加其对企业的信任感及回头率，扩大企业的市场份额。另一方面，对于供应链 上的企业客户来说，上游企业采取宽松的退货策略，能够减少下游客户的经营风 险，改善供需关系，促进企业间战略合作，强化整个供应链的竞争优势。特别对 于过时性风险比较大的产品，退货策略所带来的竞争优势更加明显。 ( 2 ) 降低物料成本，增加企业效益。减少物料耗费，提高物料利用率是企业 成本管理的重点，也是企业增效的重要手段。然而，传统管理模式的物料管理仅 仅局限于企业内部物料，不重视企业外部废旧产品及其物料的有效利用，造成大 量可再用性资源的闲置和浪费。由于废旧产品的回购价格低、来源充足，对这些 产品回购加工可以大幅度降低企业的物料成本。特别是随着经济的发展，资源短 缺日益加重，资源的供求矛盾更加突出，逆向物流将越来越显示其优越性。 ( 3 ) 改善环境行为，塑造企业形象。随着人们生活水平和文化素质的提高环 境意识日益增强，消费观念发生了巨大变化，顾客对环境的期望越来越高。另外， 由于不可再生资源的稀缺以及对环境污染日益加重，各国都制订了许多环境保护 法规，为企业的环境行为规定了一个约束性标准。企业的环境业绩己成为评价企 业运营绩效的重要指标。为了改善企业的环境行为，提高企业在公众中的形象， 许多企业纷纷采取逆向物流战略，以减少产品对环境的污染及资源的消耗。 ( 4 ) 改善品质管理体系，提高潜在事故的透明度，加速新产品的i s 0 9 0 0 12 0 0 0 版将企业的品质管理活动概括为一个闭环式活动一计划、实施、检查、改进，逆 向物流恰好处于检查和改进两个环节上，承上启下，作用于两端。 逆向物流网络设计与优化又是逆向物流研究中的一个非常重要的内容。网络 物理结构是由网络中的节点和边组成。在逆向物流网络中，节点就是逆向物流中 的各种活动设施。边就是逆向物流的配送路径。在一定意义上，产品回收网络是 2 第一章绪论 逆向物流的表现形式，涵盖了逆向物流的管理模式、管理策略以及操作。在联接 点( 回收市场、拆解中心、再加工制造厂、仓库、再利用市场) 和运输路线构成的 逆向物流网络中，最重要的是从产品回收出发，以尽可能少的物流费用，实现产 品回收网络结构、布局的合理化。在正向物流管理中，物流网络设计通常被认为 是具有战略性意义的。这是因为生产、储存及配送中转的设施的选址，运输线路 的选择等问题对于整个供应链的成本及运作绩效都有着决定性的作用。与此相 似，在逆向物流管理中，当产品或备件被回收时，也面临仓库地址、检测中心地 址、运输线路等的决策问题。为了获得最大化的利润，企业必须用尽量低的成本 建立起尽量有效和高效的物流网络，使得产品在逆向甚至正逆向整合的流程上以 最优的方式流动。因此，逆向物流的网络设计同样具有战略性的意义。它对逆向 物流系统的运营和长期发展至关重要，是形成逆向物流系统的第一步。 1 3 国内外研究现状及存在问题 1 3 1 国外研究现状 国内外学术界对逆向物流研究的重视始于上个世纪九十年代。逆向物流网络 设计与优化的研究中，针对某一类具体产品的案例研究相对较多。以下将对部分 模型进行介绍。 1 9 9 5 年k r o o n 和v r i j e n s 考虑了可再利用的包装材料的物流系统设计，指出 该再利用系统涉及五个角色：包装物的所有者、物流服务供应商、货物发送者、 货物接收者、运货者。其中由物流服务供应商负责储存、供应和收集空的包装物。 作者从历史数据中估计出系统中包装容器的期望数量以及需求服从的几何分布， 建立了一个能确定空包装容器( 袋) 的仓库数量和设施地点的选址定位的m i l p 模 型。 1 9 9 7 年s p e n g l e r 等则对钢铁工业的副产品回收进行了研究，建立了一个混 合整数规划模型。论述了钢铁公司需要确定从经济角度来说，什么样的回收过程 是有利的，他们需要确定回收工厂的能力、位置与分配。 19 9 7 年b e r g e r 和d e b a i l l i e 年将一个己有的生产分销网络扩展城一个具有 拆卸、检测处理中心的网络结构。由于已有的网络设施数量及其位置己定，所以， 此问题的关键在于确定拆卸、检测中心的处理能力及其选址定位。为此，作者建 立了一个m i l p 模型。 1 9 9 7 年j a y a r a m a n 等分析了美国的电子产品再制造企业，认为企业的活动围 3 第一章绪论 绕收集、再制造以及再分配来进行，维修设备的最优数量和选址定位，以及回收 中心数目的确定，都要考虑投资、运输、处理和储存成本。 1 9 9 8 年b a r r o s 等利用多级选址定位模型对在建工地多余污沙的循环利用进 行了网络设计，确定了仓库容量以及净化设备安装地点。该污沙循环利用网络包 括四个层次：粉碎公司( 过滤、粉碎) 、区域仓库( 分类、储存) 、处理装置( 清洗、 储存) 、基建工地( 再利用) 。 1 9 9 9 年l o u w e r s 等指出由于欧洲大量的废旧地毯的产生，以及政府对环保 要求的提高和地毯中潜在的大量尼龙原料，使得欧洲地毯行业开始与化工企业联 合建立回收网络。文中设计了地毯回收的连续位置模型，成本使用线性近似值， 采用非线性模型解决最优化问题。 1 9 9 9 年k i k k e 等人研究了影印机的重新加工制造，构建了多层次逆向物流 网络设计的m i l p 模型。 2 0 0 1 年d c k k e r 以不确定的观点重新研究了l o u w e r s 的研究内容，提出了一 个多阶段随机规划模型。 m i nh o k e y 等于2 0 0 3 年研究了由初始收集点、回收中心构成的一个双层逆 向物流系统。回收系统中，产品首先由初始收集点的客户手中回收，然后初始收 集点将汇总的产品运往回收中心处理，其中初始回收点有服务能力的限制，回收 中心也有容量的限制。为确定初始点、回收中心的最佳位置和数量，他们提出了 一个单目标、非线性的m i l p 模型，并构造了求解的遗传算法程序。最后，他们 将该模型应用于具有5 个备选回收中心地址，1 0 个备选初始点地址和1 5 个顾客 的算例，并对初始收集点的单位库存成本、地址和存储时间，以及遗传算法中的 参数进行了灵敏度分析。 1 。3 2 国内研究现状 国内在逆向物流领域的深入研究相对较少，比较有代表性的有： 2 0 0 1 年s h i hl i h s i n g 研究了台湾地区的家用电器和计算机的逆向物流系统 设计。作者设计了6 种不同的回收策略，考虑的指标有运输成本，运营成本，设 施成本，固定成本，沉淀成本和废弃物处理成本，并考虑政府补贴和回收物的销 售收入，通过m i l p 模型的优化，获得了台湾地区家用电器回收物流网络的最优 设计方案。 2 0 0 4 年，黄芳，李宗平分析可用再包装容器的系统功能。并以集装箱为例， 建立了第三方负责回收的m i l p 模型，该模型的目标检修中心所需的项成本( 包 括：各种物流设施的投资、运营成本) 、各个功能节衔接的运输( 跟踪) 成本、修复 4 第一章绪论 后空箱的堆存成本之和达最小化。 戴更新，侯云章2 0 0 5 年建立了混合整数设计模型，借助于模拟退火算法综 合研究了正逆向结合的物流网络设计问题。通过对算法在不同控制参数下所得结 果进行比较，得出了网络设计中各设施的选址结果以及系统运作费用最小时的运 输路线，并且求出了最小运作费用。 马祖军，代颖2 0 0 5 年为了在传统正向物流网络基础上扩建产品回收逆向物 流网络，基于混合整数线性规划方法建立了一种单产品，有能力限制的产品回收 逆向物流网络优化设计模型，据此确定物流网络中各种设施的数量和位置，并在 由此构成的各条物流路径上合理分配物流量，以使各种设施的投资和运营成本之 和最小。给出了提高模型求解效率的b e n d e r s 分解算法，并通过算例验证了模型 和算法的有效性。 1 3 3 现有研究存在的问题 ( 1 ) 现有研究大都针对特定的案例建立网络设计与优化的数学模型，较少总 结出逆向物流网络设计与优化中的共同性特点； ( 2 ) 大多数的研究对象为独立的逆向物流系统，未将逆向物流系统和正向物 流系统进行整合。在将逆向物流系统和正向物流系统进行整合进行的研究中，没 有充分考虑整合的逆向物流系统中新产品和旧产品共存以及网络中存在多种处 理方式的特点； ( 3 ) 现有研究较少考虑考虑供给和需求的随机性特征。在考虑随机性的文献 中，大都建立确定性的模型，然后给出一系列的具体情景变量( 供给和需求的不 同数值) 和参数，采用灵敏度分析的方法来进行讨论。 1 4 研究内容及结构 1 研究内容 为了更好地指导企业构建逆向物流系统，本文在总结现有研究成果与不足的 基础上，以逆向物流网络的设计与优化为研究对象，试图对逆向物流网络设计与 优化中的相关问题选址与配给决策进行研究。具体来说，研究的内容主要有以下 三个方面： ( 1 ) 研究独立的逆向物流及整合的逆向物流在网络设计与优化中的特点； ( 2 ) 研究在随机供给与随机需求情况下，独立的逆向物流网络设计与优化； ( 3 ) 研究多种产品、多种处理方式情况下，整合的逆向物流网络设计与优化。 5 第一章绪论 2 论文结构 本文共分为六章。 第一章，绪论。包括选题背景、研究意义、研究现状、研究内容及结构的介 绍。第二章，逆向物流基本理论及研究对象概述。首先，较为详细的介绍了逆向 物流的定义、功能、产生及处理，然后分析了逆向物流系统的流程及逆向物流与 正向物流的联系与区别。第三章，逆向物流网络结构的研究。本章首先从逆向物 流的结构特征出发，以不同的角度对逆向物流系统做了分类研究，然后从逆向物 流网络着手，分析了逆向物流网络的构建环境、和网络的类型，并提出逆向物流 网络设计与优化决策框架。第四章，独立的逆向物流网络设计与优化。研究了独 立的逆向物流网络自身的特点及其网络设计的特定内容。建立了独立逆向物流网 络设计与优化模型，并对以前的研究有所改进。最后，为了解释与验证所建立的 模型，给出了一个算例并进行求解。第五章，整合的逆向物流网络设计与优化。 独立的逆向物流网络和整合的逆向物流网络是逆向物流网络的两种类别。因此， 本章的研究和第4 章的研究构成了逆向物流网络设计与优化的全部内容，是本文 的主体。该章的研究结构与第四章的研究结构类似，只是研究的内容针对了整合 的逆向物流网络的特点。第六章，结论。对本文的研究结论进行了概括及对以后 的研究内容进行了展望。 6 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 2 1 逆向物流概述 2 1 1 逆向物流的涵义 1 9 8 1 年，l a m b e r t 和s t o c k 最早提出逆向物流的概念。他们把逆向物流定 义为：与极大部分的货物流动方向是相反的。这个定义与1 9 8 6 年m u r p h y 提出 的定义类似。1 9 8 9 年m u r p h y 和p o i s t 把逆向物流定义为：货物从消费者到生产 者的流动。二十世纪八十年代，逆向物流的范围也仅限于货物从消费者到生产者 的流动，与正向物流相反。 1 9 9 8 年，s t o c k 把逆向物流定义为：物流在产品收回、产品循环使用、物料 替代、物料循环使用、废物处理和修理、整修和再制造中的作用。这个定义类似、 于s t o c k 教授和k o p i c k i 分别在1 9 9 2 年和1 9 9 3 年给出的定义。c a r t e r 和 e l l r a m ( 1 9 9 8 年在j o u r n a lo f b u s i n e s sl o g i s t i c s 中) 也采用了类似的定义：逆向物流 是公司通过再循环( r e c y c l i n g ) 、再使用以及减少原材料的使用，使公司可以有效 率地达成环境保护的过程。c a r t e r 和e i 认为逆向物流狭义的定义是：通过配销 的网络系统将所销售的产品进行回收的过程。到了1 9 9 9 年，r o g e r s 和 t i b b e n l e m b k e 对于逆向物流的定义被美国物流管理协会( t h ec o u n d lo f l o g i s t i c sm a n a g e m e n t ) 所采用，成为比较通用的一个定义，即：“逆向物流是为了 资源回收或处理废弃物，在有效及适当成本下，对原料、在制品、成品和相关信 息，从消费点到原始产出点的流动和储存，进行规划、执行与管制的过程。” 简单地说，逆向物流就是对废旧物品和退货的回流过程的管理。此外，广义 的逆向物流涉及到企业的生产、销售及售后服务等方面，除了物品的回流处理之 外，还包括减少资源使用，特别是有毒有害物质的使用，以及使整个物流系统更 有效、更环保等。 总结上述定义，本文认为，逆向物流是计划、实施和控制原材料、加工库存 品、产成品和相关信息从供给地到需求地( 对应正向物流中的产品需求地到供给 地) 之间的流动过程以达到恢复价值和环境保护的目的。 7 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 2 1 2 逆向物流的功能 尽管不同的逆向物流系统涉及的具体活动可能不一样，但一般都包括以下功 能： 1 、收集 通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的废旧物品收集起来，运往处理的地 点。该步骤可能包括收购、运输和仓储等环节。由于从分散的消费者处收集废旧 物品涉及大量的小批量运输，因而导致收集费用很高，在逆向物流总成本中占据 相当大的比重。此外，该过程的运输也是逆向物流中引起环境污染的关键因素之 一。因此，废旧物品收集过程应该尽量采用合并运输策略( 如利用正向物流中的 回程运输) ，以减少不必要的运输。 2 、检测和分类 回收物品的种类繁多，相应价值也不相同，必须进行有效分类才能进行后续 处理。如果回收的商品只是由于顾客偏好或多余库存而不是质量因素，则可以继 续出售。终端顾客向零售商退货，零售商向分销商退货，而接受退货的一方都可 以把退货作为新的库存。当产品确有质量问题，商品返回到制造厂商。制造商对 返回物进行分类、成本核算，再进行相应的处理决策，例如削价处理或进行再制 造和再加工。对于无法再利用的物品，经过适当处置，包括分解并返回原料供应 商或焚烧、填埋等。对于包装材料，终端用户的包装材料可以返回经销商或直接 至包装材料的制造企业。而中间客户所用的托盘等装运设备则可以多次利用。使 用过的包装材料一般需要经过再次加工维护后再利用。这种加工维护工作可由专 门的回收包装材料处理厂商来完成。 3 、再处理 对回收产品或其零部件进行处理，以重新获取价值。该步骤可能包括清洗、 零部件替换和重新组装等环节。其中，再处理方式主要有再使用、再制造、再循 环。再使用针对只需清洗或少量维修工作即可直接再使用的包装、产品或零部件， 如玻璃瓶、塑料瓶、罐、箱、扦盘等包装容器，复印机和打印机的墨盒、一次性 相机，二手家具、服装和书等；再制造是指保留废旧零部件的结构和功能特性， 通过必要的拆卸、检修和替换，使其恢复得同新的一样，如飞机和汽车的发动机、 计算机、复印机和打印机部件等；再循环是指循环利用废旧物品中的原材料，如 废旧金属、纸、玻璃、塑料等。专业的再处理设备需要高昂的投资，因而在很大 程度上决定着整个逆向物流系统的经济可行性。因此，一般要求回收品数量较大 且集中处理，以形成规模经济效益。 4 、废弃处置 8 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 对那些出于经济或技术上的原因无法再利用的废旧产品或零部件进行销毁。 该步骤可能包括运输、填埋或焚毁等环节。 5 、再分销 将处理后的再生产品运往市场进行销售。该步骤可能包括销售、运输和仓储 等环节。该过程与正向分销物流类似，需要在运输的合作和快速反应之间进行权 衡。 从以上可以看出，逆向物流是为了重新获得废弃产品或有缺陷产品的使用价 值，或者对最终废弃物进行正确处置。 2 1 3 逆向物流的产生及处理 1 逆向物流的产生 逆向物流产生的地点、途径、原因及驱动性因素是多种多样的。表2 1 显示 并归纳了逆向物流产生的这些因素及其相互关系。 表2 - 1 逆向物流的产生 产生地 分类产生原因驱动性因素典型产品 生产商生产中返回原材料剩余法规约束药品 废料、副产品 公司责任感 钢铁 不合格产品 分销商分销中返回安全或质量问题的回收市场营销积压库存产品， 过期、过时库存调整法规约束时装、化妆品 b 2 b 商业返回( 未售、错经济性 发、损坏) 分销后返回使用过的分销物品经济性托盘，集装箱 法规约束 消费者消费者c 2 b 商业对不满意新产品的退货市场营销服装、消费品 返回 消费者服务返回更新或修理需求市场营销有缺陷的手机、 法规约束冰箱 使用后的返回终止使用经济性电池 终止生命周期法规约束 集装箱 9 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 例如，如果逆向物流是从消费者处产生，那么产生的物流可能是消费者c 2 b 商业返回，原因是消费者对购买的产品不满意。此时逆向物流发生的驱动性因素 主要是公司的市场营销考虑，通过接受客户的不满意退货，提高客户的满意度， 从而提升公司形象或声誉。消费者通常在网上定购商品如服装、化妆品，若发现 购买的商品不满意而商家也同意退货时，该种产品的逆向物流就产生了。 2 逆向物流的处理方式 逆向物流产生后，需要通过一定的处理方式将返回产品重新恢复为可再使用 产品或进行正确处置。根据返回产品客观状况的不同，可以采取包括再使用，再 加工、再循环及废弃处置在内的不同形式。 ( 1 ) 产品回收再使用( r e u s e ) 对于那些可再使用的包装物和产品，在经过检测和清洁等一些简单的处理 后，就可以在收集后重新使用。可再使用的包装物包括瓶子、托盘和其他一些容 器。可再使用的产品包括二手书籍、服装和家具等。这些回收的包装物和产品可 以在原来的市场上被重新使用，也可以在二手市场上重新使用。 ( 2 ) 零部件回收一再加工( r e m a i l u f a c t u r e ) 在经过收集和检测后，产品被拆卸开以获得其中有价值的零部件。这些零部 件可以运用在新产品的装配上，也可以用来修理有瑕疵的产品。这种重新加工的 方式保留了产品的主要性能，并力求将产品尽可能的利用到新产品中。这些零部 件不仅可以用于同类产品的装配和修理，而且也可以运用到不同产品上。这种回 收方式的产品包括飞机引擎、汽车发动机、复印机和打印机等。 ( 3 ) 材料回收再循环( r e c y c l e ) 材料回收将无法保留原产品或部件的原有功能，其目的是重新利用产品中的 原材料。这些回收的原材料可以在原产品市场以外的领域得以利用。通常，产品 先被碾碎，然后分离出原材料，再按照期望达到的材料质量水平进行必要的加工 处理，最后这些原材料就可以被重新使用了。这种回收方式的产品包括：建筑材 料、金属碎片等。 ( 4 ) 能源回收废弃处置( d i s p o s a l ) 当产品不满足上述三种类型时，一般将产品当作垃圾处理，因为产品在焚烧 时释放出的能量可以加以利用，所以是能源回收。 l o 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 2 2 逆向物流的系统分析 2 2 1 逆向物流系统的流程 日 正向物流 一逆向物流 图2 1 逆向物流的流程图 逆向物流主要包含了以下的活动： ( 1 ) 收集( c o l l e c t i o n ) 。物品收集是逆向物流的基本活动，其成本占据了逆向物 流总成本的重要部分。从消费者市场上收集物品时，经常涉及到数目大、批量小 的运输，因而运输费用较大。同时，收集物品的运输也往往会对环境产生不良影 响。因此，物品收集是逆向物流管理的重要内容。 ( 2 ) 检测与分类( i n s p e c t i o n s e p a r a t i o n ) 。回收物品的种类繁多，相应价值也不 相同，必须进行有效分类才能进行后续处理。该活动对回收产品的流向具有决定 性意义，因为只有通过事先制定的标准对产品进行分类及相应的质量检测后才能 确定回收的产品下一步要流向的再处理设施地点。 ( 3 ) 再处理( r e p r o c e s s i n g ) 。分类完成后，部分物品进入再处理过程。不同的 产品采取包括再利用、再加工、再循环在内的不同方式。再处理过程应按照三个 层级依次实现废弃品的再利用，以最大限度地挖掘废旧品的价值。产品层上的再 利用，主要通过产品直接再使用、修理、翻新和再造方式实现。零部件层的再利 用，当产品过时不适宜进行产品层的再利用时，考虑拆卸有价值的零部件实现第 二层再利用，主要通过拆分方式实现原材料的再生。当无法实现产品层和零部件 层的再利用时，则最后考虑原材料再生。大多数情况下，由于制造商对产品拥有 完备的专业知识和处理技能，因此前两个层级的再处理过程通常由制造商来完 成，而对于第三层级，制造商不具备原材料再生的专业知识，因此，在将原材料 分类之后可以卖给原来的供应商或其他的材料再生商。 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 ( 4 ) 再分销( r e d i s t r i b u t i o n ) 。跟正向物流中的配送过程类似，主要是在快速反 应和运营成本之间做出权衡。由于逆向系统输出物品更为多样化，因此，当流量 较大时必须进行统一配送以提高效率。运输方面也可利用原有正向物流的车辆即 回程车。对于不同分类的物品应给予同的优先级，选取不同的运输方式。 ( 5 ) 废弃处置( d i s p o s a l ) 。对那些没有经济价值或严重危害环境的回收品或零 部件，通过机械处理、地下掩埋或焚烧等方式进行销毁。西方国家对环保要求越 来越高，而后两种方式会对环境带来一些不利影响，如占用土地、污染空气等。 因此，目前西方国家主要采取机械处理方式。 逆向物流以上的活动可以由独立的设施提供，也可以在专业化和规模化运作 的综合处理设施提供。例如再加工。而收集、分类、重新配送等功能既可由独的 设施提供，也可由综合处理设施提供，例如回收中心。 2 2 2 逆向物流系统与正向物流系统的区别和联系 1 逆向物流系统与正向物流系统的区别 从系统的起点、流程、终点以及整个网络的结构、成本等方面来看，逆向 物流系统与正向物流系统的区别如下表所示： 表2 - 2 逆向物流与正向物流的比较 正向物流 逆向物流 预测较为容易 预测较为困难 分销模式为一对多 分销模式为多对一 产品质量均一 产品质量不均一 产品包装统一 产品包装多己损坏 运输目的地、线路明确 运输目的地、线路不明确 产品处理方式明确 产品处理方式不明确 价格相对一致决定价格的因素复杂 服务速度的重要性得到认同服务的速度经常被忽视 正向的分销成本相对透明可见逆向的成本对为隐性的 库存管理统一库存管理不统一 产品生命周期有可控性产品生命周期较为复杂 供应链各方可进行直接的谈判磋商供应链各方进行谈判磋商障碍较多 己有现成的营销模式营销受多种因素的影响 操作流程更加透明 操作流程与正向物流相比不太透明 1 2 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 从上表可以看出： ( 1 ) 逆向物流系统中产品与包装的质量差别大 从生产商运出的产品一般是具有完整包装的新产品，可以整齐地堆叠在托盘 中进行集运，而对于小批量的退货运输则很难找到合适的托盘来实现大宗运送， 结果就是一大堆杂乱不堪的散货堆放在车上，难以有效实现经济运输。其次，包 装在中转过程中可以起到很好的保护作用，也容易搬卸、堆叠和托盘集运，而逆 向物流产品的包装多数已经破损，因此在运转过程中，产品如果在搬运中产品滑 落，就很容易损坏，而且因为包装己经破损而无法实现堆叠运送，产品也就越容 易从托盘中滑落或受到挤压。 ( 2 ) 逆向物流系统的供应和需求的不确定性强 在传统的正向物流中，产品的供应是典型的内生变量，生产者可以根据需要 控制产品的供应时间，数量，质量，销售的市场范围等。而在逆向物流系统中， 回收产品的供应通常是由外生变量决定的，回收者可以回收到的产品的数量，时 间等通常是由产品的原消费者决定的，发生逆向物流的地点较为分散、无序，不 可能集中一次向接受点转移，造成运输成本的增加，并且很多产品的回收状况没 有历史数据可以借鉴，因此很难进行预测。这也是当前很多学者关注回收中心的 位置和规模等问题的原因之一。其次，在逆向物流系统中，由于缺乏成熟的专业 化的再使用( 二手) 市场，回收产品的再分销没有稳定的顾客群，没有特定的专业 的分销回收产品的市场，因此，对回收产品或物料的需求有很高的不确定性。但 是，可以预料，随着产品回收变成一项普通的业务，再使用市场的日益完善和成 熟，逆向物流中回收产品的分销和传统的正向分销在需求方面的这种区别会逐渐 消失。通过企业间合作协议的签订，现代信息技术( 如跟踪，机器传感器，和电 子数据交换等) 的应用，产品的回收和再分销环境将会变得更加稳定。 ( 3 ) 逆向物流运输路径具有不明确性 被退还的产品被运达退货处理中心后，其进一步去向并不明确，这一点与正 向物流是相似的，因为运抵配送中心的产品在没有接到订单之前也是处于暂时储 存状态，直到接到订单再进行送货。二者的不同之处在于送往目的地的决策方式 不一样。正向产品几乎不需要运送地决策，只是根据订单按客户要求来安排运送 时间、地点即可，甚至在有些情况下( 订做或者对接运送) ，在货物运抵配送中心 的同时就己经知道了其即将运达的目的地。与正向物流不同，逆向物流中的管理 人员需要花费相当长的时间来决定各种退货的去向，还要考虑生产商处理退还商 品的特殊规定，如在二级市场转卖的商品去除标识等，这些都使得在逆向物流中 对于商品的处理选择众多，方向不明。 ( 4 ) 逆向物流网络结构复杂性强 1 3 第二章逆向物流基本理论及研究对象概述 正向物流中，网络成发散状，即一个制造商通过正向物流系统，将产品配送 给许多个消费者，丽逆向物流系统却同时高度发散和聚集。逆向物流系统要从消 费者手中将回收物品收集起来，还要将这些物质销售出去或者处理掉，因此，逆 向物流系统两端呈放射状。由“分散一集中”，再由“集中分散”。同时，由于逆向 物流的加工处理程序众多，不同质量的产品经过的处理步骤也不一样，如有的产 品经过收集一分拣一填埋，有的经过收集一分拣一分拆一再加工一再销售，有的经过 收集一分拣一再循环一再销售。这就造成了逆向物流网络中出现多个分义，网络结 构非常复杂。 ( 5 ) 逆向物漉系统与正向物流系统成本的构成差别大 根据逆向物流的操作流程和功能，逆向物流的成本可以分为流通成本和回收 处理成本。在流通成本中包括收集成本、库存成本、运输成本、搬运成本。在回 收处理成本中包括检测成本、分类成本、处理成本( 清洗成本、拆卸成本、碎成 本、翻新成本等) 、环境保护成本。 把逆向物流系统与正向物流系统进行比较不仅可以看出逆向物流的特征，加 深对逆向物流的理解，而且比较的结果也将为下文的分类研究打下基础。 2 逆向物流系统与正向物流系统的联系 ( 1 ) 相互补充 我们通常所讲的物流一般是指正向物流( 或前向物流) 。原先c l m ( 美国物流 管理协会1 对物流即正向物流的定义是：“计划、实施和控制原料、半成品库存、 制成品和相关信息高效和成本经济地从起始点到消费点的流动过程，从而达到满 足客户需求的目的”。随着逆向物流的重要性不断浮现，c l m 不仅对逆向物流进 行了