（管理科学与工程专业论文）逆向物流网络构建的研究.pdf

摘要 摘要 近几十年来，随着科学技术的进步和社会经济的发展，越来越多的企业已 经认识到物流管理的重要性，物流管理被提高到较高的层次。其中，受到广泛 关注的是正向物流的管理，逆向物流却长期被企业管理层忽视。2 0 世纪后期， 市场环境发生了一系列变化：公众环保意识不断增强，政府环境法规日益完善， 同时，消费者对产品多样化及个性化的需求越来越高，产品更新换代速度加快， 生命周期日益缩短，企业不得不重新审视废弃物品的处理问题；电子商务的快 速发展，供应链中买方市场地位的提升等因素，使企业面临越来越多的退货问 题，逆向物流因此提升到前所未有的高度。于是，逆向物流开始成为学术界和 企业界关注的热点。 构建逆向物流系统对于发展循环经济、实现社会可持续发展，以及提高客 户满意度、增强竞争优势，具有重大的理论意义和现实意义。随着经济全球化 的发展，我国要与世界接轨，构建逆向物流系统势在必行。逆向物流系统具有 高度复杂性、多样性和供需失衡性的特征，运作的效率直接依赖和受限于逆向 物流网络结构，逆向物流网络优化与设计成为构建逆向物流系统的首要任务， 必须合理设计逆向物流网络，即确定废旧物品从消费地到起始地的整个流通渠 道的结构，包括网络中各种设施的类型、数量和位置，以及废旧物品在设施问 的运输方式等。 本文在国内外学者对逆向物流已有理论研究和实践的基础上，首先介绍了 逆向物流的研究现状及其相关概念，阐述了逆向物流的定义、产生和类别，指 出逆向物流与正向物流、绿色物流的联系和区别。然后，从社会和企业多个角 度，对构建逆向物流系统的效应进行研究，分析了构建逆向物流系统的必要性 和重要性。在此基础上，展开对构建逆向物流系统的一个重要方面逆向物 流网络设计的系统研究：分析了逆向物流网络的类型、特点，及构建环境和设 计原则，然后分别以其中的两种具有重要意义的逆向物流网络可再生产品 逆向物流网络和退货逆向物流网络为对象，进行逆向物流网络构建的研究，这 也是本文的核心，即根据每类网络的特点，利用混合整数规划构建了相应的数 学模型，都是通过确定逆向物流设施的类型、位置、数量，及设施间的运输计 划，使逆向物流总成本最小，并给出算例，使用l i n 9 0 8 编程进行求解。 关键词：逆向物流逆向物流系统网络设计混合整数规划 a b s t r a ( 玎 a b s t r a c t i nt h er e c e n td e c a d e s ，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 l l dw i t ht h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m y , m o r ea n dm o r ec o m p a n i e sh a v e r e a l i z e dt h ei m p o r t a n c eo fl o g i s t i c sm a n a g e m e n t t h e yp a ym o r ea t t e n t i o nt o l o g i s t i c sm a n a g e m e n t h o w e v e r , m o s tc o m p a n i e so n l ya t t a c hi m p o r t a n c et of o r w a r dl o g i s t i c s ，r e v e r s e1 0 9 i s t i c si so f t e ni g n o r e d t h es o c i e t ya n dm a r k e th a v ec h a n g e dal o ti nt h ee v e n i n go ft h e2 0 t hc e n t u r y w i mp e o p l es t r e n g t h e nt h ec 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 n ，t h ee n v i r o n m e n tl a w sh a v ei si n c r e a s i n g l yp e r f e c t a tt h es a m et i m e ，w i t hc 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 o t sd i v e r s i f i c a t i o na n di n d i v i d u a t i o n m o r ea n dm o r eh i g h , t h es p e e do f p 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 ea n dt h ep r o d u c t sl i f ec y c l ei si n c r e a s i n g l ys h o r t e n e d t h e r e f o r e ，e n t e r p r i s ef i e l dh a v et os e r i o u s l yd e a lw i t ht h e p r o b l e mo fh o wt oh a n d l et h ea b a n d o n e dp r o d u c t s o nt h eo t h e rh a n d ，t h ec h a r t g e ss u c h 嬲t h er a p i dd e v e l o p m e n to fe - b u s i n e s sa n dt h eu p g r a d eo fb u y e r s w e i g h ti nt h es u p p l yc h a i na n ds oo n , h a v et h ee n t e r p r i s ef a c e dm o r ea n dm o r ep r o d u c tr e t u r n s , a n dt h e nb o o s t e dt h ed e v e l o p m e n to ft h er e v e r s el o g i s t i c s h e n c e ，t h er e v e r s el o g i s t i c sg r a d l l a l l yb e c o m eah o ti s s u ew h i c ha t t r a c tg r e a t a t t e n t i o nf r o mt h ef i e l do fa c a d e m ea n de n t e r p r i s e s c o n s t r u c t i n gt h er e v e r s el o g i s t i c ss y s t e m sh a v et h ei m p o r t a n tt h e o r i e sa n d r e a l i s t i cm e a n i n gf o rd e v e l o p i n gt h ec i r c u l a re c o n o m y ，a c h i e v i n gt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，i m p r o v i n gc u s t o m e r s s a t i s f a c t i o na n de n h a n c i n ge n t e r p r i s e s g o m p e t i t i o n i nt h ec o n t e x to fe c o n o m i cg l o b a l i z a t i o n ，c h i n e s ec o m p a n i e sw i l lb e c o n f r o n g t e dw i t hf i e r c ec o m p e t i t i o n i ti sn e c e s s a r yf o re n t e r p r i s e st o c o n s t r u c t i n gt h er e v e r s el o g i s t i c ss y s t e m s 1 1 1 eo p e r a t i o ne f f i c i e n c yo ft h er e v e r s el o g i s t i c ss y s t e m sd e p e n d so nt h en e t w o r ks t r u c t u r eo fr e v e r s el o g i s t i c sd i r e c t l y ，s ot h ed e s i g nf o rt h el e v c r s el o g i s t i c si st h ec h i e ft a s ko fc o n s t r u c t i n gr e v e r s el o g i s t i c ss y s t e m s a n di t i sn e c e s s a r yt od e s i g nar e a s o n a b l en e t w o r ko fr e v e r s el o g i s t i c s ，t h a ti s ，a s c e r t a i n i n gt h es t r u c t u r eo ft h es t n l c t u _ r co ft h ew h o l en e t w o r ko fr e v e r s l o g i s t i c sw h i c ht h ed i s c a r d e dg o o d sf r o mt h ec o n s u m eg r o u n dt o p r o d u c tg r o u n d , i n c l u d i n gt h et y p e ，q u a n t i t ya n dl o c a t i o nf o rl o g i s t i c sf a c i l i t i e s h a b s 黝c 7 a n dd i s t i l b u t i o nm e t h o db e b v e e nt h e m ，e t c b a s e do nt h ep r e v i o u sr e s e a r c h e sa n dp a c f i c e s ，t h ea r t i c l ef i 瑙t l yi n t r o d u c e sp r e s e n tr e s e a r c hs t a t u sa n de x p a t i a t i e st h ee o n n o t a i o na n dc o m p o s i n go fr e v e r s e1 0 百s t i e sa n de x p l a i n st h ed i f f e r e n c eb e t w e e nr e v e l l o g i s t i c sa n dg r e e n l o g i s t i c s ，g e n e r i cl o g i s t i c s ，s e c o n d l ys t u d i e st h ee f f e c to fc o n s t r u c t i n gr e v e r s ei o g i s t i c ss y s t e m sf o r mt w oa s p e c t s - - s o c i e t ya n de n t e r p r i s ea n da n a l y s e st h es i g n i f i c a n c eo fi t n 地p a p e ra d d r e s s e st h es y s t e m i cr e s e a r c ho ft h ei m p o r t a n ta s p e c to fc o n s t r u t t i n gr e v e l - s el o g i s t i c ss y s t e m s - - r e v e r s e1 0 9 i s t i c sn e t w o r k f i r s t l y ，t h ep a p e ra n a l y s i s e st h ek i n d sa n dc h a r a c t e r i s t i co fr e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k ，t h ep r i n c i p l eo fn e t w o r kp r o g r a m m i n g t h e n , i ti st h eo 。o r eo ft h ea r t i c l et h a tc o n s t r u c t st w oi m p o r t a n tn e t w o r ko fr e v e r s el o g i s t i c s - - t h en e t w o r kf o rr e c y c l e dp r o d u c ta t a dt h en e t w o r kf o rt h ep r o d u c tr e t u r n s t h et h e s i sp r e s e n t ss o l u t i o n st oe a c h1 1 e t w o r kd e s i g n i n gb ym i x t u r ei n t e g r a lp r o g r a m m i n gc o m b i n e dt h es p e c i a l i t yo f e a c hn e t w o r k t h eo b j e c f i v eo fe a c ho p t i m i z a t i o nm o d e li st om i n i m i z et h es b mo fi n v e s t m e n ta n do p e r a t i o nc o s t so fl o g i s t i c sf a c i l i t i e sa sw e l la st r a n s p o r t a t i o nc o s t sa m o n gt h ef a c i l i t i e s b ya p p l y i n gt h em o d e l s ，t h et y p e ，l o c a t i o na n d q u a n t i t yo ft h er e ，e r s el o g i s t i c sf a c i l i t i e sa n dt h et r a n s p o r tp l a n 坨f t w e , e nt h ef a c i l i t i e sc a nh e a s c e r t a i n e d t oe x p l a i nt h em e t h o df o rc o n s t r u c t i n gt h en e t w o r k o fr e v e r s el o g i s t i c sb yt h em o d e l ，a ne x a m p l ei sp r e s e n t e df o re a c hm o d e la n d t h es o f t w a r eo fl i n 9 0 8i su s e df o rs o l v i n gt h e m k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ，r 翻g e r s el o g i s t i c ss y s t e m n e t w o r kd e s i g n ，m i x t u r e i n t e g r a lp r o g r a m m i n g m 中国科学技术大学学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究 工作所取得的成果。除已特- 另t lj ；n 以标注和致谢的地方外，论文中 不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的 同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权， 即：学校有权按有关规定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，可以将学位论文编入有关 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、 汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名： 萋叠亚 砷年月彦日 第l 章绪论 第1 章绪论 1 1 选题背景 1 1 1 发展循环经济，实现可持续发展战略 随着1 0 0 多年来人类社会经济的发展，对自然资源大量掠夺式的开发利 用，地球上剩余的自然资源总量已经明显减少，人类面临着日益严重的资源桔 竭的危机。另一方面，在人们的生产和消费过程中产生了大量的废弃物品，并 且随着经济的发展，人民生活水平的提高，废弃物的产生量呈现出越来越大的 趋势，这些废弃物不仅占用大量土地，其中的有害物质得不到适当处理还会对 环境造成严重的二次污染，一些有毒物质甚至会威胁人类健康。因此，世界各 国纷纷推出实施可持续发展的战略，循环经济( c i r c u l a re c o n o m y ) 的思想也随之 兴起。 可持续发展不仅指经济持续不断地增长与发展，还指在经济发展的同时能 控制人口增长、提高人口素质、合理利用资源、保护和改善环境，使社会与经 济能够持续、快速、健康发展的多元目标互相协调的一种新型战略。通过产业 结构调整和合理布局，开发应用高新技术，实行清洁生产和文明消费，提高资 源的使用效率，减少废物排放等措施，实现由资源型经济到技术型经济的转变， 使社会经济的发展既能满足当代人的需求，又不至于对后代人的需求构成危害， 最终达到社会、经济、资源与环境的持续稳定发展。 所谓循环经济，是对物质闭环流动型经济的简称，本质上是一种生态经济。 其概念在1 9 9 0 年代后期由德国和日本等工业化国家最早提出并推进的，是相对 于传统经济而言的一种新的经济形态，旨在实现“资源一产品一污染排放”的 物质流动模式，形成经济活动“高开采、低利用、高排放”的特征。 通过实施逆向物流，对回返物品和废弃物品进行合理的处置，可以达到节 约资源，改善环境的目的，有利于循环经济的发展和可持续发展战略的实现。 现在各个国家都制定了不少的法律法规，以对回返物品和废弃物进行规范化的 管理和处置，减少污染，鼓励循环利用资源。早在1 9 9 7 年，欧盟就着手制定一 项电工电子产品回收再利用的法规，引起了世界各国的广泛关注。很多发达国 家如德国、荷兰、日本等，为了维护自身利益，也已经单方面抢先推出了有关 法规。 1 1 2 企业日益加剧的竞争压力和挑战 随着市场经济制度的不断完善，行业内的竞争日益加剧，同时随着消费者 第1 章绪论 权益的保护体系的建立，消费者地位日益上升，更多的企业放宽了退货政策， 些企业的回返产品比重很大，如出版业、电子电器制造业的回返率高达2 0 ， 对于这些企业来说实施逆向物流，不仅可以节约原材料、降低生产成本，还可 以增加客户满意度，提高竞争优势。 因此，逆向物流的经济价值逐步得到体现。据有关资料显示，美国1 9 9 6 年逆向物流达4 7 亿美元，2 0 0 0 年为7 7 亿美元，1 9 9 9 年的逆向物流成本约占物 流成本的5 ，到2 0 0 1 年，逆向物流成本所占比例翻了一番，大约为1 0 。从 全球来看，1 9 9 6 年除美国外的逆向物流价值为1 5 3 亿，2 0 0 0 年为2 2 3 亿美元。 不难看出，逆向物流业务呈现快速增长的趋势。 逆向物流( r e v e r s el o g i s t i c s ) 理论是对正向物流和供应链理论的重要补充。h p , g e ，s e a r s ，i b m ，3 m 和e r i c s s o n 等国际知名企业纷纷启动逆向物流发展战略。许 多企业家和经济学家认为，物流是企业的第三利润源泉，而逆向物流也许是企 业在降低成本中的最后一块处女地。企业竞争的新优势将体现在通过重复使用 ( r e u s e ) 、再利用( r e c y c l i n g ) 、回收( r e c l a m a t i o n ) 、再销售( r e s a l e ) 、修补翻新 ( r e c o n d i t i o n i n g ) 和再制造( r e r n a n u f a e t u r i n g ) 等方式，保持与标准的一致性，获得 消费者信赖，赢得市场份额。 1 2 国内外逆向物流研究现状 1 2 1 国外研究现状 2 0 世纪9 0 年代，逆向物流理论在美国、德国等西方发达国家兴起，经过 大量学者的理论和实证研究逐步得到完善国外在逆向物流理论方面的研究内 容和成果，可从以下三个方面来看： ( 1 ) 从定性的角度 近年来，逆向物流的概念探讨得到学术界的日益重视。g i u n t i n i 和a n d e l 涉及逆向物流的各种形式、重要性、趋势及相应的功能，同时还描述了逆向物 流的构成【l 】：11 9 9 2 年，s t o c k 提出了逆向物流领域与商业和社会的相关性【2 l ；1 9 9 3 年，k o p i c k i 等学者对逆向物流的实际操作和规则作了研究，指出再利用和再循 环的观点【3 1 ；1 9 9 8 年，k o s t c c k i 论述了再利用的回收方式对市场的影响以及对 产品寿命周期的延长。同年，s t o c k 详述了如何制定和实施逆向物流计划。1 9 9 9 年，r o g e r tt i b b e r - l e m b k e 广泛收集了有关逆向物流的商业操作实例，尤其是在 美国，两位研究者进行了大范围的长期的问卷调查 4 1 。 ( 2 ) 从案例分析角度 关于逆向物流的案例分析通常关注以下决策内容：逆向物流的网络结构、 逆向物流参与者的关系、库存管理、产品的生产计划与控制及逆向物流中的信 2 第1 章绪论 息和技术。s p e n 酉e r ( 1 9 9 7 ) 和l o u w e r s ( 1 9 9 9 ) 等人分别通过案例分析研究了 不同恢复方式下逆向物流网络的构斟习【6 】：g u i d e ( 2 0 0 1 ) 考察了多种激励手段 和策略工具在促进逆向物流各方合作中的运用 7 1 ；f l e i s c h m a n n ( 2 0 0 0 ) 用案例 讨论了如何高效且经济地处理返回产品的相关库存管理问题嘲；k r u m w i e d e ( 2 0 0 2 ) 和s p i c e r ( 2 0 0 4 ) 在案例中研究逆向物流的实践，选择第三方逆向物 流专业服务商的标准和方法唧【l o 】。 ( 3 ) 量化分析 采用系统模拟仿真可快速方便地对各种情景下的复杂逆向物流网络进行仿 真评价，进行系统中参数或变量对逆向物流系统结构的影响分析及网络结构的 鲁棒性和敏感性分析，从而确定最优的逆向物流网络结构。i - i i r s c h ( 1 9 9 8 ) 介 绍了一种物流系统仿真软件，用于不同生产计划对逆向物流的环境影响评估和 成本估计，及最优路径选择【“l 。 另一种量化方法，即通过数学建模，解决逆向物流的各种决策问题：逆向 物流网络设计、库存管理及生产计划和控制。 1 )逆向物流网络设计 解决的核心问题，即确定逆向物流网络的层级结构、分散与集中程度及恢 复设施的位置和数目等。大多研究通过建立与传统单级或多级仓库定位模型类 似的混合整数线性规划模型来求解。模型以物流总成本最小化为目标函数，满 足供需平衡、设施容量、变量或参数为整数或非负等约束，通常使用启发式算 法等用来求解模型【1 2 】 1 3 1 。1 9 9 8 年，b a r r o s 等对在建工地多余的污沙如何进行 循环利用提出了网络设计【1 4 1 ；2 0 0 0 年，d ek o s t e r 等人进行了白色物品和棕色 物品的再制造网络设计研究【l 习。 2 )逆向物流的库存管理 最早的确定型库存模型由s c h r a d y 于1 9 6 7 年提出，模型假定需求、回收率、外 部订购和恢复的延迟时间都恒定，考虑订购和恢复的固定成本以及库存成本最小 时，定购和恢复的最优批量【i q ；r i c h t e r 于1 9 9 6 年在s c h r a d y 的模型基础上，给出 了一个不同控制策略下的最优控制参数值的表达式，并讨论了回收率对这些参数 的影响【1 7 1 ；k l e b e r 等研究了动态需求和回收量条件下，控制最优生产、再制造、 废弃处置的线性成本模型，并用p o n t r y a g i n 极值定理求解某一产品恢复系统有 几种需求选择的最优库存控制策略【1 8 】；d o b o s 把需求和回收量作为时间的连续函 数，得出以包括库存、生产、再制造以及废弃处置总成本最小为目标函数的最优 生产和库存控制策略【1 9 】。f l e i s c h m a n n 等于2 0 0 2 年提出了一个需求和回收服从 p o i s s o n 分布的随机库存模型，它在假定回收产品可直接按新产品再售且外部订 购延迟时间不为零的情况下，得出最优库存控制策略和最优控制参数值，并与传 第l 章绪论 统的( s ，翻库存模型作了比较，又用数值算例说明了回收流对库存系统的影响 1 2 0 1 。 3 )逆向物流生产计划和控制 由于可直接再使用的回收产品不需要额外的生产过程，需要再循环处理的回 收产品将进入新的生产过程而不构成闭环供应链的一部分，因此，回收产品的生 产计划和控制主要存在于再制造方式中。该领域建模的主要目的是控制与比较拆 解和修理的成本与已恢复零部件价值之间的经济性，从而选择最优的恢复方式并 计划回收产品的恢复运作。j o h n s o n 等于1 9 9 5 年提出了对一给定的产品结构，确 定其最优拆解次序的网络流程算法模型1 2 1 1 ；g u i d e 等为解决再制造方式与传统 m r p 的标准化不兼容问题，给出另一种有效控制生产瓶颈的物料需求计划方法d b r ( d r u m b u f f e r - r o p e ) 2 2 1 ：l e e 等讨论了拆解系统的计划和进度问题，研究内 容包括：产生所有可行拆解次序的算法，如何处理来自评估已恢复产品价值、产品 状态以及拆解运作的不确定性，考虑系统容量和不确定性的拆解模型田l 。 1 2 2 国内研究现状 在我国，理论界在逆向物流领域的研究起步较晚，基本上从2 0 世纪9 0 年 代中后期开始，研究内容和方法大多是借鉴国外的研究成果，创新之处较少。 从收集的资料看，主要文献都集中于定性方面的研究，限于综述性的介绍，主 要包括对逆向物流的概念与产生原因的解释，如向盛斌逆向物流与环境保护 刚，杨汝梁逆向物流的形成原因及价值分析，韩经纶论逆向物流的成因 及战略价值等；或者是对逆向物流研究现状、发展趋势的阐述，如达庆利逆 向物流系统结构研究的现状及展望p l ，储洪胜反向物流及再制造技术的研 究现状和发展趋势等【2 6 】；及对逆向物流管理因素、实施策略的简单分析，如 陈宇逆向物流的有效管理策略分析，魏沽企业逆向物流实施决策分析等。 对于如何利用各种模型来量化逆向物流的构建与运行的研究还刚刚起步， 并且已有的模型又集中于逆向物流网络设计问题的研究，马祖军等产品回收 逆向物流网络优化设计模型在传统正向物流网络基础上，建立一种单产品、 有能力限制的产品回收逆向物流网络优化设计模型，并通过算例验证了模型和 算法的有效性耻玎周根贵遗传算法在逆向物流网络选址问题中的应用研究 构建了一个逆向物流网络中的选址模型，研究从备选地址中选择建立配送中心 或回收中心的最佳策略 2 8 1 ；周垂日等废旧电器的逆向物流系统规划模型研究 提出一个混合整数线性规划模型，优化废旧电器逆向物流的基础设施设计和逆 向网络流量1 2 9 】；米宁基于逆向物流管理的产品回收网络规划研究利用混合 整数规划方法建立了继起构建模型和整合优化模型两个回收模型，和利用非线 性规划方法建立起基于拆解中心操作管理的模型哪l ：马丹祥逆向物流网络设 4 第1 章绪论 计优化模型研究对确定环境下可直接再利用物品和可拆卸再加工物品的逆向 物流网络构建建模，及描述了不确定环境下逆向物流网络的构建i j l l ；李忠全逆 向物流系统的回收再利用网络规划研究将回收再利用网络分为开环型和闭环 型两种，分别根据网络的不同结构和布局，利用合适的优化设计方法进行网络 规划设计【3 2 l 。但这些分析大都篇幅较少，分析较为简单。 其他的一些定量研究还很少，姚卫新再制造条件下逆向物流回收模式的 研究考虑了由第三方、零售商、生产商分别负责回收的模式下，假定产品需求 是产品价格的线性函数，在满足负责回收方利润最大时，推导出产品零售价、批发 价和回收率的最优表达式，该模型为企业选择适合的回收模式提供了理论依据 【3 3 】：黄祖庆等 - - 个允许退货的库存控制策略模型给出一个需求和退货服从 p o i s s o n 分布的随机库存优化模型，推导出最优订货量和期望收益的表达式以及 求解算法，并分析了退货率、库存成本、缺货损失参数对模型的影响，通过数值算 例得出退货率对模型有明显影响的结论 3 4 1 。 1 2 3 国内外研究现状比较 关于逆向物流领域的研究是一个新的课题，最早兴起于国外发达国家，近 二十年来理论研究已取得一定成果，近几年的实践中一些如通用，强生，m m 等知名企业，纷纷着手加强逆向物流领域的管理，降低由退货造成的资源损失， 多方面的经济效益和社会效益逐渐体现出来。相比之下，当前国内尚无专门的 系统化研究，还处在引进、借鉴阶段，创新较少。更令人担忧的是，政府和不 少企业尚未意识到逆向物流的重要性，没有重视对这一方面的研究和应用。 1 3 论文内容与结构 在上述背景下，本文主要对物流中的新领域一逆向物流进行研究。实施 逆向物流需要适当的物流网络支撑，构建合理的逆向物流网络对逆向物流系统 的运作效率起着决定性作用，但是由于逆向物流系统自身具有的复杂性，规划 逆向物流网络并不简单，如何有效设计逆向物流网络，如何确定网络中设施的 数量、位置和运输方式，将值得深入研究。 我国工业生产造成的大量废纸和废塑料等产品，已经造成了大量的资源消 耗和严重的环境污染，有必要提高这类产品的回收率；同时随着电子商务的发 展，日益增加的退货产品越来越成为困扰企业的难题，研究这两类逆向物流网 络的构建问题非常具有现实意义和价值。因此，本文的研究目标主要是针对可 再生产品和商业退货产品构建不同的逆向物流网络，利用运筹学的理论和方法 构建数学模型实现科学合理的网络规划，为企业实施逆向物流提供理论指导。 5 第1 章绪论 论文的结构体系如下： 第一、二章介绍了逆向物流的选题意义、国内外研究现状及文章的框架结 构。阐述了逆向物流的概念、产生原因和相关理论基础知识。 第三章运用可持续发展理论及经济学的方法，系统的分析了我国实施逆向 物流的必要性。从发展循环经济，实现可持续发展角度，指出逆向物流的发展 具有重大和深远的历史意义；同时，从多个角度分析了构建逆向物流的经济意 义 第四章，对逆向物流网络结构进行分析，是逆向物流网络设计优化的基础。 主要论述了逆向物流网络的功能和特点，并分析了逆向物流网络的构建环境， 从而指出逆向物流网络的设计原则。 第五章，根据对我国生态环境造成严重破坏的可再生产品的特点，考虑在 单周期、单产品情况下如何设计逆向物流网络，以网络费用最小为目标函数建 立模型，并用l i n g o 对模型进行求解。 第六章，针对我国目前企业面临的越来越多的退货问题，在分析了退货产 生原因的基础上，运用混合整数规划的方法，构建了多产品情形下的企业退货 逆向物流网络，并给出具体实例分析，实现了逆向物流总成本最小的目标。 最后对论文的研究进行总结，并指出对未来研究的展望。 6 第2 章逆向物流的基本理论 第2 章逆向物流的基本理论 2 1 逆向物流的基本概念 2 1 1 逆向物流的定义 尽管对于逆向物流的研究时间并不长，但是对其含义的界定有很多种。 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，他们认为逆向物流 是与极大部分的货物流动方向是相反的。1 9 8 9 年m u r p h y 和p o i m 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 5 年c , i u n t i n i 和a n d e l 将逆向物流概括为：组织对来源于客户手中的物 资的管理，包含来自于客户手中的物资、包装品和产品。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 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。同年，c a r t e r 和e l l r a m 也采用了类似的定义， 认为逆向物流是物品在渠道成员问的反向传递过程，企业在逆向物流中通过再 循环( r e c y c l i n g ) 、再使用( r e u s i n g ) 以及减少原材料的使用，使公司在环境管理 方面更有成效，还指出狭义的逆向物流是通过配销的网络系统将已废弃的产品 进行回收的过程，而广义的逆向物流除了包含狭义逆向物流的业务以外，还包 括减少正向物流中使用的资源，以减少废弃物，使产品能再使用及更方便地进 行循环处理。 到了1 9 9 9 年，美国逆向物流物流执行委员会( t h er e v e r s el o g i s t i c s e x e c u t i v ec o u n e u ) 主任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 e i lo f l o g i s t i c sm a n a g e m e n t ) 所采用，即：“逆向物流是为 了恢复产品价值或使其得到正确处置，对原材料、在制品、产成品和相关信息 从消费点到来源地高效经济地流动进行规划、实施与控制的过程。” 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，扮演物品再生、 废弃物处理及有害物质管理的角色。 2 1 2 逆向物流的产生 逆向物流产生的途径和形成的原因多种多样，根据以下两个维度进行分析： ( 1 )回返品在供应链中的来源，即回返的物品是来自于最终消费者，还 7 第2 章逆向物流的基本理论 是流通渠道上的零售商或分销商，还是产生于生产过程 如果产品来源于最终消费者，可能的原因主要有：一是退货，包括产品不 能满足顾客需求导致的退货，如产品自身有缺陷( 生产系统不能保证1 0 0 的 产品合格率或者产品有危害) 、产品运输不合理( 由于运输系统不完善，在运输 过程中可能造成产品被盗、缺件、功能受损或包装受损) 、订单处理疏忽造成产 品重复运输、错误运输等；顾客滥用退货政策形成的退货，如故意声称产品有 缺陷达到退货目的；顾客不能正确使用产品造成的退货等等。二是产品回召， 生产商主动从消费者手中召回，包括在企业产品创新的过程中，由于新产品生 产体系和生产工艺的不成熟，出现大量产品有缺陷的情况，如很多大型企业 m m 、英特尔都有过产品回召的历史；生产过程中的一些环节出现重大失误导 致大量产品不合格，如去年美国博士伦隐形眼镜眼药水的案例。三是产品修复， 如果产品使用寿命尚未结束，消费者也可能将旧产品回返而购买新产品，或是 将旧产品回返而获取一定的服务，如保养、维修等。四是报废产品及包装材料 的回收，在市场空间争夺日益困难的情况下，很多企业为了降低生产材料的成 本重视报废物资的回收。五是法定回收品，随着一些环保法规的制定和生产者 延伸责任制的实施，规定在产品使用寿命结束时进行产品回收，或些法规对 处理包装物的严厉制约。 如果回返品来源于零售商或分销商，一般原因有：清除库存，包括由于市 场需求预测过量，或是产品不如预期畅销导致的库存过量；季节性产品过季或 新产品上市、产品包装过期等；产品在运输过程中受损，订单处理错误，产品 自身有缺陷等；零售商终止经营或不再经营该类产品；国际贸易中的贸易禁令； 各种包装材料的循环使用等。 生产过程中的回返品则主要包括检验出的不合格成品、半成品、边角余料、 生产中损坏报废的机械设备、不再使用的滞销物料等。 ( 2 )回返品类型，即回返的物品是产品还是包装材料 产品的逆向物流主要基本上指产品的回收，包括生产过程中的边角料、废 品、缺陷或损坏产品、退回产品( 终端退回或商业退回) 、经完全使用后需处理 的产品。在企业管理中往往与企业的售后服务联系在一起。回收产品处理的恰 当往往可以与客户服务水平紧密相连。产品的逆向物流活动主要有直接出售、 整理、整修、再制造、分拆产品、原料再利用及填埋焚烧等，是由于回收产品 再制造和整修或是客户的退回。 包装物的逆向物流主要在于包装物的循环使用或一些法规对处理包装物的 严厉制约，以达到节约资源，减少污染。逆向物流中包装物包括托盘、大器皿、 条板箱、包装袋等。 8 第2 章逆向物流的基本理论 2 1 3 逆向物流的类别和特点 为了对逆向物流进行细致而有效的分析，我们有必要将逆向物流进行分类， 当然不同的分析角度也会出现不同的分类方法，我们可以从以下两个角度将其 进行不同的分类。 ( 1 )按逆向物流形成的原因 1 )退货逆向物流 在这个流程中，客户处于主动地位，企业处于对客户需要的响应地位。处 于供应链下游地位的客户，将不符合订单要求的产品或根据销售协议规定将不 满意的产品，退回给上游供应商，流向与常规产品流向相反。具体可分为投诉 退货、商业退回、维修退回。见表2 1 。 表2 1 退货逆向物流分类 类别周期驱动因素处理方式例证 投诉退货( 对产品质 短期 市场营销确认检查，退电子消费品如手机、 量不满意)客户满意还货补货电视机等 商业退回( 产品过期、 库存过量、停止经营、 短到中期 市场营销 再使用、再制 零售商积压时装等 运输损坏等) 造、再循环 市场营销 维修退回中期维修处理已损坏的家用电器 法规条例 2 )回收逆向物流 在运行过程中企业处于主动地位，下游客户处于被动响应地位。供应链中 最终端所持有的废旧物品，或者包装材料及用于物流配送器具回收到供应链上 游各节点的成员，通过检验分类，进行再加工、再分销或报废处理。进一步区 分为产品召回、终端产品回收，生产报废与副品回收、包装返还。见表2 2 。 表2 2 回收逆向物流分类 类别周期驱动因素处理方式例证 产品召回( 产品设计或短到市场营销再制造，再循环，有质量问题的电脑、 制造方面存在缺陷)中期法规条例再生产药品等消费品 经济 电子设备的拆卸再制 再制造，再循环 终端产品回收( 生命周 长期市场营销造，地毯再生、轮胎 期末端的产品)添埋焚烧 法规条例修复等 生产报废与副品回收 经济药品行业， ( 生产过程中的废品较短期再循环，再生产 法规条例钢铁行业 和副品) 9 第2 章逆向物流的基本理论 续表2 2 回收逆向物流分类 i类别周期驱动因素处理方式例证 l 包装返还( 包装材料和经济酒瓶、包装袋，托盘、 i 短期再使用，再循环 i产品载体)法规条例包装箱等 ( 2 ) 按逆向物流回返物品的处理方式 1 ) 可直接再利用产品逆向物流：再使用( r e u s e ) 指对返回的物品( 如包 装物) 进行简单的处理再次投入使用； 2 ) 再制造逆向物流：再制造( r e r a a n u f a c t u r i n g ) 是对于复杂的装备或机器 ( 如家电等电器设备) 进行检查、拆卸、修复及再制造； 3 ) 可再生产品逆向物流：再循环( r e c y c l i n g ) 又称再生，对于不能直接再 利用和再制造的产品( 如纸张、地毯、塑料等) ，只能经过设备处理改变返回物 品的物理特性，实现产品的循环利用在法规驱动下减少废物，经济驱动下实现 废物利用。 2 2 逆向物流与正向物流的对比 2 2 1 逆向物流与正向物流的联系 正向物流和逆向物流是一个完整物流系统的两个子系统，两者相互联结、 相互作用、相互制约，共同构成了一个开放式的物流循环系统。 逆向物流是在正向物流运作过程中产生和形成的，没有正向物流，就没有 逆向物流：逆向物流流量、流向、流速等特性是由正向物流属性决定的。如果正 向物流利用效率高、损耗小，则逆向物流必然流量小、成本低，反之则流量大、 成本高。另外在一定条件下，正向物流与逆向物流也可以相互转化，正向物流 管理不善、技术不完备就会转化成逆向物流：逆向物流经过再处理、再加工、 改善管理方法制度，又会转化成正向物流，被生产者和消费者再利用。 2 2 2 逆向物流与正向物流的相同点 ( 1 )都属于物流范畴 不论是逆向物流还是正向物流，都属于物流范畴。两者都指物品的物理转 移。在物品流动过程中，两者都涉及到运输、保管、配送、包装、装卸、流动 加工及物流信息处理等多项活动。 ( 2 )基本目标相同 两者的基本目标都是为了节约成本，从而创造新的利润源。正向物流通过 选择恰当的运输方式和路线，以及有效地存货管理来降低生产过程和配送过程 中产生