（计算机应用技术专业论文）逆向物流管理问题的建模与优化.pdf

摘要 高新技术的迅猛发展提高了生产效率，缩短了产品更新换代的周期，加剧了市场竞 争的激烈程度。当各种丰富的产品进入市场时，也就意味着有大量的使用后产品需要处 理。这不仅关系到产品回收处理对企业经营决策的影响，更关系到环境保护和资源的有 效利用。 对于使用后产品的处理方式有：再使用、再制造、再循环和废弃处理。而无论采 取何种处理方式，针对逆向物流首先需要解决的应当是逆向物流网络规划问题，它是产 品回收得以进行的基础，其次对于企业来讲，如何选择经济价值最大的产品进行回收再 加工也是一个最值得关心的问题。 正是在上述背景下，本文综合运用最优化理论、运筹学和计算机仿真等学科理论和 方法，在国际物流专业人士对逆向物流管理的理论和实践基础上，对逆向物流的网络构 建，运作过程，最优回收品的选择策略等问题进行了系统的分析与研究。 本文做了阻下几方面的工作： 1 介绍了该课题的选题意义、国内外研究现状。界定了逆向物流的概念、产生原因 和基本运作过程。 2 研究了逆向物流网络规划模型 针对保修期内的产品返回问题，首先建立了关于再加工工厂，分拆检测中心的选址 定位以及货物的二次分配的确定性规划模型，并运用b e n d e r s 方法进行了求解；其次， 在将各消费区的产品回收量看成是随机量的情况下，建立了随机规划模型，给出了模型 中机会约束相应的确定性等价类，从而将模型转化为普通的规划模型，最后对模型进行 了求解。 3 对确定性规划模型进行了扩展 通过考虑规模经济量来对分拆检测中心的选址定位问题做了进一步分析，并用 l i n g o 进行了仿真。最后通过实例介绍了层次分析法在该问题中的应用。 4 逆向物流中最优回收品的选择策略问题 针对已无再修复价值的待回收品，通过构建一个双目标混合最优化模型，对各待回 收品进行了定量计算，给出了如何从众多候选回收品中选择最佳产品的策略。 关键词：逆向物流；随机规划； 层次分析法；产品拆卸树 a b s t r a c t t h er a p i dd e v e l o p m e n t so fh i g l lt e c h n o l o g ym a k eh i g h e rp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ，s h o r t e r p r o d u c tl i f e c y c l e ，a n d m o r es e v e r em a r k e t c o m p e t i t i o n p l e n t i f u lp r o d u c t sc o m ei n t o m a r k e t ，w h i c hm e a n st h a tal o to fu s e d - p r o d u c t sn e e dt ob ed i s p o s e do f t h er e c o v e r yo f p r o d u c t sh a sg r e a ti m p a c to nm a n a g e m e n td e c i s i o n so fe n t e r p r i s e s ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n a n de f f e c t i v eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e s t h ep r o c e s s i n go fu s e d - p r o d u c t su s u a l l ya r ep e r f o r m e di n4w a y s ：r e u s e ，r e c y c l e ， r e m a n u f a c t u r i n ga n dd i s p o s a l b u tr e g a r d l e s so ft h ep r o c e s s i n gw a y ，t h ef i r s tp r o b l e mn e e d s t os o l v em u s tb et h en e t w o r kp r o g r a m m i n g , i ti st h ef o u n d a t i o nw h e r et h ep r o d u c tr e c y c l i n g c a nc a r r yo n n e x t , h o wt oc h o o s et h em o s te c o n o m i c a lp r o d u c tf r o mal o to fu s e d - p r o d u c t st o c a r r yo nt h er e c y c l i n gr e t r e a t m e n ti sa l s oai m p o r t a n tq u e s t i o n u n d e rt h ea b o v eb a c k g r o u n d ，t h i st h e s i su t i l i z e sm a n yk i n d so fd i s c i p l i n et h e o r ya n d m e t h o d ，s u c ha so p t i m i z a t i o nt h e o r y ，o p e r a t i o nr e s e a r c h ，c o m p u t e rs i m u l a t i o na n ds oo n f o l l o w i n gt h et h e o r ya n dp r a c t i c a le x p e r i e n c eo fs p e c i a l i s t s ，w er e s e a r c ht h en e t w o r k c o n s t r u c t i o n ，t h eo p e r a t i o np r o c e s sa n dt h es t r a t e g ys e l e c t i o na b o u tt h eu s e d - p r o d u c t t h i st h e s i sa c h i e v e st h ef o l l o w i n gr e s u l t s 1 i n t r o d u c e i n gt h es i g n i f i c a n c eo ft h i st o p i c , t h ed o m e s t i ca n df o r e i g n r e s e a r c hp r e s e n ts i t u a t i o n e x p l a i n n i n gt h ec o n c e p t ，t h er e a s o na n dt h eb a s i co p e r a t i o np r o c e s s o fr e v e r s el o g i s t i c s 2 p r o g r a m m i n gm o d e lo fl o g i s t i e sn e t w o r k f i r s t l y , w er e s e a r c hag e n e r i cn e t w o r kd e s i g nf o rac l o s e d l o o ps u p p l yc h a i nt or e t u r n g o o d sd u r i n gg u a r a n t e ep e r i o d ，o nt h eb a s i so ft h em i n i m u mp r i n c i p l eo ft h ee n t r e p r i s e c o s t , w ep r o p o s ea nm i l pm a t h i m a t i c a lm o d e la b o u tt h en u m b e ro ff a c i l i t i e s ，t h e i rl o c a t i o n s a n dt h ea l l o c a t i o no ft h ec o r r e s p o n d i n gg o o d sf l o w t h e ns o l v et h ep r o b l e mu s i n gb e n d e r s m e t h o d s e c o n d l y , as t o c h a s t i cp r o g r a m m i n gm o d e lf o rl o g s t i c sn e t w o r ki sp u tf o r w a r d j n w h i c hq u a n t i t yo fr e c y c l e dp r o d u c t si ne a c hc o n s u m i n ga r e ai sa s s u m e dt ob er a n d o m p a r a m e t e r t h er e s p e c t i v ec r i s pe q u i v a l e n c e so fc o n s t r a i n t sa r eo b t a i n e d ，a n dt h em o d e li s t h e r e f o r ec o n v e r t e di n t oa no r d i n a r yp r o g r a m m i n gm o d e l ，a tl a s tae x a m p l ei sg i v e n 3 e x p a n d i n gt h ed e t e r m i n i s t i cm o d e l g i v i n gf u r t h e ra n a l y s i sa b o u tt h el o c a t i o n sa n dt h ea l l o c a t i o no fd i s m a n t l i n gf a c i l i t i e s t h r o u g ht h ee c o n o m i e so fs c a l e ，a n dc a r r y i n go nt h es i m u l a t i o nw i t hl i n g o f i n a l l y i n t r o d u c i n gt h ea p p l i c a t i o no fa n a l y t i ch i e r a r v h yp r o c e s si nt h i sr e s e r c h 4 s t r a t e g ys e l e c t i o na b o u tt h eu s e d p r o d u c t av e c t o rh y b r i dp r o g r a m m i n gm o d l ea b o u tp r o d u c t sw h i c hh a sn or e m a n u f a c t u r i n g v a l u ei sp u tf o r w a r d t h r o u g ht h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，t h es t r a t e g ya b o u th o wt oc h o o s et h e b e s tp r o d u c tf r o mt h em u l t i t u d i n o u sc a n d i d a t ei sg i v e n k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s ；s t o c h a s t i cp r o g r a m m i n g ；a n a l y t i ch i e r a r v h yp r o c e s s ； d i s a s s e m b l yt r e e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研工作和取得 的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丢洼堡至太堂或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作过的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中明确的说明并表示了感谢。 学位论文作者签名：讯冲7 勺 签字日期：。年，月y 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼堡王太堂有关保留、使用学位论文的规 定。特授权云洼堡王太堂可以将常住论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅 和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子邮件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：孤冲i 勺 签字日期：。f 年，月y 日 导师签名：孙矧 签字日期：口缍月歹日 第一章绪论 1 1 选题背景意义 可持续发展的需要 第一章绪论 可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 是2 0 世纪8 0 年代随着人们对全球的环境与发 展问题的广泛关注和讨论而提出的一个概念。1 9 9 2 年6 月，在巴西的里约热内卢举行了联 合国环境与发展大会。会上通过了里约宣言和二十一世纪议程等，表示要彻底改 变各自现行的生产、消费方式和传统的发展观念，努力建立起人与自然相和谐的新的生产 方式和消费方式，建立起与之相适应的“可持续发展”的新战略和新观念。随着社会的发 展，人们对各种产品的需求和消费量大量增加，生产量也随之大幅增加。在生产和消费的 过程中，许多活动都会产生大量的废弃物和回返物品，并有不少物品通过抛弃、掩埋、焚 烧等简单的处理后被排放到环境中，造成了社会资源的枯竭和自然环境的恶化。因而，对 回返物品和废弃物品进行合理的处置，可以节约资源，改善环境，有利于可持续发展。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。主要内容为：凡是将其电工电子产品投放欧洲市 场销售的制造商或进口商，当其产品寿终废弃后，必须予以回收并进行加工再利用，并且 负责支付废弃产品回收再利用的费用。该项法规于2 0 0 6 年实行，同时还规定，至u 2 0 0 8 年， 在家电产品生产中禁止使用钠、汞、锡等有毒物质。目前，有些国家如德国、荷兰等，为 了维护自身利益，已经单方面抢先推出了有关法规欧盟将电器产品分为1 0 大类，并按产 品类型分别规定了具体的回收率和再利用率指标，如表卜1 所示。我国在1 9 5 8 年提出了国 务院加强对废弃物品收购和利用工作的指示，但由于当时受大跃进和左的思想的影响， 其内容很不完善也不成熟。在上世纪九十年代，从宏观方面制定了煤炭法、节约能 源法等。这些法规并未从根本上使消费者和企业从思想上认识到的环保的重要性，对企 业的约束较小，而大多数企业也仅是出于营销目的对其回返品进行回收和处理。 企业商机与挑战 在生产与消费过程中出现的大量回返物品，通过恰当的处理，可以恢复其生态价值 和使用价值，使所有者获益。对于一些企业来说，回返产品所占的比重是很大的，回返 率很高，如表卜2 所示，对这些企业来说，实施逆向物流可以节约原材料、降低生产成 本，因而是很有必要的。 政绫上对消费者权益的保护，使得消费者地位日益上升，企业必须始终如一地对消 费者负责，对社会负责。不仅要考虑怎样将消费者需要的产品在恰当的时间和地点以恰 当成本递送到他们手中，还要为商品出于种种原因而必须进行的回流建立畅通的渠道。 如我国在2 0 0 4 年3 月1 5 日( 消费者权益保护日) 颁布了缺陷汽车产品召回管理规定， 第一章绪论 并于2 0 0 4 年1 0 月1 日起实行。我国这项召回制度的出台对于保护消费者的合法权益、生 命健康权、财产安全以及公众利益是非常有意义的，同时对促进汽车产品提高质量起到 了积极的作用。而对于众多汽车企业来说，是对企业召回渠道，即逆向物流系统的考验。 高效合理的召回渠道可以赢得消费者的青睐，获得竞争优势。随着企业间竞争的加剧， 环保法规约束力度的加大，消费者环保意识的增强以及高新技术的出现，逆向物流的经 济价值逐步显现。这一方面给有关企业带来冲击和挑战，另一方面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。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 ，n 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。由此不难看出，逆向物流业务呈现快速增长的趋势。 表卜3 显示了全球回收物流的市场价值。 序号产品类型回收率( )再利用率( ) 1大型电器产品8 07 5 2小型电器产品 6 0 5 0 3i t 、通讯器材 7 56 5 4 消费型家电产品 6 05 0 5照明器材8 0 6工具类 5 05 0 7玩具类 6 05 0 8 医疗仪器类 7 57 0 9 控制器材仪表类 7 57 0 1 0自动售货机7 5 7 0 资料来源：世界标准化与质量管理 表卜1 欧盟电工电子产品回收再利用法规相关规定 行业回返率( ) 行业回返率( ) 杂志出版业 5 0光驱1 8 - 2 5 书籍出版业 2 0 3 0打印机 4 - 8 书籍分销商 1 0 - 2 0 订单销售电脑 2 - 5 贺卡 2 0 3 0 汽车部件 4 6 电脑制造业 1 0 2 0消费性电子产品 4 5 电器分销商 1 0 - 1 2 家用日化品 2 。3 资料来源：s t r a t e g i ci s s u ei np r o d u c tr e c o v e r ym a g e m e n t 表卜2 某些行业的回返率 第一章绪论 市场结构年份增长率 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 9 高新技术高 1 4 9 61 6 2 1 61 7 5 7 91 9 0 5 52 0 6 5 62 2 3 9 17 2 附加值产品 绿色产品 2 5 9 72 7 0 12 8 0 92 9 2 13 0 3 83 1 6 93 4 包装和托盘 回收利用 3 4 63 8 3 44 2 4 84 7 0 75 2 1 85 7 7 89 2 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 22 7 0 8 18 5 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 8 特殊废弃物 3 2 5 6 43 6 9 6 14 1 9 54 7 6 1 45 4 0 4 16 1 3 7 11 1 4 有毒品 1 4 7 0 81 6 0 3 31 7 4 7 61 9 0 4 92 0 7 6 42 2 6 3 2 7 7 废弃物收集 归类加工处 8 8 5 7 89 7 6 0 2 1 0 7 6 0 4l1 8 6 9 41 3 0 9 9 4 1 4 4 6 5 98 8 理合计 总计 1 2 6 4 1 11 3 8 8 5 11 5 2 5 8 6 1 6 7 7 5 91 8 4 5 2 8 2 0 3 0 6 98 5 表i - 3 全球回收物流市场价值( 百万美元) 资料来源：中外物流快讯 近几年，企业界对逆向物流产生了浓厚的兴趣，因为随着资源枯竭的威胁加剧，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。同时， 西方工业国纷纷制订减少浪费、保护环境的政策也促使企业以循环使用理念取代“一次 使用”的观念。此外，消费者日益高涨的呼声也要求企业最大程度降低产品与加工流程 对环境的影响。此外，逆向物流在促使企业不断完善质量管理体系上，也具有重要地位。 i s 0 9 0 0 1 ：2 0 0 0 版将企业的质量管理活动概括为一个闭环式活动一计划、实施、检查、 改进。逆向物流恰好处于检查和改进两个环节上，承上启下，作用于两端。企业在退货 中暴露出的质量问题，将通过逆向物流信息系统不断传递到管理层，使企业潜在事故的 透明度提高，管理者可以在事前不断改进质量管理体系，以减少产品隐患。企业降低成 本、提高竞争力、减少环境污染的措施之一就是构建逆向物流，使原来单向的企业物流 变为完整循环的物流网。国外许多知名企业把逆向物流战略化作为竞争优势，增加顾客 价值，提高供应链整体绩效的重要手段。 1 2 逆向物流的概述 1 2 1 逆向物流的定义 逆向物流，一方面，由于其规模庞大、效益可观，越来越引起商家与经济学家的注 第一章绪论 意，另一方面，随着全球资源的紧张与环境污染的加剧，各个国家和各界人士也对其寄 于厚望。逆向物流也称为反向物流，英文表述是“r e v e r s el o g i s t i o s ”，这个名词最早 由s t o c k 在1 9 9 2 年给美国物流管理协会( c l m ，c o u n c i lo fl o g i s t i c sm a n a g e m e n t ) 的一 份报告中提出，。经过s t o c k ，k o p i c k i ，r o g e r s 等众多学者的研究和产业界实践，己经 日渐形成物流中一个独特的领域，发挥出愈来愈大的作用。c l m 对逆向物流的定义为：“计 划、实旖和控制原料、半成品库存、制成品和相关信息，高效和成本经济的从消费点到 起始点的过程，从而达到回收价值和适当处置的目的。”简单地说，逆向物流就是为了 回收价值和适当处置的目的而将产品从消费点移动到来源点( 包括生产者和供应链上各 客户) 的一个高效流通过程，包括回收物流和废弃物物流两个部分。 1 2 2 逆向物流的内容 图卜l 逆向物流简单流程 根据逆向物流流通过程中的物体种类，逆向物流可以分为产品的逆向物流和包装物 的逆向物流 l 产品的逆向物流 逆向物流中的产品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。 产品的回收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 与否往往与客户服务水平紧密相连。 表卜4 给出了产品逆向物流活动和产生的原因 2 包装物的逆向物流 逆向物流中包装物包括托盘、大器皿、条板箱、包装袋等。 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 第一章绪论 意，另一方面，随着全球资源的紧张与环境污染的加剧，各个国家和各界人士也对其寄 于厚望。逆向物流也称为反向物流，英文表述是“r e v e r s el o g i s t i c s ”，这个名词最早 由s t o c k 在1 9 9 2 年给美国物流管理协会( c l m ，c o u n t i lo fl o g i s t i e sm a n a g e m e n t ) 的一 份报告中提出，。经过s t o c k ，k o p i c k i ，r o g e r s 等众多学者的研究和产业界实践，己经 e | 渐形成物流中一个独特的领域，发挥出愈来愈大的作用。c l m 对逆向物流的定义为：“计 划、实施和控制原料、半成品库存、制成品和相关信息，高效和成本经济的从消费点到 起始点的过程，从而达到回收价值和适当处置的目的。”简单地说，逆向物流就是为了 回收价值和适当处置的目的而将产品从消费点移动到来源点( 包括生产者和供应链h 各 客户) 的一个高效流通过程，包括回收物流和废弃物物流两个部分。 1 2 2 逆向物流的内容 根据逆向物流流通过程中的物体种类，逆向物流可以分为产品的逆向物流和包装物 的逆向物流 1 产品的逆向物流 逆向物流中的产品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。 产品的回收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 与否往往与客户服务水平紧密相连。 表1 4 给出了产品逆向物流活动和产生的原因 2 包装物的逆向物流 逆向物流中包装物包括托盘、大器皿、条板箱、包装袋等。 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 包装物的逆向物流主要在于包装物的循环使用或些法规对处理包装物的严厉制 4 第一章绪论 约，以达到节约资源，减少污染。 表卜5 给出了包装物逆向物流活动及产生原因 种类逆向物流活动 产生原因 产品直接出售平衡库存的回流产品 修理 营销型回流商品 整修生产周期性季节性商品 再制造运输破坏 分拆产品 原料再利用 填埋或焚烧 表1 - 4 产品逆向物流活动和产生的原因 种类 逆向物流活动产生原因 包装物 整修重复利用包装物 回收物料 按要求处置商品 循环使用 填埋或焚烧 表1 5 包装物逆向物流活动及产生原因 1 2 3 逆向物流的驱动因素 逆向物流还处在发展阶段，但一些因素迫使有些企业将逆向物流的管理提高到战略 程度的高级管理日程上。带来这些变化的主要驱动因素有： 政府立法 产品生命周期的缩短 新型的分销渠道 日益宽松的退货政策 l 政府立法 在工业界中，政府的环境立法有效地推动了企业对他们所制造的产品的整个生命周 期负责，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。 在美国，议会在过去的五年中引入了超过2 0 0 0 个固体废品的处理法案；1 9 9 7 年，日 本国会通过了强制回收某些物资的法案；在欧洲政府出台的环境立法更为全面。为了减 少垃圾掩埋的废品处理方式，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 第一章绪论 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。法规的目的是使供应链各方共同承担产品责任。 在英国，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配件生产厂为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 。3 。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。 有前瞻性的企业不仅仅执行强制性法规，而且在产品开发阶段就考虑到他们在产品 管理上的地位、责任和机会。这样做主要是为将来在产品使用寿命终结之时，对它的处 理负全部责任。 2 日益缩短的产品生命周期 产品生命周期正在变得越来越短，这种现象在许多行业都变得非常明显，尤其是计 算机行业。新品和升级换代产品以前所未有的速度推向市场，推动消费者更加频繁地购 买。当消费者从更多的选择和功能中受益时，这种趋势也不可避免地导致了消费者使用 更多的不被需要的产品，同时也带来了更多的包装，更多的退货和更多的浪费问题。缩 短的产品生命周期增加了进入逆向物流的浪费物资以及管理成本。 逆向物流主要是指处理消费过的产品和废弃物。产品生命周期的缩短带来了更多的 消费过的产品和废弃物。逆向物流的作用就是考虑到消费过的产品或废弃物具有再利用 价值，将其进行加工、分拆、整修，使其成为有用的产品或转化为原料而重新投入生产 和生活循环系统。而那些不具有可利用价值的产品或废弃物，仅从环境保护的角度出发， 将其运到指定地点进行填埋或焚化。 3 新的分销渠道 消费者可以更加便捷地通过新的分销渠道来购买商品。电视直销和互联网的出现使 商品直销成为可能。但是直销产品也增加了退货的可能性。要么是因为产品在运输过程 中被损坏，要么是由于实际物品与在电视或网上看到的商品不同，直销渠道给逆向物流 带来了压力。一般零售商的退货率是5 - 1 0 ，而通过产品目录和销售网络销售的产品 的退货比例则高达3 5 ( e i s e n h u t h ，1 9 9 7 ) 。由于直销渠道面对的顾客是全球范围的， 而不仅仅局限于本地、国内或者某一区域，退货物品管理的复杂性就会增加，管理成本 也将上升。 由于新的分销渠道使得产品退货的比例提高，对退货产品的管理要求也日益迫切。 企业必须通过逆向物流管理来提高对退货产品的管理，尽可能地降低管理成本。 4 日益宽松的退货政策 第一章绪论 产品回收大部分来自于消费者的退回。宽松的退货政策成为零售企业吸引顾客的有 效策略。竞争的压力使得越来越多的零售商放宽退货政策，如家乐福采取的一周内无理 由退货来刺激消费。与此同时，由于零售商在供应链中的地位上升，大多数返还给最上 层供应商的商品( 要么来源于消费者要么是因为未售出) 都被最初的供应商收回，由他 们对这些产品进行再加工和处理。这些退货政策使得供应商不得不重视对逆向物流管 理，来提高产品的利用率和降低退货成本。 1 2 4 逆向物流的发展障碍 虽然逆向物流越来越受到企业的重视，但是逆向物流在发展过程中往往遇到的很多 障碍。以下是常见的几点： 1 经济利益与环保利益的冲突 逆向物流主要是指废旧产品和包装物从客户到公司的回收，往往不会产生明显的经 济效益。从环保的角度考虑，回收废旧产品和包装物再加工、循环利用，可以节约社会 资源和减少困销毁而产生的污染成本。两者会在一定的程度产生冲突。引成两者冲突的 另一方面是原材料和可以循环使用的材料两者对比。研究表明，很多公司不愿用可以循 环使用的材料来代替原先的原材料，主要是前者的成本远远高于后者的成本。由于很多 公司都不考虑采用可以循环使用的材料使得无法形成这种材料的市场，从而使得公司很 少考虑采用逆向物流战略。 2 逆向物流活动自身特点 逆向物流活动的特点如产生的地点、时间和数量是难以预见的，且逆向物流的地点 较为分散、无序，不可能集中一次向接受点转移。而正向物流往往是产生的地点、时间 和数量都可以预见的，且是一点向确定的几点转移。由于逆向物流具有与正向物流明显 不同的特点，逆向物流的运作无法通过正向物流现有的运作模式和渠道完成，且逆向物 流往往具有地点分散、回收量小的特点，使得公司在运作中无法平衡成本及其效益。 3 管理层认识不够 逆向物流在企业运作中主要集中于产品的回收。产品的回收往往与企业的售后服务 联系在一起。所以很多企业管理层很少意识到回收产品是物流的一部分。目前很多企业 由企业售后服务部门处理回收产品，即由该部门来负责对回收产品的运输和仓储，一般 在修理中心来处理回收产品。由于该部门与物流部门的职能分开，往往不能享用公司内 现有的物流管理模式。如果企业管理层认识到回收产品是物流的一部分，其处理手段的 7 第一章绪论 不同可以降低企业的成本和隐形损失，提高企业的服务水平。 4 公司没有相应政策 目前很多公司还未意识到逆向物流也是企业发展战略的一方面，所以在制定政策时 往往忽略逆向物流的重要性，更别提公司在逆向物流上投入信息系统建设。目前很多公 司还没有意识到逆向物流可以给企业提高资源利用率，提高企业的品牌形象，节约社会 资源，提高企业的环保形象。 5 缺少逆向物流信息系统 目前市场上几乎看不到好的逆向物流管理系统。主要是由于，一是很少有公司可以 成功地自动获取回收过程的信息；二是公司投入信息系统建设的成本过高：三是由于逆 向物流自身的特点，一个可以运作的逆向物流信息系统必须灵活。 1 2 5 逆向物流的重要性 虽然逆向物流的发展目前存在一定的阻碍，但建立逆向物流不论是从社会利益还是 从企业经济利益来看都具有重要性。 1 逆向物流可以保护环境，节约社会资源 由于各国都制订了许多环境保护法规，为企业的环境行为规定了一个约束性标准。 企业的战略发展逐渐顾及到环境保护。环境保护业绩已成为评价企业运营绩效的重要指 标。由于逆向物流自身的环保特点决定了许多企业纷纷采取逆向物流战略，以减少产品 对环境的污染及资源的消耗。 2 通过企业逆向物流策略的实旆，更好地满足顾客需要，增加竞争优势 在顾客决定企业发展的经济环境下，顾客价值是决定企业生存和发展的关键因素。 众多企业通过逆向物流策略的实施来提高顾客对产品或服务的满意度，赢得顾客的信 任，从而增加其竞争优势。对于最终顾客来说，逆向物流能够确保不合格产品及时退货， 有利于消除顾客的后顾之忧，增加其对企业的信任感及回头率，扩大企业的市场份额。 由于竞争的压力，许多零售商和制造商放开产品退回的政策。产品退回政策放开的趋势 使得众多企业意识到满意的客户是企业最重要的资产。另一方面，对于供应链上的企业 来说，上游企业采取宽松的退货策略，能够减少下游企业的经营风险，改善供需关系， 促进企业问战略合作，强化整个供应链的竞争优势。特别对于时效性强的产品，退货策 略所带来的竞争优势更加明显。 8 第一章绪论 3 使企业形象增值 企业通过实施逆向物流战略来改善企业的环境行为，提高公众心目中的形象。同时 企业也采用逆向物流战略来做有利于社区和公众的事情，比如耐克公司通过给予顾客一 些回扣来回收旧鞋，将这些旧鞋碾碎用于篮球场和跑道场的建设。运作这些回收产品的 成本是很高的，但这些活动提升了品牌的价值，从而促进了产品的销售。 4 降低企业的资源损失率和长期包装成本 企业在减少物料耗费时往往只考虑企业内部的物料利用率，不重视企业外部废旧产 品及其物料的有效利用，造成大量可再用性资源的闲置和浪费。由于废旧产品的回购价 格低、来源充足，对这些产品回购加工可以大幅度降低企业的物料成本。特别是随着经 济的发展，资源短缺日益加重，资源的供求矛盾更加突出，逆向物流将越来越显示其优 越性。包装物的回收短期内可能回收成本高于包装物的成本，但从长期来看，使用回收 循环使用的包装物可以减少企业的包装成本，从而降低企业的产品成本，提高产品的竞 争优势。 5 有效的逆向物流可以成为企业新的利润源 逆向物流可以防止企业利润的流失，故已成为企业可以开发的新的利润源泉。企业 有效地进行逆向物流管理，一般主要对退货产品的管理，可以降低退货率。同时，可以 通过加工、整修退货产品，从而再次投入使用，降低企业的资源损失率，相应地防止企 业利润的流失。例如，1 9 9 9 年面对由于忽视逆向物流造成的巨额利润流失，雅诗兰黛公 司痛下决心，决定改善其逆向物流管理系统。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。在系统运转的第一年，其就为雅诗兰黛带来了以前只 有通过裁员和降低管理费用才能产生的成本价值。其后，逆向物流系统通过对雅诗兰黛 2 4 以上的退货进行评估，发现可以再次分销的产品居然是真正需要退回的1 5 倍。于是， 每年又为雅诗兰黛节省了一笔人力成本。与此同时，系统对超过保质期的产品识别精度 也大大提高，1 9 9 9 年雅诗兰黛因为超过保质期，销毁了2 7 的退货。而在1 9 9 8 年这个比 例是3 7 “3 。据雅诗兰黛逆向物流部门的主管经理预计，今后几年只要信息系统和营运系 统能够基于更严格的退货时间识别出过保质期的产品，产品销毁率完全可能降到1 5 以 下。雅诗兰黛的成功也并非个案，越来越多的企业如i b m ，通用汽车，3 m ，强生等公司进 入逆向物流的管理，进行系统控制和强化管理，使得成本下降、服务水平提高。 1 3 目前的研究现状 逆向物流与正向物流是物流的两个重要方面。但是，长期以来，无论是理论界还是 9 第一章绪论 企业界都侧重正向物流，忽视逆向物流。近几年，逆向物流开始受到企业界、理论界的 重视。“逆向物流也许是企业在降低成本中的最后一块处女地了。”西尔斯负责物流的 副总裁这样说。国外的一篇商业评论也指出，“退货中所孕育的未知机会，直到现在还 少有企业考虑。”而美国物流管理协会资深专家、南佛罗里达大学教授詹姆斯司多克 对逆向物流的描述更为精辟“公司对退货如何处置，已经成为一项标新立异的竞争战略， 并正成为提高效率的全新领域”。 逆向物流的研究仍处于发展阶段，我们在这里只是对有关逆向物流的文献做一个简 要的回顾。 关于逆向物流已有不少研究工作和成果。文 3 5 从不同角度对可恢复可重用产品 的供应链管理的研究进行了详细的综述。目前已有的研究工作往往侧重于问题的一个侧 面，如库存管理研究 6 - 8 ，物流网络结构设计研究 9 ，1 0 ，再制造的计划和优化 1 1 ，1 2 等。我国学者的研究比较晚，向盛斌着重从环境伦理上论述了逆向物流管理必 要性，强调政府管制 1 3 ；刘键利用产业组织理论对逆向物流管理作了分析 1 4 ； 朱 道立等 1 5 对逆向物流系统及其系统技术作了研究。定量研究方面也有部分研究成 果，如赵昱卿 1 6 在假定制造与再制造产品可以互相替换条件下，研究了当制造提前 时间小于或等于再制造提前时间时，制造与再制造的最优策略。陈秋双等 1 7 2 0 对产 品回收再制造过程中的库存控制、再制造制造系统集成的物流网络模型以及制造商一零 售商供应链的联合定价策略进行了研究。李勇建等对具有返回流、多类产品、可能存在 替代的供应链库存管理问题进行了研究。在库存管理研究方面，d i a z f u 2 1 研究了 有限容量的2 级库存管理模型，对需修复产品的几类不同到达过程，分别导出了系统中 等待维修的产品数量的分析表达式。m o f f a t 2 2 对马尔科夫链在飞行器引擎维修和维 护策略中的性能分析方面的应用进行了简要的总结。v a nd e rl a a n 2 3 描述了大众汽 车( v o l k s w a g e n ) 公司的引擎和发动机的再制造链模型。在处理可维修产品部件的生产 再制造计划和优化控制方面，也有了一定的研究成果。g u i d e 在这方面傲了一些工作， 如g u i d e & s r i v a s t a v a 2 4 提出了种方法来确定拆装车间和再制造车间之间以及再制 造车间和装配车间之间的库存缓冲大小。此外，t h o m a s 2 5 利用m r p 来调度飞行器引擎 的检测和维修工作。 至于将理论与实践结合起来进行应用方面，国际上一些商业管理方面的专家针对某 些商家的实际情况，已在合作关系、库存管理、回收网络方面作了相应的研究开发工作。 近几年，一些国际上的知名企业，如通用、i b m 、3 m 、西尔斯、雅诗兰黛、强生等开始 着手在逆向物流管理领域降低由退货造成的资源损失，成本下降、客户满意度提高、环 保等多方面的间接经济效益与社会效益己逐渐显现出来。 1 4 本文的主要工作 正是在上述背景下，本文综合运用最优化理论、运筹学和计算机仿真等多种学科理 论和方法，在国际物流专门人士对逆向物流管理的理论和实践基础上，对逆向物流的网 络构建、运作过程、最优回收品的选择策略问题进行了系统的分析与研究，提出了一些 1 0 第一章绪论 新的观点和建议。论文的结构体系如下： 第一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。界定了逆 向物流的概念、产生原因和基本运作过程。 第二章主要是对逆向物流网络构建进行研究。研究分两部分：第一部分提出了企业 构建逆向物流的确定性网络模型，对处于保修期内的商品的返回问题进行了研究，不仅 考虑了保修商品的返回，同时也涵盖了对已修复商品的二次配送。给出了关于加工工厂， 分拆检测中心以及货物流分配的混合整数规划数学模型，并运用b e n d e r s 方法对问题进 行了求解；第二部分仍针对处于保修期内的返回商品建立了该物流网络的随机规划模 型，将各消费区的产品回收量看成是随机参数，并给出了模型中机会约束相应的确定性 等价类，将模型转化为普通的规划模型，最后对实例进行了求解。 第三章在考虑规模经济量的条件下对第二章的确定性网络规划模型进行了扩展，重 点对分拆检测中心的选址定位进行了研究，并用l i n g o 进行了仿真，主要是突出分拆检 测中心的营运费用对整个网络规划的影响。最后介绍了层次分析法在实际选址定位问题 中的应用。 第四章着眼于解决逆向物流中最优回收品的选择策略问题。针对已无再修复价值的 待回收品，通过构建一个双目标混合最优化模型，对各待回收品进行了定量分析，给出 了如何从众多候选回收品中选择最佳产品的策略。 第五章，总结本文的成果及不足，指出今后的研究方向。 第二章逆向物流网络规划模型 2 。1 引言 第二章逆向物流网络规划模型 产品在其生命周期结束之后，若不回收处理，将造成资源浪费并导致环境污染。产 品的回收处理方式可以分为四种“：再使用、再循环、再制造及废弃处理。在综述文 献 4 中，f l e i s c h m a n n 将再生利用网络模型的研究分为两类：逆向物流和完整物流网络。 完整的物流网络分开环和闭环两种。目前，对闭环网络结构的研究还很少，而且，现有 的研究成果中正向物流仅限于再生品的分配。 本章在f l e i s c h m a n n 等人的研究基础上，对闭环网络结构进行了研究。分两部分： 第一部分针对处于保修期内的产品返回问题，提出了企业构建逆向物流的确定性网络模 型并进行了求解。第二部分在第一部分研究的基础上，根据回收产品的数量具有不确定 性的特点，将从客户处回收的产品数量看成是随机参数，研究逆向物流网络不确定性规 划模型。 2 2 确定- 陛规划模型 2 2 1 问题的提出及模型的建立 长期以来，如何在既能满足客户需要又能最大限度节省资金的情况下，处理保修期 内商品的维修维护问题一直都是各企业售后服务的主要问题，也是一个亟待解决的难 题。对此类问题首先需要解决的就是回