（管理科学与工程专业论文）基于环境的物流系统研究.pdf

中文摘要 供应链管理研究是企业运营管理研究中的热点问题。物流管理作为供应链 管理过程中的一个基本组成部分，关注的是企业运营过程中物的流动，涉及到采 购、运输、存储、生产、分销等活动。随着物流功能的强化，物流活动中诸如运 输数量和运输强度的加大，能耗和排放物也随之增多，对环境的影响日趋增加。 企业e o l ( e n d o f - l i f e ) 产品的去向，不仅与废弃物产量有关，还涉及各种资源 的循环利用效率。因此，企业物流活动与环境是密切相关的。 本论文研究目的在于探讨物流与环境的这种密切关系，构筑一个基本的理 论框架。 fe o l 产品回收网络( r l 系统) 的设置，不可避免地要增加企业的成本开支， 企业都试图将e o l 产品的环境影响外部化。因此，本论文首先讨论了产品生命 周期评价( l c a ) ，通过l c a 揭示e o l 产品对环境的影响，说明企业应对e o l 产品的回收负责，然后进一步综述了目前已有的循环利用技术，为企业回收并循 环利用e o l 产品提供了可能的条件。另一方面，通过对政府的环境管制政策和 消费者环境意识的探讨，揭示了企业建立e o l 产品回收网络的必要性。 论文系统地讨论了政府管制对企业建立环境友好物流系统的重要性。通过 对企业经济外部性机理的分析，说明必须通过政府管制才能保护好环境，并综述 了各国的环境管制政策及w t o 中的相关条款，分析了这些因素对企业全球运营 的影响。论文中提出了对个体消费者外部性的关注，引进了生态基区理论，说明 各个体消费能力的差异，讨论了政府对消费行为的环境管制的重要性。 在企业的竞争策略上，本论文主要采用博弈论的方法，分析了企业构建e o l 产品回收网络的基本策略，以及政府、企业之间的多阶段博弈。 在e o l 产品回收网络设计研究中，奉论文借助一般线性规划方法，将原材 料采购、产品设计t 、制造、库存、分销、e o l 产品的回收、测试、循环利用等 结合起来，糇合成一个闭环网络，模型运行结果不仅能有效地指导回收网络的设 计，还对产品的设计与制造、甚至原材料的采购提出最佳方案。包装材料的加工 工艺比产品的要简单，但包装材料的回收网络设计也存在某些特点，论文中给出 了一个简单的i ：西收网络模型。 为了加深理论深度，并确保研究的完整性，本沦文还系统地论述了企业物 流和消费者物流的特征，比较了它们与自然生态系统中物质流的差异，借助自然 的调节功能说明人为调节物流的重要性，并对环境友好的物流系统进行了系统分 类，即精益物流、绿色物流和逆向物流( r l ) 。y 。 关键词：物流、逆向物流( r l ) 、环境、e o l 产品、循环利用。 ，一 一 a b s t r a c t s t u d y i n g o n s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) i sah o ti s s u e i n o p e r a t i o n m a n a g e m e n t a sa n _ e s s e n t i a lp a r to fs c m ，l o g i s t i c sm a n a g e m e n t f o c u so nt h ef l o w o fm a t e r i a l s ，w h i c hc o n c e r n s t h ea c t i v i t i e so fp u r c h a s e ，t r a n s p o r t a t i o n ，s t o c k ， p r o d u c t i o n a n d m a r k e t i n g w i t l l t h e i n t e n s i l y i n g o fl o g i s t i e sf i m c t i o na n dt h e i n c r e a s i n g o ft r a n s p o r t a t i o n q u a n t i t y a n di n t e n s i t y , t h e e n e r g yc o n s u m p t i o n a n d e m i s s i o na m o u n tu pt h ed i s p o s a lo fe n d - o f - l i f e ( e o l ) p r o d u c t si sa l s or e l a t e dw i t h w a s t eo u t p u ta n dr e c y c l i n ge f f i c i e n c yo fr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，t h el o g i s t i c sa c t i v i t i e s a r ec l o s ei n t e r r e l a t e dw i t he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h e p u r p o s eo f t h i st h e s i si st od e v e l o pab a s i ct h e o r yf r a m e w o r k ，w h i c hs t u d i e s t h er e l a t i o n s h i po f l o g i s t i c sa n de n v i r o n m e n t a tf i r s t ，t h et h e s i sd i s c u s s e st h ep r o d u c t sl i f ec y c l ea s s e s s m e n t ( l c a ) ，b yw h i c h r e v e a l st h ei m p a c t so fe o l p r o d u c t se m i s s i o na n de x p l a i n st h a tt h ee n t e r p r i s e ss h o u l d b er e s p o n s i b l ef o rt h er e c o v e r yo f t h e i re o l p r o d u c t s t h e n t h et h e s i ss u m m a r i z e st h e s t a t e o f - t h e a r tr e c o v e r yt e c l m o l o g i e s b yw h i c hp r o v i d e st h ee n t e r p r i s e st h en e c e s s a r y c o n d i t i o n s o nt h eo t h e rh a n d ，t h et h e s i sd i s c u s s e st h ec o m m o ne n v i r o n m e n t a l r e g u l a t i o n sa r o u n dt h ew o r l da n dt h ec o n s u r l e re n v i r o n m e n t a la w a r e n e s s ，b yw k i c h e x p l a i n s t h en e c e s s a r yo f e o l p r o d u c t sr e c o v e r ys y s t e mf o r t h ee n t e r p r i s e s t h ei m p o r t a n c eo fg o v e m m e n t mr e g u l a t i o n so ne n v i r o n m e n t 一疔i e n d l yl o g i s t i c s s y s t e m i s s y s t e m a t i c a l l y d i s c u s s e di nt h e t h e s i s a n a l y z i n g t h em e c h a n i s mo f e c o n o m ye x t e r r l a i i t y , t h e t h e s i sc o n c l u d e st h a tt h e r e g u l a t i o n s a r e t h e k e y t o e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n ds u m m a r i z e st h ee n v i r o n m e n t a lr e g u l a t i o n sa r o u n dt h e w o r l da n dt h er e l a t e da r t i c l e so fw t o a l s o ，t h et h e s i sd i s c u s s e st h ee x t e r n a l i t yo f i n d i v i d u a lc o n s u m e ra n di n t r o d u c e st h ec o n c e p t i o no f e c o l o g i c a lf o o t p r i n tt oe x p l a i n t h ed i f f e r e n c eb e t w e e ni n d i v i d u a lc o n s u m e r s ，w h i c hs h o u l db e r e g u l a t e d o ne n t e r p r i s e s c o m p e t i t i o n ，t h e t h e s i s a n a l y z e st h e b a s i c s t r a t e g i e s o fe o l p r o d u c t sr e c o v e r ya n dt h em u l t i s t a g eg a m eb e t w e e ng o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s e sb y g a m et h e o r y o nd e s i g mo fe o i 。p r o d u c t sr e c o v e r ys y s t e m ，l i n e a rp r o g r a m m i n gi se m p l o y e di n t h et h e s i s ，i m e g r m i n gt h ep u r c h a s e ，p r o d u c t sd e s i g n ，m a n u f a c t u r e ，s t o c k ，d i s t r i b u t i o n ， e o l p r o d u c t sr e c o v e r y , t e s t ，r e c y c l i n gi n t oac l o s el o o p i no r d e rt od e e p e nt h er e s e a r c hs u b j e c ta n dt oi n s u r et h ei n t e g r a l i t y , t h et h e s i s d i s c u s s e st h ec h a r a c t e r i s t i c so fe n t e r p r i s e l o g i s t i c s a n dc o n s u m e rl o g i s t i c s ，a n d c o m p a r e st h e mw i t h t h ef l o wo fm a t e r i a l si nn a t u r a l e c o s y s t e m a l s o t h et h e s i s c l a s s i f i e st h ee n v i r o n m e n t a l f r i e n d l yl o g i s t i c su n d e rt h r e et y p e s ，n a m e l yl e a nl o g i s t i c s ， g r e e nl o g i s t i c sa n d r e v e r s el o g i s t i c s k e yw o r d s ：l o g i s t i c s ，r e v e r s el o g i s t i c s ，e n v i r o n m e n t ，e o lp r o d u c t ，r e c y c l e 复旦支学博士学位论文 基于环境的物流系统研究 袁2 1 袁3 1 表3 2 表3 3 轰3 4 表3 5 袁4 1 轰5 1 袁5 2 表5 3 轰5 4 轰5 5 表5 6 表5 7 表5 8 表5 9 轰7 1 图表目录 部分国家的生活废弃物组成成份 英国道路交通对环境污染的贡献( 1 9 8 8 ) 运输业排放占总排放的百分比 0 e c d 国家运输业的社会代价 19 9 0 - - 1 9 9 1 年美国机动车引起的外部环境总成本估计 美国机动车使用总成本估计( 1 9 9 0 - - 1 9 9 1 ) 车辆昼夜运行的燃料消耗量比较 全球温室气体排放地区分布比率 部分国家人均生态基区比较 美国主要的污染控制和预防法 环境法的处罚规定 欧共体居民环境意识调查表 消费者对货运业环境危害的认识 i s 0 1 4 0 0 0 序列预留号 i s 0 1 4 0 0 0 已颁布或即将颁布的标准 若干国家和地区的环境标志制度 5 种不同利用方式的特征 图1 1 供应链一体化 图1 2 本文的研究对象 图1 3 本文的研究重点 图1 4 简单的e o l 产品循环回路 图2 1 产品生命周期的阶段 图2 2 西欧部分国家生活废弃物产量 图2 3 中美洲部分国家生活废弃物产量 图2 4 东欧部分国家生活废弃物产量 图2 5 亚洲部分国家生活废弃物产量 图2 6 可降解塑料的循环利用 图2 7 废纸的循环利用过程 图2 8 镀锡废铁片的循环利用过程 图2 9 玻璃制造及废玻璃的循环利用过程 图2 10 铝质饮料容器的循环利用过程 图2 1 1 硬塑料容器类别 图2 1 2 e o l 产品循环利用过程 图2 1 3 德国的电冰箱循环利用收集流程 图表目录 图2 1 4 多部门动态微观模型 图3 1 自然生态系统中主要的营养物再循环途径 图3 2 企业物流活动细分 图3 3 消费者中物流 图3 4 物流系统中运输对环境的影响因素 图3 5 运输活动中主要潜在的环境影响 图3 6 l c a 、循环利用及物流支持在产品生命周期中的作用 图4 1 现代竞争环境下制造业的四大支柱 图4 2 逆向物流( r e v o r s el c g is t i c s ) 示意图 图4 3 三种环境物流的界定范围 图5 1 四种类型的物品 图5 2 广义物流系统的外部性特征 图5 3 正、负外部性的h 与f 值对比 图5 4 税收 图5 5 排污税对企业产生的影响 图5 6 管制者与企业之间的博弈树 图5 7 日本的容器和包装循环利用法实施流程 图5 8 上海市环境教育组织网络结构示意图 图5 9 i s 0 1 4 0 0 0 系列标准间的关系 图5 1 0 全球i s 0 1 4 0 0 1 环境管理体系认证数量示意图 图5 i 1 美国新闻纸消费状况( 根据供应渠道分类) 图7 1 推动力与牵引力相互作用示意图 图7 2 r l 系统的发散和聚集 图7 3 产品回收网络拓扑图 图7 4 个人电脑主机回收流程 图7 5 轮胎使用过程中的物质流( 一次翻新) 图7 6 整合供应链示意图 图7 7 台湾地区家用电器的逆向物流系统示意图 图7 8 简单物流过程中库存结点 图7 9 拆卸树( d t ) 示意图 图7 1 0 两种不同设计的电脑的拆卸树 图7 1 1 电冰箱的三种不同设计拆卸结构 图7 1 2 产品闭环供应链示意图 图7 1 3 包装物闭环网络示意图 图7 1 4 闭环啤酒瓶供应链简图 复旦大学博士学位论文 基于环境的物沈系统研究 1 前言 1 1 概述 发展经济和保护环境似乎是一个矛盾的对立的两个方面。长期以来，为了 加速经济的发展，人们甘愿以牺牲环境为代价，这样造成的局面是，不仅地区局 部的环境质量在不断恶化，全球环境也遭到了极大的破坏。例如，局部地区水质 下降，土壤受到污染，地下水资源减少，沙漠化成为强势，臭氧层受到破坏，全 球气候发生显著变化，各种地球资源出现枯竭。这些后果反过来又开始制约经济 的发展，更严重时，有可能彻底改变人类的居住环境，把一个美好的地球家园变 成为不适合人类居住的荒漠。 因此，这是一个很具讽刺意味的因果关系。人类之所以要发展经济，是为 了不断改善自身的生活质量，提高人类的福利水平。但是盲目地发展经济，又导 致了环境的恶化，损害了生活质量，降低了人类的福利水平。 令人欣慰的是，人类的理性思维已跳出了这一恶性循环的线性思维方式。 二十世纪九十年代以来，随着人们对资源环境问题根源的深刻认识，意识到这种 根源在于工业化运动以来以高开采、低利用、高排放( 所谓“两高一低”) 为特 征的线性经济模式，提出了人类社会应建立一种以物质闭环流动为特征的经济， 即循环经济，变线性模式为环型模式，从而实现可持续发展所要求的环境与经济 的“双赢”，也就是在资源环境不退化甚至得到改善的情况下，促进经济增长的 战略目标。 循环经济本质上是一种生态经济，要求运用生态学规律而不是机械论规律 来指导人类社会的经济活动。循环经济与线性经济的根本区别在于，后者简单地 实现“资源一产品一污染排放”的物质流动模式，并将这些相互不发生关系的线 性物质流简单叠加，由此造成出入系统的物质流远远大于系统内部相互交流的物 质流，造成经济活动的“高开采、低利用、高排放”特征；而前者要求系统内部 以互联的方式进行物质交换，即建立物质交流网络结构，按“资源一产品一( 以 废物为) 资源”的模式交流物质，最大限度地利用进入系统的物质和能量，从而 能够形成“低开采、高利用、低排放”的结果( 诸大建，2 0 0 1 ) 。 自从2 0 世纪9 0 年代确立可持续发展战略以来，德国、日本、美国等国家 正在把发展循环型经济、建立循环型社会看作是实施可持续发展战略的重要途径 和实现方式。 用循环经济的思维方式来指导可持续发展战略的实施，就必须将循环经济 的思想贯彻到实际生产和生活中去。循环经济作为一种理念，当然有助于人们对 1 前言 传统经济模式以及这种模式所带来的恶果有深刻的认识。但更重要的是，循环经 济更应落实到行动当中，指导人们的日常生活和企业的日常生产运作。 从循环经济的本质可以看出，其中的物质流动方式是一个关键因素。事实 上，在人类社会中，人们日常生活中的物质流主要体现在两个方面，一个是企业 物质流( 生产物质流) ，另一个是消费物质流。而这两种物质流之间又存在内在 的联系，它们是一个系统中的两个方面。用现代物流的观点看，这两种物质流其 实就是产品流，产品从生产过程中流出，进入到消费者手中，然后又从消费者流 出，进入到环境中。因此，用现代物流理论来研究循环经济中的物质流动和资源 利用问题，有利于突出企业的作用，并能将相关理论应用到企业的生产活动之中。 企业作为产品制造者，在整个物流过程中起着最主要的作用。原材料采购、 产品设计、产品制造、分销等，都是企业决策过程中不可忽视的问题，因此，企 业的管理模式也就决定了产品的整个物流过程。 图1 1 供应链_ 体化( d j b o w e r s o x 等) 随着现代生产技术，特别是集成化技术和信息化技术的发展与应用，企业 的管理模式也发生了很大的变化。过去单一企业的管理模式，逐步向基于扩展企 业的管理模式转变，企业的经营策略也逐步向产品的纵横方向发展，形成了以供 应链为主体的企业竞争与合作方式。物流的作用就是对供应链中的产品在各供应 链参与者之间进行管理，包括流通中的( 运输中的) 和非流通中的( 库存的) ， 通过供应链管理对整个渠道的产品和信息实行增值流动管理，以便获取最大的运 作效率和效益。 美国物流管理协会对物流的定义为：“物流是为满足消费者需求而进行的 对原材料、中间库存、最终产品圾相关信息从起始地到消费地的有效流动与存储 的计划、实施与控制的过程”。该定义具体突出了物流的四个关键组成部分：物 质流动、物质存储、信息流动和管理协调。物流过程是物质产品从供应者到顾客 之间复杂的空间流转过程，涉及生产、流通、消费等领域。 现代物流管理包含的内容已越来越广泛。现代物流理论着眼于企业经营过 程中，对原材料的采购，各种物料和产品的运输、储存，产品的制造与分销等活 2 复旦文学博士学位论文 基于环境的物流系统研究 动的研究，为企业生产降低成本，提高竞争力提供可操作性的指导。 由于大规模生产技术的普及，生产过程中的物流成本的不断增加，以及人 们对这种成本的忽视，提高物流效率，被称为是继挖掘生产力中劳动对象和劳动 力利润潜力后的第- - = n 润源泉。德鲁克就曾经讲过：“流通是经济领域里的黑暗 大陆”。而日本早稻田大学的西泽修教授称物流成本是一座“冰山”，我们发现的 只是其中很小的一部分，大部分成本还隐藏在海水下面。 如果说物流成本冰山理论，揭示了企业在经营过程中花费在物流运作上的 巨额投资，引导企业经营者加强对物流成本的管理，促进企业管理人员不断重视 对企业物流的优化，减小库存，及时交货，降低物流成本，提高企业的竞争力。 那么，该理论也应提醒人们，企业物流过程中还存在巨大的社会成本，这种社会 成本就是环境污染，企业经营者在审视企业内部物流成本的同时，也同样应审视 企业物流结构的不合理对社会造成的成本。 任何形式的环境污染都可以根源于物质的不适当或无效率流动。例如，大 气、土壤和水体所受到的污染，就是因为有太多物质的流入，尤其是有毒物质的 渗入，这种渗入无一例外都是人为造成的，而企业经营活动中引起的渗入更是灾 难性的。居民消费作为企业产品的物流终端，意味着消费后的残渣( 使用寿命结 束后的( e n d o f - l i f e ，e o l ) 产品、失去使用价值的废品、包装物品等) 已彻底 离开了企业物流渠道，流向自然生态系统，这种残渣的流入也是环境污染的主要 因素，尤其是人口集中的城市区域，这种残渣即生活垃圾已大量地堆积在自然生 态中。 不适当的物流所引起的环境污染，对这种污染的成本计算是极其复杂的， 也是昂贵的。这不仅包括环境退化所受到的损失，人们身体健康受损与生活质量 下降也不可忽视，当然还应包括对污染的环境进行治理的成本，等等。 因此，现代物流理论应结合循环经济思想，用生态学规律指导企业的经营 活动，提高物流效率，建立物质交流的网络结构，形成“资源一产品一( 以废物 为) 资源”的物流模式，从而实现“低开采、高利用、低排放”的物质利用模式。 对企业而言，就是要建立对环境友好的物流系统。 1 2 研究内容 二十世纪，环境科学获得了突飞猛进的发展，这主要表现在两个方面。一 方面，环境科学理论获得了空前的发展。环境经济学、环境管理学、环境学( 包 括土壤环境、大气环境、水环境等学科) ，以及循环利用理论和各种环境污染防 治、治理等理论问题得到了解决。另一方面，环境科学技术也有了长足的进步， 通过这些技术的应用，许多被污染的环境获得了治理，濒临污染的环境也获得了 1 前言 整治。 然而许多环境污染控制和治理技术，都是基于已污染的环境开发的，属于 末端防治手段。环境污染的末端防治是一种不得已的无奈举动，需要耗费大量的 资源，因而是被动的。积极的控制环境污染的手段应是预防，即在污染发生之前 就采取措施，制止污染事件的出现，因而是主动的。这也是多年来人们在与环境 污染作斗争中所积累的经验。 产品和物质的重新利用就是一种主动预防的方式。中国人传统的生活习惯 中，就有对物品珍爱和长久使用的经验。特别是在经济短缺时代，各种已使用过 的物品都被不厌其烦地收集起来，进行重复利用或再制造。例如，废金属碎片、 废旧的纸张、饮料灌、废橡胶，乃至牙膏皮、旧布片等，都被收集起来，通过各 种途径加以利用。 然而，自发性的产品回收和循环利用，与企业自觉的环境物流战略是不可 同日而语的。因为后者可以通过原材料的选择、产品设计、制造及企业的回收网 络，以更高的效率回收各种e o l 产品。 产品或物质的回收渠道，与通常的供应链中的物质流是不同的，我们一般 称之为“逆向物流”( r e v e r s el o g i s t i c s ，r l ) ( s t o c k ，1 9 9 2 ；k o p i c k i 等，1 9 9 3 ) ， 这是最近十几年才受到关注的领域。 逆向物流是指市场中，从用户不能再使用的产品到可再用产品整个物流活 动( m o r i t zf l e i s c h r n a n n 等，1 9 9 7 ) 。首先，逆向物流包含有产品和物质的运输， 即配送计划。其次是生产者将回收的物品转化为可使用的产品。 从物流的角度研究企业对环境保护所起的作用，通过企业的物流策略防止 环境污染事件的发生，更是一种积极有效的预防行为，也是实现循环经济的举措。 由于物流活动在我国受到重视是最近几年的事，相应的理论研究尽管已成 为热点，但远远不够深入，并且这些研究主要集中在企业物流系统设计和效率改 善方面。而从环境保护方面考虑企业物流系统，即基于环境友好的物流系统研究 领域更是很少有人涉足，中文文献屈指可数，这为本专题的深入研究带来了难度。 因此，作为一个全新研究领域的开拓，本论文的重点在于构筑该领域的研究框架， 并深入论述其中相关的几个方面。 从研究范围和研究对象看，本文局限的是使用后( e o l ) 的产品，要解决 的问题是，企业为什么要回收这些产品，企业如何回收这些产品( 见图1 2 ) 。 客观地看，企业的经营活动是以利润为导向的，获取更多的利润是企业开 展各种经营活动的驱动力。企业为了获得利润，往往趋向于将内部成本转化为外 部成本，减少自己的成本开支，企业对经营活动中的环境污染不负责任，就是这 种转化的典型表现。因而需要有政府的环境管制，通过法律和规章制度，把企业 4 复旦大学博士学位论文 基于环境的物流系统研究 外化的成本内部化。因此，政府管制在企业的环境策略中起到了最重要的作用。 纵观目前许多优秀企业的环境友好性，都经历了一个遭受管制的过程( 如家用电 器行业、化学行业、汽车行业中的许多大型跨国企业) 。 图1 2 本文的研究对象( 图中灰色部分) 其次，公众对环境的关注也是企业采取环境策略的外部驱动力。市场是企 业生存的基础，而在一个理性的、具备环境意识的市场中，环境不友好产品是没 有生存基础的。因此，消费者关注产品的环境性能也迫使企业采取相应的环境策 略。 企业在物流领域关注产品的环境友好性，主要体现在以下几个方面。首先， 必须关注产品在整个生命周期中已发生和将要发生的对环境的影响，因此，产品 的生命周期评价是不可忽视的，广义的物流系统涉及到原材料采购、产品设计和 制造、产品库存与分销等，狭义的物流则关注的是产品的配送( 包括库存) ，产 品生命周期评价都能体现出其中的环境性能。其次，e o l 产品的回收，回收技 术的发展为许多e o l 产品的重复利用带来了契机，也给企业建立环境友好的物 流系统提供了基础。再次，在企业建立环境友好物流系统时，最主要的就是设计 一套能高效运转的逆向物流( r l ) 系统。这几个方面就是本论文主要的研究内 容( 见图1 3 ) 。 图1 3 奉论文的研究重点( 图中的灰色部分) 本论文以卞各章内容安排如下。 第2 章讨论产品生命周期评价( l c a ) 和物质循环利用技术。本章主要描 述了产品生命周期评价的各种理论方法，产品生命周期评价阶段，存在的主要问 1 前言 题及未来研究的主要方面，讨论了物质回收和循环利用技术的发展现状，并对相 关文献作出了评述。 第3 章讨论企业物流活动与环境的关系。本章通过对自然生态系统中的物 流特征描述，刻画了企业物流的特征，比较了它们之间所存在的本质区别，探讨 了企业物流活动过程中对自然环境的负面影响，同时也探讨了消费者中物流特 征，说明建立环境友好的物流系统需要消费者的参与和监督。由于篇幅的原因， 我们将l c a 、回收技术与物流的关系，也在本章中加以论述。 第4 章主要讨论对环境友好的物流系统的分类。由于一般物流概念的内涵 非常广泛，涉及到整个供应链中的各种活动，而针对e o l 产品回收的物流系统 又是一个十分具体和范围非常有限的概念，因此，本文在分类时打破了这些概念 的限制，只是从对环境友好的角度提出了三种物流系统，即精益物流、绿色物流 和逆向物流( r l ) 。本章论述的目的是为了保证对该领域研究的完整性。 第5 章和第6 章主要讨论企业建立环境友好物流系统的必要性。这种必要 性表现在两个方面，一方面是政府的环境管制政策，任何企业的正常生产都必须 是合法的，其中就包括环境法的适用原则。这不仅仅是为了适合某个市场的需要， 而是在全球市场中生存的基础。尤其是w i o 条款中的环境准则和i s 0 1 4 0 0 0 标 准序列，是我国企业必须积极应对的。另一方面是企业竞争的压力。消费者的环 境意识形成的市场驱动力，促使企业在经营过程中加强对环境的保护，由此树立 良好的产品形象，获得更多消费者的信赖。 第7 章讨论了逆向物流( r l ) 系统的设计方法，并针对相关案例设计了一 个物流系统。 第8 章对整个研究结论进行了总结，并提出了进一步研究的方向。 1 3 研究意义 “资源一产品一( 以废物为) 资源”的循环模式中，传统产业已经解决了 “资源一产品”的转化，尽管这种转化的效率不高。现代生产理论( 包括物流理 论) 要作的是提高转化效率，更重要的是建立起“产品一( 以废物为) 资源”的 转化。这可能并不是在原有的生产模式上简单地增加一个回流系统就能解决，很 可能要彻底改变原有的模式，建立一个完全的新模式。因此，这是一个新理论的 兴起，更是一种生产方式的变革。 这种变革的第一步就是要对产品的生命周期进行评价或分析( l c a ) 。所谓 生命周期评价，是这样的一个客观过程，即通过识别和量化能源和材料消耗及环 境中的废物排放，评估与某产品、工艺或活动相关的环境负载；评价能源和材料 消耗及废物排放对环境的影响；评估和抓住改善环境的机会。该评价包含产品、 复旦大学博士学位论文基于环境的物流系统研究 工艺或活动的整个生命周期，即包括原材料的开采和加工、生产、运输、分配、 使用，再使用、维护、再循环及最终处置( g l e n d ag i e s ，1 9 9 6 ) 。 生命周期评价( l c a ) 主要包含两个部分，一个是描述在产品整个生命周 期中，将会发生的排放和所使用的原材料，另一个就是评价这些排放和原材料消 耗所产生的影响。因此，通过生命周期评价，就能了解产品生命过程中产生的对 环境的影响，以及对资源的消耗程度。这样，可以使人们认识产品在生产和使用 过程中，曾经产生过的环境影响和还将产生的影响，有助于提高人们的环境意识。 通过生命周期评价，可以促使人们在设计和制造产品时，选择对环境和资 源更友好的原材料，采用更清洁的能源，以更清洁的方式生产，即清洁生产。 生命周期评价使人们认识到产品设计、制造和使用过程中的环境影响，有 利于提高产品的环境性能，但这种认识付诸行动的另一个重要方面，就是对各种 可资源化物质的收集和利用，即e o l 产品的回收。 各种废品( 包括e o l 产品) 的处理一直是困挠人类的一大问题，尤其是在 人口集中的城市区域。这主要表现在城市中大量废弃物堆积如山，为处理这些废 弃物，不得不花费巨资建设填埋场、焚烧厂，并投入大量运输设备，将这些废弃 物运送到合适的处理场地。填埋场耗费城市周边宝贵的土地资源，焚烧厂建厂投 资大，且在处理过程中易产生二次污染。因此，这种末端处理的解决途径显然不 是最有效的。 对e o l 产品进行处理的新思想，除了以产品生命周期评价为依据，实施清 洁生产外，还体现在循环经济中的3 r 原则，即“减量化、再使用、再循环” ( r e d u c e ，r e u s e ，r e c y c l e ) 原则。 嬲h 鬻。削鬻 jl可再利用的部分 用后雕 期产品 埋或 处理 囹1 4 简单的b o i , 产品循环回路 在一个简化的产品制造系统中，原材料供应商向产品制造商提供生产材料， 产品制造商通过一系列活动制成的产品，由各种分销渠道送达最终用户手中。产 品经过一段时间的使用后，失去使用价值，变成了废品。在这个系统中，3 r 原 则涉及到该供应链中的各个组成部分。其中的再使用和再循环就是要让e o l 产 品，不是简单地送去填埋或焚烧，而是要进一步利用，也就是说在这个简单的线 性链中增加再循环环型回路。 因此，这已不仅仅是一种理念，而是一种可操作的行动方案。在这个系统 中的制造商、分销商和最终用户，都应参与到该环型回路的建设中来，而以赢利 1 前言 为目的的制造商或分销商更应担负起其中的责任，使环型回路能高效地运转。 尽管3 r 原则中，再循环并不是极端主要的，但再循环所取得的成就却是令 人鼓舞的。这种管理方式的变革，将极大地影响新世纪中的各种经营活动。因此， 我们有信心看到，未来的科技革命和产业革命将会以此为中心，未来的地球环境 也将会变得越来越美丽。 二十一世纪的企业竞争是全球市场的竞争。中国在加入w t o 后，中国的企 业就面临着与世界跨国型大企业展开全方位竞争的格局。在这场竞争中，中国企 业要获得一定的国际市场份额，就必须与所在市场的政府和消费者要求保持一 致，其中环境友好性将是一个刚性指标。同时，中国企业要占领国内市场，对抗 外来企业对市场份额的争夺，也必须满足环境意识越来越高的国内消费者要求， 仅靠民族意识是起不了多大作用的。 因此，本论文的研究内容，不仅构建了该研究领域的基本框架，在国内开 拓了一个全新的研究领域，具备了相当的理论价值，而且在目前全球经济与环境 可持续发展战略背景下，研究企业的环境物流策略，将会对中国企业在w t o 准 则下，如何改变自身的策略，通过合理的设计和生产工艺，制造出对环境友好的 产品，并保持产品的循环利用效率，塑造良好的企业形象，增强综合竞争力，在 国际大市场中争夺更多的市场份额，由此铸造中国的跨国型大企业，提供一定的 指导作用，因而也具备了相当的实际意义。 复旦大学博士学位论文 基于环境的物流系统研究 2 生命周期评价( l c a ) 和循环利用技术综述 2 1 产品生命周期评价( l c a ) 产品生命周期评价( l c a ) 是一种环境管理工具，该工具将环境保护思想 结合到产品的设计、制造与使用之中。由于l c a 涉及产品从原材料到最终变为 废弃物的整个过程，在这个过程中，每一个与该产品相关的人都能由此了解该产 品的环境性能，因而l c a 不仅说明了产品对环境的影响，还提示人们去注意、 考虑，并采取措施减少这种影响。 2 1 1 产品生命周期评价( l c a ) 的定义 产品生命周期评价( l c a ) 是对产品的整个生命周期中各种投入与产出、 及其潜在环境影响的汇编和评价( i s 0 1 4 0 4 0 ) 。因此产品生命周期评价( l c a ) 是种分析产品和环境之间复杂关系的方法，主要包含两个部分内容，一个是描 述在产品的整个生命周期中，将会发生的排放和所使用的原材料，另一个就是评 价这些排放和原材料消耗所产生的影响。 1 9 9 0 年，由环境毒理学和化学协会( s e t a c ) 主持召开的研讨会，是l c a 历史上早期重要事件之一。政府部门、工业界、科技社团及公众利益集团的代表 参加了这次研讨会。研讨会的一个主要结论是，“l c a 可能成为一种强有力的分 析工具，它可帮助减少与产品、工艺或活动相联的环境负担”( b a t t e l l e 和 a s s o c i a t e s ，1 9 9 1 ) 。该研讨会还认为，“生命周期评价尚处于幼稚时期，必须进 一步发展和细化生命周期研究的方法”。 尽管l c a 技术仍处于发展之中，但随着对环境保护的重视，l c a 将会成为 评价各种产品列环境任何可能影响的重要工具之一( i s h i ie ta 1 ，1 9 9 4 ) 。 在产品早期开发阶段应用l c a 方法的优点之一是，可以了解在整个产品生 命周期中发生的所有成本。生命周期成本( 1 i f e c y c l ec o s t ) 是指产品整个生命周 期中的总成本( n a v i n - c h a n d r a ，1 9 9 1 ) 。总成本应包括采购、保养和处理成本。 y o u n g 和v e n d e r b u r g ( 1 9 9 4 ) 认为产品的生命周期评价依赖于各种材料的生 命周期评价。l s h i ie ta 1 ( 1 9 9 4 ) 发现许多已使用过的产品，产品性能的退化与制 造产品所使用的原材料的退化相当一致，因而其循环利用的潜力非常有限。他们 建议，在进行产品使用完毕后的回收计划时，材料生命周期分析( m a t e r i a l l i f e c y c l ea n a l y s i s ，m c l a ) 可以估计出产品回收后的残余价值。例如，对于使 用塑料制造的产品，m c l a 可以按以下次序开展： 找出哪些加工和运作因素影响产品的机械和生态特性， 对材料退化状况进行评价， 2 生命周期评价( l c a ) 和循环利用技术综述 确定材料退化率的测定方法。 为了确定隐藏在产品中的成本因子，应将材料的特性分为固有特性和非固 有特性。固有特性是每种材料内在的物理和化学性质，如密度、强度和导电性等。 非固有特性如基于市场经济条件和生产成本所赋予的经济价格。两种特性的归 类，表明两种具有相同内在特性的材料，其非固有特性却不同( y o u n g 和 v e n d e r b u r g ，1 9 9 4 ) 。 1 9 9 5 年以前发表的文献称l c a 为生命周期分析( l i f e c y c l ea n a l y s i s ) ( n a v i n c h a n d r a ，1 9 9 1 ；t h u r s t o n ，1 9 9 4 ；y o u n g 和v a n d e r b u r g ，1 9 9 4 ) 。k u u v a 和a i r i l a ( 1 9 9 4 ) 称l c a 为生命周期分析评价( l i f e c y c l ea n a l y s i s a s s e s s m e n t ) 。 由于决策过程中的主观特性，在学者和法规同意用“评价”替代“分析”之前， 争论还会继续一段时间。l c a 基于效用理论的基本框架，描述了产品整个生命 周期中的成本和效益。由于大型l c a 模型要考虑许多难以确定的变量( 如产品 不同生命阶段的污染发散、公众满意度、循环的可能性) ，因此，没有一个合适 的分析方法能将这些变量转化到一个统一构架内。另一方面，某些评价方法，如 环境责任产品评价矩阵( g r a e d e le ta 1 ，1 9 9 5 ) ，被证明是成功的。k e o l e i a n 和 m e n e r e y ( 1 9 9 4 ) 进步解释了参与评价过程的7 个“绿色产品意识”团队( 生 产线管理、市场营销、研究设计、产品工程、环境、健康和安全工程) 。该矩阵 提供了比较产品l c a 的记分系统。 y o u n g 和v a n d e r b u r g ( 1 9 9 4 ) 及k e o l e i a n 和m e n e r e y ( 1 9 9 4 ) 指出，l c a 可以通过模型边界加以定义。模型边界表明了分析人员用于设定目标和约束条件 的解空间，不同的模型边界会导致不同的结论。当决策分析模型处于不同的问题 空间时，也会出现相同的情况。分析人员从不同的角度看待排放物的影响，这样 会作出不同的假设，考虑不同的变量。 作出假设是必要的，因为l c a 研究的某些数据可能无法获得，但必须明确 阐述有关假设。然而，在加拿大魁北克省政府进行的对3 0 个l c a 的文献综述中， 研究人员发现，多数报告没有写明其所依据的假设，以致人们无法证实工作成功 的可靠性。另外，如果对所作假设进行少许修改，则可能导致完全不同的结论( r i ，a u z o n ) 。 2 1 2 产品生命周期评价的步骤 一般认为，l c a 主要分为以下步骤 计划， f 1 标舶述， 产品及其替代品的定义， 系统边界的选择， 1 0 复旦大学博士学位论文 基于环境的物流系统研究 环境参数的选择， 评价方法的选择， 资料收集策略； 筛选， 初步实施l c a ， 计划的调整， 资料收集和数据处理， 测定、面谈、文献查询、理论计算、数据库查询、合理的猜测， 存储表计算， 评价 将存储表分级为影响类别， 同级别( 特征) 相聚， 归一化， 为不同类别( 评价j 赋权重， 改善评价， v ，灵敏度分析， 改善评价的优先级别和可行性。 l c a 是一项长期的产品评价计划，因此，研究者称之为“从摇篮到坟墓” ( c r a d l et og r a v e ) ( b a k e r ，1 9 9 1 ，g r a e d e l 和a l l e n b y ，1 9 9 5 ) 。由于在产业生态 学中没有“坟墓”，因此有些学者更