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逆向物流网络中的选址问题研究 摘要 随着公众环境意识的不断增强，人们开始关注旧产品和废旧材料 的回收。经济利益、公众的期望以及法律的制约使得制造商不得不将 自己的责任延伸至产品的整个生命周期。在过去的几十年中，已经有 不少企业建立了自己的回收网络。产品回收网络的设计是逆向物流管 理中一个很现实且具有挑战性的问题。有不少学者和专家对这一问题 进行了深入的研究，发表了大量的文章。然而很少有文献涉及集中式 回收中心的选址定位问题，也很少有学者考虑逆向物流的不确定性， 尤其在国内。从零售商或最终客户处回收的产品在回收中心被检测、 维修、翻新以及重新销售，这种集中式的回收够使回流物品( 包括任 何时候的退货和使用后的物品) 处理更快捷、更有效率；不确定性则 是逆向物流的基本特征，也是其与正向物流最大的区别之一。为了弥 补这一空白，本文提出了三个相关的逆向物流网络设计问题，针对这 三个问题分别构造了三个非线性混合整数规划模型，同时又设计了求 解模型的遗传算法。 第一个模型针对单产品单一周期的回收中心、分销中心的选址 问题。模型中逆向物流与正向物流使用共周的网络，模型的目标是最 小化总成本，包括分销中心、回收中心的运营成本、正向物流、逆向 物流的运输成本、机会成本以及剩余产品的处置成本。第二个模型是 第一个模型的延伸，模型中将运输的时间的最小化作为另一个目标。 然而，运输时间的最小化往往与物流成本的最小化存在矛盾。因此， 我们改进了先前的遗传算法程序以找到该问题的p a m t o 解，作为决策 者的决策备选方案。之后，本文讨论了多产品多周期情况下的逆向物 流网络设计问题。模型中的产品具有不同的回收周期和回收率，这更 符合真实的情况，但同时也增加了模型的复杂性和求解的难度。 最后，论文对全文的工作做了总结，分析了存在问题和缺陷，并 对今后的研究工作方向作了展望。同时希望文本中关于逆向物流网络 设计问题的讨论和结论，能够对那些专业的物流企业和正想建立自己 的逆向物流网络的企业有所帮助。 关键字：逆向物流，混合整数规划，容量限制的布局分配问题， 遗传算法 s t u d yo fl o c a t i o np r o b l e mo nr e v e r s e l o g i s t i c sn e t w o r k a b s t r a c t g r o w i n ge n v i r o n m e n tc o n c e mh a sc a l l e dm u c ha t t e n t i o nt oi n d u s t r y r e c o v e r yo fu s e dp r o d u c t sa n dm a t e r i a l s d r i v e nb ye c o n o m i cp r o f i t a b i l i t y ， c u s t o m e re x p e c t a t i o n sa n dl e g i s l a t i v er e g u l a t i o n ，m a n u f a c t u r e sa r eh e l d r e s p o n s i b l et oa ni n c r e a s i n ge x t e n tf o rt h ee n t i r el i f e c y c l eo ft h e i rp r o d u c t s i nt h el a s td e c a d e ，s e v e r a lr e c o v e r yn e t w o r k sh a v eb e e ns e tu p w h i l et h e d e s i g no fp r o d u c tr e c o v e r yn e t w o r k si so n eo ft h ec h a l l e n g i n ga n da c t u a l r e v e r s e l o g i s t i c sp r o b l e m s an u m b e ro fp a p e r sh a v e b e e np u b l i s h e d r e c e n t l yo nt h ei s s u eo fr e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k h o w e v e r ，f e ws t u d i e s h a v ea d d r e s s e dt h ep r o b l e mo fd e t e r m i n i n gt h en u m b e ra n dl o c a t i o no f c e n t r a l i z e dr e m mc e n t e r sw h e r er e t u r n e dp r o d u c t sf r o mr e t a i l e r so r e n d c u s t o m e r sw e r ei n s p e c t e d ，r e p a i r e d ，a n dr e f u r b i s h e df o rr e d i s t r i b u t i o n a n df e ws t u d i e sh a v et a k e nt h eu n c e r t a i n t i e si n t oa c c o u n t ，w h i c hi sa n i m p o r t a n tc h a r a c t e r i s t i co f r e v e r s el o g i s t i c s t b 蠡l lt h ev o i di ns u c hf ll i n eo f r e s e a r c h ，t h i sp a p e rp r o p o s e st h r e er e v e r s el o g i s t i c sp r o b l e m sf o r m u l a t e da s n o n l i n e a rm i x e di n t e g e rp r o g r a m m i n gm o d e l sa n dg e n e t i c a l g o r i t h m a p p r o a c h e st h a tc a ns o l v et h e s ep r o b l e m s t h ef i r s tm o d e lp r o p o s e df o ras i n g l ep r o d u c t s i n g l ep e r i o dp r o b l e m c o n s i d e rl o c a t i o no fc e n t r a l i z e dr e t u r nc e n t e r sa n dd i s t r i b u t i o nc e n t e r sw i t h c o m b i n e dr o u t i n g t h em o d e lo b j e c t i v ei st om i n i m i z et h et o t a lc o s t i n c l u d i n gm a i n t e n a n c ec o s t so fd i s t r i b u t i o nc e n t e r sa n dc e n t r a l i z e dr e t u r n c e n t e r s ，t r a n s p o r t a t i o nc o s t s ，o p p o r t u n i t yc o s ta n dd i s p o s a lc o s t sf o rs u r p l u s p r o d u c t s i nt h ee x t e n d e df o r m ，am u l t i - o b j e c tl o c a t i o na l l o c a t i o nm o d e li s 1 1 1 u s e dt od e s i g nr e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k t r a n s p o r t a t i o nt i m ei sa l s ot a k e n i n t oa c c o u n ti no r d e rt oe n h a n c et h ec u s t o m e rs e r v i c e s w h i l et h eg o a lo f r e d u c i n gt r a n s p o r t a t i o nt i m eo f t e nc o n f l i c t s 、i t ht h eg o a lo fr e d u c i n g l o g i s t i c sc o s t s t od e a lw i t ht h i sd i l e m m a ，w em o d i f yt h ef o r m e rg e n e t i c a l g o r i t h mp r o g r a mt of i n dp a r e t oo p t i m a ls o l u t i o n sf o rt h i sp r o b l e m t h e n w ed i s c u s sam u l t i p l ep e r i o dp r o b l e mi n v o l v i n g m u l t i p l ep r o d u c t sw i t h d i f f e r e n tr e t u r nr a t ea n dr e t u r nt i m e f i n a l l y , t h e p a p e rh a sas u m m a r i z a t i o no nt h er e s e a r c h i n gw o r k ， a n a l y z i n gt h ep r o b l e m sa n ds h o r t c o m i n g s ，g i v i n gas e r i e so fv i s t a st ot h e f u t u r ed i r e c t i o no fr e s e a r c h a l lt h ea b o v es u g g e s t i o na n dr e s e a r c ha b o u t r e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r kp r o g r a m m i n gc a nb er e f e r r e df o rt h es p e c i a l l o g i s t i c se n t e r p r i s e sa n dt h ee n t e r p r i s ew h ow a n t st o e s t a b l i s ht h e i ro w n n e wl o g i s t i c sn e t w o r k k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ，m i l p , c a p a c i t a t e dl o c a t i o n - a l l o c a t i o n p r o b l e m ，g e n e t i ca l g o r i t h m 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。 储铭：撕 醐：御”月妙日 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 1 、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： 导师签名： 日期：咖彤年月莎日 日期：) m 弘年f 月巧e l f 第1 章前言 1 1 背景 第1 章前言 随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，消费者对产品多样化和个性化 的要求越来越高，由此导致产品生命周期日渐缩短，更新换代速度加快，被人们 淘汰和废弃的物品也越来越多。与此间时，随着公众环保意识的日益增强，许多 国家加大了环保的立法力度，开始要求生产企业对产品生命周期全过程负责，尤 其是废旧产品的回收处理【j ，4 ，引。从物流的角度来看，废旧产品的回收和重新利用 形成了一种从消费者到生产商的附加物资流，这就是逆向物流( r e v e r s el o g i s t i c s ) 。 但长期以来，管理者对顾客退回物品以及产品使用后废弃物品的处理，一直 将其排除在企业经营战略之外，对这些物品沿供应链逆向渠道的收集、运输和分 拨即逆向物流活动几乎没有引起重视。直至自上世纪9 0 年代末，逆向物流才 逐渐受到国内外物流学者和企业管理者的重视。这是因为对逆向物流的有效管理， 不仅能保护环境、为企业带来明显的经济效益，而且还能强化企业的竞争优势， 提高供应链的整体绩效。目前，逆向物流战略已成为国外许多企业管理战略( x e r o x ， b m w ，3 m ，h p , e s t e el a u n d e r 等) 的重要组成部分f 6 7 8 1 。 据有关资料显示，在美国，1 9 9 7 年企业与产品回收相关的成本约为3 5 0 亿美 元，占当年g d p 的o 5 【9 】：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 1 1o 】；1 9 9 9 年回收商品的总价值 达6 2 0 亿美元，这意味着零售商将损失大约1 0 0 1 5 0 亿美元，而处理这些产品的 成本估计达4 0 0 亿美元【l l 12 1 。在欧洲【1 瑚，1 9 9 4 年纸晶的再生量达到了2 , 7 7 0 万吨， 年增长率大约为7 ，纸品回收率为4 3 ；玻璃的再生量达到7 0 0 万吨，年增长率 大约为1 0 ，回收率接近6 0 ( 1 9 9 7 年欧洲统计年鉴) 。在德国f 1 】，销售包装的回 收目标必须在6 0 7 5 。在荷兰【一，工业废料的重复利用率从1 9 9 2 年的3 6 提 高到了1 9 9 4 年的4 6 ( c b s ，1 9 9 8 1 ) ；1 9 9 7 年的生活垃圾为8 0 0 万吨，其中1 3 被掩埋，3 8 被焚烧用于能源再生，4 6 被重复使用( c b s ，1 9 9 8 ) 。由此不难看出， 第1 章前言 逆向物流业务正呈现快速增长的态势，另一方面逆向物流又给一些紧跟时代步伐 的企业提供了令人无限遐想的市场机遇。美国逆向物流1 9 9 6 年的市场价值是4 7 亿美元，2 0 0 0 年为7 7 亿美元，1 9 9 6 年全球除美国之外的逆向物流市场价值是1 5 3 亿美元，2 0 0 0 年为2 2 3 亿美元。随着外包比例越来越高，逆向物流的市场价值会 越来越大。表1 - 1 显示了全球回收物流的市场价值【1 3 l 。 表1 - 1 全球回收物流市场价值 ( 单位：百万美元) 年度 市场结构增长率 1 9 9 41 9 9 51 9 9 6 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 0 高新技术高附加值 1 4 9 61 6 2 1 61 7 5 7 91 9 0 5 52 0 6 5 6 2 2 3 9 12 4 2 7 28 4 0 产品 绿色产品 2 5 9 72 7 0 12 8 0 92 9 2 13 0 3 83 1 6 93 2 6 83 9 1 包装和托盘回收利 3 4 63 8 3 44 2 4 84 7 0 75 2 1 8 5 7 7 8 6 4 0 21 0 8 0 用 终端消费者维修品 1 6 8 1 51 8 4 9 72 0 3 4 62 2 3 8 12 4 6 2 2 7 0 8 1 2 9 7 8 91 0 0 0 普通废弃物 4 1 3 0 44 4 6 0 84 8 1 7 75 2 0 3 15 6 1 9 46 0 6 8 96 5 5 4 48 ，0 0 特殊废弃物 3 2 5 6 43 6 9 6 14 1 9 54 7 6 1 45 4 0 4 1 6 1 3 7 1 6 9 6 1 71 3 5 0 有毒品 1 4 7 0 91 6 0 3 31 7 4 7 61 9 0 4 92 0 7 6 42 2 6 3 ，22 4 6 6 99 0 0 废弃物收集、归类、 8 8 5 7 89 7 6 0 21 0 7 6 0 41 1 8 6 9 41 3 0 9 9 4 1 4 4 6 5 91 5 9 8 3 11 0 3 4 加工处理合计 合计2 1 4 9 8 72 3 6 4 5 22 6 0 1 8 9 2 8 6 4 5 2 3 1 5 5 2 53 4 7 7 73 8 3 3 9 2l o 1 2 资料来源：中外物流快讯 1 2 研究意义 对面如此之大的市场“蛋糕”，企业岂能不动心? 之所以没有几家企业愿意全 心全意地应对逆向物流的挑战是因为：( 1 ) 对大多数企业来讲，在正向物流系统 中创造并持续应用最佳业务实践已经是非常艰巨的挑战了；( 2 ) 逆向物流较之正 向物流有着显著的不同，更加复杂、更加不确定，表1 2 从各个角度比较了逆向 物流和正向物流的不同之处1 1 1 , 1 2 , 1 4 。 第1 章前言 表1 - 2 逆向物流与正向物流的比较 对比角度逆向物流正向物流 预测困难 容易 数量小批量标准化大批量 质量产品质量参差不齐 产品质量统一 信息追踪需人工、自动相结合可自动追踪 订单周期中、长期( 不确定)短期( 确定) 产品价值中、低价值 高价值 产品处理方式多样且不确定确定 库存控制不统一 统一 优先权低高 成本 隐蔽且影响因素复杂透明相对比较确定 产生方式推动、拉动拉动 渠道 更复杂、多样( 多阶段)较复杂( 单阶段或多阶段) 流动形式回收模式多对一 分销模式一对多 从表1 2 可以看出：首先，逆向物流同正向物流运作的起始点完全相反，逆 向物流更加趋向于反应性的行为与活动，其中实物和信息的流动基本都是由供应 链尾端的成员或最终消费者引起；其次，由于退回的物品有各种不同的原因，逆 向物流产生的地点、时间和数量是难以预见的，正向物流则不然，按量、准时和 指定发货点是其基本要求，并且在运输中力图发挥规模经济收益；再次，发生逆 向物流的地点较为分散、无序，不可能集中一次向接受点转移；最后，逆向物流 的处理系统与方式复杂多样，不同处理手段对恢复资源价值的贡献差异显著，另 外还要考虑制造商对于返回商品的处理往往还有一些特殊的规定，如在二级市场 转卖的商品去除标识，撤销原有的铭牌等，这些因素都使得在逆向物流中对于商 品的处理选择众多，方向不明。 综上所述，逆向物流和传统的正向物流在实际操作中有许多不同，而且对相 应物流网络的依赖程度也不同，逆向物流运作的效率受逆向物流网络结构的影响 更大。因而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，包括各种逆向物流设施的类型、数量和位置，以及废旧物品 在设施间的运输方式等。 一般而吉，废旧物品的回收包括0 1 , 1 2 1 ：指定区域的分销中心或零售点收集回收 的废旧物品，废旧物品经过汇总运送到集中式的回收中心，在回收中心废旧物品 经过修理、翻新、再制造重新获得价值或者进行没有任何商业价值的产品处理( 可 第1 章前言 能存在社会效益，如废水处理) 。废旧物品的回收需要确定回收中心的地址和处理 能力，目标是逆向物流的总成本最小化、回收中心的处理能力充分利用、消费者 退还产品的便利程度最大化。这有点类似于具有能力约束的选择布局分配问 题( c a p a c i t a t e da l t e r n a t i v el o c a t i o n a l l o c a t i o n ，c a l a ) ，但逆向物流网络的设计问 题远没有这么简单，因为逆向物流与正向物流有着千丝万缕的联系，而且逆向物 流存在着更大的不确定性和多样性。 这种具有集中式回收中心( c r c ) i l5 j 的逆向物流网络，使得回收具有规模优 势，c r c 的专用设备以及专业人员使处理过程更加高效。从c r c 获得的信息也是 进行营销研究的重要资源，从累积的信息中可以发现新的趋势，如果某个产品大 量回流，那么有必要分析一下回流的原因。如某品牌的一款手机，在充电时不会 在预设的时刻发出响铃声，被许多顾客认为有缺陷而退回，实际上是说明书上没 有向顾客说明清楚，在获知这一情况后，公司立即在说明书上添加了有关内容。 如果没有c r c 很难发现这样的退货原因，更谈不上及时解决。因此，研究这类逆 向物流网络的设计问题非常具有现实意义和价值。 对于这类逆向物流网络设计问题，目前许多学者采用对传统的设施选址模型 进行修改或拓展来研究( 见第3 章) ，基本上采用混合整数线性规划( m i l p ) 方 法对该问题进行建模和求解，以总成本( 包括运输成本、加工处理成本、设施投 资成本和废弃处置成本等) 最小为目标函数，约束条件包括物流量平衡约束、生 产能力约束、参数非负约束等，从而求出最佳的废品收集点、检测点及回收工厂 的数量和位置。 1 3 论文的主要内容 借鉴前人的研究成果，深入分析了产品回收过程的复杂性，本文建立了解决 该问题的若干数学模型，并设计了求解该问蹶的混合遗传算法。三个模型都综合 考虑了逆向物流与正向物流，以及商品需求量和返回垂的不确定性。模型涉及的 主体有制造商、配送中心、回收中心和零售商( 初始回收点) 。零售商( 初始回收 点) 的位置及其对商品的需求量和返回量都预先假定，返回量和需求量之间存在 一定的比例( r e t u r nr a t e ) ，配送中心和回收中心器要从一组各选地址中确定，同 时还需要确定配送中心的配送能力、配送方案和回收中心的回收能力、回收方案。 第1 章前言 第一个模型考虑一种产品、单周期情况下的如何设计这个逆向物流网络才能使总 成本最小；第二个模型在第一个模型的基础上增加了一个目标函数配送和回 收路程和最小化；第三个模型将第一个模型扩展到多种产品多个周期的情况。 第2 章中，论文将对逆向物流作了一个简单的介绍；第3 章综述前人的研究 成果；本文的主要求解方法遗传算法将在第4 章中介绍；第5 章是全文的主 体，讨论了三个模型和具体的求解算法，并针对算例进行了数值分析；最后总结 论文的研究发现，指出进一步的研究方向。 第2 章逆向物流概述 2 1 逆向物流的概念 第2 章逆向物流概述 事实上，物品的回收利用并不是新鲜事物，很早以前企业就有回收容器、瓶 子、托盘的做法。而逆向物流的概念也可以追溯到很久以前，类似与逆向通道 ( r e v e r s ec h a n n e l s ) 和逆流( r e v e r s ef l o w ) 之类术语在上个世纪7 0 年代的有关 文献中就已经出现t 1 6 。 但“逆向物流”这专业术语最早由s t o c kt 1 7 在1 9 9 2 年给美国物流管理协会 ( t h ec o u n c i lo f l o g i s t i c sm a n a g e m e n t ，c l m 2 ) 的一份研究报告中提出：“逆向物流 是指在产品的循环利用、废品的处理、有毒原料的管理中的物流：广义的逆向物 流包括所有在节省原料、循环利用、调换物品、原料再次利用和处理中的所有相 关物流活动。” 同年，p o h l e n 和f a r r i s 根据营销原则将逆向物流定义为：“通过分销渠道产品 从消费者流向生产者的运动。” k o p i c k y ( 1 9 9 3 ) 认为：“逆向物流是一个宽泛的术语，涉及从包装到产品的 物流管理及有毒无毒废料的处理，包括逆向配送这将导致产品、信息沿传统 物流的反方向运动。” g i u n t i n i 和a n d e l ( 1 9 9 5 ) 【1 8 】将逆向物流可以简单地概括为：组织对来源于客 户手中的物资的管理。 欧洲逆向物流管理协会r e v l o g ( 1 9 9 8 ) 【1 9 】认为，逆向物流是概括性的词。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 活动的管理可以成为产品回收管理( p r m ) 。p r m 着眼于在产品或材料消耗之后 仍进行适当管理。这些活动从某种程度上来说，与企业内部由于产品加工而导致 的次品回收有几分相似。逆向物流是指为了保证可持续的( 环保的) 产品回收， 丽产生的所有物流活动，包括对已用品、部件和域材料进行收集、拆卸、加工。 美国逆向物流执行委员会( t h er 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 ) 主任d a l e s r o g e r s 博士和r o n a l dt i b b e n l e m b k e 博士，1 9 9 9 年出版了第一本逆向物流著作 2 美国物流管理协会，w w w c l m l o r e 第2 章逆向物流概述 ( g o i n gb a c k w a r d s ：r e v e r s el o g i s t i c st r e n d sa n dp r a c t i c e s ) 。他们根据物流管理理事 会对于传统正向物流的定义界定，将逆向物流定义为口o 】：以资源回收和合理处理 废旧物品为宗旨，基于成本效益原则，有效地计划、实施和控制从顾客消费端到 原始产出点之间的整个动态链上原材料、库存、产成品和相关信息的流通。p r e n t i c e h a l l 职业技术参考口l j ( p r o f e s s i o n a lt e c h n i c a lr e f e r e n c e ) 中也借此定义逆向物流。 非营利专业组织逆向物流执行协会( t h er 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 ， r l e c 3 ) 认为【2 2 1 ：逆向物流是商品从典型的销售终端向其它节点的流向过程，其 目的在于补救商品的缺陷，恢复商品价值，或者对其实旌正确处置。其内容应该 涵盖：出于损坏、季节性、再储存、残次品、召回或者过渡库存等原因而处理 的回流商品；再循环利用的包装原料和容器；修复、改造和重新磨光的产品： 处理废弃装备；处理危险物料；恢复价值。 我国2 0 0 1 年4 月1 7 日颁布的物流术语 2 3 】则将逆向物流分解为两大类： 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： 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。 美国物流管理协会在其公布的供应链全景物流词条术语2 0 0 3 年9 月升 级版中，对逆向物流进行了重新的解释：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。 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 ) 从流动对象看，逆向物流是产品、产品运输容器、包装材料及相关信息， 从它们的最终目的地沿供应链渠道的“反向”流动过程： f 2 ) 从流动的目的看，逆向物流是为了重新获得废弃产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 1 从物流活动构成看，为实现邀向物流韵目的，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。 尽管逆向物流涉及的范围较广，但最主要的流动还是废、次产品及包装材料 3 逆向物流执行协会，w w a r l e c o r g 第2 章逆向物流概述 从顾客、零售店向分销商或生产制造商的逆向流动。企业必须设计一个逆向物流 系统，以保证这些废、次品的回收，并保证它们的使用价值得以恢复。但有一点 要说明，逆向物流不等同于回收物流，它比回收物流要广，它涵盖了回收物流和 废弃物流，加之它对环境保护的重要作用，故还涉及到一个新的物流概念绿 色物流1 1 3 】。 2 2 逆向物流的驱动因素 逆向物流源点的发散性、形式的多样性、途径的复杂性以及数量、质量的不 确定性导致了逆向物流的复杂性，但一般而言其驱动因素可归为三类： 2 2 1 环保立法 伴随着世界环保意识的逐渐增强，逆向物流越来越受到实践运营领域和管理 研究领域的共同重视。随着资源枯竭威胁的加剧，垃圾处理能力日见衰退，在众 多工业化国家中，废品控制已经成为一个众人瞩目的焦点问题。因为对使用过的 产品及材料的再生恢复，逐渐成为企业满足消费市场需求的关键力量。一些国家 或者在环境保护法规中强调生产企业在产品整个生命周期内的责任，或者开始运 用税收政策控制容易造成环境污染的产品，以促使企业以“循环使用”理念取代 “一次使用”的观念。顾客对全球气候变暖，温室效应和环境污染的关注加深了 这种趋势。德国是首先引入产品生命周期责任( p r o d u c tl i f e c y c l er e s p o n s i b i l i t y ) 的国家之一。此后，很多国家通过了更为具体的有关旧产品回收的法规 2 , 1 8 , 2 4 j 5 】： 在美国，议会在过去的几年中引入了超过2 0 0 0 个嗣体废品的处理法案，如2 0 0 0 年马萨诸塞州通过了一项禁止阴极射线管( c r l b ) 掩埋的法案。 在日本，2 0 0 1 年国会通过了一项法案，要求零售商和制造商负担部分电器的 回收和循环利用的成本。 在欧洲，为了减少垃圾掩埋法的废品处理方式，欧盟制定了包装和包装废品 的指导性意见，并在欧盟成员中形成法律。意见中规定了减少、再利用和回收包 装材料的方法，并根据供应链环节中不同成员的地位和相应的年营业额，提出了 企业每年进行垃圾回收和产品再生的数量要求。法规的目的是是使生产者共同承 担产品责任。对于年产包装材料5 0 吨，每年营业额5 0 0 万英镑的企业，政府强制 第2 章逆向物流概述 要求他们登记并证实在1 9 9 8 年以前完成了物资的再生和回收工作。需要进行再生 的物资有铝、玻璃、纸张、木料、塑料和钢铁。原材料制造商负6 的责任，包装 商为1 1 ，包装食品生产厂例如罐头食品制造厂和备件生产厂为3 6 ，销售给最 终使用者的组织负4 7 的责任。1 9 9 8 年再生物资比例为3 8 ，2 0 0 1 年上升到5 2 。 为了让垃圾制造者为污染问题付费，英国政府开征了垃圾掩埋税，迫使企业改变 处理废品的方法。 2 2 2 经济利益 面对着日渐强大的消费者群体，在以服务营销为主导思想的全球化企业的经 营战略中，许多公司将逆向物流看成是提升竞争力的重要法宝。 ( 1 ) 降低成本。全球知名的化妆品品牌e s t e el a u n d e r ( 雅诗兰黛) 因为退货、 过量生产、报废和损坏的商品达t 9 亿美元，约占销售额的4 7 5 。为了降低退货 处理成本，它投资1 3 0 万美元购买用于逆向物流的扫描系统、商业智能工具和数 据库。经过几年的运转，系统对超过保质期产品的识别精度大大提高，产品销毁 率将可以降到1 5 以下，它将可以重返分销渠道的产品在销售季节结束前重新投 放市场，每年节约了数百万美元。 对于生产企业而言，返回产品所占的比重很大，返回率相当高，若仍采用传 统的做法抛弃、掩埋，将引发社会资源的枯竭及自然环境的恶化，对于许多 商家而言，更是丧失了大好的“节流”机会，虽想尽办法降低成本，仍高居不下。 表2 1 给出了部分产品的返回率【2 0 】。 f 2 ) 不仅如此，逆恕物流甚至可以成为利润中心。当沃尔沃预测到瑞典将会立 法，规定汽车生产商对汽车零部件的法律责任时，公司引入了先进的汽车拆卸和 处理设备，并通过对汽车零部件回收和处理获得了巨大的收益：金属、塑料可以 当作废品出售，而一些部件可以重新进入装配线，组装成汽车后在二级市场上出 售，这些都成为沃尔沃重要的利润来源。同样尝到逆向物流收益的公司还包括西 尔斯、佳能、施乐、柯达等。 ( 3 ) 有效的逆向物流管理也是增强供应链合作伙伴关系的重要黏合剂。在通用 汽车公司简化了其回收汽车零部件的流程后，销售商对新的回收体系表示出了极 大的欢迎，因为新的体系更为简便，成本也更加低廉。他们现在都将回收部件送 到通用汽车统一的处理地点，而采用通用统一的产品标志，部件回收的不确定性 第2 章逆向物流概述 也大大降低。 表2 - 1 部分产品的返回率 产品返回率 杂志( m a g a z i n ep u b l i s h i n g ) 5 0 书籍出版商( b o o k p u b l i s h e r s )2 0 3 0 书籍发行商( b o o kd i s t r i b u t o r s ) 1 0 2 0 贺卡( g r e e t i n g c a r d s ) 2 0 3 0 零售目录( c a t a l o gr e t a i l e r s ) 1 8 3 5 电子分销商( e l e c t r o n i cd i s t r i b u t o r s )1 0 1 2 电脑制造业( c o m p u t e rm a n u f a c t u r e r s ) 1 0 2 0 光驱( c d - r o m s )】8 _ 2 5 打印机( p r i n t e r s )4 罐 邮购的计算机业( m a i lo r d e rc o m p u t e rm a n u f a c t u r e r s )2 5 超级市场( m a s sm e m h a n d i s e r s ) 4 1 5 汽车部件( a u t oi n d u s t r y - p a r t )4 6 消费型电子产品( c o n s u m e r e l e c t r o n i c s )4 5 家用日化品( h o u s e h o l dc h e m i c a l s )2 3 ( 4 ) 逆向物流在增强企业与客户之间的沟通，提高客户满意度方面起着重要作 用。1 9 8 2 年9 月，当公司销量最高的产品泰勒诺，被指正与美国芝加哥地区 的7 起死亡报道有关时，泰勒诺的市场占有率下跌了8 0 。j & j 公司广泛运用逆向 物流系统，从零售商和消费者手中买回有问题的产品，并运回处理中心：同时， 全力提升产品品质，以高于产品必备的品质慢慢地赢回了顾客的信赖和产品形象。 如今，泰勒诺仍是销量最高的止痛剂品牌，拥有3 0 的市场份额。可见，逆向物 流系统是帮助其重振雄风的主要功臣。逆向物流在刺激消费热潮方面也起着举足 轻重的位置，因为消费者知道退货的相关手续简化之后，他们在购买物品的时候 就不会像以前样慎重了。 2 2 3商业考虑 现代物流活动对环境的影响已经威胁到人们的日常生活。2 l 世纪，人类面临 人口膨胀、环境恶化、资源短缺的三大危机。所以一方面，消费者呼唤“绿色” 产品，迫使生产商建立逆向物流管理；另一方面，管理者也会主动关注产品的逆 向流动，以减少企业对环境的负面影响。因此，逆向物流也被视作可持续性发展 第2 章逆向物流概述 的一部分【1 6 。 2 3 逆向物流的分类 从逆向物流的概念( 见2 1 ) 和逆向物流与正向物流的比较( 表1 2 ) 中，可 以看到逆向物流的复杂性与其多样性有着莫大的关系，因此有必要对逆向物流进 行分类分析，当然不同的分析角度也会出现不同的分类方法。 按照逆向物流回流的物品特征和回流流程，可以将逆向物流分成：低价值产 品的物料、高价值产品的零部件和可以直接再利用的产品。 按成因、途径和处置方式的不同，根据不同产业形态，逆向物流可以被区分 为投诉退货、终端使用退回、商业退回、维修退回、生产报废与副品，以及包装 等六大类别( 表2 2 ) 。 表2 - 2 逆向物流的类别和特点 类别周期驱动因素处理方式例证 投诉退货 市场营销 运输短少、偷盗、质量问题、短期客户满意 确认检查，退换电子消费品如手机、d v d 货补货机、录音笔等 重复运输等服务 经济再生产、再循环 电子设备的再生产，地毯 终端使用退回 长期 市场营销 循环，轮胎修复 经完全使用后需处理的产品法规条例 再循环白色和黑色家用电器 再生产、再循 资产恢复电脑元件及打印硒鼓 环、处理 商业退回短到 再使用、再生 零售商积压库存，时装、 未使用商品退回还款中期 市场营销产、再循环、处 化妆品 理 维修退回 中期 市场营销有缺陷的家用电器、零部 缺陷或损坏产品法规条例 维修处理 件、手机 生产报废和副品较短经济 生产过程的废品和副品期法规条例 再循环、再生产 药品行业，钢铁业 包装 短期 经济再使用托盘、条板箱、器皿、包 包装材料和产品载体法规条例再循环 装袋 2 4 逆向物流网络结构 废旧物品的回收处理需要适当的基础设施，也就是要有一个逆向物流网络。 第2 章逆向物流概述 对于少数逆向物流流量较小的企业，可以利用已有的正向物流网络，使逆向物流 沿着正向物流网络反向流动，但对于多数逆向物流流量较大的企业而言，有必要 设计专门的逆向物流网络，采用专业化的设施、人员和技术，以提高逆向物流运 作的效率和效益。 2 4 1 逆向物流系统功能 不同的逆向物流系统涉及的具体活动可能不一样，但一般包括以下五项功能： ( 1 ) 收集：通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的废旧物品收集起来，运往 处理的地点。该步骤可能包括收购、运输和仓储等环节。由于从分散的消费者处 收集废旧物品涉及大量的小批量运输，因而导致收集费用很高，在逆向物流总成 本中占据相当大的比重。此外，该过程的运输也是逆向物流中引起环境污染的关 键因素之一。因此，废旧物品收集过程应该尽量采用合并运输策略，如利用正向 物流中的回程运输，以减少不必要的运输。 ( 2 ) 检测和分类；对回收产品的质量进行检测，以确定合适的处理方案，并据 此进行分类。该步骤可能包括拆卸、破碎、检测、分类和仓储等环节。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，但检 测和分类需要昂贵的设备，只能在有限的地方设置，因而必须在两者之间进行权 衡。 ( 3 ) 再处理：对回收产品或其零部件进行处理，以重新获取价值。该步骤可能 包括清洗、零部件替换和重新组装等环节。其中，再处理方式主要有再使用 ( r e u s e ) 、再制造( r e m a n u f a c t u r i n g ) 和再循环( r e c y c l i n g ) ，再使用针对只需清 洗或少量维修工作即可直接再使用的包装、产品或零部件，如玻璃瓶、塑料瓶、 罐、箱、托盘等包装容器，复印机和打印机的墨盒、一次性相机、二手家具、服 装和书等；再制造是指保留废旧零部件的结构和功能特性，通过必要的拆卸、检 修和替换，使其恢复得同新的一样，如飞机和汽车的发动机、计算机、复印机和 打印机部件等：再循环是指循环利用废旧物品中的原材料，如废旧金属、纸、玻 璃、塑料等。专业的再处理设备需要高昂的投资，因而在很大程度上决定着整个 逆向物流系统的经济可行性。因此，一般要求回收品数量较大且集中处理，以形 成规模效应。 ( 4 ) 废弃处置：对那些出于经济或技术上的原因无法再利用的废旧产品或零部 1 2 第2 章逆向物流概述 件进行销毁。该步骤可能包括运输、填埋或焚毁等环节。 ( 5 ) 再分销：将处理后的再生产品运往市场进行销售。该步骤可能包括销售、 运输和仓储等环节。该过程与正向分销物流类似，需要在运输的合并和快速反应 之间进行权衡。 2 4 2 逆向物流网络类型与结构 根据废旧物品种类及其回收处理方式的不同，会有不同的逆向物流网络类型 和结构，如再使用逆向物流网络、再制造逆向物流网络、再循环逆向物流网络和 商业退回逆向物流网络等【2 0 6 1 。 ( 1 ) 再使用逆向物流网络 可再用物品中最常见的是各类包装，包括玻璃和塑料瓶、柳条箱、纸箱、货 盘等，广泛应用于啤酒或软饮料、食品、化工、集装箱运输、鲜花拍卖等行业。 其中，玻璃瓶等商业包装的回收再用物流网络类似于再制造逆向物流网络，不同 的是前者只需简单的清洗和检测，而后者需要复杂的修复或再加工。对于集装箱 等工业包装，闲置时一般存放在物流服务提供商的集装箱堆场，一旦有用箱请求， 则被送往发货方；用过的空集装箱从收货方收回( 未考虑从发货方到收货方的外 部运输过程) ，并进行简单的清洗和维修。 由于回收的物品不要经过复杂的设备处理就可直接再用，其网络的功能主要 是收集、运输和储存回收的物品，故此问题比较简单，研究的关键是根据包装的 期望供应量和回收量确定设施地点和运输计划，所建立韵模型与传统的无容薰限