（管理科学与工程专业论文）含逆向物流的零部件库存控制研究.pdf

j t h es t u d yo fs p a r ep a r ti n v e n t o r yc o n t r o l w i t hr e v e r s el o g i s t i c s b yz h a n gt i a n y i s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rg u o f u n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 7 i i，一 东北大学硕士学位论文独创性声明 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。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谢 ：6 ； 恧。 学位论文作者签名：弘久足 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学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、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： 、 )。 | 东北大学硕士学位论文 摘要 含逆向物流的零部件库存控制研究 摘要 作为物流管理的一个重要方面，逆向物流长期以来为学术界和企业界所忽视。近 年来，随着可持续发展战略实施的逐步深入，逆向物流越来越受到重视。关于逆向物流 的定义有很多，但其内涵都是一致的，那就是从环境保护或者资源再利用的角度出发， 对完全或部分失去价值的原材料、加工库存品、产成品以及其相关信息从消费地到起始 地高效率、低成本的流动而进行规划、实施和控制的过程。 本文研究的对象是逆向物流的一个重要方面：逆向物流的库存控制。 在逆向物流管理中，由于回流产品的存在而产生了一个新的产品输入源，所以逆向 物流环境下的库存管理除了要解决传统库存理论所要解决的问题之外，还要解决从哪里 补充库存? 补充多少? 何时补充? 尤其在汽车、消费类电子产品等行业，回流的产品规 模较大，逆向物流的库存控制与管理的理论研究在这些企业中有着重要的现实意义。本 文在传统库存控制的基础上，为了对逆向物流进行有效管理，对回收产品采用批量修复 处理的方式。在假设制造商允许退货、分销商( 多分销商) 愿意辅助逆向物流库存控制 实施、退货服从均匀分布或泊松分布、且从回收产品中所获取的零部件经处理后可与新 零件一样投入生产的条件下，结合制造商生产计划与逆向物流的运输问题，研究了制造 商对回收产品基于定量处理以及定期处理方式的最优库存控制策略。 关键词：逆向物流；库存控制；定期；定量；再制造 h 厂 一| t h e s t u d yo fs p a r e p a r ti n v e n t o r yc o n t r o l w i t hr e v e r s el o g i s t i c s a bs t r a c t a sa ni m p o r t a n ta s p e c to fl o g i s t i e sm a n a g e m e n t ，t h er e v e r s el o g i s t i e sh a sb e e ni g n o r e d b ya c a d e m i aa n db u s i n e s sc i r c l e sf o ral o n gt i m e b u t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h eg r a d u a l l y i m p l e m e n t i n go ft h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t r a t e g y , t h er e v e r s el o g i s t i e si sp a i dm o r ea n d m o r ea t t e n t i o n s t h e r ea r em a n yd e f i n i t i o n so fr e v e r s el o g i s t i c s ，b u tt h e i rc o n n o t a t i o n sa r et h e s a m e a n dt h a ti s ：f r o mt h ep o i n to fe n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n dr e s o u r c er e u s e ，t h ep r o c e s so f p l a n n i n g , i m p l e m e n t i n ga n dc o n t r o l l i n go ft h er a wm a t e r i a l ，s e m i 。p r o d u c t ，f i n i s h e d 。p r o d u c t a n dt h ei n f o r m a t i o nr e l a t e df r o mt h ec u s t o m e r st ot h eo r i g i n sw i t hl o w c o s tf l o w s t h ep a p e rf o c u s e so nt h es t u d yo f t h ei n v e n t o r yc o n t r o lo fr e v e r s el o g i s t i c s i nt h e m a n a g e m e n to ft h er e v e r s el o g i s t i c s ，b e c a u s eo ft h ee x i s t e n c eo fa d d i t i o n a lr e s o u r c eo fn e w p a r to rp r o d u c t ，t h em a n a g e m e n to ft h er e v e r s el o g i s t i c sn e e d st os o l v en o to n l y t h ep r o b l e m s 0 ft h ef o r w a r dl o g i s t i c s ，b u ta l s ot h ep r o b l e m so fw h e nt or e m a n u f a c t u r e a n dh o w ? t h e i n v e n t o r yt h e o r yo fr e v e r s el o g i s t i c s i sv e r yi m p o r t a n ti nm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yt h a th a s i m p l e m e n t e dt h e r e v e r s el o g i s t i c ss t r a t e g y , e s p e c i a l l yi ni n d u s t r ys u c h a sa u t o m o b i l e ， e l e c t r o n i cp r o d u c t sa n ds oo n b a s e do nt h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n to ft h ef o r w a r dl o g i s t i c s ，i n0 r d e rt oc o n t r o lt h e r e v e r s el o g i s t i c se f f e c t i v e l y , t h ep a p e rd i s p o s e st h er e v e r s el o g i s t i e s i nb a t c h o nt h e a s s u m p t i o nt h a tt h ep r o d u c e rp e r m i t so fc a l l b a c k , t h ef r a n c h i s e r sw o u l dl i k e t oa s s i s tt h e c o n t r o lo ft h ei n v e n t o r yo fr e v e r s el o g i s t i e s ，t h ec a l l b a c kc o u l db eu s e da sn e w a f t e rb e i n g r e p a i r e d ，w i t ht h ec o n s i d e r a t i o no ft h ep r o d u c e r sp r o d u c t i o np a a na n dt h et r a n s p o r t a t i o no f t h er e v e r s el o g i s t i c s ，t h ep a p e rs t u d i e st h eo p t i m i z e dm o d e lo ft h er e v e r s el o g i s t i c sc o n t r o l w h e nd i s p o s et h er e v e r s el o g i s t i c si ns e tv o l u m ea n ds e tp e r i o d k e y w o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s , i n v e n t o r yc o n t r o l , s e tv o l u m e , s e tp e r i o d , r e m a n u f a c t u r e i i i 一一 i 、 东北大学硕士学位论文 目录 目录 独创性声明l 摘要 a b s t r a c t i i l 第1 章引言一1 1 1 研究背景一1 一 1 1 1 可持续发展战略的要求一l 一 1 1 2 企业增强其竞争力的需求一2 1 2 逆向物流研究文献综述一3 一 1 2 1 国外研究综述一3 一 1 2 2 国内研究综述一8 1 3 本文研究内容及结构一8 一 第2 章逆向物流与库存控制理论- 10 2 1 逆向物流概述一1 0 一 2 1 1 逆向物流的内涵一1 0 一 2 1 2 逆向物流的分类一1 1 2 1 3 逆向物流的流程分析一1 2 2 1 4 逆向物流与正向物流的区别一1 3 2 2 库存控制概述一1 6 2 2 1 库存系统的要素一1 6 2 2 2 库存系统的目标及库存成本一1 9 2 2 3 库存模型分类一2 0 一 2 3 逆向物流库存分析一2 4 2 4 本章小结一2 9 一 第3 章逆向物流按比例回收的库存控制模型- 3 0 - 3 1 返修无时滞情况下的备件库存控制模型一3 0 3 1 1 基本假设与参数符号一3 0 一 i v 东北大学硕士学位论文目录 3 1 2 模型建立一3 1 3 1 3 算例一3 5 3 1 4 敏感性分析一3 6 3 2 返修有时滞情况下的备件库存控制模型一4 0 一 3 2 1 基本假设与参数符号一4 0 3 2 2 模型建立一4 l 一 3 2 3 算例一4 5 3 2 4 敏感性分析一4 6 一 第4 章逆向物流按概率回收的库存控制模型5 0 4 1 按定量处理的分销商辅助逆向物流库存控制模型一5 0 4 1 1 基本假设和参数符号一5 0 4 1 2 逆向物流按定量处理的制造商零部件库存控制模型一5 l 一 4 1 3 算例一5 4 4 2 按定期处理的分销商辅助逆向物流库存控制模型一5 5 4 2 1 基本假设和参数符号一5 5 4 2 2 逆向物流按定期处理的制造商零部件库存控制模型一5 6 4 2 3 算例一5 9 一 第5 章结论与展望6 1 5 1 结论一6 l 一 5 2 展望一6 2 一 参考文献：6 3 致谢6 6 攻读学位期间发表论文6 7 v 。 i 卅 东北大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 研究背景 第1 章引言 1 1 1 可持续发展战略的要求 进入工业革命后，人类社会的发展驶进了历史的快车道，短短的百余年时间，社会 生产力的发展就超越了人类过去几千年的总和，人类的物质财富得到了前所未有的积 累，但这些都是以大量地消耗自然资源和极大的环境破坏为代价换来的。到2 0 世纪8 0 年代，随着人们对全球的资源短缺和环境污染问题关注的升温，提出了可持续发展的概 念。同时里约宣言和二十一世纪议程等文献指出，我们需要改变现行的生产、 消费方式和发展观念，利用我们所拥有的科技知识，改善我们的环境，努力建立起人与 自然和谐相处的新的生产方式和消费方式，建立起与之相适应的“可持续发展 的新战 略和新观念。 随着社会物质财富的增加，人们对各种产品的需求和消费大幅度的增加了，社会生 产也大量增加。同时，在生产和消费过程中也伴随着产生了大量的废弃和回返物品，并 有不少物品只是通过简单的掩埋或焚烧之后就被排放到环境中，不但造成了自然资源的 极大浪费，也造成了自然环境的恶化。因而，对废弃或回返物品的合理利用和处置，能 够节约资源，改善环境，有利于可持续发展。世界上不少发达国家和地区为了减少环境 污染、自然资源的消耗以及对废弃物进行合理规范的处置，制定出不少的法规和措施， 要求对某些产品进行合理的再利用和再循环。如1 9 9 7 年7 月，欧盟着手制定一项关于 电工电子产品回收再利用的法规，并在2 0 0 6 年正式实施。其主要内容是：凡是将其电 工电子产品投放欧洲市场销售的制造商或进口商，当其产品寿终废弃后，必须予以回收 并进行加工再利用，并且负责支付废弃产品回收再利用的费用。欧盟将电器产品分为了 1 0 大类，并规定了具体的回收再利用率指标( 见表1 1 ) ；到2 0 0 8 年，在家电产品生产中 禁止使用钠、汞等有毒物质。这些规定虽然适用于2 0 0 6 年后进入欧盟市场销售的产品， 但已经对目前销售的产品产生了作用。有些国家如德国、荷兰，为了维护自身利益，已 经单方面地抢先推出了有关法规。我国是向欧洲出口家电产品的主要国家之一，我国企 业对欧盟电工电子产品回收再利用法规应尽早谋划对策以适应这一新变化的竞争形势 东北大学硕士学位论文 第1 章引言 的需要。 表1 1 欧盟电器产品回收再利用率指标 t a b l e1 1t h ec a l l b a c kr a t ea n dr e u s er a t eo fe l e c t r i ce q u i p m e n ti ne u r o p e a nu n i o n 序号产品类型 回收率( )再利用率( ) 1 大型电器产品 8 07 5 2 小型电器产品 6 05 0 3 r i 、通信器材 7 56 5 4 消费性家电产品 6 05 0 5工具类 6 05 0 6玩具类 6 0 5 0 7 医疗器械类7 57 0 8 控制器械仪表类 7 57 0 9自动售货机7 57 0 1 1 2 企业增强其竞争力的需求 在竞争日益激烈的今天，企业实施逆向物流战略有助于提高企业竞争力，提升企业 的社会形象。从操作的层面讲，随着条形码技术、分拣技术、仓储技术以及各种自动化 设施的产生和完善，基于供应链的企业经营管理模式的产生和实施，企业对大量回流产 品的高效处理已经变成现实，逆向物流的运作在技术上不存在难以逾越的障碍。从企业 经营的层面讲，虽然构建逆向物流需要一大笔投资，但企业同时也会受益匪浅。一是能 降低原材料成本，稳定原材料供应。企业在原有供应链的基础上，通过实施逆向物流形 成一定范围的原材料循环供应，减少原材料的浪费，降低企业对原供应商的依赖，同时 保证原材料供应的及时、稳定，促进供应链的整合。二是能改善企业形象，获取社会效 益。因为产品在丰富人们生活的同时，大量的残留物对环境造成严重危害与威胁，社会 对绿色产品、绿色服务的呼声越来越高，所以企业实施逆向物流可以减少产品及其副产 品对环境的污染，向社会展现企业的更好形象从而获取一定的社会效益。三是能改善服 务，提高客户满意度。企业通过逆向物流，可以改善产品销售和售后服务。客户可以对 不符合自己要求的产品顺利退货，消除客户购买企业产品的后顾之优，提高客户满意度， 赢得客户信任，增加企业竞争优势。此外，逆向物流在促使企业不断完善质量管理体系 上也具有重要地位，l s 0 9 0 0 1 2 0 0 0 版将企业质量管理活动概括为一个闭环式活动一一计 11、j， i 坤。 l 东北大学硕士学位论文 第1 章引言 划、实施、检查、改进，逆向物流正好处于检查和改进这两个环节上，承上启下，作用 于两端，企业在退货与产品返回中所暴露的质量问题，可以通过逆向物流信息系统不断 传递到管理层，使企业潜藏事故的透明度提高，管理者可以在事前不断改进质量管理体 系，减少产品隐患。 企业降低成本、提高竞争力、减少环境污染的措施之一就是构建逆向物流，使原来 单向的企业物流变为完整循环的物流网。国外许多知名企业将逆向物流战略化作竞争优 势，增加顾客价值，提高供应链整体业绩的重要手段。 1 2 逆向物流研究文献综述 1 2 1 国外研究综述 1 2 1 1 确定性与随机性逆向物流库存模型研究 在逆向物流管理中，逆向物流库存管理是极其重要的工作。然而由于逆向物流自身 具有的特性，使得库存管理问题变的异常复杂。基于对需求、回收过程和修理过程的假 设，逆向物流库存控制模型可分为确定性逆向物流库存模型和随机性逆向物流库存模 型。 ( 1 ) 确定性逆向物流库存模型 在确定性库存模型中，需求和产品回流在每一个时点都是已知的。模型的目标函数 是最优化固定成本和库存持有成本，这和经典库存理论中经济订货批量( e o q ) 模型相对 应。也有几位学者提出了对e o q 模型的修改来解决有回流情况下的库存控制问题。 1 9 6 7 年s c h r a d y 在假设产品的需求量、回收率、订货提前期和回收提前期固定的情况 下，对有回流情况下的库存问题进行了研究i 。其模型中成本主要考虑了订货和回收产 品的固定成本和线性的库存持有成本。s c h r a d y 的库存控制策略是尽可能用回收后经修理 过的产品来满足固定的批量。模型中对由订购和修复产品所组成的最佳批量的表示和经 典的e o q 模型非常相似。如果可修复产品和可用产品的库存持有成本相等，并且模型中 的需求用“净需求 来表达，那么最佳批量等于e o o 。 1 9 8 1 年n a h m i a s 通过考虑有限的回收和修理速度将s c h r a d y 的模型进行了扩剧2 1 。 1 9 9 2 年m a b i n i 等进一步扩展了s c h r a d y 提出的模型，他们考虑了缺货约束，建立了一 个多品种逆向物流库存模型，其中各种产品的修理所使用的设备相同。同时，他们提出 东北大学硕士学位论文第1 章引言 了相应的模型求解算法1 3 1 。在逆向物流库存问题的研究当中，研究多品种库存问题的文 献相当的少，这是其中之一。 1 9 9 6 年r i c h t e r 在s c h r a d y 建立的模型的基础上，假定需求和产品的回收量是连续的和 恒定的，讨论了最优控制参数对废旧产品回收率的依赖性的问题【4 j 。在模型中r i c h t e r 用e o q 模型研究了生产和回收再制造相协调的厂房大小，他在模型中将产品需求和产品 回流假定为连续不断和恒定的，并给出了最优控制参数的值，探讨了这些参数和回收率 的关系。2 0 0 1 年t e u n t e r 将r i c h t e r 的模型进行了扩展，他考虑资金的不同利用率，认为来 自生产和回流的产品库存量将受到不同产品持有成本费率的影响，建立了最优的库存控 制策略，该策略暗示了在逆向物流的库存管理中存在优先利用的潜在规则【5 1 。但是2 0 0 1 年m i r m e r 解释r i c h t e r 和t e u n t e r 的库存控制策略并非一个最佳策略，而使用非增加的连续 的回收再用库存大小这一策略，也许可以使成本降低【6 l 。 此外，2 0 0 2 年，r a i n e r 等人考虑了回收一种或几种产品经过分解拆卸后会产生多种 零部件，而他们有各自的不同用途的情况门。他们假设一个单级产品回收库存系统，这 个系统面对多种不同产品的需求，产品回收率随着时间的变化而变化，并且假定所有回 收产品具有相同质量。而且需求率和回收率假定是确定的、非负的、连续可微的。进一 步假定再制造产品和新产品一样好，每个产品类的生产和再制造项目产品能保存在服务 库存中，回收产品在一个回收库存中存储。对每个新产品类需求有各自独立的库存。无 利用价值的回收品的作废弃处置，并且处理的速度也随时间变化而变化。在此基础上， 他们建立了一个动态的库存优化模型并解出了最优控制策略。在分析中，他们指出有产 品回收的情况下，利用回收产品再制造去满足需求要比利用新制造产品去满足需求更具 有成本优势。 k l eb e r 和d o b o s 分别在2 0 0 2 年和2 0 0 3 将最优控制模型应用于逆向物流问题【8 - 9 1 。 关于确定性逆向物流库存控制模型都有两个共同的缺点：第一，这些模型都是根据 预先确定的控制策略来最优化相关参数，而没有研究策略本身是否是最优的。第二，模 型认为当回收产品经修理后其质量和新产品是一样的，也就是客户对新产品和修理过的 产品不作区分。 t e u n t e r 和t v e a r nd e rl a a n 就认为通过对e o q 模型的扩展来解决逆向物流库存控制 问题所得到的平均成本不一定是最优的【l o l 。 ( 2 ) 随机性逆向物流库存模型 本文按照传统的随机库存模型的划分把产品恢复库存问题的随机库存模型分为周 - i i j 一 ， 东北大学硕士学位论文第1 章引言 期型随机库存模型和连续型随机库存模型。 周期型随机库存模型 这类模型又可分为单周期模型和多周期模型。单周期模型是指在一个周期内订货只 进行一次，若未到期木已售完也不再补充订货；若发生脱销，未售出的产品应在期术处 理。这类订货可以重复进行，但在各周期之间订货量与销售量相互保持独立。这里关注 的主要问题是在若干假设下，在一个有限的计划期内最小化预期的各种成本，从而最优 化库存控制策略。而多周期模型考虑系统在一个周期中运行，决策者在每个周期开始时 都需要作一次决策，每次决策时不是考虑使该周期的平均期望总费用达到最优，而是使 刀个周期的平均期望总费用达到最优。 较早对这一类模型进行研究的是s i m p s o n ，1 9 7 8 年作者以一个单一产品的回收模型 为例采用了两个库存点来解决回收物流的库存问题。模型假设：订货提前期和回收品的 修理时间均忽略不计；需求和返回都是随机的且二者互相独立。作者通过权衡回收品再 利用节省的费用和存储回收品的库存费用进行了求解【i 。1 9 9 7 年，i n d e r f i l r t h 在s i m p s o n 所建模型的基础上进行了扩展，考虑了产品的订货有固定的提前期并且回收品的修理有 固定的时间【1 2 】。作者指出在这种情况下s i m p s o n 所求的策略仍然是适用的，并且订货提 前期和回收品的修理时间的差别是整个系统复杂与否的决定性因素。而后g w s c h e r e r 基于上述模型给出了具体的算法步骤【1 3 1 。该文首先研究了一个单库存点模型，指出由于 需求和返回均是动态的，若精确的计算其结果是相当耗时的，因此作者采用了两种近似 的方法进行求解：一种方法是替换了原模型中的一个价值函数，另一种方法是引入安全 库存建立一个随机情况下的决策模型，从而使运算大大简化。最后，作者又用同样的近 似算法对两个库存点的问题进行了研究，并且用八个具体算例论证了算法的有效性。 在提前期确定的情况下，随机的产品需求和回流模型与传统前向物流中随机多供应 商补充库存模型是相似的。对于单周期内的提前期发生变化的情况，补货的最佳策略仍 然能被确定但是己经更复杂了。1 9 7 7 年w h i t t e r m o r e 和s a u n d e r s 提出的两源供应商模型 与s i m p s o n ( 1 9 7 8 ) 和i n d e r f u r t h ( 1 9 9 7 ) 在假定固定成本和提前期为零的情况下分析的最优 补货周期的库存策略类似【1 4 1 。 1 9 9 9 年v a n d e rl a a n 在连续性检查系统中优化了给定库存控制策略的参数，他们在 ( s ，q ) 库存控制策略的基础上，将其拓展为( 墨级q ) 推动库存控制策略，即当达到 再订购点瓯时，发出批量大小为级的新产品生产订单；当回收产品的回收量达到q ，时， 那么q ，就被释放出来再利用。另一个控制策略就是( & ，幺，墨，母) 拉动策略，即当达到 东北大学硕士学位论文第1 章引言 再订货点5 ，时，再制造产品的订单将可销售库存的库存量补充到【1 5 j 。 1 9 8 1 年，c o h e n 等研究了可直接再利用物品的随机库存模型。文中采用的是混合的 库存控制策略，即可恢复的回收产品和j 下常产品是存放在一起的。他们假设在一个给定 的时期内，固定时自j 内所回收产品的数量是固定的。这个模型是在考虑了可再用产品的 情况下对简单周期随机库存模型的一个扩展。模型的目标函数是最优化库存持有成本和 存储成本。c o h e n 等指出在某些假设之下，订货点策略是最优的。然而，由于没有考虑 回收产品的最终处理，一旦回收量超过最优库存水平，则达不到模型的最优解【1 6 1 。 1 9 8 9 年k e l l ep 等在考虑了固定成本的情况下建立了一个相似的模型【1 7 1 。他们基于 每一个时期的“净需求”建立了一个机会约束整数规划，并讨论了如何把问题转化为经 典的动态规划问题的近似方法。y u a n 等人基于传统的( s ，s ) 策略对逆向物流进行了初步 的探讨，模型假设需求服从泊松分布，产品在市场中从售出到返回的时间间隔服从指数 分布。作者以最小化长期成本建立了费用模型，并给出了计算方法【1 8 】。 文献 1 9 2 0 从零售商的角度研究了易腐烂物品从零售商返回制造商的处理策略， 作者以最大化零售商的利润为目标函数制定相应的零售价格，但这两篇文献更多的考虑 了供应链的整体协作，而不是单纯的最优订货策略。 2 0 0 2 年f l e i s e h m a n n 等提出了一个基于需求和回收都服从独立的p o i s s o n 分布的基 本库存模型【2 。模型假设回收物品可直接利用，但外部订购的提前期不为零。 f l e i s e h m a n n 等利用该假设得到了库存的最优控制策略并计算出最优的控制参数，并与 传统的( s ，s ) 库存模型进行了对比分析。然而，该模型不但没有考虑退回产品修理的 滞后期，而且也没有考虑修复成本，这与实际的运作情况不符。 2 0 0 3 年d i m i t r i o 等针对电子商务环境下季节性产品回收的单周期库存问题进行了 研究田】。文章对经典的报童模型进行了扩展，将产品回收整合到了模型当中，并提出了 各种相应的处理策略。2 0 0 3 年m a h a d c v a n 等人在假设再制造产品和新产品无差异，再 制造产品的提前期不大于制造产品的提前期，并且废旧产品的回收和产成品的需求都是 泊松过程的情况下，在传统的o ，s ) 库存控制策略中加入产品的回流因素，分析了库存 目标函数的准凸性，运用启发式算法计算出库存控制策略的近似解【2 3 1 。 2 0 0 3 年，v l a c h o s 等人借助于经典的报童问题对单周期、单库存点的存储问题进行 了较为详细的研究，模型假设：所订的货物在期初已经到达：需求是一个连续的随机变 量，返回是需求的线性函数：物品从售出到返回有一个常数的间隔期：重新加工需负担 加工费【2 4 j 。针对逆向物流的处理策略，文中提出了如下几种解决方案： 东北大学硕士学位论文第1 章引言 所有的返回品均在二手市场上出售： 在返回品中挑选出部分状况良好的直接用于满足顾客的需求； 挑选部分返回品进行重新加工再用于满足顾客的需求，剩下的部分销往二手 市场； 将全部返回品都重新进行再加工然后用于满足顾客的需求。 连续型随机库存模型 在这类模型中时间轴是连续的，决策准则通常是使单位时间的平均费用达到最小或 折扣期望总费用达到最小。1 9 7 7 年，h e y m a n 论述了如何在回收产品所带来的附加库存持 有成本和生产成本节约之间达到平衡【2 5 】。他考虑了一个需求独立且回收的数量和发生次 数都服从一般分布的模型。模型中假设旧产品的再制造和外部订购是没有提前期的，而 且不考虑固定费用。其采用的库存控制策略是处理点策略，即回收的可拆解制造产品超 过了处理点就进行处理。指出该模型和单设施排队模型是等价的。在需求和产品回收服 从泊松分布的情况下，h e y m a n 给出了最优处理水平的精确表达式。而且，他证明了处理 点控制策略在这个案例中是最优的。 1 9 8 1 年，m u c k s t a d t 等给出了在提前期为非零情况下，再制造厂的精确库存表达式。 该模型中主要的成本包括：可用产品的库存持有成本、逆向回收成本和固定订货成本。 文中给出的控制策略是按照传统的( s ，q ) 法来控制外购产品，其中s 和q 是根据净库存量 的分布来确定的，而对于回收产品则采用尽快修复的策略。接着m u c k s t a d t 等将上述研 究结果扩展到一个两阶段模型中。对于上述模型中单阶段的情况，v a n d e r 等在1 9 9 6 提 出了一个基于提前期内净需求分布的近似模型，并通过定量分析指出该模型在许多案例 的应用中都相当准确【2 6 】。同年v a n d e r 等对几种回流物品的库存控制策略进行了数值上的 比较分析。他们指出在明确可再制造产品的库存水平和具体的仓库位置的基础上所作出 的处理决策比较有效【2 7 1 。 多库存点的情况下采用连续盘点方式，通常的做法是对多库存点同时进行检测，综 合考虑整个库存系统，根据各个库存点的实际情况进行决策。在r u u dh 的模型中，作 者假设：需求是一个已知的连续可微的函数；物品从售出到返回有一个常数的间隔期； 物品的返回是前阶段需求的线性函数。整个系统的费用由两个库存的库存持有成本费 用、加工费用、再加工费用和安全处置费用组成【2 引。 东北大学硕士学位论文第1 章引言 1 2 2 国内研究综述 国内理论界对逆向物流的研究较少。在逆向物流库存管理方面，2 0 0 3 年，储洪胜等 人研究了制造再制造混合系统的库存控制问题，他们建立了一个两级最优库存策略、一 个回收员、一个订货点，包括固定单位订货成本、固定维修成本、库存成本和缺货成本 的动态库存控制模型，在不考虑提前期的情况下，分析了单周期和多周期的库存控制策 略，得出了库存成本随着回收是先降后增，而随着需求量的增大时先增后降的结论【2 9 1 。 2 0 0 4 年，黄祖庆和达庆利提出了一个允许退货的库存控制策略模型，他们设定销售商同 意顾客退货，回收物品经处理后仍然可以原价卖出，且顾客的需求与退货均服从独立的 泊松分布1 3 0 】。在此条件下，提出了一个最优订货模型和求解算法，并通过数值算例讨论 分析了不同退货率、库存成本和缺货损失对销售商的最优订货量和期望收益的影响。研 究结果表明，退货率对销售商的订货数量以及期望收益有明显影响，销售商应采取有效 措施尽量降低退货率。 在其他方面主要是针对逆向物流的概念与产生原因的解释，如杨晓雁、郝皓、姚卫 新等人的研究，张敏、朱道立等人根据中国现状设计出的退货管理系统等等。 逆向物流作为物流领域的新生事物，虽然国外有很多学者和企业对它进行了较为深 入的探讨，但由于其自身的复杂性，理论与应用尚未处于起步阶段，还有许多不足和问 题值得深入进行研究。比如说选择更合理更先进的管理模式、研发新的回收处理技术、 开发逆向物流信息系统等方面都是值得深入探讨的方面。 1 3 本文研究内容及结构 在上述的研究背景与目的的情况下，本文在传统库存控制的基础上，为了对逆向物 流进行有效管理，对回收产品采用批量修复处理的方式。在假设制造商允许退货、分销 商( 多分销商) 愿意辅助逆向物流库存控制实施、退货服从均匀分布或泊松分布、且从 回收产品中所获取的主零件经处理后可与新零件一样投入生产的条件下，结合制造商生 产计划与逆向物流的运输问题，研究了制造商对回收产品基于定量处理以及定期处理方 式的最优库存控制策略。 论文的结构如下： 第一章阐述了本文的研究背景，从可持续发展战略的要求和企业增强竞争力的需求 ，j1。 l “ 东北大学硕士学位论文第1 章引言 两方面引出了本文的研究意义；同时阐述了逆向物流的概念和逆向物流国内外研究现 状，给出文章的总体框架结构。 第二章介绍了逆向物流与库存理论的基础知识。并对逆向物流的流程作了全面分 析，简述了库存理论的基础及库存模型的常见类型，比较了企业逆向物流战略下库存控 制与传统库存控制的差别。 第三章分析了在产品市场需求稳定条件下的逆向物流库存控制策略。其中，我们假 设新制造产品和再制造产品无差异且服务于同一市场，在此基础上提出了当回流产品是 需求的一定比例时，返修有时滞和无时滞两种情况下的最优库存控制策略。并对最优返 修周期和最优订货量针对各影响因素做敏感性分析。 第四章将市场需求的波动性考虑进来，假设制造商允许退货、分销商( 多分销商) 愿意辅助逆向物流库存控制实施、退货服从泊松分布、且从回收产品中所获取的零件经 处理后可与新零件一样投入生产的条件下，结合制造商生产计划，研究了制造商对回收 产品基于定量处理和定期处理两种库存控制模式下的最优库存控制策略。 第五章对论文进行了总结。 第2 章逆向物流与库存控制理论 逆向物流与库存控制理论 员会( r e v e r s el o g i s t i c se x e c u t i v ec o u n c i l ) 对逆向物流的定义 简单而具体：逆向物流以继续获取物品的应用价值或者进行妥当处置为目的，而对完成 原使用价值的物资进行流转的过程。逆向物流活动具体包括：各种原因的商业退货流程、 对包装材料和可重复使用的运输包装的回收利用的流程、对产品的再造或翻新的流程、 对废弃设备设施的处置流程、对危险品的处置流程和资产价值再生的流程。( r e v e r s e i o g i s t i c si st h ep r o c e s so fm o v i n gg o o d sf r o mt h e i rt y p i c a lf i n a ld e s t i n a t i o nt oa n o t h e rp o i n t , f o rt h ep u r p o s eo fc a p t u r i n gv a l u eo t h e r w i s eu n a v a i l a b l e ，o rf o rt h ep r o p e rd i s p o s a lo ft h e p r o d u c t s r e v e r s el o g j 【s t i c s a c t i v i t i e si n c l u d e ：p r o c e s s i n gr e t u r n e dm e r c h a n d i s ef o rr e a s o n s s u c ha sd a m a g e ，s e a s o n a l ，r e s t o c k , s a l v a g e ，r e c a l l ，o re x c e s si n v e n t o r y ；r e c y c l i n gp a c k a g i n g m a t e r i a l sa n dr e u s i n gc o n t a i n e r s ；r e c o n d i t i o n i n g , r e m a n u f a c t u r i n ga n dr e f u r b i s h i n gp r o d u c t s ； o b s o l e t ee q u i p m e n td i s p o s i t i o n ；h a z a r d o u sm a t e r i a lp r o g r a m s ；a s s e tr e c o v e r y ) p 1 1 “逆向物流 ( r e v e r s el o g i s t i c s ) 这个概念最早由s t o c k 在1 9 9 2 年给美国物流管理 协会( c l m ) 的一份研究报告提出，经过s t o c k 、k o s t e c k i 、r o g e r s 等众多学者的研究 和产业界实践，已经日渐形成供应链中一个独特的领域，发挥着愈来愈大的作用。 国外学者及研究机构由于研究的出发点和着重点不同，对逆向物流的定义有不同的 表述，这些定义都各有自己的特点，但总体来讲主要与两个方面有关：经济方面和环境 方面。其中受到广泛认可的是1 9 9 9 年r o g e r sd 和币b b e n l e m b k er 所给出的定义， 即“逆向物流是为重新获取产品的价值或使其得到正确处置，对原材料、加工库存品、 产成品和相关信息从消费地到起源地的高效率和成本有效地流动而进行设计、实施和控 制的过程【3 2 1 。这是从经济角度出发来定义逆向物流的，它突出了经济因素在逆向物流 管理中的重要地位。1 9 9 8 年，c a r t e r 和e l l r a m 则从环境保护的角度出发给出了逆向物 流的定义：逆向物流是企业通过对已用材料的再生、再利用和减少其数量，而使自己在 环境保护方面变得更加有效率的过程1 3 3 l 。 中国国家标准物流术语( 2 0 0 1 ) 则将逆向物流分解为两大类： “i 一 东北大学硕士学位论文第2 章逆向物流与库存控制理论 ( 1 ) 回收物流( r e t u r n e dl o g i s t i c s ) ：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 ) ：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、储存并分送到专门处理场所时所形 成的物品实体流动【3 4 1 。 国外许多发达国家像日本、美国己从2 0 世纪末开始重视报废产品的回收。退货、 产品的召回、报废产品的回收以及生产过程中的报废零部件、边角余料回收等过程是不 能通过原有前向物流系统来完成的，这就需要在前向物流( 物品从供应链上游到下游， 从企业到消费者的流动) 基础上加入逆向物流系统( 如图2 1 所示，物品从消费地向供应 链上游的流动) 来解决这些问题。 蕾向蝴_ 逆向物流 图2 1 物流系统示意图 f i g2 1f i g u r eo fl o g i s t i c ss y s t e m 2 1 2 逆向物流的分类 按成因、途径和处置方式的不同，逆向物流可以区分为投诉退货、终端返回、商业 ，一 一 东北大学硕士学位论文 第2 章逆向物流与库存控制理论 返回、维修返回、生产报废以及包装等六大类别。表2 1 列出了逆向物流 中六大类别和各个类别的产生原因、驱动因素以及相应的处理方式，并给予商品实例。 六类典型的逆向物流，普遍存在于企业的经营活动中，其涉及的部门从采购、配送、仓 储、生产、营销到财务部门，因此，逆向物流管理涉及大量