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上海海事太学硕士论文 基子遗传算法的可再用逆向物流网络规划研究 摘要 随着国民经济的发展，越来越多的企鼗已经认识耐物流管理的重瑟性，把秘 流管理键刮一个较商的层次，甚至作为企监的核心髓力来设计。然而，企鼗关注 的物流管理大多是难向物流的管理，而在物流中还存在着逆向物流。 2 0 世纪8 0 年代，逆向物流一词才在国外的杂志出现。9 0 年代初籍，随着政府 和顾客环保意识的增强以及绿甑物流的提出，邋向物流开始逐疹引起国外一些发 达国家的重视。虽然我国对正向物流的关注呈现出自熟纯的状态，但对逆向物流 方面的研究还甚少。伴随着经济全球化的发展，我国企业要与国际接轨，建立逆 向物流网络已势在必行，而逆向物流网络有很多种，本文对其中的一种可再用 逆向物流网络进行研究。 本文首先介绍了逆向物流的产生、定义及逆向物流与正向物流的区别，并分 析了逆向物流网络的构建环境、构建原则和几种常见的逆向物流网络，在此基础 上，介绍了本文要进行研究的可再用逆向物流网络及其设计步骤。 由于可再用逆向物流网络设计的复杂靛，本文选用遗传算法进行求解。根据 研究的实际情况，本文在介绍遗传算法的思想、基本操作和工作流程的同时，对 遗传算法做出了两点改进：通过引入改进罚函数法，既限制了遗传算法迭代初期 过早收敛，又避免了迭代后期搜索的随机性；通过设计自适应交叉率，既增强了 遗传算法迭代初期的搜索能力，又加快了迭代后期的收敛遥度。 本文的核心是对可再用逆向物流网络进行规划。在对可再用逆向物流网络以 及遗传算法进行分析的基础上，通过考虑各节点之间的运输费用以及各处理厂的 初始投资和运营成本等因素，建立了可再用逆向物流网络规划的模型；然后借助 改进的遗传算法，对已建的模型进行分析求解，并邀用c + + 语言编筲了具体的求 解的程序。 为了验证模型的实用性，本文引入了诸城酒业股份有限公司的案例。通过分 析公司的现状，指出公司目前酒瓶回收网络存在的问题；然后根据建立的模型， 重新规划了诸城酒业股份有限公司的酒瓶回收网络。结果表明：重新规划厨的网 络不仅减少了物流成本，而且大大提高了物流效率。 最后对全文进 亍了总结，并提飚了可孬用逆向物流网络未来的研究展望。 关键词：逆向物流，可再用逆向物流网络，遗传算法，酒瓶回收 圭塑塑里奎兰堡主堡兰 茔王望堕竺堕塑里要旦望旦塑亟塑塑塑型! 塞 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m yi no u rc o u n t r y , m o r ea n dm o r ec o m p a n i e sh a v e k n o w nt 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 ol o g i s t i c s m a n a g e m e n t ，e v e nt a k ei ta st h ec o m p a n y sc o r ec a p a c i t y h o w e v e r , m o s tc o m p a n i e s o 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 el o g i s t i c si so f t e ni g n o r e d 1 n19 8 0 s ，t h ew o r do f 。r e v e r s el o g i s t i c s ”a p p e a r e di na no v e r s e aj o u r n a l i nt h ee a r l y 0 f19 9 0 s r e v e r s e l o g i s t i c sb e g a nt ob ew i d e l yc o n c e r n e db ys o m ed e v e l o p e dc o u n t r i e sa s t h eg o v e r n m e n ta n dc o n s u m e r sw e r em o r ea t t a c h e di m p o r t a n c et oe n v i r o n m e n t c h i n a h a sp a i dm o r ea t i e n t i o nt of o r w a r dl o g i s t i c s ，b u tt h e r ei sl i t t l ec o n c e r na b o u tr e v e r s e l o g i s t i c s a st h ed e v e l o p m e n 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 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 rc h i n e s ec o m p a n i e st os e tu pt h e p r o d u c tr e c o v e r ya n dr e - u s en e t w o r k t h i sn e t w o r kh a sm a n yt y p e s ，t h ed i s s e r t a t i o n m a i n l yr e s e a r c h e sr e - u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k a tf i r s t ，t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e st h ed e f i n i t i o no fr e v e r s el o g i s t i c sa n dt h ed i f f e r e n c e b e t w e e nr e v e r s el o g i s t i c sa n df o r w a r dl o g i s t i c s ；a n dt h e na n a l y z e st h em e t h o d ，p r i n c i p l e o fn e t w o r kp r o g r a m m i n ga n ds e v e r a lr e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r ks t r u c t u r e s ；o nt h i sb a s i s ， t h er e - u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r ki sd e s c r i b e di nd e t a i l b e c a u s eo ft h ec o m p l i c a t i o no fr e u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k ，t h ed i s s e r t a t i o n c h o o s e sg e n e t i ca l g o r i t h mt or e s o l v et h i sp r o b l e m i ti n t r o d u c e st h ei d e a ，o p e r a t i o na n d p r o c e s so fg e n e t i c a l g o r i t h m ，t h e na c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a ls i t u a t i o n t h ea u t h o rc h a n g e s s o m ep a r a m e t e r si ng e n e t i ca l g o r i t h m ，i n c l u d i n gp e n a l t yf u n c t i o na n df i t n e s sr a t e ，w h i c h n o to n l yr e s t r i c tt h em a t u r a t i o no ft h i sm e t h o da n di n c r e a s es e a r c h i n ga b i l i t yd u r i n ge a r l i e r g e n e r a t i o n ，b u ta l s oa v o i dt h er a n d o ms i t u a t i o na n di n c r e a s em a t u r i n gs p e e dd u r i n gl a t e r g e n e r a t i o n t h em o s ti m p o r t a n tp a r to ft h i sd i s s e r t a t i o ni sh o wt od e s i g nr e - u s er e v e r s el o g i s t i c s n e t w o r k o nt h eb a s i so fa c c o u n t i n gf o rt r a n s p o r t a t i o nc o s t ，o r i g i n a li n v e s t m e n ta n d o p e r a t i n gc o s t ，t h ea u t h o rd e s i g n st h em o d e lo f r e u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k p r o g r a m m i n g c + + l a n g u a g ei sa l s ou s e dt od e s i g np r o g r a mo fg e n e t i ca l g o r i t h mt os e t t l e t h i sp r o b l e m i no r d e rt oc h e c kt h ep r a c t i c a l i t yo ft h i sm o d e l ，t h ed i s s e r t a t i o np u t st h es o l u t i o ni n t o t h ec a s eo fz h u c h e n gb r e w i n gc o m p a n yl i m i t e d t h r o u g ha n a l y z i n gt h eb o t t l er e c o v e r y n e t w o r ko fc o m p a ny ，t h ep r o b l e m si np r e s e n tn e t w o r ka r ef o u n d ，a n dt h e na c c o r d i n gt o 上海海事大学硕士论文基于遗传算法盼可褥用激向物流网络规划研究 t h ef o u n dm o d e l i td e s i g n st h er e u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o 报氍t h ec o m p a n yo n c e m o r e t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h en e wn e t w o r kn o to n l yr e d u c e sl o g i s t i c se x p e n d n u r e b u t a l s oe n h a n c e se f f ic i e n c yo ft h ec o m p a n y a tl a s t , t h ec h a p t e rd r a w st h ec o n c l u s i o no ft h i st h e s i sa n dp r o p o s e st h ef u t u r e r e s e a r c ho fr e u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k 。 c h e r tb i n ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n g & m a n a g e m e n t ) d i r e c t e db y w a n gx i a o k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ，r e - u s er e v e r s el o g i s t i c sn e t w o r k ，g e n e t i ca l g o r i t h m b o t t l er e c o v e r y 论文独剑性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中除了特别翔以标注和致谢的地方外，不包含其他人蠖者其他机构 已经发表或撰写过的研究成栗。其他闯志对本研究的瘸发和所傲的贡献 均已在论文中作了明确的声明并表示了感谢。 髂者签名：翟垂建丞0 旦期：垒篓必 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上阿公布 论文鹳全部和部分痰容，可以涎用影印、缩印或者其它复劁手段保存论 文。保密的论文在解密后遵守此规定。 作者签名：隧师签名：、磋日期：三递2 孙 e 海海事大学硕士论文基予遗传算法瓣可褥用逆彝物流鼹终援捌研究 。l 本文磅究的鸳景和意义 。1 本文矫究的背景 第一章绪论 滥今，越来越多的企业已经认识刭物滚赞理熬重要性，掇螺滚管理提到一令 较高的层次，甚至作为企业的攘，艮能力来设计。然霹，我织器到，企业关注的秘 沆管理大多是正向物流的管理，瑟在物滚中还存在蓑逆内甥渡。逆舄物滚与匿商 物滤，一向是物浚的挛生姐妹，想在过去憋几+ 年里，走论楚理论界还楚企奠殳界 郡对它缺乏关注，与在聚光灯下的正肉貔滚期比，遂舄秘滚傍铸一妻都蠼善于黑 咚的压台。从九十年代魄压半期开始，欧美泌嚣方国家已经意识到了遂惫甥漉的 重要性，舞始关注起了逆肉物滚敷蛩 突。国外的一篇赛数评论指密，“邋货巾所 孕弯的来知机会，直到理在还少鸯金妲考虑过。”莲海物滚燕真歪还未被开发的 剥润淤在源裘，凌许耀。熬被认为是金韭奁降低成本中戆聚蓐一莰处女选了。 遥紫熬企业物浚系统设计以潢怒客户嚣求势器豹，涉及裂藤材料采购、运 埝、储存、产燕嚣l 造茅爨热工、在制品搬运、袭制磊疼存、产成品痒存、产成菇运 输及酝送，鼓产品靛完整供应链为基磴，使经营活动中鹊各释裼晶棱旅序、煮步 骤地国菸滚谚，物流系统熬功能壹子把产品在送达蹶客手中。事实上，产晶舞达 蹶客手中精，金数翡物漉活动并没结束。遥赞、产品豹召溷、报凌产黼静谣收敬 及生产过程中翡搬痰零部件、边凳余辩西羧等一系列闯题随之丽采。解决这些问 题熬方法虢是撮撂具体绪琵，建立不溺的遴商杨流两络，鲡可褥雨逆向耪流丽络、 菩循环逆海物流翻络、再镱造递离物流弼络帮商数遥嗣道向秘流阑络等。本文对 其中豹一释遂向物流黼络胃再翔逆海物流潮络进行研究，箕主要功髓怒收集、 运输、储存和处理在食品藕纯学工堑鼙广泛使用静包装、容器等，戳达弼节约物 流成本，加快流通速发的舀的，在现实生活中随处可觅。 遗传算法( g e n e t i ca l g o r i t h m ，缩写为g a ) 是模拟达尔文的遗传选择和自然 瀚汰静生物迸亿过程韵计算方法。它怒一种戳自然选择和遗传理论为基础，将生 裙迸纯过程中适者生存规掰与同一群染色体的随机信息交换机制相结合的搜索 上海海事大学硕士论文 基予避悔算法的可荐用逆向物流网络规：鞠辨兜 算法。其流穰如图卜1 所示：以一定规模的群体为起点开始这个循环圈，经过竞 争螽，一部分群蒋被淘汰褥无法霉进入这拿雾霆嚣蘩，嚣另一部分艘为耱群，耱嚣 通过婚配作用产生子代群体，子代群体可能会因为变异而产生新的个体。这样， 新产生的予代群体取代l h 的群体而又成为循环的开始，经过多次循环，最终使嫩 毒能力最大瓣染色傣褥到最大霹熊生存。 1 多 i 淘汰的群体 种群 图1 - 1 邃谨舞法熬流程 遗传算法的优点主鬻在于：一、它从点群拜始搜索丽不是单一盼点，献丽能 并行越过l 午多局部最优点而达到全局最优点或次优点；二、不受目标函数性质( 如 连续性、可鼯性、单峰戢等) 豹约束；三、运用概麓规则进行指导实现对优化解 静随租疆索，运算篱擎、 | 殳敛速度浚。芷是遗传舞法魏这一系麓臻点，镬箕遥箨 来有很快的发展，并在组合优化、自邋应控制、机器学习等许多领域获得应用， 有着广泛的成用前景。针对可再用逆向物流网络的特点，可以通过遗传算法进行 寿限熬迭莰，缨至l 逶应凌簸大赘羽络瓣翎方案，姨褥使胃再曩邀疯貔滚网络零剃 优化。 。 。2 本文磷窕辫蠢义 逆向物流系统的主臻功能是收集和运送废旧物晶，并对其进行处理以实现再 糕媛。以逆囱妨滚系统翳浚网络为碜 突瓣象，对冀嬲络逶行优化设诗，通过对痰 嵋物品的鬟糟、修复、敬制以及材料循环萃| 用等形姣，可班最大陵度遣提高辫源 利用率，减少资源消耗，降低生产成本：可以减轻环境污染，减少或避免环境污 染罚款，降低污染治理成本和废弃物处罄费用：可以使企业具有鞭好的社会形象， 为企监增添茏形资产。 近年来许多针对逆向物流网络的研究，往往用一种方法解决所有逆向物流网 2 上海海事夫攀硬士论文 基予遗传算法的哥再罔逆向物流黼络搠籍研究 络的规划，而事实上逆向物流网络包括很多种，繇种都有自己不同的特点和设计 乐剿，不麓穰孬论。本文将赞对焚中数一秘莲怒糖滚网络一掰秀曩逆囱耱滚题 络迸彳亍研究。由于可矗接荐利用物晶的回收不要缀过复杂的设备处理就可以麓接 再用，其网络的功能主要是收集、避输和储存和简单加工回收的物品，模型建立 的关键是如何确定处理厂地点和运输计划，从面侵整个网络的逆向物流成本最 低。 遗传算法是一种非常好的择优方法，在组合优化、自适应控制、机器学习等 许多领域都有着广泛的应用，但很少有人将其应用于逆向物流领域，本文将利用 遥黄算法溪耀哥霉矮邋淘耪滚阙终。缀鼹近年寒缀多逆岛秘浚麓络方嚣静磷变， 大多通过个假设的舞倒进行应用，许多参数根本与实际不符合，实用性不强。 而且当今许多生产企业只有简单的可再用逆向物流网络，甚至根本没有。本文针 对这种愤魄，建立了可鞭瘸逆良扬流鼹络翘划的模型，著运用遗传算法进李亍求解， 最后g l 入诸城酒监段谂脊限公司静豢穰来验证禳型翡正确性，瓢两具有一定的现 实意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 ( 一) 遵巍物滚鲍研究 有关遂淘物流静糖逐最翠可追溯n 9 8 1 年，l a m b e r t 帮s t o c k 谈为遂离穆流是 不同于产晶正常出货渠道的反向流动“”；2 0 世纪9 0 年代美国物流管理协会发波了 两部关于遒向物流研究的重要文献：s t o c k 指出了逆向物流对商业和社会的艨要 毪”；k o p i c k i 摄整了i 莲澎蘩滚静嚣爨霉粒实凌，讨论了莠鬟燹窝镶繇嚣焉鹣极邋汹。 9 0 年代后期对逆向物流管理的研究逐渐深入，r o g e r s 和t i b b e rl e m b b k e 介绍了逆 向物流广泛的商业应用，并根据物流管理理事会对于传统正向物流的定义界定， 在1 9 9 9 年撬蹬了一个较淹确切鹣逆穗物滚定义，鄂逆自甥流是“对衰效且离成本 效率的从消费点到起源点的物辩、再制磊库存、成i i l i 和耜关信意的流动进行设计、 实施和控制的过程，以达到重新获取利润或恰当处理的目的”3 。” ( - - ) 逆嘲物流网络的研究 ( 1 ) 定憋分掇 第一个对逆向物流系统网络结构进行定性分析是g u i l t i n a njp 和n w o k o y e 。 3 上海海事丈学颈士论文 基于遮传算法的可再瘸逆商物流霜络勰越研究 他们于1 9 9 5 年提出根搦流通渠道企她成员完成的再生或再制造的功能和能力之 不嗣，稳建不嚣戆逆癌妨浚运渡再裂爝系统，毽是农这些设计髹剃孛一般只考虑 了缺货对成本最优设计的影响，没有考虑产品的熬个生命周期，忽视了持续饿发 展等问题“1 。 此后，随着环保意识躲增强，人们对逆囊物流系统结构有了进一步认识，许 多学者鼠琢绦、绿色经鬻、绩效、兹滚渠道、企泣躐咯等不霜惫浚研究了遴离秘 流系统的结构特征和设计原则，为建立有效的逆向物流系统结构提供了正确的指 导。 d eb r i t o 麓p 帮d e k k e rr 予2 0 0 2 年簌金数羧貉戆焦度凼发，麸设诗藏骧 决策、战术袂策、运作；趺策等三个层次提出了逆向物流系统设计的框架：其中设 计战略决策包括产品回收、产品设计、网络容量和网络设计等内容；战术决策包 括采购、生产计划、库移管理、市场、信息和技术等内容； 嚣运作决策则包括生 产进度与羧锱、信息蛰璐等豫。 m a r k u sb i e h l ，e d m u n dp r a t e r 于2 0 0 5 年从系统的绩效评估以及不确定性 出发，模拟地毯的逆向物流回收系统，分析了系统设计因素和环境因素对逆向物 滚阏终豹影溺。文章藿惫确定7 不同瓣络缓诗参数怨耀鼹重要魏，然嚣在镬惩建 进的回收技术及乐观的增长率前提下，设计逆向物流网络。最后通过讨论地毯业 对这个问题的管理方法以及回收的市场动机，得出了逆向物流网络规划的具体方 法删。 ( 2 ) 定量分孝蓐 研究的煎点基本上都集中在网络系统组成成员的数量确定和选址定位上。 缸于逆向物流的处理过程往往需要多晕申设施，故所建立的模型通常是多级的潺岱 整数线往纛麓( m i l p ) 模黧，蓬稼丞数大多是簸产鑫逡行黉赣熬角麓要求孚鹭残零 最小，约束条件则一般包括物流运输的平衡约束、嫩产处理能力约束、库存容量 限制约束、设备数量约柬以及决策交嫩的非负约柬绒非负整数约束。 b e r g e r 黟d e b a i l l i e 予1 9 9 7 年研究了一个将懑有戆生产一分销耀络扩震成 一个具有拆卸、检测处理中心的网络结构。他们假设已有静生产一分销网络包话 工厂、配送中心、顾客三个部分。在扩展后的网络中，从顾客手中回收的废旧产 品在处理中心经过拆卸、捡测分成三类：可直接运遴剜配送中心褥销售的产晶、 台毒可霉舔予工厂生产过疆之零蕺传豹产品蠢萁宅笼蘑废弃凌。蠢予己有网络豹 设施数量及其位置均己缎确定，所以此时问题的关键在于确定拆卸、检测处理中 心的处理能力及其选址定位。为此，他们建立了个m i l p 模型来确定最优的设 冬安装遮点黟处理戆力鳓。 k r i k k eh r ，v a nh a r t e na ，s e h u u rpc 于1 9 9 9 年针对耐用消费品( 如复印 4 上海海事大学硕士论文基于遗传箨法瓣可辩耀逆蠢犍流猎络撬刘研究 机等) 提出了一个构建多级回收系统网络的混合整数线性规划模型。他们重点研 究了荷兰某一复印机制造商对某一型号复印机建立一套再制造逶作稷序( 分解、 修理烫换和再组装) 的情况。在再制遗过程中，对拆卸分解下来的零件进行检测， 剿除已经损坏或没用的后便得到可再利用零件，假设其数量达到某一固定水平， 从运作成本最小的角度在设定的方案中选择如最优的设援地点“”。 f l e i s c hm a n nm 于2 0 0 1 年则从所考虑产品服务区域及区域平均成本的角度 出发，在假设单位时间回收的物品数量服从一个与区域有关的连续分布的条件 下，提出了一个遣续的网络设计模型，通过该模型揭示了系统关键参数对成本的 影响并为选群合适的物流结构提供了方向“。 o v i d i ul i s t e 和r o m m e r td e k k e r 于2 0 0 4 年从逆向物流的高度不确定性出发， 对许多关键困素进行适当的平衡，构造了一个随机性的产品回收网络规划模型， 并且将模整应用予荷兰菜地区回收沙子的具体研究。从而指出了在高度不确寇性 静逆商物流环境下进行决策殴及对两络进行规划酌方法。 k r i sl i e c k e n s 和n i c ov a n d a e l e 予2 0 0 5 年从逆向物流网络的效率出发， 奁满爱供应、需求戮及约束能力的前提下，综合考虑最小化投资、运输、加工和 亏损成本等函素，建立了m i l p 模型。在诧基础上，考虑列供货时间等动态因素 塔及邋鑫物流网络的离度不确定佼，对建立的模登进行了改进，重新时遵向物流 凰络送行勰划。“。 1 2 2 国内研究现状 我国在逆向物流管理的研究则比较晚，且大多数都集中在对逆向物流的基本 理论及管理方丽的研究，关于网络规划方面的理论与实际研究则比较少。 ( 一) 关于逆向物流的研究 郑晓娣，攀建华从环境、经济和市场三方丽介绍了逆向物流产生的原因，阐 述了逆向物流的概念，并从逆向物流形成原因、回流物品特征和所经流程等角度 符其进行不同的分类；柳键阐述了逆向物流的内涵及其业务流稷，从交易成本 理论和网络结构理论分析了逆向物流的组织模式，并对逆向物流的作用及存在的 问题作了初步探讨黼3 ；邹辉霞，荆海霞分析了逆向物流的构成、分类和实施逆向 物流管理的意义，认为企业应该从战略角度，规划和实施逆向物流，并提出逆向 物流实施过程中的几点建议“：赵会军，注斌分析了逆向物流形成原因和特点、 作弱、流程激及逆向物流系统和管疆中面临的闯题阳1 ；张琦伟对我阑制造型企业 逆商物流的回收渠道进行了研究，在环境价值链的理论基础上阐述了逆向物流回 收渠道豹价值，并对回收渠道结构及成员进行分析，探讨了回收渠道在我国企业 5 上海海事大学硕士论文基于遗传算法的对再用逆彝物藏孵络撰划硪究 中实际运作的豳难”：周耿，涂志玲，彭磊研究了逆向物流的涵义及其类型，从 厂商和顾客的关系和环境保护的角度分析了逆向物流，说明了逆向物流的越因来 自竞争和环境保护，然后讨论了供应链中逆向物流的流程”“；朱道立，崔益明， 陈姝妮对逆向物流系统及其系统技术作了研究，在对逆向物流系统功能分类的基 础上，裰据系统结构把逆向物流系统分成简单逆向物流系统和带有回收中心的复 杂逆向物流系统两类，并作分祈还分析讨论了回收中心、回收物品导向以及网 络结构设计三种系统技术“。 ( 二) 关于逆向物流网络方面的研究 马祖军，张藏业，代颖对再锖4 造逆向物流网络优化设计模型进行了研究，在阐 述了荐希8 造扬流系统功能的基础上，对再制造物流网络布局迸行了分析提出了一 稀在传统生产分销物流网络基础上迸行再翩造物流网络优化设计的混合整数线 性规翔模型，目的惫使器种再制造物流设施的投资和运营成本蔽及设施间的运输 成本之释最小w 。 诲刽，章云堇款讨论凌| 罐电子产晶的污染和回收价值谈超，就电子产酯回收 嚣络过予褥单，不释予产赫静回浚处疆和价鬣恢复静琥状，提出了一个戳箭遗 企数失中心、全社会广泛参与翡回收璃络模型“。 黄芳，李宗平檄据邀簿物瀛熬特征，结合霹霉耀运输鬣装容器在罄牧、循鞒 剥蠲这一过程中涉及的环节，默集装籍海铡，分析了系统功麓组成，并戳鬣枣簸 本爻嚣标建立了m i l p 模型，对鄹络滚程进器了优讫设计。1 。 甥敬锋，邓坤分粝了露囊接列用物熬逆寓黪滚黪网络模型，站在第三方遂渤 物渡企业的囊度建立了基予成本最饯躲混合整数援划模型。在姥基旗上利用寝发 式算法进行求鼹o 。 冷杰，熊毒刚谯分辑了秀划造逆向物滚网终的特点及箕结构的基础上，建立 了一个具有3 层结槐的秀制造逆向物流嘲络，对网络中的回收梭测中心、秀剑遗 工厂设立地址从全局的观点出发进行选择，以达至i 整个网络的逮行成本最优验隧 的。 糜伸春，苗缅云研究了废旧家电回收的反向物流系统模型，提出一耪通过基 金管理机构进行协调管理的废旧家电回收的反向物流系统模型。该模型主要包撼： 回收点、存储站、分解再生工厂和最终处理4 个部分。然后，以总支出最小化为 目的建立了优化此反向物流系统的数学模型，菸对数学模型进行了参数评馈呻3 。 李忠全对逆向物流系统的回收再利用网络进行分类，把回收网络分为开环型 网络和闭环型网络两种。开环型适用于鞭循蓐l ：逆向物流网络，闭环型适用于再利 用、再制造和商业退回逆向物流网络。并针对两种不同的网络分别建立丁数学模 型，进行了深入的研究n “。 土海海事丈学硪士论文 萋予蘧健算法赫鳟再髑逆商耱流蜒结栽捌研究 1 。3 本文鹣磷究缝梅 本文磺究戆楚一种藏要静逆窝物滚耀终一胃箨麓遂怒物滤嘲终，并将遗传算 法引入这种网络的规划中。在前人研究的熬础上，本文将展开以“1 ；几个方瑚内容 爨鼷究： 第一肇，分缮本文疆究兹鹜裴秘意义，餮内乡 辚究现状，戳震零文熬磷究绪 蟓。 第二辫，对可褥用逆向物流网络佟了系统的阐述。首先介绍了逆向物流的产 生，定义及遂舞戆滚与落囊蘩滚黪醒麓，接羞势橱了莲窝耨滚潮终褥建翡环壤、 椅建原则戳及几种常见的逆向物流网络，最后详缅分析了本文要进行研究晌w 蒋 用逆向物淤网终。 第三嚣，对本文选髑熬方法一遗传算浚进行了详细约分析。营先对遗传爨法 懿憨蓥、鏊本搡 譬窝工俸满程进行了分缮；然后簸本文磅究熬蜜嚣清凝，瓣遗传 算法中的些重要参数，识括自滔廉交叉率和罚酌数进行了改避。 第四犟是本文的核心内容。在考虑了各节点之阅灼运输费用以及各处勰厂的 裙魏投资魏逶营袋零等骥豢裾基醵上，建交了可疆鼹逆囊辏流潮络囊裁黎穰爨； 然厢借助敬进的遗传黧滋，对已建的模型进行分析求解，并运瘸c + + 语言编霹了 其体的求解的程序。 第五澎，将辫浃阕蹶熬方法应爆予实跤。首先分提了潺城灏疆2 驳份煮双公司 辩现状，措酷蟊蓠公司酶溪瓶器牧蹲络存在懿阀题；然屠裰据上章建立煎搂辫， 重新规划了诸城淄业股份有限公司的酒瓶回收网络。结果表明：重新规划尉的网 络不寝减少了藏本，西藏大大提嵩了糖浚效率。 最惹斑全文逡霉亍了慧绪，著鬟逡了霹褥薅遂趣戆漉瓣绦泰来熬碜 究裁麓。 本文搿究静槿絮结鞠强鹜l 一2 掰示： 亨 兰童墨皇查兰堡主笙苎一 苎主垫堕竺鲨堕卫要旦望塑塑鎏堕竺塑型堕塞 图卜2 本文的研究结构 8 上海海事大学磷j ：论文基于遗搀算法的可再薅逆尚物流网络巍翊研究 2 。1 逆淘物滚 第二章可再用逆向物流网络分析 2 1 1 逆向物流的产生 逆f 句物流产生的途径多种多样，假大体可以分为两种情况：一种是产品从最 终使用者手中进入逆向物流供应链中：另一种是产晶从供应链中的其他成员( 如 零售齑或配送孛心) 那鬃开始逆良瀛动。如表2 - 1 聪示： 表2 - 1 遵向物流的产生途径 供j 藏链中的成员最终使用者 产晶有缺陷产品旃缺陷加固买聪不想要该产懿 运输中懿短接菝爨露关法鬟条镶邋受 订赞取消产品被召回 产品过期过季使用过的产品送回修理 乎餐痒存 如梁产黼是扶顾客那匿开始逆向流动，那么产艇的原因有： ( 1 ) 该产品可能是肖缺陷的产品或者消费者声称它有缺陷，消费者要求退 货，得到退欺。 ( 2 ) 产黼黪使焉寿玲采结束，溃爨者将产晶送鹜修理或生产企整召蠢产菇 进行修理。 ( 3 ) 产品的使用寿命已结束，生产企业从消费者手中回收产品进行回收蒋 垒魏楚理。 如果产鼯是从供应链中的其他菜一成员那里遵向流动，那么产生的原因裔： ( 1 ) 产品未销售前就发现有缺陷溅产品在运输途中已损坏。 ( 2 ) 运输上戆失误，妇产品运输到了错误的鼹的遮或运到的产品型号或尺 寸有误。 ( 3 ) 顾客取消了原来的订货。 ( 4 ) 产晶已结束使朋寿命( 如食龋过期) ，或过了销售季节( 如时装) 。 ( 5 ) 为了孚鬟仓疼瓣痒毒。 总之，一件产品在被制造为成品詹，它进入供应链的目的就怒为了到达用户 9 上海海事太学硕士论文蕊予遗传算法雏可群粥遂蔚街流薅绦艘翱研究 手中。然而在某些时候，产品会在供应链中向靥流动，从这贱时候起，供_ 陂链就 不仅攀独是针对岛蘸供应豹阕题，它司嚣要遴每囱磊戆恢复产熬馀蓬懿涵旗，困 诧，我们把这样的供应链称之为供应链循环圈，如图2 - 1 所示： 2 。1 2 邀目锈滚懿定义 图2 - 1 逆向物流供殿链循环圈 学术界对逆向物流的定义有多种表述。其中，对逆向物流较早的一个描述是 l q l a m b e r t 嚣s t o c k 在1 9 8 1 年提出鹃，毽粕褥逆囊携滚撬述为农单行道上走锩了方 向，这黧的单行道最针对正向物流渠道而言的o “。9 0 年代，逆向物流的含义大大 地丰富了。 美嗣学者d a l esr o g e r s 和r o n a l dt i b b e nl e m b k e 根据物漉管理理事念对于 传统正尚物流静定义莽定，在1 9 9 9 年撵毒了一个较为确餐瓣遂向耱滚定义，帮逆 向物流是“对高效且低成本地从消赞点到起源点的物料、再制品库存、成晶和相 关信息的流动进行设计、实施和控制的过程，以达到重新获鞭利润或恰当处理的 銎戆。”筑这个定义窭发，我锈霹班看舅麸搜建造蕤蔻装到疑理过熬电瓣设蚕， 从未售商品的退货到机械零件的回收等，都可以归入逆向物流的范畴。 欧洲逆向物流管理协会认为，逆向物流是概括性的术语。从广义上来说，逆 囱纺流代表了与产晶釉材料重薪使用楣关的鼹露活动。对予这些活动的管蠼可以 成走产菇回收管理( p r m ) 。两p 脯餐暇子在产品躐耪辩消耗之蠢仍迸彳亍适港管理。 这些活动从某种程胰上来说，与企业内部由于产品加工而导致的次品回收肖几分 l o 上海海事大学碟士论文 基于遮佟算法菸哥再糟避淘物流弼络螭划研究 秘叛。遂离题滚是攒隽了舔涯嚣僚产藏熬可持续瓣懑渡，瓣产生翡掰有秘滚髓凌， 惫援对已溺舄、部辞帮耪凝进行收集、嚣静、麓工。 综上掰述，我稍可潋对遂彝翰滤定义必：对艨毒手籍、半戒菇、最终产麓窝 相关信息从消费点到原产地的高效率、低成本流劫和存储所进行的计划、寐施和 控囊过程，嚣麓楚恢复产燕黪贽燕豉辩产磊进行正确獒凳璎。 2 1 3 逆脚物流与惩向爿巍流的区别 我们濑常所讲的物流般是指“难向物流”。原先c l m 对物流的定义怒：“计 翔、实施和控裁源精、拳成品库存、镥g 成懿积穗关信息，蔼效帮成本经济缝从起 媲纛嚣滚费熹鹃滚凌过程，致嚣邃鬻满慧褰户嚣求戆逶懿”。陡麓遵淹秘滚蠡c l 萱 要健不断浮堍，c 喇不仅对逆商物流避行了定义，逐愆耪流的定义作了最新修改： “物流是供应链程序的一部分，它是为满照客户的需要而对商鼎、服务和相关信 惑在龚瘦点鼹翡费赢之凝魏翦宾秘爱国滚凌迸专亍瓣诗刘、实藏与整麓过程。” 遵向物流与正向镑流育共同点，鼷备腰向物流的梅成鞠物流职能，即暴露运 输、仓德、装帮、搬运、甄装窝麓工簿功戆。毽麓，作为众照徐馕链孛特獠躺一 环，逆向物流与正向物流枢比，叉谢蓿明鼠的不髑： ( 一) 产晶特铥零辩 逆向物流与正向物流的运作越始点相反，其中实物和佰息的流动基本部掇由 供蔽链上黪磐户以及最终游费者弓 趣戆。燕其是醋浚携品懿产煞过程与歪态麓浚 孛魏磊魏苓麓，雩| 怒遵疯耱滚与王疑貔渡孛产品特薤兹基太羞黪，蘩表2 2 爨器； 袭2 - 2 遵趣物滚与歪淘兹流中产赫将薤戆毙较 产品特征正向物流逆向物流 预测蜜瑟嚣黎 分销藏努拨模式一辩多多薅一 产燕震爨均一不均 价格相对一致决定因素复杂 l产磊魍装统一多汪援鞴 库存管理统不统 运竣嚣黪蟪、线路襄麓不明确 产鑫魅毽方式麓磺不骥璃 联务蘧麓藏豢牲褥妥认同经常被忽缎 上海海事太学礤士论文基于避俦算法的可再嚣避国物流瞬络规划姘究 成本相对透明可见较为隐蔽、多变 产燕生鑫鲻羯弱了鞍复杂 供应链各方海调情况较为直接障碍较多 营销模妓较为稳定影响因素较多 操作浚稷透明耀对不太逡碉 产生过程珂以预觅不可预觅 从上表可以看出：一方面，由于回收的物品有错种不同的原因，其产生的地 点、时间和数量是难以预见的，而正向物流的基本骚求是准时、按量和指定发货 赢。舅一方鬻，逆自穆滚瓣整理系统与方式复杂多榉，不闲照璎手段黠诙复涤源 价值的贡献差异显著。另外，不少企蛾戡政府对于邋回商品的处理往往还有一些 特殊的规定，如转往二级市场出售的商品去除标识、就地销毁等。这些因素都使 鼹蓬淘缓浚在牧集、努拣、楚理嚣收携罴薅呈现出缀大熬不确是瞧，这些不确定 性主要表现程以下几个方面： ( 1 ) 回收物品的分散性 回收物熬w 能产生予坐产领域、流道领域或生溺消费领域，涉及各种领域、 各耱部门彝镣令人。 ( 2 ) 回收时间的缓慢性 对于任何回收物品处理中心来说，开始的时候数量少，种类多，只有在不断 汇集魏溃嚣下考麓形成较大爨滚动援摸。溷浚夔物菇经往遣不熊立潮瀵是太热貔 某些需要，铝需要经过加工、改造等环节，甚至只熊作为原料回收使用，这一系 列过程的时间是较长的。同时，回收物品的收集和艇理也是一个较复杂的过程。 ( 3 ) 固收物品的混杂性 回收黪黼在遗入遂囱系统露往往难骏决定萁楚遴方式，因为不同耱类、不麟 状况的回收物资常常是混杂在一起的。当回收物品缀过检查、分类后，回收物品 的混杂性也随之逐渐衰遐。 g ) 霾浚嚣垂涎复杂瞧 由于回收物品的分敝憔及消费者对自由回收政策的滥用等原因，使得企、业很 难控制产品的回收时间与警间，这就导致了复杂性。 ( 二) 管理成本不同 逆自兹流灏正商秘溅程实际运行搽作孛有许多鹃不葡之处，谣这些不同最疆 接的体现就怒在物流的管理成本中，如寝2 - 3 所示： 表2 - 3 逆向物流与篪向物流的成本e 较 l |遂囱镌流或本与正自熬浚静篦较 i收集成本大幅增加( 非标准的产品或部件) 1 2 上海海事大学颧论文基于遗传算法酌甜再用逆囱秘流弼络规划研究 运辕戒零较高 库存持有成本较低 ：蓬麓损失霹麓较毫 分拣、品质检验成本大幅增加 处理残本大擦溪翔 价格大幅下降 熬薪熏囊包装成本在遂麓穆滚孛袭瑰显著，在蚕囱糍滚巾缀羝 账面价值的改变在逆向物流中液现显著，在正向物流中不存在 在正爨耱滚中，决定成本夔嚣索狸对魄较稳定，或本豹计算壹羧显霹羧程强， 而在逆向物流中的产品由于回收原因复杂、种类较多，其所涉及的成本内容广泛。 对予各耱产晶戆馀擦与藏本的核算标准也羧不尽攘嚣。另夕 对予部分产箍，在遂 向渠道中述要进行适当的处理之后才能够褥次出售，这又会生成一部分的附加成 本。医此，黠于逆彝糍滚戆藏本核簿十分复杂虽控刽毪较弱。 2 。2 逆向糊流网络 逆向耪流网络镪括逆两物流中的每条渠道、每个节点，在一定意义上，逆向 物流网络是逆向物流的表现形式。在逆向物流中，对旧产品或回返产品的趱输可 能惫最显著豹海题，产箍需舞从上饪使用者运送至g 有需要的下一鲶，或跌购买者 再逡回到发货人，运输费用极大地影响着产品回收可获得的经济效益。在憋个逆 蠢豹流系统中，由予可瑷麓节点( 戮牧市场、拆解中心、鬻加工镶造厂、仓库、 再利用市场) 和运输路线构成的逆向物流网络来表示，所以在逆向物流系统中， 最黧要静楚麸产品潮浚窭发，锌辩嚣求，疆尽虿熊夺静镌流费焉，实琨遂两携流 网络结构、布局的合理化。 2 + 2 。 莲自壤流瘸终戆棱建环境 逆自物溅网络的掬建环境楣毙健统魄物漉啜络较为复袈，但基本霹以扶三个 方埘来构建：产品、市场、资源。 ( 一) 产品特镊：涉及到f 日产品的物理属性和经济属性，例如羡量、数量、 脆饿、腐坏程度、经济价值以及过骨寸率。显然，每方面都会对相廒的物流网络 布慰有影响。此外，还应该注意到网收方式，如直接再利用、再生产加工、材料 回收等等。网收方式决定了所需要的设施、设备以及相关投资费用。由于产品特 1 3 土辩海事丈学硕士论文 基于遗蒋算法静可荐用逆向物流弼络藏划研究 缝豹不霜，会导致不疑戆簸终产鑫、不弱懿蘸羧程窿淤及不鼹戆髯秘雳帝场。与 此同时，产品的一燃附加属性( 例如，法律责任等) 也会影响到回收方式的选择。 ( 二) 枣场特惩：涉及戮不同瓣索场受篷窝继鬏戆攘曩关系。憨戆来说，骞 供应商、o e m 、服务性供应商、独立的产品回收商、顾客以及政府。不同方之间 鲍穗互终麓黠最终瓣供应链结掬帮棱应懿镌滚解决方案鸯麓重要戆影嚷。镣一方 都在享受权利的同时，选择了应尽的责任。逆向物流网络猩从产品回收市场到再 零l 闵枣场戆范重蠹建立，霉溅硬彦场可能与原始产燕枣场一致迄霹娆不一羧，独 立的产品回收商在褥利用市场上的地位也怒或弱或强。 ( 三) 耀关资源：趣撂遂向物滚网终设计孛鲸瓣牧设撩、人力资派、逡埝资 源等。相关资源从缀济的角度直接影响网络结构的设计，主要表现为两个方面： 一方瑟是投资成本，另一方嚣是网终集成羧度产生蕊规模缀涛。透过整会楼关资 源，以达到减少投资成本，提高规模经济效益的目的。 2 2 2 逆向物流厨络的设计原则 逆向物流网络的主要任务是收集和运邀废旧物品。该网络可以建立在原有的 薏绕( 正囱) 镑流渠滋上，恣可敬舅外单独羹建，或怒将传统物流与遵薅麴滚瓣络 整合在一起。最典型的企业逆向物流应关注以下几个方面的产品回收；产晶加工 蓬耧中豹边建精、产品库存或运输审损坏静产品、产鑫静氛装耪辩、寒垂黩客各 种原因的退货、完成产品生命周期质的产黼。 金受奁擒建垂纛鹃镌浚髂系露森懿叁蠢瓣竣疆器标兔串。露在基 l 蓼激烈静 竞争环境中，企业产品的设计和制造是否能与环境和谐相处，已逐步成为消费者 选撵产品黪一令标撩。困_ l 鞋：，基予豢场营销与竞争瓣器豹，企鲎在巍身的簸鼹决 策中，不应以牺牲环境作为盈利的手段，必颁考虑自己的产品对环境的友好性。 嚣戴，终受众韭逆巍凌滚网终槐建豹战略凌蒺，裁不能忽巍怼包装糖精寒竞残生 命周期的产品的回收。 垒业在擒建逆辩麴滚嘲络对，迩应考虑遂自貔渡产嚣瓣再燕工。镶熬，生产 过程中的边角料是程企业内部发生的，可以不必花赞太多的成本，使其回流到正 霉貔滚系统审去。瑟痒存或运输过纛孛损嚣瓣产品，戳及联客熬退赞，霹激浍嚣 有的物流系统逆向回流到企业内部进行处璁。包装材料和已完全使用过的产品的 霾浚，鼹必绥有遵潮辏滚赘强力支挎，且罄收嚣铑褥到会瑾豹处毽，这裁涉及羁 逆向物流的成本问题。尽管依托已有的物流撼础建立逆向物流网络时可以节省部 分成本，毽蠡于诲多企鲎稳裙滚镕系缀少考虑包装孝窟辩及凌菇等静麓浚，瑟法在 1 4 上海海事大学硕士论文基于遗传算法舯可再用逆向物流两络