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浙江工业大学硕士学位论文 全流通下中国股票市场i p o 抑价问题研究 基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 摘要 随着人们对资源循环利用和环境保护意识的增强，废旧产品的回 收再制造越来越受到重视。近年来，很多国家已经通过立法规定制造 商必须对废旧产品进行回收，我国也从2 0 0 3 年开始明确要求电器产品 制造商负责废旧产品的回收处理。因此结合我国的情况，如何激励企 业积极回收再制造废旧产品，从而促进制造商对废旧产品的回收再制 造，以达到更好的节省资源，保护环境的目的，显得非常重要。 本文研究了政府、制造商、回收方三者之间如何制定激励机制问 题。主要研究了：考虑政府对回收约束的闭环供应链回收再制造决策 问题。考虑回收方的回收努力，设计了政府与制造商、第三方之间的 奖惩函数，建立了基于第三方负责回收的多级再制造闭环供应链模 型；分别讨论了制造商不回收废旧产品、没有政府奖惩时回收再制造 废旧产品和考虑政府约束时回收再制造废旧产品等三种情形下的最 优策略，通过分析参数变化对回收率和供应链成员企业收益的影响。 闭环供应链中废旧产品回收的线性分成制激励契约的设计问题，分别 讨论多任务委托关系中的激励机制和双边道德风险下的激励机制设 计；通过比较在信息对称和信息不对称情况下线性激励合同、不区分 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 回收市场和区分回收市场两种情况下的线性分成制激励契约，分析了 各种参数对激励系数、制造商的决策和制造商期望收益的影响。 论文主要运用运筹学线性规划方法和委托代理理论来研究激励 机制。研究结果表明：政府奖惩策略能使回收率提高；废旧产品的最 优回收率随着可再制造节约成本、政府单位奖惩因子、再制造率的增 大而增加；政府设计的奖惩策略必须满足一定的条件才能起到有效的 激励作用。多任务委托时，当回收废旧品的市场不确定性比销售产品 更高时，制造商应提高对回收废旧品的激励系数，而降低对销售产品 的激励系数；制造商对于不确定性较低任务的激励程度应该大于不确 定性较高任务的激励程度。多份激励契约能有效的区分回收市场的真 实情况，并能有效的激励零售商的回收努力，同时能最大化自身的利 润。所得的结论为闭环供应链的实施提供了更符合实际情况的建议。 险 关键词：闭环供应链，委托代理，激励机制，线性分成制，道德风 r e s e a r c ho nc o o r d i n a t i o n a n d i n c e n t i v e m e c h a n i s mo ft h e c l o s e d - - l o o ps u p p l yc h a i n w i t hr e c y c l i n ga n d r e m a n u f a c t u r i n g a b s t r a c t w i t ht h er e c y c l i n go fr e s o u r c e sa n de n h a n c e da w a r e n e s s o fe n v l r o m e m a l p r o t e c f i o n ，r e c y c l i n go fw a s t ep r o d u c t s i sg e t t i n gm o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni nc n l 帆 i nr e c e n ty e a r s ，m a n yc o u n t r i e sh a v ea l r e a d ya d o p t e dl e g i s l a t i o n f o rm a n u f a c t u r e r st o r e c o v e r yt h eu s e dp r o d u c t s s i n c e2 0 0 3c h i n a h a se x p l i c i t l yd e m a n d e dm a 1 1 _ u t a c 饥l r 钉s o fe l e e t r i c a lp r o d u c t sr e s p o n s i b l ef o rt h er e c y c l i n go fw a s t ep r o d u c t s t h e r e f o r e ，i t 1 s n e c e s s a r yt os t u d yh o w t om o t i v a t ee n t e r p r i s e st ot h er e c y c l i n ga n dr e m a n u f a c t u r l n g o ft h ew a s t ep r o d u c t sa c t i v e l yc o m b i n e d w i t hc h i n a ss i t u a t i o n ，t op r o m o t e m a n u f a c t u r e r s ，r e c y c l i n g a n dm a n u f a c t u r i n go fw a s t ep r o d u c t s ，t h u sr e a c h e dt h e p u r p o s eo fs a v i n gr e s o u r c ea n d p r o t e c t i n ge n v i r o n m e n t i nt h i sp a p e r , w es t u d i e dt h ep r o b l e mo fh o w t od e v e l o pa ni n c e n t i v e 瑚【e c h a m s m 锄o n gt h eg o v e m m e n t ，m a n u f a c t u r e r s ，a n d t h er e c o v e r ys i d e s m a i nr e s e a r c l l i n gj o b s a r ea sf o l l o w s t h ed e c i s i o nm a k i n gp r o b l e mo ft h ec l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i nw i t h r e c y c l i n ga n dr e m a n u f a c t u r i n gw a s s t u d i e db a s e do nt h ec o n s t r a i n to fg o v e n l i i l e n t ； c o n s i d e r i n gt h ee f f o r to ft h er e c y c l i n gp a r t y , a l li n c e n t i v ef u n c t i o nw a sd e s l g n e d 锄o n gt h eg o v e m m e n t ，m a n u f a c t u r e r s ，a n dt h et h i r d 。p a r t y ；t h e n am u l t i 。e c h e l o n c l o s e d 1 0 0 ps u l ) p l yc h a i nm o d e lw i t hr e m a n u f a c t u r i n gb a s e do nt h i r dp a r t yr e c y c l i n g w a se s t a b l i s h e d n 鹏eo p t i m a ld e c i s i o n sw e r ed i s c u s s e da n d r e s u l t so ft h e s ed e c i s i o n s a r ec o m p a r e d t h ep a r a m e t e rc h a n g eo nt h ei m p a c to fr e c o v e r y r a t ea n ds u p p l yc n a l n m e m b e r s ，p r o f i t w e r ea n a l y z e d t h e i n c e n t i v ec o n t r a c t sd e s i g np r o b l e m o f c l o s e d 1 0 0 ps u p p l yc h a i nf o rw a s t ep r o d u c t sr e c y c l i n gw i l l s s t u d i e d t h e1 n c e n t l v e c o n t r a c t sb a s e do nm u l t i t a s kp r i n c i p a l - a g e n ta n dd o u b l em o r a lh a z a r dw e r e d i s c u s s e d b yc o m p a r i n g t h el i n e a ri n c e n t i v ec o n t r a c t u n d e rb o t hs y m m e t r i c i n f o m a t i o na i l da s y m m e t r i ci n f o r m a t i o na n dw i t ht h em a n u f a c t u r e r sd i s t i n g u i s h i n g o rn o td i s t i n g u i s h i n gm a r k e ti n f o r m a t i o n ，t h ei n f l u e n c eo fs e v e r a lc o r r e l a t i v ef a c t o r s i i i 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 o nt h ei n c e n t i v ec o n t r a c t sw a sa n a l y z e di nd e t a i l i nt h i sp a p e r , t w om e t h o d sa r em a i n l yu s e df o rr e s e a r c h i n gt h ei n c e n t i v e m e c h a n i s m ：l i n e a rp r o g r a m m i n ga n dt h ep r i n c i p a l a g e n tt h e o r y t h er e s u l ts h o w st h a t r e c o v e r yr a t ei n c r e a s e sw i t ht h ep r e m i u ma n dp e n a l t ys t r a t e g y ；r e c o v e r yr a t ei n c r e a s e s w h e nc o s ts a v i n g so fr e m a n u f a c t u r i n g ，g o v e r n m e n t sp r e m i u ma n dp e n a l t ya n dt h e r a t eo fr e m a n u f a c t u r i n gi n c r e a s e t oa c h i e v et h er o l eo fe f f e c t i v ei n c e n t i v et h a t i n c e n t i v es t r a t e g ym u s tm e e tc e r t a i nc o n d i t i o n s m a n u f a c t u r e r ss h o u l di n c r e a s et h e i n c e n t i v ef a c t o ro fr e c y c l i n gw a s t ep r o d u c t s ，a n dr e d u c et h ei n c e n t i v ef a c t e n o f s e l l i n g n e w p r o d u c t sw h e nt h em a r k e tu n c e r t a i n t yo fr e c y c l i n gw a s t ep r o d u c t si sh i g h e rt h a n t h em a r k e tu n c e r t a i n t yo fs e l l i n gn e w p r o d u c t su n d e rt h em u l t i t a s kp r i n c i p a la g e n t t h ei n c e n t i v ef a c t o ro fl o w e ru n c e r t a i n t yt a s ks h o u l db eh i g h e rt h a nh i g hu n c e r t a i n t y t a s k t h er e s u l ts h o w st w oi n c e n t i v ec o n t r a c t sc a ne f f e c t i v e l yd i s t i n g u i s ht h er e a l m a r k e ti n f o r m a t i o n ，a n da c h i e v et h er o l eo fi n c e n t i v e e f f e c t i v e l yf o rr e t a i l e r s r e c o v e r ye f f o r t st om a x i m i z et h e i ro w np r o f i t sa tt h es a m et i m e t h ec o n c l u s i o ni nt h e p a p e rp r o v i d e ss u g g e s t i o nt ot h eo p e r a t i o no fc l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n k e y w o r d s ：c l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i n ；p r i n c i p a la g e n t ；i n c e n t i v em e c h a n i s m ； l i n e a rs h a r e d s a v i n g ；m o r a lh a z a r d 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江 工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的 法律责任。 作者签名：关右毛日期：汹多年，。月垆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 一l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：关j 刍花 导师签名： 日期：知伊，z ，月形e t 日期：年月 日 浙江工业大学硕士学位论文 基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 1 绪论 1 1 问题的研究背景 最近几年以来，随着人们环保意识的增强，并且资源短缺危机、环境污染等 问题的加剧也越来越受到重视，资源的循环利用和可持续发展已经成为世界各国 的主导趋势，怎样实现经济和环境的和谐发展，已经成为全球亟待解决的共同的 战略问题。 近年来，很多国家已经通过立法规定制造商必须对废旧产品进行回收，德国 于1 9 9 1 年最早颁布实施了废弃物循环利用的法律废物分类包装条例，该 条例规定必须回收再利用或循环包装废弃物。欧盟于2 0 0 5 年全面推行关于电子 电气设备报废的指令( w e e e 指令) ，规定了对报废电子电气设备的处理、回收和 再循环。我国从2 0 0 3 年开始了为回收废旧电器立法的历程，国家发改委会及有关 部门起草的废旧家电及电子产品回收处理管理条例已于2 0 0 5 年9 月征求全国 意见，并提交国务院法制办公室。该条例明确规定，家电制造商应采用有利 于回收和再利用的设计方案，在生产过程中选择无毒无害物质、材料及可回收再 利用材料，并要求在家电产品说明书中提供有关主要材料成分等信息。制造商电 器产品生产商必须负责回收处理废旧产品。 在党的十七大上，中央政府将节约资源，建设节约型社会作为基本国策，提 出建设资源节约型、环境友好型社会。国内倡导节约资源、环境友好的形势，为 闭环供应链的研究和开发提供了非常适宜的经济社会背景。如何追求更少资源消 耗、更低环境污染、更大经济和社会效益，将成为人们今后更为广泛的探讨的话 题。 最近，中国科学院关于“中国未来2 0 年技术预见研究 中，提出中国未来2 0 年应当优先发展的战略技术集群和技术课题中，以及相关政策建议。其中，绿色 制造及闭环供应链技术的实际应用得到了广泛的重视。现代绿色供应链对传统意 义上从原料供应商、产品制造商、分销商到客户之间形成的单向开放式物流及供 应链提出了全新要求：一方面将环境保护归入了供应链管理，要求供应链过程必 须符合环境保护，资源消耗和环境污染排放最小化；另一方面则是适应废旧产品 回收再利用流程各环节的逆向物流，从而将物流及供应链延长到产品全生命周 期。未来面向绿色制造的物流及供应链应该是绿色闭环的物流及供应链，为此需 要解决的问题主要包括：供应链成员间的合作、废弃物的储运与污染控制技术、 基于逆向物流的生产作业计划、逆向物流渠道及回收网络设计、逆向物流运作效 率及库存控制技术、网络化闭环供应链综合运行支持系统等。专家预计未来1 0 - 1 5 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 年，闭环供应链技术将会在国内一些大中型制造企业中得到实际应用。 在国外，根据相关机构评估，美国的逆向供应链成本大约为每年3 5 0 亿美元。 分析家预测产品回收的平均成本为3 0 3 5 美元。m a i 啪d e r 和g r o e n e v e l t l 拘研究表 明，1 9 9 6 年美国的再制造产值就达到了5 3 0 亿美元，几乎达到了该年度的钢铁产 值，雇佣的工人则达到了4 0 多万。现在，越来越多的企业认识到废旧产品的回收 再制造是有利可图的，因而逐渐开始涉足该领域。因此，产品的处置不仅仅是消 费者的职责，因为废旧产品需要被原来的制造商循环利用或者再制造。当最终产 品在顾客手中遗留很久不用的时候，越来越多的环境保护法律和废旧产品强制回 收法律也要求制造商对废旧产品负责任。从而更少的废旧产品将被丢掉，除非人 们事先探测到他们有无潜在的再制造利用的潜力，这对于公司和环境而言都有高 的经济利益。 2 0 世纪9 0 年代，国外一些有远见的领先企业，女i i b m 、施乐公司、福特和丰 田等，已经开展了闭环供应链管理，建立逆向物流回收系统，对废弃产品重新回 收再制造，并取得了环境和经济收益。而在我国，也有越来越多的公司开始注重 产品的再制造，采取相关措施，将闭环供应链作为业务创新，降低运营成本，获 取社会效益的大好机会。 1 2 问题的提出及研究意义 在制造业中，闭环供应链的管理和实施，尤其是在逆向物流中对废弃产品的 回收和再制造，有着巨大的潜在的经济利益和社会效益，受到广泛关注。很多制 造商开始构建经济上切实可行的生产系统和分销系统，使再制造旧产品与制造新 产品同时进行。需要注意的是，对产品进行再制造通常是将其提升到新产品的质 量标准，使之能在新产品市场上出售，在本文的研究过程中，即是认为再制造产 品与新制造产品在类别上是没有区别的。对于实际的运作，制造商采取了多种逆 向渠道的形式。首先，制造商会直接从顾客手中收集其废弃产品，然后进行加工 再制造。比如，施乐公司会主动提供事先设置的邮箱，以使顾客能够不花任何成 本方便的把他们使用过的复印机或打印机墨盒退回公司。同时，公司也能够通过 再制造出高价值的复印机，获得更多的价值。也就是说施乐公司直接把用旧的复 印机收集回来再制造成新的产品。这为其节约了4 0 6 5 的制造成本；其次， 是制造商们利用零售商来收集顾客用旧的产品，然后进行再制造。这主要集中在 类似一次性照相机和手机等这些消费产品当中。比如，柯达公司从其大型零售商 手中回收一次性照相机，并用其为顾客冲洗胶片。大约7 6 的处理照相机都重新 用于生产新的照相机。照相机每次退回到柯达，公司都会给零售商退回固定费用 和运输费用；最后，是通过第三方物流公司进行回收，然后再制造。如，在汽车 行业，汽车制造商委托拆卸中心为其进行旧产品的收集，并且进行投资，与拆卸 2 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 中心进行联合研究与再制造，以从规模经济和经验中获利。在此过程中制造商一 般都比较偏好于那些收集旧产品经验比较丰富的第三方主体，从而获得更好的回 收效果和更大的收益。 为了进行产品再制造，制造商必须从终端用户那里回收废弃产品，这个过程 通过逆向物流来完成，由于原始制造商无法控制逆向物流的全过程，一些相关行 业也能够介入废弃产品的回收，甚至导致产品回收活动中的竞争。因此，再制造 问题是闭环供应链中的一个重要的研究领域。现有的研究成果大多都是从供应链 内部来研究产品回收再制造问题，很少考虑到政府、制造商对回收再制造行为进 行激励。因此，结合我国的情况，提出了一个奖惩激励策略，对制造商进行约束， 从而促进制造商对回收再制造活动的进行，以更好的达到节省资源，保护环境的 目的。另外，研究了逆向选择和道德风险下的闭环供应链激励机制。 1 3 国内外研究现状 近年来，基于废旧产品回收再制造的闭环供应链管理成为国内外研究的热 点，大部分学者从库存控制、结构设计、定价策略和回收节点设计等方面研究了 闭环供应链，取得了一些研究成果。s a v a s k a n 和w a s s e n h o v e 等研究了零售商关于 再制造定价对闭环供应链的激励问题( s a v a s k a n ，2 0 0 0 ) ；h a m m o n d 等研究了两阶 段闭环供应链网络，并建立了有制造商和需求市场构成的均衡模型( h a m m o n d ， 2 0 0 7 ) ；s a v a s k a n 等研究了基于再制造的闭环供应链的最优渠道结构问题，通过 分析结果表明在线性需求情况下零售商负责回收的渠道结构优于制造商或第三 方负责回收的渠道结构( s a v a s k a n ，2 0 0 4 ) ；s a v a s k a n 等在此基础上研究了多个零 售商竞争情况下闭环供应链的渠道设计问题( s a v a s k a n ，2 0 0 6 ) 。v l a c h o s 等主要探 讨了对邮购，网上购物或电子商务中发生的退货进行分类处理，建立随机市场需 求下单周期产品的订货决策模型，并得到不同情形下的最优订货策略( v l a c h o s ， 2 0 0 3 ) ；m a j u m d e r 等主要研究了第三方再制造商的再制造产品可替代初始产品所 导致的竞争情况( m a j u m d e r ，2 0 0 1 ) ；n u n e n 和z u i d w i j k 分别从流程、产品和顾客3 种不同的观点对闭环供应链所涉及的逆向物流活动、关键决策因素、绩效评估方 法、以及监控所需的信息技术进行了研究( n u n e n ，2 0 0 4 ) ；p r a h i n s k i 等通过对 大量逆向供应链文献的综述，提出了1 0 个通过实证研究方法得出的命题。他们认 为采用基于调查的研究方法将能够对目前逆向供应链的运作实例、关键问题及管 理技术等问题进行很好的研究( p r a h i n s k i ，2 0 0 6 ) 。d o b o s l t 把需求量和回收量作 为时间的连续函数，研究了包括生产、库存、再制造以及废弃处置总成本最小的 最优生产和库存控制策略( d o b o s l t ，2 0 0 3 ) 。g r o e n e v e h 和m a j u m d e r 假设存在分 配回收产品的外在机制，解释了再制造产品数量的竞争将如何影响原始设备制造 商的再制造与制造决策的盈利性( g r o e n e v e h ，2 0 0 1 ) 。t o k t a y 等运用包括前向 浙江工业大学硕士学位论文 基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 物流渠道结构和逆向物流渠道结构的闭环排队网络研究了信息对闭环供应链协 调的影响( t o k m y ，2 0 0 0 ) 。l a n n 分别用净现值法和平均成本法研究了闭环供应 链中制造与再制造结合的资金流问题，并根据持有成本参数评价了资金成本效果 ( l a n n ，2 0 0 3 ) 。 当前，有关闭环供应链供应链协调激励的研究还刚刚起步，尤其是国内学者 的研究成果还鲜有报导。顾巧论等应用博弈论方法研究了零售商负责产品回收的 逆向供应链定价问题( 顾巧论，2 0 0 5 ) 。黄祖庆等研究了销售商负责回收的闭环 供应链，分析比较了生产商和销售商在不同市场地位时的效率( 黄祖庆，2 0 0 6 ) ； 李新军等研究了废旧产品再制造成本随机分布的生产优化问题( 李新军，2 0 0 8 ) 。 丁利军等研究了考虑供应链成员的退货处理成本和相对出清优势情形下，两次生 产和订货模式的供应链契约式协调问题，分析了退货契约和滞销补贴契约的适用 条件，设计了有效的退货契约和滞销补贴契约，以协调供应链成员的决策，使销 售商的两次订货量达到集中决策的水平( 丁利军，2 0 0 4 ) 。达庆利等从逆向物流 系统结构的研究内容和研究方法两个方面比较全面地总结了逆向物流系统结构 的研究成果( 达庆利，2 0 0 4 ) 。孙林岩等将逆向物流与传统的前向物流、闭环供 应链、绿色物流、废物管理及可持续发展概念进行了比较( 孙林岩，2 0 0 5 ) 。 1 4 研究方案 1 4 1 研究目标、内容以及拟解决的关键问题 ( 1 ) 研究目标 在分析第三方回收的基于再制造闭环供应链企业成员决策的基础上，建 立政府对回收约束的闭环供应链再制造决策模型，通过分析政府最低回收率、单 位奖惩因子以及废旧产品的再制造率对供应链企业成员利润和实际回收率的影 响，为政府制定废旧产品激励政策作参考； 分析制造商和第三方之间的决策关系，建立制造商对回收进行一次性奖 惩的决策模型，为制造商制定激励策略提供参考； 通过分析制造商和回收方的委托代理关系，为制造商设计激励合同来揭 示回收市场信息； 一 通过分析制造商和零售商的委托代理关系，建立多任务委托代理关系的 激励机制，为制造商避免道德风险。 ( 2 ) 问题研究的内容与思路 本文的主要研究内容如下( 论文框架见图1 1 所示) ： 研究家电类产品基于第三方回收的闭环供应链再制造决策问题。为了激 4 浙江工业大学硕士学位论文 基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 励废旧产品的回收再制造，政府对制造商设定一个最低回收率，并且对制造商的 回收进行奖惩；同时考虑第三方的回收努力，建立基于第三方负责回收的多级再 制造闭环供应链模型，设计政府与制造商之间的奖惩函数；讨论比较制造商不回 收废旧产品、没有政府奖惩时回收再制造废旧产品和考虑政府约束时回收再制造 废旧产品等三种情形下的最优策略，并且分析参数变化对回收率和供应链成员企 业收益的影响；最后结合国内某家电制造商废旧家电回收再制造的运作情况进行 仿真计算与分析。 本节研究当政府给制造商规定一个最低回收率后，制造商通过对第三方 的回收行为进行奖惩的方法来达到政府的规定，即第三方废旧产品回收率达到规 定后，对于超过的部分给予一次性奖励；对于没有超过的部分给予一次性惩罚。 并通过比较对第三方回收进行奖惩和无奖惩两种情况下的决策，分析奖惩策略有 效性的临界值，以及各种决策变量对回收率，利润的影响。最后进行仿真计算。 研究制造商和零售商组成的闭环供应链中的任务委托代理关系，分析双 边道德风险下线性分成制激励契约的设计，制造商如何通过设计契约来区分废旧 产品回收市场的真实情况以及如何有效激励零售商的回收努力。分析三种情况下 的线性分成制激励契约的设计问题，同时分析各种相关因素对激励系数和制造商 期望利润的影响。 研究制造商和零售商组成的闭环供应链中的多任务委托代理关系，制造 商为委托人，零售商为代理人，制造商委托零售商销售产品，并回收客户手中的 废旧产品两项工作。通过比较在信息对称和信息不对称情况下线性激励合同，分 析了各种参数对激励系数、制造商的决策和制造商期望收益的影响。 ( 3 ) 拟解决的关键问题 如何运用博弈论理论剖析基于回收再制造的闭环供应链上各合作伙伴的 复杂关系 如何设计奖惩机制来有效的引导废旧产品的回收再制造 如何运用委托一代理理论，构造和设计各种基于废旧产品回收逆向物流 的供应链激励模型优化设计问题，以及结合系统仿真技术，以获得具有实际应用 价值的优化设计方法。 5 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 研究背景 研究意义 研究现状 研究方案 问题描述与 模型建立 模型改进的原 因及改进策略 引进政府奖惩措 委托代理理论概述 引言 文献综述 基于回收再制造闭 环供应链决策分析 逆向选择和道德风险下 的闭环供应链激励机制 双边道德风险下闭环供 应链线性分成激励契约 结论与展望 图1 1 论文总体框架 1 4 2 采取的研究方法和技术路线 闭环供应链相关概念 闭环供应链回收模式 激励理论综述 模型比较分析 数值算例 多任务委托代理关系 的闭环供应链激励机 两种情况下比较分析 仿真实验 两种信息情况下 契约的比较分析 数值仿真 ( 1 ) 研究方法 运用博弈论理论剖析基于回收再制造的闭环供应链上各合作伙伴的复杂关 系；运用数学规划论技术和委托代理理论构造各种复杂的闭环供应链契约激励模 型；结合系统仿真技术求解各种闭环供应链激励模型设计与优化的方案，是本项 目基于的主要研究方法。 ( 2 ) 技术路线 按照以下的技术路线，分析研究基于回收再制造的供应链的协调激励问题： 建立模型：利用博弈论理论对闭环供应链各方的决策进行分析，并建立 6 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 模型 模型分析： 的特征，得出结论 仿真计算： 的正确性； 分析各种情形下闭环供应链网络模型的特点，尤其是解结构 通过大量数值例子和部分实例研究改进模型的有效性和结论 1 4 3 文章的创新之处 ( 1 ) 考虑政府对回收行为进行约束，引进政府奖惩函数来改进模型，为了保护 环境和资源循环利用对制造商设定一个最低回收率，并分析政府奖惩函数对各方 决策的影响。 ( 2 ) 运用委托代理理论研究了基于回收再制造的多任务委托关系的闭环供应链 激励机制 ( 3 ) 在第四章分析委托代理关系时，引进了零售商风险规避因子，以及考虑了 制造商的代理成本 ( 4 ) 双边道德风险和逆向选择并存情况下的线性分成制契约的设计。以往的研 究内容主要是道德风险或者逆向选择下的线性分成制契约设计，但在现实供应链 的运作中，成员企业间的不对称信息往往不仅涉及双方道德风险问题，同时还涉 及逆向选择问题，因而要求设计的线性分成制契约不仅要求能在事后( 契约签订 后) 激励代理方足够的努力程度，而且能在事前( 契约签订前) 有效区分回收市场的 类型。 7 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 2 闭环供应链相关概念及回收模式 2 1 闭环供应链相关概念 2 1 1 闭环供应链定义 闭环供应链( c l o s e dl o o ps u p p l yc h a i n s ，简称c l s c ) 是2 0 0 3 年提出的 新物流概念。所谓闭环供应链是指将商品从制造商流通到消费者，又从消费者 将废旧产品退回给制造商，最后制造商将回收的废旧产品再造的完整供应链循 环。闭环供应链不仅包括传统的正向供应链，同时还包括产品回收与生命周期 支持的逆向物流，而最重要的是两条供应链上的物流并非相互独立，而是呈现 出“从源到汇，再由汇到源 的闭环特征( 郭亚军，2 0 0 7 ) 。它的目的是对物料 的流动进行封闭处理，减少污染排放和剩余废物，同时以较低的成本为顾 客提供服务。因此，从物流角度讲，闭环供应链实质上就是通过产品的正向交付 与逆向回收再利用，使“资源一生产一消费一废弃 的单向开环供应链到“资源一 生产一消费一再生资源 闭环反馈式供应链的转化( 郭亚军，2 0 0 7 ) 。 2 1 2 闭环供应链的特点 闭环供应链的目的是对物料进行封闭处理，减少废气排放和剩余的废物，以 低成本为客户提供服务。由于正向供应链和逆向供应链之间有着很强的相互作用 关系，必须同时进行考虑。根据姚卫星的研究，闭环供应链有以下几个特点( 姚 卫星，2 0 0 3 ) ： ( 1 ) 除了考虑成本和服务外，还要考虑环境因素，使目标函数更加复杂。 ( 2 ) 系统更加复杂。封闭的系统中增加了逆向的废旧产品流，而且与正向的商品 流相互作用，在商品的供应或废旧产品的收集方面，其数量、质量、时间等具有 不确定性。 ( 3 ) 推拉特性。废旧产品的供应和需求之间经常不匹配。“生产 也就是旧产品 的供应与“需求即生产商对废旧产品的需求不协调。 ( 4 ) “供应商 多“客户 少。逆向供应链的“原材料 是使用过的废旧产品， 与正向供应链不同的是，虽然有很多的“原材料 来源，而且废旧产品是以很小 的成本或几乎没有成本进入逆向供应链，但由于废旧产品只有很低的价值，使得 对此业务有兴趣的企业客户很少。 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 ( 5 ) 未开发的市场机会。环保的要求是创造新市场的基础，甚至会导致现有生产 过程中副产品市场的重组，在这种重组中，原先的废料可能变成有用的产品。 2 1 3 闭环供应链的关键流程 正向供应链的主要流程己有众多文献介绍，无须赘述，本节只简单介绍一下 逆向供应链的几个关键环节。逆向物流是相对于正向物流而言的一个产品恢复的 过程，其目的就是挖掘废弃产品中的有用价值，根据相应的回收系统，通过一系 列的物流活动，使这部分的价值重新回到正向的企业物流活动过程中来。根据姚 卫星的研究，逆向物流的各个过程主要包括( 姚卫星，2 0 0 3 ) ： ( 1 ) 产品回收：是指通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的消费者使用过的产 品收集起来。许多研究显示，回收使用过的产品是创建一条具有盈利性的逆向供 应链的关键所在。 c h a r l e s ( 2 0 0 4 ) 认为由产品回收中的参与者即制造商、分销商、用户、专门 从事逆向物流的第三方中的全部或部分可以组成三种常见的渠道类型：一种是分 销商从生产商取得产品后进行销售，并且负责回收用户使用过的产品并转交生产 商进行处理：第二种是分销商从生产商取得产品后进行销售，生产商直接负责回 收用户使用过的产品并进行处理：第三种是分销商从生产商取得产品后进行销 售，第三方负责回收用户使用过的产品并转交生产商进行处理。 综合己有文献的研究结果，对于制造商来说，由更接近顾客的分销商负责回 收使用过的产品进行再制造的闭环供应链最有效。 ( 2 ) 逆向物流：产品一旦回收，就必须运送到相关场所进行检测、分类和处置。 由于从分散的消费者处收集使用过的产品涉及大量的小批量运输，因而费用 很高，因此逆向物流网络的合理设计也很重要。b e u l e n s 认为逆向物流网络的构 建有两种方法：一种办法是在原有的前向网络基础上增加支撑产品逆向流动的网 络，这是有序设计；另种方法是重新设计同时包括前向和逆向产品流的网络， 这是整体设计( b e u l e n s ，2 0 0 4 ) 。但通过其研究论证，虽然这两种方法的解决方 案不同，但其成本的差异可以忽略。换句话说，已经确定的前向网络结构对一个 有效的逆向物流网络的构建并不会造成很大的限制，很明显的，这对于准备开始 投入产品回收再制造并实施闭环供应链的制造商来说无疑是一个好消息。 但是对于逆向物流网络而言，并不存在最佳的设计方案，而应该是具体情况 具体分析，针对回收产品的特点、性质和想达到的经济效益进行定制化设计。例 如，照相机和轮胎两类产品，在产品特点、检测与处置、方法、自身价值等方面 都截然不同。 决定选择物流模式时，公司不仅应当考虑运送和分类的成本，而且应当考虑 到回收产品的价值将逐渐降低的现实情况。在许多情况下，将物流外包给专业的 9 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 物流公司乃是上上之策。 ( 3 ) 检测和分类：对回收产品进行检测、分类和评级是一项费时的劳动密集 型工作。回收产品经过检测后可分为四类：可直接重用的产品、可进行再制造的 产品、可进行原材料再生的产品、需进行机械焚毁或废弃处置的产品，前三类进 入下一环节。 回收产品的分类、拆卸及产品流向决策是逆向供应链管理中的一类重要决 策。通常而言，应当基于回收产品的质量、形状或者其他一些变量，尽早做出对 回收产品的处置决定，早期检测和分类可以及早识别没有回收价值的废品，节省 对无用废弃物的运输成本，并缩短其再次面市的时间。 ( 4 ) 再处理：由于废旧产品可利用程度不同，再处理过程应按照三个层级依 次实现废旧产品的再利用，以最大限度地挖掘废旧产品的价值： 产品层上的再利用，主要通过产品直接再使用、修理等方式实现；零部 件层的再利用，收取的部件经过拆卸后，那些属于耐用产品、产品只是丧失部分 功能( 或属于功能性故障) 、产品是标准化批量生产、产品的剩余价值高、再制造 成本低于其所包含的剩余价值、产品技术稳定、顾客能认可再制造产品对原有产 品替代性的产品，考虑拆卸有价值的零部件实现第二层再利用，主要通过再制造 方式重新组装或者升级成新的产品；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通常由原始制造商来 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，在将产品 分类之后可以卖给原材料供应商或其他的材料再生商。 ( 5 ) 再分销和销售：如果某公司计划销售再制造的产品，首先，该公司必须知 晓现有市场是否存在需求，或者是否有必要创建一个新市场，如果是后者的话， 该公司应当投巨资对消费者进行普及教育和启蒙，并辅之以其他的营销活动以培 育市场需求。再制造产品或零部件的潜在用户，不仅包括原来的老客户，还包括 不同市场的新客户。例如，公司可以将无能力购买新产品，但愿意以较低价格购 买回收产品的用户，作为自己的目标客户群。但在本文中，假定顾客无法区分原 始制造商的再制造产品和新产品，只要产品的质量和性能能够满足使用的要求即 可。 一般而言，凡是在逆向供应链上取得巨大成功的公司，都把逆向供应链和前 向供应链紧密配合，创造出通常所说的闭环供应链的公司。鉴于以上所述，本文 研究的闭环供应链的结构中剔除了由于退货等商业原因造成的逆向物流和产品 的再利用，只专注于回收使用过的产品，由接近顾客的分销商负责回收使用过的 产品，运送至回收中心进行检测分类，由原始制造商对回收产品实施再制造，对 不能进行再制造的产品作为原材料卖给材料供应商。 l o 浙江工业大学硕士学位论文基于回收再制造的闭环供应链协调激励机制研究 2 2 闭环供应链的回收模式 f l e i s c h m a n n 等人将闭环供应链中对废旧产品的回收渠道划分为三种形式：1 ) 零售商回收( r e t a i l e ro w n e dc o l l e c t i o n ) ；2 ) 制造商回收( m a n u f a c t u r e ro w n e d c o l l e c t i o n ) ；3 ) 第三方回收( t h i r dp a r t yo w n e dc o l l e c t i o n ) ( f l e i s c h m a n n ，2 0 0 3 ) 。 姚卫新针对电子市场环境下的闭环供应链进行了具体的分类，将回收形式具体到 了五种形式，分别为：1 ) m r c r m ( 零售商销售零售商回收) ；2 ) m r c t m ( 零售商销 售第三方回收) ；3 ) m r c m ( 零售商销售制造商回收) ；4 ) m c t m ( 制造商销售第 三方回收) ；5 ) m c m ( 制造商销售制造商回收) ( 姚卫新，2 0 0 3 ) 。 在实践中，由于不同类型的产品在返回时间、数量和质量方面，在产品本身 运输特性和再造的复杂程度方面，以及再造之后的二次配送和销售方面各不相 同，闭环供应链的具体形式及其管理的关注点有所不同，所选择的回收渠道也不 相同。本节将介绍三种由不同回收主体进行回收活动的渠道，分别是：由制造商 进行回收、由零售商进行回收和由第三方进行回收。这三种不同的回收网络，在 现实生活中都有被企业成功应用的例子。 2 2 1 制造商负责回收 制造商负责废旧产品回收是指制造产品的企业建立独立的逆向物流网络，自 己管理废旧产品的回收处理业务。在这种方式下企业不但重视产品的生产销售和 售后服务，包括退货的管理；还重视产品在消费之后的废旧物品以及包装材料的 回收和处理。企业建立了遍及所有本企业产品销售区域的逆向物流网络以便回收 各种回流物品，并将其送到企业的回流物品处理中心进行集中处理。这种网络一 般适用于制造商与再造商是同一