（管理科学与工程专业论文）再制造逆向物流网络设施选址的研究.pdf

摘要 现代科技的迅猛发展，新产品层出不穷，产品的生命周期越来越短，大量的 产品因过时或报废迅速被淘汰。旧产品的再制造作为逆向物流活动中的重要一 项，越来越受到重视。对产品进行回收，利用再制造技术实现资源的循环利用已 经日趋普遍。再制造技术适应可持续发展的要求，具有较高的回报率，因此，人 们开始对产品的再制造更多的关注起来。由此开始了对再制造逆向物流网络的研 究。 本文探讨关于再制造逆向物流网络设施的选址问题。在以逆向物流网络、产 品的再制造等相关基础理论进行阐述后，对再制造逆向物流网络设施的选址进行 研究。首先介绍当前再制造逆向物流网络设施选址的研究现状，并通过对再制造 逆向物流设施选址的思路与原则、内容与步骤以及影响因素等相关问题的分析， 确立了再制造逆向物流网络设施选址的规划。接下来，对物流网络设施选址的方 法进行分析，介绍并分析其基本模型、适用范围及局限性，探讨出混合整数线性 规划法最适合用于对再制造逆向物流网络设施的选址的数学建模。以再制造逆向 物流网络设施选址的建模思想为依据，建立了再制造逆向物流网络设施选址的数 学模型，并对模型进行了详细的解释与分析。最后通过实例论证了该模型实际应 用中的可行性。 关键词：再制造逆向物流物流设施设施选址模型 a b s t r a c t t h ei n o d e mc o i n p e t i t i o ni s 伊a d u a l l yd m s t i c m o r ea i l dm o r ee n t e 印r i s e sr e a l i z e t h a ti ti sn e c e s s a 巧t oc o l l e c tt 1 1 er e u s e dp r o d u c t i ti sn e c e s s a 巧t h a te m e 印r i s e s e s t a b l i s ht 1 1 er e u s e dp r o d u c tc o l l e c t i o n s 仃a t e g i c r e m 锄u f a c t u 】血gn e 坩o r ki s b e c o m i i l ga ni i n p o r t 枷r e s e a r c hs u b j e c t t h ei d e aa n da i mo fr e m a n u f a c 砒g n e t 、) l ，o r ki st h a tu s i n gl o w e rc o s tt og a i l l e dm a x 沛a lv a l u e i tn e e d sm ee a e c t i v e f a c i l i t yo fr e m 柚u f a c t l m n gn e t 、) i ，o r k t h ef - a c i l i t ) rl o c a t i o no ft h er e - m a n u f a c t i l r i n g n e 似o r ki so n eo ft h e i i l l p o r t a ma s p e c t s t h ef a c i l i 够l o c a t i o nm o d e li st h e c o n c e n 缸a t e de x p r e s s i o no f “si d e a t h er e s e a r c ho b j e c to ft m sd i s s e r t a t i o ni st h ef a c i l i t ) ，l o c a t i o no f r e - m a r m f a c t u d n gr e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k a r e rab r i e fi n t r o d u c t i o no ft h er e l a t e d t h e o e s ，t h ea u t h o rf l r s n yi n t r o d u c e dt h er e - m a n u f 犯t u r i n gn e m o r k a r e ra n a l y z i l l g t h ep r o b l e m sa b o u t 血ef a c i l i 妙l o c a t i o no fr e m a n u f 犯t u r i r l gn e 姗o r k l ea u t h o r e s t a b l i s h e dt h eo b j e c t 仔a m eo ft h en l c i l 埘l o c a t i o no fr e m a l l u f a c t u 】曲gn e t 、) l ，o r k n l e a u m o ra n a l y z e dt h em e m o d so ft h el o g i s t i c sf i a c i l i t yl o c a t i o n a tf o l l o w 堍，t h ea u t h o r e s ta _ b l i s h e d 也e l o d e lo ft l er e - m a n u f k 嘶n gr e v e r s el o 西s t i c s 玳：t w o r kb yu s 证g m i l p i i l 廿l ee n d ，m ed i s s e 似i o nm a d ea i le m p i r i c a ls t u d ym r o u 曲t 1 1 ef a c i l i t ) r l o c a t i o no fr e m a n u f a c t u r i n gn e t w o r kb e t 、) l ，e e l lac o m p u t e rp r o d u c e ra n d“s r e - m a n u f a c t u 血g k e yw o r d s ：r e m a n u f a c t u 血gn e t w o r k ；l o g i s t i c sf a c i l i 够；f a c i l i t yl o c a t i o n m o d e l 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，也不包含为获得墨鲞盘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已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：去南海签字日期：2 卯7 年舌月舻日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权叁鲞苤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：赵南海 签字日期：z 7 年参月心日 导师锯琴鼋襄 签字日期：御年多月留日 第一章绪论 1 1 论文的研究背景 第一章绪论弟一早三：百下匕 近几年，随着我国经济的迅速发展，物流业得到迅速发展，同时企业追求利 润最大化的基本目标与现代社会可持续发展的理念迫使其必须实施企业内的流 程再造。当获取资源的空间在经济全球化背景下逐渐变窄和生产率的提升逐渐放 缓时，企业开始将目光聚焦在具有“第三利润源泉”称谓的物流运作上，力图通 过物流过程的优化来提升其竞争力。然而，大多数企业非常重视对正向物流的管 理，而对逆向物流管理的投入则十分有限。当两者发生冲突时，他们更是对逆向 物流采取放弃的策略。然而日益加剧的资源枯竭促使企业以循环使用取代一次使 用的观念；同时，随着企业间竞争的加剧，“回购”、“退货”、“保修”等逆向物 流的量越来越大。这些都迫使企业需要更多的关注对逆向物流的管理。 同时，现代科技的迅猛发展，提高了人们的生活水平，新产品层出不穷，产 品的生命周期越来越短，大量的产品因过时或报废而迅速被淘汰。工业废弃物得 不到合理的利用，资源严重浪费，同时造成了城市垃圾，污染环境。例如电子产 品由于更新速度快，便形成了大量的废弃物和化学垃圾，如果不能对其合理的利 用和处理，则必将给环境造成了极大的污染。随着人们对环保意识的增强，大家 越来越关心资源和环境问题，旧产品的再制造作为逆向物流活动中的重要一项， 也越来越受到重视。传统的对旧物填埋和焚烧处理方式已经不再适应当今可持续 发展战略的要求，对产品进行回收，利用再制造技术实现资源的循环利用已经日 趋普遍。再制造技术适应可持续发展的要求，具有较高的回报率，但由于其原料 供应( 回收产品的到达) 具有的不确定性，再制造活动比传统的生产管理活动要 复杂的多。因此，人们开始对产品的再制造更多的关注起来。由此开始了对再制 造逆向物流网络的研究。 对于再制造逆向物流网络，其中最重要的是物流设施的规划。因为物流设施 决定了其网络布局。虽然逆向物流同传统的正向物流之间存在着很多的共同点， 但是逆向物流同正向物流并不是简单的对称。目前，一般的物流设施的选址方法 大多针对正向物流活动。虽然在逆向物流设施的建立中都可以适当运用这些方 法，但并不能做到完全匹配。 再制造逆向物流网络设施的规划和设计是企业逆向物流网络设计的一部分， 第一章绪论 它所采用的规划和设计方法来源于正向物流网络规划和设计的方法。那么在企业 的特定环境下，如何确定再制造逆向物流设施的选址呢? 从动态的角度考虑，再 制造逆向物流网络中的各个设施的选址方案应建立在详细分析现状及对未来变 化做出合理预测的基础上。逆向物流网络设施所处地的交通状况是否符合要求 等。而且还要从经济上具体测评其各项费用水平。然而，只单纯从路线最短、成 本最低、速度最快等角度来选址，未必就是最好的选择。例如，回收中心的活动 是接近用户和服务型很强的活动，所以回收中心的选址要充分体现对顾客的服务 水平上来。这些都对逆向物流网络设施的选址提出了挑战。 1 2 国内外研究现状 国际学术界和企业实践对逆向物流管理的重视也才是近十多年的事情。开 始，学术界主要对逆向物流的概念和重要性等一些定性问题进行论述；近几年对 逆向物流的定量研究如网络优化、库存优化逐渐增多。 2 0 世纪9 0 年代美国物流管理协会发表了两篇关于逆向物流研究的重要文献， s t o c k 指出了逆向物流对商业和社会的重要性；k o p i c k i 提出了逆向物流的原则和 实践，讨论了再利用和循环利用的机遇；9 0 年代后期对逆向物流管理的研究逐渐 深入，主要集中在逆向物流对宏观经济的影响、与常规网络的集成技术、逆向物 流的管理策略以及减少回收产品的不确定性问题的方法等方面。如f l e i s c h m a n n 等论述t 逆向物流系统的复杂性；d e n n i sw 1 ( r u 删i e d e 阐述了第三方集团进入逆 向物流市场的可能性”；b e r n de h i r s c h 对逆向物流的运作进行了模拟。 国外对于逆向物流网络方面的研究，主要是针对一些具体的产品的逆向物流 网络规划。 中国在逆向物流管理方面的研究比较晚，9 0 年代后期向盛斌着重从环境伦理 上论述了逆向物流管理的必要性；柳键利用各种理论对逆向物流的起因和管理问 题做了分析。近两年在国内学术界先后涌现出了一些关于逆向物流的研究，陈宇 从企业的角度论述了逆向物流的有效管理策略，强调企业的正向物流和逆向物流 的有机整合；朱道立分析了逆向物流系统的功能和分类，并研究了逆向物流系统 的一些专业技术化问题。现在国内关于逆向物流的主要文献都集中在定性的方 面，如何利用各种模型来量化逆向物流的构建与运行还比较少。关于逆向物流网 络构建方面的研究还主要是对逆向物流网络的概念和分类进行探讨，而对如何构 建企业的逆向物流网络及设施的选址还很少，单纯针对再制造的逆向物流网络设 施选址的研究就更加的少。 对于再制造逆向物流网络的布局，国内外学者研究的方向主要包括： 2 第一章绪论 ( 1 ) 以总成本最小为目标，对再制造物流网络进行建模和优化； ( 2 ) 检测方案制订、组合方案、仓库位置； ( 3 ) 两种物流网络的集成的可行性及存在的问题； ( 4 ) 再制造物流网络布局数学模型的复杂性和算法研究。 1 3 本文的研究内容与方法 本文的研究目标主要是在逆向物流网络系统的基础上，探讨再制造逆向物流 网络设施选址的问题。通过结合逆向物流、产品再制造等相关理论对再制造逆向 物流网络设施的选址问题进行分析，探讨再制造逆向物流网络设施的选址。最后 通过对物流设施选址方法的研究并结合模型建立的思想建立了再制造逆向物流 设施选址的模型，建立包含固定投资决策的再制造逆向物流网络设施选址模型， 并对模型进行了分析。最后通过实例对模型的可行性进行验证，检验了模型在实 际应用中实施的效果。 对再制造逆向物流设施的选址问题的研究主要建立在逆向物流网络设施选 址的基础上，在此基础上探讨了再制造逆向物流网络设施选址的影响因素、主要 内容、程序步骤以及问题的评价方法和复杂性等相关问题。 通过对物流设施选址方法的研究，确立最适合再制造逆向物流网络设施选 址建模的方法。在此基础上，建立再制造逆向物流网络设施选址的模型，并对其 进行了详细的分析。 本文共分六章： 第一章对文章研究的背景，目的以及研究的内容与方法进行介绍。 第二章首先对逆向物流的基本概念以及企业逆向物流网络进行了阐述，并对 再制造逆向物流网络进行了介绍。 第三章首先对再制造逆向物流网络设施选址的研究现状进行了阐述；接下来 对再制造逆向物流网络设施选址的相关问题进行了分析，阐述了再制造逆向物流 网络设施选址的类别、原则、作用以及影响因素等主要内容；在此基础上探讨了 再制造逆向物流网络设施的模型以及设施选址的设计思路，为下面对再制造逆向 物流设施选址的数学化研究奠定了基础。 第四章对目前常用的物流网络设施选址建模的数学方法进行了探讨，分析了 各种方法建模的基本思路、优化模型以及优缺点和适用范围，从中找出最适合用 于再制造逆向物流网络设施选址建模的数学方法。 第五章通过以上对再制造逆向物流网络设施选址方法的研究提出了其模型 建立的思想，运用混合整数线性规划法建立再制造逆向物流网络设施选址的模 第一章绪论 型。 第六章通过对x 公司再制造逆向物流网络设施选址问题案例的研究验证了 上一章所提出的模型，并分析了其实施的效果。 第七章对本文内容进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。 本文的研究路线如图1 1 ： 图卜1 本文研究路线 4 第二章逆向物流网络的理论基础 第二章逆向物流网络的理论基础 逆向物流是现代物流系统的重要组成部分。从整个供应链的物流过程来看， 原材料供应、产品制造、运输、配送和消费等过程属于传统的正向物流的范畴。 而正向物流的每一个过程几乎都有废弃物的产生，对废弃物的回收、处理和再利 用则属于逆向物流的范畴。要实现现代经济的可持续发展，就必须构建合理高效 的逆向物流网络。这不仅具有明显的社会环境效益，同时还能给企业带来巨大的 经济效益。但是，由于逆向物流的产品特性、配送目的、利用形式和网络结构等 都和正向物流完全不同，反映在逆向物流的网络设计问题上，则比正向物流的网 络设计问题更加复杂和具有挑战性。 2 1 逆向物流与逆向物流网络概述 2 1 1 逆向物流概念及产生原因 随着社会的不断发展，消费者需求的影响在不断增大，顾客对于商品和服务 的要求越来越高。在销售过程中，顾客要求立即退换有缺陷或者有质量问题的商 品的事例越来越多。为了提高的顾客的满意度，一些生产厂商好不拖延的解决顾 客提出的问题，它们纷纷在各地设立地区技术服务中心，及时开展回收、修理或 退货等业务。同时处于环保要求和政府法规的约束，许多企业开始对超过使用期 的所售产品进行回收处理，逆向物流应运而生。 1 逆向物流的概念 关于逆向物流的概念，学术界有着不同的表述。其中，对逆向物流较早的一 个描述是由l a m b e r t 和s t o c k 在1 9 8 1 年提出的。它们将逆向物流描述为在单行道上 走错了方向。到了2 0 世纪9 0 年代，逆向物流的含义大大丰富了。s t o c k ( 1 9 9 2 ) 指出，逆向物流是一种包括了产品退回、物料替代、物品再利用、产品废弃处理、 再处理、维修与再制造等流程的物流活动。c a r t e r 和e 1 1 r 锄( 1 9 9 8 ) 认为，逆向 物流是物品在渠道成员间的反向传递过程，即从产品消费地( 包括最终用户和供 应链上的客户) 到产品来源地的物理性流动。企业通过这一过程中的物料再循环、 再利用，使其在环境管理方面更有成效。 美国学者d s r o g e r 和r t i b b e n l e m b k e 根据美国物流管理协会对于传统正 第二章逆向物流网络的理论基础 向物流定义的界定，在1 9 9 8 年提出了一个逆向物流定义，即逆向物流是：“对高 效且低成本、经济地从消费点道起源点的物料、在制品库存、成品和相关信息的 流动进行设计、实施和控制的过程，以达到重新获取利润或恰当处理的目的 。 美i 雪物流管理协会( t h ec o u n c i lo fl o g i s t i c sm a n a g e m e n t ，c l m ) 在其公 布的供应链全景一物流词条术语2 0 0 3 年9 月升级版中，对逆向物流给出如下 解释：由于修理和信誉问题，对售出及发送到顾客手中的产品和资源的回流运动 实施专业化的物流管理。 中国国家标准物流术语则将逆向物流分解为两大类： ( 1 ) 回收物流( r e t u r n e dl o g i s t i c s ) ：定义为不合格物品的返修、退货 以及周转使用的包装容器从需方返回到供方所形成的物品实体流动。 ( 2 ) 废弃物物流( w a s t em a t e r i a ll o g i s t i c s ) ：定义为将经济活动中失去 原有使用价值的物品，根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存 等，并分送到专门处理场所时形成的物品实体流动。 现在，较普遍的观点认为：逆向物流是在产品的整个生命周期中对产品、物 资进行完整和高效的利用过程的协调。从广义上来说，逆向物流代表了与产品和 材料重新使用相关的所有活动。对于这些活动的管理可以称为产品回收管理，它 着眼于在产品或材料消耗之后仍进行适当管理。简单的说，逆向物流就是使物品 由最终目的地回流的过程，其目的是对回流的物品进行适当的处理，并获取价值 和利润。根据回流物品是产品还是包装物的不同，逆向物流可以分为产品退货逆 向物流和包装物回收逆向物流两大类。从物流的角度来看，企业关注的是如何高 效地把产品从不需要它们的地方转移到它们得以重新使用或需要它们的地方。此 外，企业还必须决定如何处理产品，即为每件进入逆向物流的产品确定它们的最 终目的地。 上述各定义虽然表述有所不同，但关于逆向物流的内涵是基本相同的。逆向 物流的内涵可以从逆向物流的对象、流动目的和活动构成等方面来说明： ( 1 ) 从逆向物流的对象来看，逆向物流是有关产品、产品运输容器、包装 材料及信息沿正向物流的“反向”的流动过程； ( 2 ) 从逆向物流的目的来看，逆向物流是为了重新获得废弃物品或有缺陷 产品的使用价值，或者对最终废弃物进行正确处置； ( 3 ) 从逆向物流的活动构成来看，为实现逆向物流的目的，逆向物流应该 包括对产品或包装物的回收、重用、翻新、改制、再生循环和垃圾填埋等形式。 2 逆向物流的特点 逆向物流也属于物流的一种，因此它也像正向物流一样，具有类似正向物流 中的包装、运输、装卸、储存、加工等功能。图2 1 是由逆向物流和传统正向物 6 第二章逆向物流网络的理论基础 流结合在一起的一个典型的物流结构。图中正向物流方向用虚线表示，物流方向 是从原材料到使用者，主要活动包括原料供给、零部件制造或组装以及产品分销。 逆向物流的方向用实线表示，其方向与正向物流相反，且相关的活动也更复杂， 它的处理过程包括收集、检查与分类、再处理与拆卸、再分销和废弃处置。 图2 1 逆向物流与正向物流的比较 作为现代综合物流管理的两个部分，逆向物流和正向物流之间存在着紧密的 关系。两者相辅相成，相互作用，共同构成了现代闭环物流系统。但是逆向物流 同正向物流有很大的区别。逆向物流的实施具有自己独有的特点。具体包括：回 收产品到达的高度不确定性；逆向物流运作的复杂性；再制造逆向物流网络设计 的复杂性等特点。逆向物流运作的复杂性具体体现在以下几个方面：拆卸因素的 考虑；回流产品可加工率的不确定性；再加工路线和时间的不确定性等。 3 逆向物流的产生原因 逆向物流从产生至今，越来越受到企业的重视，在物流管理中占据越来越重 要的地位。带来这些变化的驱动因素有： ( 1 ) 政府立法 政府的环境立法有效地推动了企业对他们所制造产品的整个生命周期负责。 顾客对全球气候变暖、温室效应和环境污染的关注也加深了这种趋势。 ( 2 ) 日益缩短的产品生命周期 产品的生命周期正在越来越短，这种现象在许多行业都变得非常明显，例如 计算机行业。顾客频繁的进行产品更新换代的这种趋势不可避免地导致了消费者 使用更多不被需要的产品，同时也带来了更多的包装、更多的退货和更多的浪费 问题。 ( 3 ) 新的分销渠道 随着信息技术的发展，电子商务越来越普及，使得商品的直销比例逐渐增大。 消费者可以通过新的分销渠道来购买商品，但是直销商品也增加了退货的可能 性。一是产品在运输过程中可能被损坏，二是由于实际产品与电视或网络上的差 7 第二章逆向物流网络的理论基础 异。 ( 4 ) 供应链中的力量转移 竞争的加剧和产品供应量的增加意味着买家在供应链中的地位提升。买家不 仅包括最终用户，还包括零售商。零售商可以而且的确在拒绝承担未售出商品和 过度包装品的处理责任。 ( 5 ) 经济效益 这是企业开展逆向物流的最主要的驱动力，主要表现为企业通过逆向物流活 动，提高了顾客的满意度；增强了企业的竞争优势；降低了企业的生产成本；提 高了事故透明度，改进了质量管理体系。 ( 6 ) 生态效益 由于资源的日益匮乏和环境污染的日益加重，企业为了改善其经营环境，提 升企业的形象，企业采取逆向物流战略，以减少产品对环境的污染和对资源的消 耗。 ( 7 ) 社会效益 生产企业回收利用所生产的产品，符合社会发展的“绿色”思路，从而有利 于企业在社会中树立良好的公众形象，产生巨大的社会效益。 2 1 2 企业逆向物流网络 企业追求利润最大化的基本目标与现代社会可持续发展的理念迫使其必须 实施企业内的流程再造。当获取资源的空间在经济全球化背景下逐渐变窄和生产 率的提升逐渐放缓时，企业开始关注循环经济，将目光聚焦在具有“第三利润源 泉”称谓的物流运作上，力图通过物流过程的优化实现其目的。这为企业实施逆 向物流，构建逆向物流网络提供了动力。 正向物流 一一 逆向物流 图2 2 逆向物流网络图 第二章逆向物流网络的理论基础 逆向物流网络一般包括数个供应链环节，对逆向物流的管理也符合传统的供 应链的管理思想一提倡整个供应链中各个环节的协同合作，而不是把每个环节分 开单独考虑，如上图2 2 所示。 1 逆向物流网络的一般功能 一般情况下，逆向物流网络都是从回收物品的收集开始，到再生物品的再分 配结束。在旧物品的收集过程中，回收场所充当购买者和再利用市场角色，在再 生物品的再分配过程中，回收场所充当的是卖者角色。 尽管不同的逆向物流系统设计的具体活动不同，但是一般都包括以下功能： ( 1 ) 收集( c 0 1 1 e c t i o n ) ：通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的回收物 品收集起来，运往处理地点。它通常包括收购、运输和仓储等活动。 ( 2 ) 检测和分拣：对回收物品的质量进行检测，以确定合适的处理方案， 并将回收物品分为可再利用和废弃两部分。这个环节一般包括拆卸、破碎、检测、 分类和仓储等步骤。 ( 3 ) 再处理：对收集的回收物品进行加工处理，以重新获取其价值。在这 个过程中，可能包括：清洗、再制造、零部件更换和再装配等活动。 ( 4 ) 废弃物处置：针对由于经济或技术上的原因而不能再利用的产品或部 件进行销毁。报废处理的产品可作为材料回收再利用，实在无法利用的则必须根 据环保法进行相应的处理，避免环境的污染。 ( 5 ) 再分销：将可再利用产品投放到潜在市场并送到有此类需求的用户手 中。它一般包括销售、运输、仓储等活动，这个过程与正向分销物流类似，需要 再运输的合并和快速反应之间进行权衡。 2 逆向物流网络的特征 ( 1 ) 外在形式特征 逆向物流网络作为一个网络系统，在网络结构上具有以下特征： 集中度 集中度指进行相似活动的场所数量。在一个集中网络中，每一类型的活动只 是在很少的几个地点进行，而在一个分散网络中同一类活动在几个不同的地点平 行进行。集中度也可以看作网络宽度或网络横向整合度的衡量标准。 网络层数 网络层次指物流依次流经的设施数，也指一个网络的纵向深度或纵向整合 度。在单层网络中，所有的活动都被整合在一个设备中进行，而在多层网络中不 同的活动在不同的地点进行。 与其它网络的连接 指新的产品回收网络与已有网络的整合程度。产品回收网络可以单独建立， 9 第二章逆向物流网络的理论基础 也可以通过对已有网络的拓展来建立。 开闭环结构 描述的是输入流与输出流之间的关系。在闭环网络中，输出点与输入点完全 一致，产品在网络中循环流动。许多0 e m 建立的再加工制造回收网络就是这样的， 回收产品返回到原制造商处经过加工后再次回到市场。而开环网络是一个单向结 构，产品从一端流入，从另一端流出。 分支合作程度 它设计到负责建立网络的各个部分，网络建立者可能只是单个企业，也可能 通过外包方或者与其它企业联合的方法来建立。 ( 2 ) 与传统物流网络的不同 逆向物流自身的特征决定了逆向物流网络的设计也与传统物流网络不同，具 体表现再下面几个方面： 供应与需求的不确定性 相对于传统的物流网络，逆向物流网络具有逆向、流量小、分支多的特点， 两者的主要差别在于供应的不确定性。传统物流系统的供应是一个典型的内生变 量，供应的时间、数量和质量可以根据系统的需求来加以控制。而逆向物流网络 中的供应基本是一个外生变量并且很难进行准确的预测，原因在于从消费者或终 端市场回收的物品再时间、数量和质量方面具有很大的不确定性，这使得系统缺 乏对逆向物流的有效控制，逆向物流系统天生具有供需失衡的本性，即废旧物品 的供给与需求不匹配。 增加了检测与分类处理环节 传统的生产一销售物流网络不包括类似于逆向物流网络中的“检测分类”环 节，物流的最终目的地是事先确定的；而在逆向物流网络中，由于回收物品在种 类、数量和质量上的不确定性，这就需要对收集的回收物品进行检测与分类，并 且物品的去向由其自身状态决定，具有更大的不确定性。 3 逆向物流网络的分类 由于回收物品种类及回收处理方式的不同，逆向物流网络的类型和结构也会 有所不同。 ( 1 ) 可再利用逆向物流网络 如图2 3 所示，可再利用逆向物流网络主要是类似于包装材料这种可直接 再利用物品的回收，广泛应用于食品、化工和集装箱运输等行业。在这类网络中， 产品只需要经过最小量的再处理，如清洗和检查，就可以直接进入再利用市场。 对于集装箱等工业包装，闲置时一般存放再物流服务提供商的集装箱站场，一旦 友用箱请求，则被送往发货方，用过的空集装箱从收货方收回，并简单的清洗和 1 0 第二章逆向物流网络的理论基础 维修。 这类网络结构相对比较简单，只需要仓库这样简单的设备，由于的产品的再 利用和初始使用一样，所以网络设计采用闭环结构。由于大量的回收物品在网络 中循环，所以一个很重要的问题是确定物品的数目并且防止丢失。又由于没有其 它过多的处理程序，所以运输成本是最主要的成本构成。因此，为使仓库更接近 顾客从而减少运输费用，这类网络多采用分散结构。综上所述，可以看到这类网 络结构通常比较简单，并且分散、闭环和单层的结构特点，是已有网络的拓展。 包董望接 包装物收集地 受方 。“例恍术” 包装物发 送方 逆向物流外部流 图2 3 再利用逆向物流网络 ( 2 ) 可再制造逆向物流网络 如图2 4 所示，可再制造逆向物流网络的例子包括复印机、汽车、移动电 话的再制造以及电路板的回收等。与大批量回收网络不同，这些例子所涉及到的 可再利用的产品和部件都是来自于价值较高的产品，增值回收是产品回收活动的 主要经济驱动力。由于产品的增值回收活动需要具备对产品结构和产品生产的深 层了解的知识，所以大多数情况下这类回收行为由原始设备制造商执行。但如果 市场进入壁垒不高的话，产品回收的商机也会吸引第三方的进入。由于新产品的 初始使用和修复产品的再次使用通常是一致的，就意味着初始市场和再利用市场 会发生重叠，在原始物流网络和回收物流网络之间也必然存在着联系，因而可以 将再制造物流和传统的生产分销物流进行集成，对两个物流进行联合运输和管理 的机会也就随之产生。 第二章逆向物流网络的理论基础 在进行回收网络设计时，从已有网络出发进行拓展是一个很好的起点，采用 整合两个网络的闭环结构也是很自然的选择。增值回收的另一个重要特点时互相 关联的处理步骤较多，相应的物流网络结构也就比较复杂。再制造网络中回收产 品的不确定性占据了主导地位，回收是否可行以及采取怎样的处理步骤都严格依 赖于回收产品自身的具体情况。这样就导致了再制造网络的布局上，某些活动必 须分散进行。综上所述，可以看到再制造网络通常都是分散的、复杂的、多层的 闭环结构，并且主要由已有网络的拓展。 一正向物流 一一卜逆向物流 回收 图2 4 再制造逆向物流网络 ( 3 ) 回收逆向物流网络 回收逆向物流网络的例子包括沙料、废旧金属、废纸等回收网络。它们的共 同点是回收物品都不具有太高的价值，但需要先进的处理技术和设备，投资成本 很高，因而要求回收处理设施比较集中，进行大批量处理以形成规模经济效应。 由于这种回收网络的结果都是获得原材料，所以在这一类网络中回收市场和再利 用市场通常是两个不同的市场，即材料供应商和原始设备制造商。 1 2 第二章逆向物流网络的理论基础 为了保证回收材料的出售不受原始产品市场的影响，网络设计采用的是开环 结构。网络的开环结构使得行业内的合作更为便利。最后，由于材料回收在技术 上的可行并不过分依赖于回收物的质量，不需要检测设备对回收品进行质量鉴 定，所以网络层数较少。综上所述大批量回收网络具有集中度高、层数少、开环 结构的特点、网络的建立经常依赖于整个行业的合作。由于回收逆向物流过程涉 及的活动不多，网络结构比较简单。如图2 5 所示 消费者 、二 ， ，7：歹7， ，7 7 ， 回收用户 一卜逆向物流 图2 5 回收逆向物流网络 ( 4 ) 商业退货逆向物流网络 商业退货主要源于商业回收或客户投诉退货，如错发或有缺陷的商品、零售 商的积压存货。为了减少成本、降低库存和增加灵活性，可以在较大区域范围内 设置一个分销中心，集中处理来之不同的退回商品。对退回的商品有多种处理方 法可以选择：质量好的商品可以送回原商品库进行再次销售；质量不好的商品， 可以作为处理品销售。如果退回商品无法直接销售，而通过修复、改进、可以显 著增加商品售价，那么在出售前可以先完成上述操作，然后作为修复品或在制品 进行销售；如果上述选择都无法进行，则对贵重的或可循环的材料进行回收，再 o o o o 第二章逆向物流网络的理论基础 以最低成本对其进行废弃处理、由于退回商品的来源和去向具有很大的不确定性 该类网络适合开环结构，便于退回商品的收集和处理，由于退回商品的处理活动 通常由具有退货功能的分销中心来完成，所以该网络层次比较简单。商业退回逆 向物流网络如图2 6 所示： 零售商 正向物流一卜逆向物流 图2 6 商业退货逆向物流网络 2 2 再制造逆向物流网络 2 2 1 产品再制造的概念与特点 1 产品再制造的含义 再制造过程是一个将不可能再使用的产品恢复到“新”状态的复杂工程。具 体地说，再制造是经过一系列的活动，将旧的产品恢复到或接近同样新产品的性 能标准。这一系列的活动包括对旧产品的清洗、拆卸和检测，其中有利用价值的 部件被再处理后，进入再制造工厂。利用工厂中再制造的零部件或适当加入一些 新的零部件重新生产成为同原产品具有同样使用性能和寿命的“全新”产品。 1 4 第二章逆向物流网络的理论基础 可进行再制造的产品包括：耐用性产品；产品有标准部件组成，各部分都可 替换；产品只是部分功能损坏，其它部分功能可以继续使用；产品再制造的成本 低于剩余价值，可以获得相对较高的剩余价值；产品的各项技术指标稳定；对产 品进行再制造后，顾客能够接受。 再制造物流的整个处理过程如下，首先收集者要对废旧产品进行回收、检测 和拆卸，对可以使用的零部件进行清洗和修理，将其运往再制造工厂进行再制造。 而对在处理过程中产生的无利用价值的废弃物进行废弃处理。 再制造活动不同于修理过程。首先，修理的产品还具备使用价值；其次，修 理活动只是将产品恢复到可以继续使用的状态，而不是更新到新品的状态；再次， 再制造包含的工艺过程比修理要复杂。同样，再制造也不同于再循环过程，再循 环只是简单地把不能再用的产品收集起来通过处理来获得原材料的再利用。 2 产品再制造活动的特点 再制造生产活动与传统的生产活动相比，具备自身的一些特点，这些特点决 定了再制造活动管理上的复杂性。 ( 1 ) 回收产品的数量和送达时间难以把握 因为产品的使用寿命不同，销售出的时间也不同，导致了产品报废、回收数 量不能确定，回收率受到多种因素的影响，如：产品的使用寿命、技术的更新突 破等。由于这个特性，就要求对产品回收的数量和时间做出预测，并与预测的需 求和时间需求相比较，做出判断。 企业各部门之间要通力合作，在回收旧产品和购买新产品( 部件) 之间取得 平衡。当所需的某种部件供给不足，可以考虑拆卸回收产品的部件。同时，企业 要合理配置人力、物力等资源，使他们分别用于新产品的生产和回收产品的再制 造，尤其是两种生产活动要使用同一种资源时，更要合理规划、保证生产活动的 正常进行。 ( 2 ) 不易平衡回收与需求 企业回收产品的最终目标是要取得经济效益，因此就必须考虑再制造产品的 需求问题。因此企业应及时调整回收产品的库存量，不要大量积压，另一方面， 要及时了解顾客的需求，使再制造产品能满足顾客的需求。 ( 3 ) 产品的可拆卸性 回收的产品都必须具有可拆卸性，拆卸之后才能对其进行分类处理和储存， 利用零部件。产品的拆卸信息要及时与各部门共享，尤其是采购部门，保证采购 的替换部件在数量和类别上相匹配。同时产品的拆卸在时间上也具有很大的不确 定性，不同的产品的拆卸时间不尽相同，因此难以预测产品的拆卸时间。 ( 4 ) 难以断定回收产品的可再造率 第二章逆向物流网络的理论基础 回收的产品、即便种类相同，而由于产品的状态不同，则往往会得到不同的 可再造零部件。这些部件可以用于再制造，也可以用作备件、出售等。这些不同 的流向，都给库存和管理带来了很大的复杂性。 ( 5 ) 再制造逆向物流网络 再制造逆向物流网络是将旧产品从消费者手中回收，运送到再制造工厂进行 再制造，然后再将再制造产品运送到再利用市场的系统网络。企业要建立再制造 逆向物流网络，要考虑网络的布局，回收中心的选址、第三方物流服务供应商的 选择等多种问题。 ( 6 ) 再制造加工路线和时间的不确定 回收产品的状态不确定，直接导致了再制造的加工路线和加工时间的变动。 自原计划、调度、车间作业及物料管理都因而变得更加复杂。 再制造逆向物流网络设施。 2 2 2 再制造逆向物流网络 1 再制造逆向物流网络的特点 产品的再制造过程一般包括：收集一拆卸一检测与分类一再加工一再装配一 检测一销售配送等阶段。有些阶段在传统的制造业也存在，但是在再制造领域 中，它们的角色和特性发生了巨大的变化，原因就是再制造本身具有不确定性的 特点，这些不确定性因素主要包括：可回收产品到达的数量；可回收产品到达的 时间；可回收产品到达的质量；回收产品品种的增加和减少。这些不确定因素并 不是由系统本身决定的，它们主要是受外界的影响很难进行预测。 2 再制造逆向物流网络的功能 再制造逆向物流网络是指物品从回收市场流向再利用市场( 即对再制造物品 有需求的市场) ，不同的产品有自己特别的再制造逆向物流网络，但一般包括了 以下几个功能： ( 1 ) 回收。回收是指所有旧产品的收集，并被运输到某个地方集中起来的 活动。一般包括：收购、运输、仓储几个步骤。 ( 2 ) 拆卸和检测。拆卸和检测是再制造的必要步骤，所有的回收产品经过 拆卸和检测，得到其中可以被再利用的部分。主要包括拆卸、粉碎、清洗、测试、 分类、仓储等步骤。 ( 3 ) 再处理。再处理是再制造的主要步骤，是将可再利用的旧产品转化成 与新产品具有相同使用性能的过程。主要包括：修复、维修、再加工、替换、再 装配等步骤。 ( 4 ) 废弃处理。有些回收的产品或拆卸的部件由于某些经济或技术原因无 1 6 第二章逆向物流网络的理论基础 法进行再制造的部分，就要进行废弃处理。例如卖给回收商作为材料进行再利用 或填埋、焚烧等。 ( 5 ) 再销售。再销售是企业进行再制造获得效益的唯一途径，它将再制造 的产品销售给那些对此类产品有需求的顾客手中，包括：销售( 或者服务租赁) 、 运输、仓储等步骤。 再制造逆向物流网络的处理流程如图2 7 所示。 图2 7 再制造逆向物流网络的处理流程 1 7 里围困圈 第三章再制造逆向物流网络设施的选址 第三章再制造逆向物流网络设施的选址 再制造逆向物流网络设施的选址直接决定了再制造逆向物流网络的结构，因 此从事产品的再制造的企业必须认真合理的对再制造逆向物流网络的设施选址 进行研究设计，即确定回收物品从回收地到再制造工厂的整个流通渠道的网络结 构中各种逆向物流设施的类型、地理位置和数量及各相关设施之间的运输路线和 运输方式等。为了生产总成本的最优化，企业在进行再制造逆向物流网络设施的 选址的时候应尽可能考虑企业现有的物流网络，结合企业现有的物流设施进行再 制造逆向物流设施的选址研究。 3 1 当前研究现状 考虑到再制造逆向物流网络设计的复杂性，国内外众多学者根据具体的产品 特性设计了不同的再制造逆向物流网络设施选址模型，很多已经应用于实际工作 中，有效的降低了再制造逆向物流成本，提高了企业的竞争力。 g i n t e r 和s t a r l i n g ( 1 9 7 8 ) 最早注意到逆向物流网络中，和传统的正向物流 分销商的选址不同，回收中心面向众多分散的物流来源，其选址具有“多对少” 的特性，并对传统的设施选址模型进行了改进。 g o t t i n g e r ( 1 9 8 8 ) 考虑了固体废弃物回收利用网络中的转运站、重点处理厂 的数量、选址和能力，以及各废品源的路径选择问题，提出了一个综合的区域管 理模型。 0 s s e n b r u g g e n ( 1 9 9 2 ) 在线性规划基础上，建立了一个固体废品管理软件包， 模型描述了一个网络型的废弃物品管理区域，其中节点代表废品源、中间处理设 施和终点。源头、终点和中间站具有多重功能，决策变量为每一设施处理废品的 数量和设施间的物流流量。因为有技术和处理能力上的限制，每种废品流可按不 同的处理要求分成次级物流，其处理的路径要予以确定。通过计算可求得成本最 优解，这里的成本函数只包括每单位重量废弃物品的可变成本，包括搬运费、运 输成本和再利用产生的收益。 s a l o m o n 等( 1 9 9 6 ) 研究了如何在逆向物流网络设计中有效利用已有的正向 物流的设施，并建立了一个关于逆向物流的决策支持系统r e v l o g 输入设施的选 址位置，此决策系统可以输出逆向物流网络中的最优货物配流和费用。用这种方 第三章再制造逆向物流网络设施的选址 法可以很容易比较不同逆向物流网络设计的优劣，并有效利用己有的正向物流的 设施。 s p e n 9 1 e r 等( 1 9 9 7 ) 用混合整数线性规划m i l p 研究了德国钢材行业的再循环 利用系统，添加了能力限制及运输成本等限制条件，找出了适合钢材的逆向物流 网络拓扑形式，同时指出了正向物流和逆向物流的整合网络研究的巨大优势。此 研究同样应用多层有能力限制的设施选址模型。 f l 印p e r 等( 1 9 9 7 ) 和a m m o n s 等( 1 9 9 7 ) 研究了废旧地毯再利用网络的设计问 题。废旧地毯是尼龙纤维重要的材料资源，这刺激了欧洲地毯业纷纷跟其他化工 企业建立联合的废旧地毯回收网络。来源不同的废旧地毯根据其质量差别进行鉴 别和分类，切碎以后再进行运输和加工处理。预加工修复中心的选址需要考虑往 化工厂运输作业的便利，同时考虑投资、加工和其他运输成本，以确定修复中心 合适的选址以及合理的设计能力。 b e r g e r 和d e b a i l l i e ( 1 9 9 7 ) 研究了一个将已有的正向物流网络扩展成具有 拆卸、检测处理中心的正逆向综合物流网络。假设已有的生产、分销网络包括工 厂、配送中心、顾客三个部分。在扩展后的网络中，从顾客手中回收的废旧产品 在处理中心经过拆卸、检测后分成三类：可直接再利用的产品，运送到配送中心 进入正向物流网络进行销售；不能直接利用，但含有可用于工厂生产过程的零部 件产品，运送到工厂进行制造；完全无用的废弃物。由于正向物流的各项设施数 量及位置己经完全确定，需在此条件下确定拆卸和检测中心的处理能力及其定 位。此类问题同样可以用混合整数线性规划求解。 b a r r o s 等( 1 9 9 8 ) 为荷兰的废砂回收利用构建了一个双层逆向物流网络。所 谓双层，是指在逆向物流网络设计中需要同时决策两种不同作用的设施数量和选 址一回收仓库和处理中心。回收仓库接收不同质量的废砂，测试其污染程度并 分拣。废砂的污染程度被分为三级，一类为可直接利用的清洁的砂子，一类为在 某些条件下可直接应用的半清洁的砂子。这两类被储存在回收仓库中等待运往需 求地。第三类为不可直接利用的污染的砂子，必须运往再处理中心进行清洁处理。 这种涉及两种设