（管理科学与工程专业论文）基于逆向物流的库存控制模型研究.pdf

摘要 基于逆向物流的库存控制模型研究 摘要 随着人们对环保的日益关注，废旧物品的回收和重新利用越来越受到 了人们的重视，许多国家都加大了相关立法力度。全社会资源循环利用意 识得到了提升，资源再生、材料增值和节约成本的循环观念逐渐取代了传 统的资源、材料单向流动的运作模式。在重新利用废旧物品的模式中，产 生了一种从消费者回到生产商的新型物流模式，它与传统物流方向相反， 逐渐受到了广泛的关注。 库存控制管理作为整个物流系统的重要一环，合理、有效的库存管理 既可以为企业降低生产和订货等各项成本，提高服务质量、提升在消费者 心中的形象，还可以减少环境污染，有利于循环经济、低碳经济的发展。 而逆向物流的库存控制又比传统的模型存在更多的不可控因素，这都使得 研究更加复杂。 本文在传统模型的基础上，根据市场需求的不同分别对模型进行了改 进。首先，我们对含有逆向回流并且需求平稳的模型进行了推导和算例分 析；其次，分别对需求为随机变量和离散变量的情况，在传统模型基础上 加入逆向回流项，并分别与传统模型进行了比较和算例分析。结果表明企 业对逆向回流产品的处理既可以节约成本，又可以提高时效，这些结论可 以用于指导企业合理运用库存决策来优化逆向物流管理。 北京化- t 人学硕1 ：学位论文 关键词：逆向物流，确定性库存模型，随机性库存模型，回流率 i i a b s t r a c t r e s e a r c h o nt h ei n v e n t o r yc o n t r o lm o d e l b a s e do nr e v e r s el o g i s t i cs a b s t r a c t w i t hi n c r e a s i n ge n v i r o n m e n t a lc o n c e r n s ，s o c i a le m p h a s i so nr e s o u r c e r e c y c l i n ga n dg r e a tv a l u er e g a i ni nr e v e r s el o g i s t i c s ，i s s u e so f r e v e r s el o g i s t i c s h a sb e e na t t r a c t i n gp e o p l e sg r e a ta t t e n t i o n i nt h i se f f o r t ，i n c r e a s e dr e s o u r c e s r e c y c l i n gc o n c e p t ，t or e g e n e r a t er e s o u r c e s ，m a t e r i a lv a l u ea n dc o s ts a v i n g ， r e p l a c e dt h et r a d i t i o n a lr e s o u r c e s ，m a t e r i a lf l o wo fu n i d i r e c t i o n a lo p e r a t i o n m o d e i nt h eo l dm o d e lo fr e u s ed i s c a r d e do b je c t s ，p r o d u c e dak i n do f n e w s t y l em o d e lt h a tp r o d u c e r sb a c kf r o mc o n s u m e r s ，i ti so p p o s i t ef r o mt h e t r a d i t i o n a ll o g i s t i c sa n di sw i d e s p r e a dc o n c e r n e d t h ei n v e n t o r yc o n t r o lb a s e do nr e v e r s el o g i s t i c si sv e r yi m p o r t a n ti nt h e m a n u f a c t u r ee n t e r p r i s ea n dt h ea m o u n to ft h er e v e r s ep r o d u c ti sb i g r a t i o n a l a n de f f e c t i v ei n v e n t o r ym a n a g e m e n tf o re n t e r p r i s ec a nr e d u c et h ec o s t ， i m p r o v es e r v i c eq u a l i t y , e n h a n c et h ei m a g ei nt h ec o n s u m e r s m i n d ，c a na l s o b el e s sp o l l u t i o n ，l o wc a r b o nc y c l ee c o n o m y , f a v o r i n gr e c y c l i n ge c o n o m y , l o w c a r b o ne c o n o m yd e v e l o p m e n t w h i l et h er e v e r s el o g i s t i c si n v e n t o r yc o n t r o l e x i s tm o r eu n c o n t r o l l e df a c t o rt h a nt r a d i t i o n a ls t o c k ，t h i sm a k et h es t u d ym o r e c o m p l e x i nt h i s p a p e r ，a c c o r d i n gt o t h ed i f f e r e n tm a r k e td e m a n d ，w eh a v e i i i 北京化工人学硕i ：学位论文 i m p r o v e dt h eb a s i so ft h et r a d i t i o n a lm o d e l f i r s t ，w ea n a l y s i st h em o d e l c o n t a i nb a c k f l o wi t e m sa n dt h ed e m a n di ss m o o t h ，g i v ean u m e r i c a le x a m p l e ； a n dn e x t ，b a s e do nt r a d i t i o n a lm o d e lt h a td e m a n da sr a n d o mv a r i a b l e sa n d d i s c r e t ev a r i a b l ew h i c hc o n t a i n sb a c k f l o wi t e m s ，w ea d dt h eb a c k f l o wi t e m st o t h et r a d i t i o n a lm o d e la n dc o m p a r i s o na n de x a m p l ew i t ht h en u m e r i c a l a n a l y s i s r e s u l t ss h o w st h a tt h ee n t e r p r i s et a k et or e v e r s et h eb a c k f l o wp r o d u c t s p r o c e s s i n ga l r e a d ys a v i n gc o s t ，a l s oc a ni m p r o v el i m i t a t i o n ，t h e s er e s u l t sc a n b eu s e dt og u i d ee n t e r p r i s e sr e a s o n a b l eu s ei n v e n t o r yd e c i s i o n st oo p t i m i z et h e r e v e r s el o g i s t i c sm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ，d e t e r m i n i s t i ci n v e n t o r ym o d e l ，s t o c h a s t i c i n v e n t o r ym o d e l ，r e t u r nr a t e i v 符日i 说明 q i q 2 q 形( q 2 ) e 形( 皱) p ( ，) ，( f ) s i 符号说明 需求量 订货数量 每次订货的固定成本 单位存储费用 单位产品的订货价格 订购费用 退回产品累积到q ，的修复成本 产品的单位成本 产品的单位售价 产品未能销售出去的每件损失 单位产品的单位时间保管费 单位逆向回流品的持有成本 单位数量回流品在单位时间的保管费用 市场上消费者对产品的需求强度 逆向回流率 退回产品的处理周期 销售商的订货周期 逆向回流品的维修固定成本 逆向回流品的单位维修成本 最优的订货量 最优处理周期 含有逆向回流的订货数量 随机模型需求量 退回产品的累积处理批次 盈利 盈利期望 销售出，件产品的概率 在时问t 的库存水平 第f 个回收产品达到回收产品库存的时间 i x r q g q q g e k p啊以d r r 以k 墨矿r 北京化t 大学硕卜学位论文 消费者对产品的需求服从参数为d 的p o i s s o n 分布 消费者的退货服从参数为五的p o i s s o n 分布 x 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 箍：查 日期： 型竺刍茎旦塑里 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 作者签名：j 齄日期： 导师签名：兰阻 日期： 第。章绪论 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 随着人们对低碳环保和节约能源的同益关注，废旧物品的p l 收和重新利用越来越 受到了大家的重视，许多国家都加大了相关立法力度。在全社会的积极努力下，提升 了资源的重复使用理念，以达到循环利用、节约各种原材料和降低成本的目的，从而 取代了传统单项流动的资源、材料模式。在重复使用废旧物品的各种模式中，产生了 一种从消费者一端逆向回流到生产商一端的新型物流模型，这种与传统物流方向相反 的物流模式被称为“逆向物流”，现在逐渐受到了人们的广泛关注。 面对市场激烈的竞争环境，销售商为了提高自己在消费者心目中的形象，允许消 费者在购买了产品后因为产品的外包装、功能描述、产品批号或者其它不符的问题等 原因要求生产商为其退换产品，还包括一些外包装的回收，如家电、饮料、大宗商品 的包装物等，合理重复利用包装的行业有啤酒、饮料工业等，可以循环利用的用品如 玻璃、塑料瓶、纸包装等；特别是随着网络购物的风行，现在的网络购物订购产品的 商务中，因为消费者订货过程中出现的差错，或者货物配送过程中出现的差错都时有 发生。 市场经济的迅猛发展使得消费者对于企业提供的产品及服务的期望值越来越高， 企业除了要不断的降低自己的生产经营成本，还需要对瞬息万变的市场需求做出快速 的反应。为了保证生产经营的正常运转，生产企业需要有一定的原料及成品的库存。 库存在企业的生产日常经营中具有十分重要的作用，假设一个企业的库存产品数量过 低，会降低企业应对风险的能力，过高的库存也必然给企业带来不必要的负担，只有 在合理的库存水平并配合合理的库存补给模式，才能使企业的资会周转率加快，满足 市场的变化和各种需求，这就使得如何做好库存控制成为一个企业的生产经营想在竞 争中处于有力地位，必须面对的一个问题。 随着全社会环保理念的不断增强，许多国家都相继出台了多种环境保护及产品回 收的规定，这使得生产商回收产品，减少生产成本成为可能。假设一个企业产品的销 毁和重新生产成本大于逆向回流再利用的成本，那么逆向物流的库存模型就有降低成 本的优势。构建完善的逆向物流回收体系是企业发展中不可回避的选择，不仅有利于 企业自身的发展，而且有利于整个社会的发展，能够实现仓业和社会的“双赢”。在 产品的需求方面，逆向物流可以通过回收再利用而不是实际的提前期供给，从而降低 企业的成本，逆向物流核心在于实现企业物流活动与社会效益的咖调，实现可持续发 展。 北京化工人学硕i j 学位论文 企业的成本，逆向物流核心在于实现企业物流活动与社会效益的协调，实现可持续发 展。 人们f 1 常生活中物品的更新速度不断加快，过时废弃的产品不断增多，这些废弃 淘汰的物品给牛念环境带来的压力也越来越大。由于人们需求生活物资的消耗量大、 生产量大、从而造成的废弃物也不断增多，耗费的资源和能源也随之增加，这些都使 得资源卣临枯竭的危机，威胁到社会的可持续发展。我们倡导全社会关注可持续发展， 是要在人口、环境、资源等受到约束的前提下，合理利用各种资源，让社会和经济共 同协调发展，以最小的成本获得最大的收益。发展循环经济适应低碳环保和可持续发 展的目标，实施逆向物流的各种管理手段和方式既有利于减少企业成本投入，节约和 合理利用资源，也是经济和环境实现可持续发展的必由之路。现在很多国家处理废弃 物和垃圾采取填埋的方式，这种方式不仅浪费宝贵的土地资源，而且费用很高，而且 对子孙后代造成的影响不可估量；还有采取焚烧的方式，这种方式污染环境，危害人 体健康，我国目的也建设了许多垃圾焚烧厂，公众对这种方式的抵制情绪同益高涨， 这也迫使政府对环境保护的重视程度不断提高。 人们的环保意识还在不断提高，在面对生存环境同益恶化的同时，并没有真正的 从自身做起，许多生活废旧家电、包装物等可以循环利用的并没有被合理利用。但是 随着全社会环保意识的不断提高，对废弃物的逆向回收再利用得到重视，通过媒体的 宣传提高全社会的环保意识，使得公民形成自觉将物品回收的意识，通过对产品的逆 向回流利用，既可以保护环境，又可以创造新的经济价值。 有部分企业认为逆向物流会给企业带来负担，增大企业的成本，所以他们并不考 虑大力发展逆向物流。企业错误地认为，形成逆向物流的多为运输中损坏的产品、消 费者购买后不满意的产品、被废弃的产品等。因此，他们多愿意将资金投入到研发新 产品，促进销售增长中，并没有将逆向物流作为考虑之列。由于传统的正向物流其管 理模式相对规范、简单，而逆向物流在库存等方面管理却复杂的多，不同的方法的差 异决定了价值存在的差异也会很大，相对于正向物流它的投入也很大，技术难以掌握。 目前，很多企业都没有形成比较完善和规模化的逆向物流，主要原因是由于缺乏技术 和科学的管理手段。较传统的正向物流，逆向物流需要大量的人力、财力、物力，对 企业的物流技术、管理水平也有很高的要求。而现阶段我国的大部分企业在这些方面 存在很多的不足，考虑到这两者之间也常常存在冲突，逆向回流的产品时间和数量存 在很大的不确定性、回收终端地点分散、回收产品种类繁多、这些都使得企业很难有 效的控制逆向物流的渠道来回收逆向物流的物品。 大力发展逆向物流是适应环境保护和资源循环利用的要求，实施逆向物流不但可 以降低企业的生产成本，减少对资源的利用，通过循环利用各种逆向回流品，还能减 少报废产品的资源浪费，保护生态环境，这些对倡导可持续发展、共建低碳社会都具 有重要意义。企业通过建立合理的逆向物流回收体系，可以推动整个行业的进步，加 2 第一章绪论 强环境保护力度，减少投入从而节约资源；同时，许多产品被重新利用，经过简单的 分拣等过程，可以有效的削减企业生产成本投入，为企业带来更多的经济和管理效率， 逆向物流还可以给正在寻找如何增强企业自身竞争力机会的企业带来新的机遇，通过 建立合理的逆向回流体系，寻找到竞争中的核心优势，为了更好地在激烈的国际竞争 中创造必要的条件。在现实的生产和生活中，大多逆向回流的回收品是分散的，处在 不同的地点，时间和空间都具有很大的不确定性，这就使得运输和仓储很难充分实现 规模效应；还有许多逆向回流品需要人工的分拣、维修等环节，这些都极大的增加了 企业的人工费用支出，费时费力，工作效率很低。因此，必须实施科学、有效的管理 手段，认真分析每一个环节，企业才能更好的发现深藏在逆向物流中的价值。通过建 立有效的逆向物流管理信息系统也是实施合理逆向物流的一个手段，在产品的每一个 零部件上都使用条形码，可以实现对零件位置和状态的实时观察，了解产品的动态信 息，可以帮助物流控制人员掌握产品的流动信息。一个成功的物流管理体系能够使得 企业在激烈的竞争中提高自己的核心竞争力，物流系统能够使企业各个部门结合紧 密，资源共享，高效的为企业和顾客提供附加价值，为企业赢得信用和品牌形象，创 造战略优势和新的利润空间。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内研究现况 我国对于逆向物流库存的研究起步比较晚，但是，近年来我国企业在库存管理上 存在的问题同益明显，我国学者也加快了对逆向物流库存方面的研究。“十一五 规 划倡导循环经济，我国近年也多次强调加快经济增长方式转型，努力构建资源节约型 经济发展模式，相继制定了一些与循环经济相关的法律，如节能法、可再生能源 法、固体废物污染环境防治法等，但是这些法律多数停留在政策层面，执行力度 不足。 针对企业普遍存在的退货现象，黄祖庆和达庆利在2 0 0 3 年提出了一个可以退货 的库存控制策略，假设企业允许消费者退货，并且退回的产品经过简单的清洗和处理 后还可以和新产品一起出售，基于这些假设，他提出了一个订货模型和求解方法，进 行了算例分析，比较了不同的逆向回流率下，各种成本对模型最优值的影响。黄祖庆、 达庆利口3 在基于逆向回流定期和定量处理的最优库存控制策略研究一文中，假设销售 商承诺市场上消费者对于不满意的产品实行退货，退货率服从特定的分布，且逆向回 流的产品经过简单的处理可以同新产品一起销售出去。在这些假设下，文章研究了对 北京化丁大学硕：i ：学位论文 回流品在定期和定量两种不同情况下的最优库存控制模型，结果表明对逆向回流品的 处理方法的不同会导致订购决策的不同，但是平均成本的差异很小，所以销售商可以 根据市场的实际销售情况对逆向退回的产品选择合适的方法和订货策略。徐长静、徐 尔3 ( 2 0 0 6 ) 研究了一个允许消费者退货，且退货为多品种的定期订货模型，应用了 一种启发式的算法。其中提到的多个品种的回流品，就是指一次订货可以有多个品种 产品的订货策略，最后得到组合订货时费用最小。通过算例分析说明组合订货策略比 单周期定货策略成本低。杨杰、周磊山等h ，假设研究的物流成本包括运输、存储成本， 零售商是逆向回流物品的最初收集点，对逆向回流过程的费用成本加以细分，并建立 模型，中转和直达的成本和回流品路线的选择有直接联系，因此求解模型可以应用运 输路线的选择使得运营成本最小。通过分析逆向回流结构流程，提出了“网络型供货 链”模型，由于逆向物流消耗企业成本，所以企业选择费用最小为目标函数，并提出 一系列通用的优化算法。黄斌，益宇鸣璐1 ( 2 0 0 3 ) 根据逆向回流产品的不同性质和不 同的维修方式，将含有逆向回流的库存问题分为了自我复原和管理复原两个类别，并 且分别给出了每一种情况的库存控制模型和实际算例分析。包鹏程1 ( 2 0 0 4 ) 针对顾 客保留订单和不保留定单的两种情况对含有逆向物流的库存模型做了分析比较，并将 这两种情况拓展到多个周期的条件下进一步研究，最后对各种模型做了数值案例分 析。 结合生产流通过程的实际情况，学者们对含有逆向回流的多周期问题也不断展开 探讨。程晋石，裴九芳口1 ( 2 0 0 9 ) 通过引用含有逆向回流的多级库存模型，将逆向物 流的各个库存点通过供需关系连接起来形成一个网络，在逆向物流中因为成本分散在 不同的预算里，并且许多额外成本很难把握，成本很难准确的计算出来。文章考虑一 种回收固定以及瞬时得到补充的三级逆向物流系统，在整个回收链中，无论批量来源 如何，每个时期都不是自己决定回收与否，而是信息和控制完全中心化的回收策略决 定，对逆向物流多级库存系统简化分析，考虑了修复成本的总成本优化模型并求解， 根据具体算例编程优化。 逆向回流过程是复杂的，回收地点、回流品种、时间等不确定性成为学者们探讨 的关键。其中徐长静，徐尔嘲( 2 0 0 6 ) 针对逆向物流有容量约束的多品种库存问题， 做出了混合整数非线性规划模型，并对模型进行了转化，将订货费用分为基本订货费 和各自订货费两个部分，库存费用是在物料存储过程中发生的，与库存周转周期成正 比，修复的费用与退回的产品数量有关，所以，库存的总费用与退回产品的数量和库 存容量有密切关系，文章提出了一个有效的解法，最后通过算例分析，说明了含有多 个品种的联合订货费用比单一周期订货费用低。 李常洪，石磊阻1 ( 2 0 0 9 ) 从定期和最高点采购两个方面，对逆向物流库存控制进 行探讨。一次逆向物流循环是指在闭环物流中，产品的回收利用只用一次，当回收产 品再次进入消费市场时，若出现损坏等情况则不予回收。文章在前人的基础上结合自 4 第一章绪论 己的观点，考虑每次采购周期相同，到一定的时间点就采购，这种策略适用于非常重 要，缺货损失小的产品，采用这种思想，在逆向物流中考虑采购周期内回收产品的修 复期只有一次，一个周期内的回收产品的修复期有多次，从企业采购策略的两个方面 进行讨论，得出了有现实意义的结论，解决了如何安排最合理的回收次数以降低生产 成本，合理安排订货周期的问题。 宋守许，朱华炳等n 们( 2 0 0 7 ) 针对允许消费者退货的前提，假定退回的产品经过 简单修复可以达到新产品一样出售，对此提出了一个允许退货和缺货条件下的逆向物 流库存模型，并分析了不同修复延迟期、不同退货率和不同缺货成本对企业最佳订货 策略、库存费用和预期收益率的影响。 1 2 2 国外研究现状 国外学者对于逆向物流库存的研究大概始于上世纪9 0 年代后期，已经有了比较 深入的研究。学者s c h r a d y t l l3 在1 9 6 7 年第一次提出了逆向物流的库存模型，他假设商 品的需求、废弃商品的回收率、新商品和回收商品恢复的提前期都是已知的，同时假 定产品的再次订货费用是固定不变的，周期不多于一次，计算出了模型的最优订货批 量。m a b i n i n 羽在1 9 9 8 年提出了基于多种产品情况对模型做的进一步扩展。t e u n t e r 口胡 在1 9 9 8 年给出了只有部分回收产品能被利用的模型，生产商通过对已经回收品进行 分析，决定是否对其再利用。他假设：由于回收的产品再加工的成本要低于原制造成 本，所以产品的库存持有系数要高于重新再造产品。 库存管理是逆向物流管理中的重要研究内容。回收来的物品在时间、质量和数量 上都有很强的不确定性，不但使得传统的库存管理模型存在的局限性同益突出，还对 现有的库存管理提出了更加严峻的挑战。国外的研究者在逆向物流的领域已经做出了 一些探索。t o k t a y 等n 们在2 0 0 0 年对可再造的产品库存管理进行了研究，他分析了信 息结构、延期交货、需求率、产品的生命周期等因素对于库存的影响。m i n n e r u 别在2 0 0 1 年对一个包含逆向物流的多级系统的战略安全库存空置模型进行了研究。他们的研究 都是假设回收的物品回流到生产商，经过检修、拆卸、修理等环节的运作修复后重新 利用的情况。但是，在我们的日常生活中常常是存在回收的物品可以直接利用的情形。 f l e i s c h m a n n n 6 1 等提出了一个基于需求和回收都服从独立的p o i s s o n 分布的基本库存模 型。该模型假设回收的物品可以直接像新的产品一样再销售，以及外部订购的提f j 期 不为零，利用这个假设，他得到了一个库存的最优控制方案和参数，并且与传统的 ( s ，q ) 库存模型作了对比分析，并得到了退货行为对库存控制的影响。 k i e s m u e l l e r n 7 3 在文中首先分析了只有一个库存点的模型，指出由于市场上消费者的 需求和逆向回流都是动念的，因此文章采用了两种近似的方法来求解，引入安全库存 5 北京化丁大学硕l ：学位论文 模型，建立一个决策函数来替换传统模型中的函数，从而使运算大大减少。最后，作 者又用相同的模型和算法对存在两个库存点的问题进行了分析，并且用具体算例论证 了算法的有效性。f l e i s c h m a n n 、k u i kn 8 1 分析了单一库存点的回收模型，假设所有的 逆向回流产品不需要任何处理直接可以投入到新产品中一起出售，并以成本最小值为 目标函数建立了模型，同时将每一个库存周期的库存数量分为传统模型下的单一返回 库存，赋予逆向回流产品较高的优先使用权，通过对实际库存的分解将含有逆向回流 的库存模型转化为传统意义下的策略。 k i e s m u l e r n 训等人假设在基于回收物品明显依赖于需求的条件下，研究了存在缺货 的情况下的库存控制模型。这些研究都是在回收的物品为废旧物品，生产中的副产品 或者次品，对回收物品的再生或者再制造的情况。d o b o s 在模型中假设：需求是一 个已知的连续函数；产品从销售给消费者到逆向回流有一个常数的间隔周期；且产品 的逆向回流符合线性函数关系。整个系统的总成本由库存持有成本、生产成本、维修 成本和处置成本组成。作者对模型进行了研究，采用状态空间法，以总费用最小值为 目标函数进行求解，并且对该模型的一些特点进行了证明。 国际上的许多企业管理方面的研究结合不同商家的实际情况，在逆向库存管理、 回收网络建立等方面做了很多研究工作。近年来，很多国际名企，如强生、i b m 、通 用、3 m 等公司都已经开始在逆向物流管理方面进行研究，这些都可以在降低生产成本、 提高顾客满意度、扩大市场占有范围、保护环境等方面不断显现出来直接或者间接的 经济和社会效益。 虽然在国际上关于逆向物流的研究和文章不少，但是这还是个新的领域，无论是 自身理论的完善发展，还是理论与实际的结合都尚未成熟，在逆向回流网络构建、合 理的库存控制策略、回收产品处理技术等方面，还存在许多值得深入研究的问题。 1 3 研究内容及创新 1 3 1 本文研究内容 本文研究以传统库存控制概念为基础，遵循理论联系现实生产生活的原则，将定 性分析与定量分析相结合，针对逆向物流的库存特点对模型进行深入的讨论，在传统 库存模型基础上加入逆向回流条件，进行优化分析，求出最优解，并给出计算实例分 析。本文共分为五部分： 第一部分绪论，介绍了本文的研究背景和意义，将国内外学者的研究现状进行了 详细的分析，在此基础上阐述了逆向物流存在的重要性和给企业带来的问题，指出了 本文的主要研究内容和创新点。 6 第一章绪论 第二部分逆向物流概述，介绍了逆向物流的产生和内涵，以及如何根据处理方式、 业务范围不同和回流品的不同对逆向物流进行分类，阐述了逆向物流的特点和未来发 展趋势。 第三部分研究逆向物流库存控制问题。包括逆向物流组成要素，库存问题的分类 和逆向物流库存控制的意义，最后分析了逆向物流的库存方案。 第四部分研究含有回流的逆向物流库存模型。库存模型分为两类：确定型库存模 型，即每个周期的产品需求是已知的；随机型模型，即需求是一个服从已知概率分布 的随机变量。介绍了传统的库存模型，包括需求平稳型模型、需求连续型随机变量模 型、需求离散型随机变量模型。在上述三种情况下，研究了含有回流的随机性库存模 型。 第五部分结论，对本文的研究成果进行了归纳和总结，并提出了进一步研究方向 的展望。 1 3 2 本文创新点 本文的创新点在于： ( 1 ) 在传统的正向物流库存模型的基础上加入了逆向回流项，对传统库存模型 进行了改进，研究了模型的求解，确定了最优订货量等，做出了算例分析。 ( 2 ) 基于需求固定、需求随机和离散等不同情况，将含有回流项的逆向物流库 存模型与传统库存模型进行了比较并得出结论。 “。 7 第一：章逆阳物流概述 2 1 逆向物流概述 第二章逆向物流概述 近年来，全社会对环境保护的关注不断加强，企业之间的竞争也越来越激烈，与 之相关的逆向物流引起了大家的关注。美国物流管理协会将其定义为：所谓逆向物流 是通过计划，实施来控制原料、半成品库存和制成品的相关信息，高效地从消费终点 回流到起点的过程，从而达到凹收价值和适当处置废旧品的目的。虽然许多学者对逆 向物流作了研究，但我国对逆向物流的研究才刚刚起步。 f l e i s c h m a n n 在2 0 0 0 年重新定义逆向物流概念，他认为所谓逆向物流是指从消费 者回流的商品，再次做适当处理和制作，然后重新在市面上销售的过程。逆向物流是 一种将物流由传统的最终处置点反向移动到其它地点的一个过程，以获取过去无法实 现的价值，或者是将货物做适当的废弃处置。t e u n t e r 针对逆向物流环境，提出了如何 在平均成本存货模式中设定持有成本率。 与传统的f 向物流不同，逆向物流是产品从最终消费者手中回流剑生产商的流动 过程。生产商通过逆向物流处理召回的缺陷产品、由于消费者不满意退还的产品、商 品的包装物等，借此来节约成本、寻求新的利润增长点。区别于传统的物流库存问题， 逆向物流的库存在前者的基础上加入了一个逆向的产品或者物料流，如图2 - 1 ： 旦 亘 兰竺圃 叫l生产商e = = 二= 习消费者l 逆向物流 2 1 1 逆向物流的产生 图2 - 1 逆向物流过程 f i g 2 - 1r e v e r s el o g i s t i c sp r o c e s s 伴随经济社会的发展，人们同常生活用品的更新换代越来越频繁，产品的使用周 期日益缩短，科技创新带来的产品更新速度也不断加快，生活中的废弃物品也不断增 加，这不仅仅给生态环境，还给有限的资源带来了巨大的压力。许多国家早已开始重 视这个问题，出台了与此相关的环境保护法律，对企业的行为做了约束，要求其对一 些废弃的产品实行回收，或者对包装物等采取回收政策。 9 北京化f t 人学坝1 ：学位论义 加，这不仅仅给生态环境，还给有限的资源带来了巨大的压力。许多国家早已开始重 视这个问题，出台了与此相关的环境保护法律，对企h p 的行为做了约束，要求其对一 些废弃的产品实行回收，或者对包装物等采取回收政策。 大部分企业在j 下向物流中产生的废弃材料等主要来自两个渠道：一是在生产流程 中没有达到合格标准，不具备利用价值的各种材料，例如家用电器加工过程中产生的 残次品，报废品；钢铁企业炼制过程中形成的钢渣，机械零件加工厂切割加工零件产 生的铁屑。另一种是产品流通过程中的废弃包装品，如家用电器包装纸盒、肥料包装 的编织袋等。由于社会对环保的重视和垃圾处理成本的升高，如何寻找到合适的处理 废弃物的方法越来越受到人们的关注，这既有利于企业节省原材料，还可以提高竞争 力。废弃物的回收再利用导致了逆向物流的产生。 由于企业创新工艺的不成熟，常常会出现缺陷产品，这些产品流入市场带来的风 险很大，不仅仅是损坏生产商的形象，更重要的是存在缺陷的产品会给消费者的生命 财产带来威胁。所以对存在缺陷的产品必须采取召回的策略，即从消费者手中将商品 通过各种渠道回收到生产商手中，进行免费的维修等环节，再返回到消费者手中。这 是生产商对消费者健康和安全负责的一种态度，这样也形成了逆向物流。 例如，2 0 0 9 年1 月宝马公司宣布召回5 0 0 辆机动车，原因是拧紧的链轮固件可能 不同程度的扭矩，可能导致链轮齿上的紧固件螺纹松动，影响驾驶安全。2 0 0 9 年1 月斯巴鲁汽车中国有限公司召回了1 1 3 5 辆在中国境内销售的汽车，原因是这些汽车 可能颠倒安装了汽车动态控制系统的加速度传感器，如果加速度上的传感器部件安装 反了，车辆在行驶中将出现故障。2 0 0 8 年9 月美国共有3 4 个州发生由于食用不合格 花生酱引起的沙门氏菌感染，含有不合格花生酱的饼干、蛋糕、冰激凌等食品引起了 消费者的发热、腹泻等症状，美国食品和药品管理局要求生产1 2 5 种问题产品的企业 实施召回政策。2 0 0 8 年9 全球食品生产巨头雀巢集团法国公司宣布召回3 个批次的婴 儿罐头食品，原因是这些产品在制作过程中的一些瑕疵导致产品中出现大小和粘稠度 不适合婴儿食用的物质，所以要求将这些产品回收。 在市场竞争不断激烈的今天，消费者维权意识不断增强，对于购买的产品存在瑕 疵或者不满意时，往往采取退货的方式，生产商为了满足消费者的需求，留住消费者 的心，提高品牌满意度，不得不采取退货的政策，这也产生了逆向物流。 2 1 2 逆向物流的内涵 逆向回流的产品不完全是报废品，同时也不一定回流到上游的生产商，而是应该 针对回流的产品性质，做适当的处理和配置，以期从中获取利益。但即便如此，因为 回流物品的不确定性相对于传统物流要高，以至于无法以批量的形式运输，经济规模 也相对传统物流小的多，其所引发的单位成本远远高于传统的物流成本。同时回流的 l o 第二章逆向物流概述 商品有可能进入二手市场销售，或直接回收报废。 当物流逐渐发展成为一个新的领域，可持续发展的观念逐渐深入人心，由于消费 意识的提高和顾客满意度要求的提升，消费者对一个企业的认可度不仅在于能否提供 物美价廉的产品，还关注企业承担的社会责任、在赚取利润的同时是否关注环保，是 否对生产和流通领域产生的废弃物进行回收、合理利用资源。由生产商到消费者单方 面的正向物流服务已经不能够满足社会的需求。不良产品的退货、网络购物的无条件 退货、生产商所提供的满意保证和其它回收因素，使得由消费者一方将产品退回到制 造商的逆向物流不断增多。 2 2 逆向物流的分类 2 2 1 根据处理方式分类 根据对逆向回流物品的处理方式不同，可以将逆向物流分为以下两大类： ( 1 ) 回收物流 企业对于不符合标准的产品从消费者手中退回，或者返修等形式重新回到供货方 而形成物品的流动，还包括周转使用的大型产品包装物从消费者逆向回流到企业形成 的实物流动。如家用电器的纸质包装物，汽车、食品等问题产品的召回，消费者网络 购物后不满意的退货等都会形成回收物流。 ( 2 ) 废弃物物流 废弃物的物流是指在人们日常生活中已经丧失使用价值的物品，依据不同的类型 和需求来分类，再采用各种物流方式，和合理的库存模式进行存贮，从而形成的物品 流。如使用后废弃的数码产品，喝完的啤酒瓶和饮料瓶等。 2 2 2 根据业务范围分类 社会上从事生产的企业很多，涉及的领域和业务范围很广泛，这样我们可以按照 不同的业务范围分类如下： ( 1 ) 按照回流品来源 根据逆向回流物品来源的不同分类，这样可以分为两类，其中一类逆向回流物品 是来自市场上使用物品的最终消费者，这些消费者由于各种原因将接触到的产品退回 到供应企业，或者是在产品销售物流供应链上的其它成员，如批发商、零售商、物流 配送中心等，由于某些坏节发现问题而产生的逆向物流；另一类是由于生产商自身的 生产或流通的内部原因造成的逆向物流。 北京化工大学硕i ：学位论文 ( 2 ) 按照回流品类型 根据逆向回流物品的类型来分类，主要依据逆向回流的是包装物、废旧产品、质 量存在问题的产品、不满意退货等，而对回流产品分类。 2 2 3 按照回流品原因 在社会经济活动中，发生逆向回流的原因多种多样，其普遍存在于各个生产商中， 我们可以根据形成原因将逆向回流产品分为以下几种： ( 1 ) 残次品退货 当产品从企业正向流到消费者处后，消费者发现产品存在质量等方面的缺陷时， 消费者会通过购买渠道将产品退还给生产企业，这样就形成了逆向物流，最后，企业 为消费者更换产品，或者退还货款。其实也存在消费者以产品存在缺陷要求退货，但 实际上产品并不存在问题的情况，如消费者买回电子产品并没有看懂如何操作使用导 致产品无法正常工作，于是认为产品存在质量问题而要求退货，这样也可能导致逆向 回流。 ( 2 ) 未使用的商品退货 在市场上存在着这样的情况，某种款式的产品并没有存在质量问题，但出于竞争 或者推出新品的政策，会停止销售这些产品，这时候经销商会通过物流系统联系生产 商回收产品，从而形成了逆向回流。 也存在这样的情况，销售商由于没有准确的估计市场消费者的需求，订货过多导 致库存积压，这些产品并不存在质量问题，但是由于销售速度缓慢导致占用大量库存 和资金，为了更加合理的利用各种资源，销售商往往会采取退回部分产品给生产商的 办法，这样就形成了逆向回流。 还有些产品如羽绒服、电暖气、月饼等只能在某些特定时间段在市场上有旺盛的 需求，在销售旺季过后，商家除了减价销售外，还会将产品退回给生产商。另外、当 有新产品上市时，商家会替换一部分旧产品，空出货架摆放新产品，这部分替换下来 的产品则会通过逆向回流的方式返回到生产商手中。 ( 3 ) 维修品退货 当产品从企业正向流到消费者处后，购买者发现产品存在质量等方面的缺陷时， 购买者会通过购买渠道将产品退还给生产企业，这样就形成了逆向回流的产品，最后， 企业为购买者更换产品，或者返回货款。其实也存在购买者以产品存在问题要求退款， 但实际上产品并不存在问题的情况，如消费者买回电子产品并没有看懂如何操作使用 导致产品无法j 下常工作，于是认为产品存在质量问题而要求退款，这样也可能导致逆 向回流。 ( 4 ) 包装物回流 1 2 第_ 二章逆向物流概述 现在人们对产品的包装越来越丰富，从纸箱到塑料、从集装箱到瓶子，面对林林 总总的包装物，很多都可以再次利用，有些回收价值很大，可以减少企业的成本，还 可以提高企业在消费者心目中的形象。 2 3 逆向物流的特点及意义 逆向物流与传统物流的库存模型相比有一定的差别，逆向物流多是基于传统物流 的库存模型改进的。其实企业采取逆向回流的方式，可以成为新的利润增长点，比如 许多回流产品卸下来的零部件经过清洗、翻新、维修还可以重新利用到新产品上去， 再次进入流通领域，降低企业生产成本，创造价值。 由正向物流和逆向回流组成的系统使得生产商和消费者之间有了更好的沟通，也 使得整个流通领域更顺畅、更有效率，也使得企业提高效率、节约成本，利润最大化 的目标不断得到满足。逆向物流不同于正向物流，在时间、地点、数量等方面都存在 着很大的不确定性；在流通的物品上也存在很大不同，这也导致在成本上也存在很大 差异，这些不确定性和复杂性使企业的逆向物流管理难度增加很大。 逆向物流是在产品整个生命周期中对产品完整的、有效的、高效利用的协调过程。 逆向物流的过程设计能够让企业以最低的成本召回产品，并且可以获得最大的利润。 合理的处理逆向物流不仅仅能够降低逆向物流的成本，还可以提高公司的收益。 首先，逆向物流可以提高消费者的满意度，赢得消费者的好评，增强企业的竞争 力。在当今竞争激烈的市场中，顾客价值是企业生存和发展的决定因素，生产商想要 在激烈的竞争中立于不败之地，完善的客户服务是非常重要的，现在越来越多的企业 都认识到了通过无条件退货，赢得消费者的信任，召回等逆向物流可以提高顾客对产 品或者服务的满意度，从而增强企业的竞争优势。例如，电子商务的普及使得商家为 了抢占市场不断放宽消费者的退货条件，这就导致退货率不断升高。消费者的满意度 是企业的无形资产，企业应该将逆向物流与企业的利润相结合，积极发展逆向物流， 提高售后服务水平，增强客户的信任度，从而可赢得更多的客户。 其次，逆向物流可以完善企业的质量管理体系。逆向物流处在企业质量管理闭环 的检查和改进两个环节上，具有承上启下的作用。企业在召回产品中出现的质量问题 将通过逆向物流系统不断传达给管理层，管理层也可以在事前不断改进质量管理体 系，发现产品的质量问题，从而在生产上不断改进，加强品质管理。 为了更好的提高产品质量，企业必须建立合理的逆向物流渠道和信息管理系统， 确立快速反应的逆向物流体系。 第一，完善企业的信息化系统。对于支持产品逆向物流的信息系统，不仅要考虑 j 下向物流的要求，还要兼顾逆向物流过程对信息系统具有的依赖性。企业如果对产品 从生产开始到最终被处理的全过程都负责任，那么就要实现企业管理的信息化，使得 北京化丁人学硕：l j 学位论文 企业的整个生产过程、售后物流等环节都在信息系统的指导下，为每个过程做完整的 同步记录，及时准确的反馈。还要做到信息管理系统的功能全面，反应灵活，可以通 过一个产品节点上的信息查找出来与其相关的其它信息，这些信息都可以帮助生产商 更多的了解商品的各方面情况。企业还可以利用信息系统为产品进行记录，这有利于 企业计划和管理逆向物流的情况。 第二，产品的逆向物流的反应速度是关键，快速的反应系统既可以保证企业应对 突发的产品退回有快速的反应能力，还可以使得企业有条不紊的进行各项物流运作活 动，有效的控制物流成本。逆向物流的反应速度很重要，这就要求企业对于产品存在 的问题有详细的了解和准确的判断，生产信息和物流信息都必须完整、详细、准确、 及时，需要在很短的时间内对出现问题的产品的相关状况做出详细的描述，可以提高 产品召回的准确度，及时反应出消费者的意见，避免顾客的不满情绪造成的公司形象 受损。 第三，逆向物流和j 下向物流在某些方面具有相似的地方，把不涉及核心竞争力的 业务外包给第三方物流，这样可以降低厂商的物流成本。选择高水平的第三方物流公 司或者培养自己的高水平物流工作人员是处理逆向物流的重要基础。出于生态环保的 考虑，垃圾的填埋和焚烧不仅造成资源浪费、环境污染，也对可持续发展带来挑战， 为了更好的解决这些问题，欧洲早在1 9 世纪8 0 年代就开展了物料的循环重复利用， 不但环保还节约资源。 第四，逆向物流蕴藏着巨大的潜力，