（管理科学与工程专业论文）制造企业逆向回收物流的网络规划模型研究.pdf

山东师范人学硕 ：学位论义 制造企业逆向回收物流的网络规划模型研究 中文摘要 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 的要求也越来越高，由此导致产品生命周期日益缩短，更新换代速度加快，被人 们淘汰和废弃的物品也越来越多，这一方面造成了资源的巨大浪费，另一方面又 引起废弃物的不恰当流动而产生环境污染。同时，随着社会对环保的日益关注， 公众环境意识的日益增强，人们越来越重视旧产品和废旧材料的回收与重新利 用，许多国家也加大了这方面的立法力度。因而，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，认真审视 废弃物品的处理问题。于是，逆向物流业务应运而生，并日渐成为理论界和企业 界关注的热点。 产品回收网络的设计是逆向物流管理中一个很现实、很有挑战性的问题，逆 向物流运作的效率直接依赖和受限于所构建的逆向物流网络结构。因而，对一个 制造企业来说，如何合理地设计逆向物流回收网络，如何对企业逆向物流进行规 划，不仅具有重大的理论意义，还有指导实践的现实意义。而目前在我国，关于 逆向物流以及回收网络构建的研究还很少，大多为定性分析或个案研究，并且多 限于独立的逆向物流网络系统，将逆向物流与传统的正向物流有机整合在一起的 情况不多，所建模型的假设条件有时不够全面，一定程度上存在很大的局限性。 本文正是基于上述背景，在国内外学者对逆向物流管理的理论和实践的基础 上，首先对逆向物流的研究现状、概念、特征等相关内容进行了介绍，并指出了 逆向物流和正向物流的关系，使它上升到一个系统化、理论化的高度；接着研究 了逆向回收物流的网络结构，对逆向回收网络系统进行了分类，描述了各自的特 点，探讨了对于不同的回收品和回收方式，所应建立的不同的回收网络类型：最 后是本文的核心部分，重点研究了对可拆卸再制造产品的逆向回收再利用网络的 构建和优化，针对不同的构建环境，采用不同的构建方式，建立了两种改进的适 合中国制造企业的混合整数规划模型，目的在于使所建模型更加符合实际需要。 一是对前人提出的在原有正向物流网络基础上继起构建逆向回收网络所建的模 型加以改进，针对逆向回收网络部分进行优化；二是考虑将正向物流与逆向物流 相整合来构建逆向回收网络，对正逆向物流同时进行优化设计。在每种模型提出 之后，又对所建模型进行了实例验证和优化求解，以证明模型的实用性和有效性。 末尾，论文对全文的工作做了总结，分析了本文研究内容存在的问题和缺陷， 并对今后的研究方向作了展望。 关键词：逆向物流；正向物流；回收网络设计：混合整数规划 分类号：f 2 5 2 山东师范人学顾f ：学位论文 n e t w o r km o d ei s t u d y inr e v e r s er e c o v e r ylo gis tic sf o r m a n u f a c t u rin ge n t e r p ris e a b s t r a c t w 油t l l ea d v a i l c e m e i l to fs c i e n c e 孤dt e c h n 0 1 0 9 ya i l dw i t ht h ei m p r o v e m e n to f p e o p l e s l i f el e v e l ，c o n s u m c ，sr e q u i r e m e l l t sa b o u tp r o d u c t sd i v e r s i f i c a t i o n 觚d i n d i v i d u a t i o na r em o r ca n dm o r em 曲t h e r e f o r e ，m e p r o d u c t s l i f e c y c l ei s i n c r e a s i n 酉ys h o r t e n e d ，a n dm es p e e do fp r o d u c t sr e n e wi sm o r eq u i c k l yt h 觚b e f o r e s op e o p l ee l i m i n a t ea n da b a i l d 鲫m o r ep r o d u c tm a l lb e f o r e a tt l l es 锄et i m e ，w i t h p e o p l es 仃e n 酉h e l lt l l e i rc o n s c i o u s n e s so fe i l v i r o 胁e i l t a lp m t e c t i o na n dw i t ht h e g r o w i n g v i r o 姗e n tc o n c 锄，m u c ha 位e n t i o nh a sb e e nc a l l e dt 0i n d u s n yr e c o v e r yo f u s e dp r o d u c t s 锄dm a t e r i a l s d r i v e i lb 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 i l s a n dl e 西s l a t i v er e g u l a t i o i l m 觚u f k t u r e sa r eh e l dr e s p o n s i b l et 0 锄i n c r e 勰i n ge x t e n t f o rt h ee n t i r el i f y c l eo fm e i rp r o d u c t sa n dh a v et os 面o u s l yd e a lw i t ht l l ep r o b l 锄o f h o wt oh 觚d l et h ea b 觚d o n e dp r o d u c t s h e n c e ，m er e v e r s e1 0 西s t i c sb es e e na u san e w r e s e a r c hf i e i dw h j c he m e 略e 舔t h et i i l l e sr e q u i r e ，a 1 1 d 黟a d u a l l yb e c o m eah o ti s s u e w h i c ha t n a c tg r e a ta n e m i o n 丘d mt h ef i e l do ft l l e o r i e sa 1 1 de i l t e r p r i s e s w l l i l et h ed e s i 印o fp r o d u c tr e c 0 v e r ) rn e t w o r k si so n eo ft 1 1 ec h a l l e l l g i n ga n d a c t l l a l 葑e v e f s el o 百s t i c sp r o b l 锄s ，锄dt h e0 p e r a t i o ne 伍c i e l l c yd 印e n d so nt h en 出阳r k s m l c t u r eo fr e v e r s e1 0 西s t i c sd i r e c t l y s o ，t ob u s i n e s se n t e r p r i s e ，h o wt 0p r 0 铲锄t h e r e v e r s el o 百s t i c so fm eb u s i n e s sc i 【t e 叩r i s ea i l dd e s i g nt l l en e t w o r k 蛐n l c t u r eo fr e v e r s e l o 舀s t i c st h a ti ti sn o to n l yh a v ei m p o r t a n tt h e o r i e sm e 撕n g ，b u ta l s oh a v et h er e a l i s t i c m e 锄i n g b u tt h er e s e a r c ha b o u tc o n s t n l c t i n gn e t 、7 l ，o r ks t m c t u r eo fr e v e r s e1 0 百s t i c si s f e wi nm ec o u i l 缸mm o s t l yf o l 。q u a l i t a t i v e a n a l y s i so rc 嬲es t u d y ，a n dm o s t l yi s r e s t r i c t e di i lt h ei n d 印e n d e n tr 钾e r s i o np h y s i c a ld i s t r i b u t i o nn e 觚o r k s y s t 锄， c o n f 0 1 1 i n gt h er e v e r s e1 0 西s t i c ss y s t c ma n dt h e 协狙i t i o n a lf o r w a r d1 0 百s t i c ss y s t e m o r g a i l i ci sv e r yf e wi 1 1m ep r e s e n ts i t u a t i o n a c c o r d i n ga b o v e m e n t i o n e db a c k g r o u n d ，t h ea r t i c l ei n 协o d u c e sp r e s e n tr e s e a r c h c o n c e p t 觚dc o m p o s i n go fr e v e r s el o 百s t i c sa n de x p l a i n sm ed i 虢r e n c eb e t 、e e n r e v e r s el o g i s t i c sa n dg e n 甜cl o g i s t i c sb a s e da l lw o 订ds c h o l a r ss t u d ya b o u tt h e o r i e s a 1 1 dp r a c t i c e so fr e v e r s el o g i s t i c s f i r s t l y s t u d i e sn e 铆o r ks 缸u c t l l r eo fr e v e r s el o g i s t i c s ， c l a s s i f i e st h en e m o r k so fr e v e r s e1 0 百s t i c sb yd i 虢r e n tt y p e so fr e c y c l e di t e m sa n d t h e i rd i f r e r e n tr e u s ep u 印o s e sa i l ds h o w st h e 笋a p h so fm e r e c l a i m i n gn e t w o r kf o rt h e d i f 五色r e n td i s c a r d e dg o o d sa n dr e c l a i m i n gm e t h o ds e c o n d l y ：f i n a l l y ；i ti st h ec o r eo f t h i sa n i c l et h a t ，咖d i e sm ec o n s t m c t i o no f r e p r o d u c i n gn e t w o r k ，s e t su pt h en e 觚o r k 山东师范人学硕卜学位论文 c o n s t n l c t i o nm i x e di n t e g e rp l a n l l i n gm o d e l sf o rc h i n e s em a n u f i a c t u r ce n t e 叩r i s e s ： f i r s t ，c o n s i d e 绚哇n o tt 0c h a i l g et h ee x i s t i n gf 0 刑a r d1 0 9 i s t i c sn e m o r k 觚d0 nm eb 蕊i s o fi t ，b u i l tr e v e r s er e c o v e 巧l o 百s t i c sn e 觚o r km o d e l ，t l l a ti s ，m eo r i 舀n a lf o r w a r d 1 0 百s t i c sn e 帆o r kw 嬲b ee x t 肌d e d ，锄do n l yt 00 p t i l n i z et h er e y e r s el o 百s t i c s ；s e c o n d ， c o n s i d e r e dt t l a tt h ec o n f 0 肌i t yt 0m ef o r w a r dl o 西s t i c s 狮dt h er e v e r s i o nl o 西s t i c s r e c y c l i n gn c 帅o r kl n o d e l ，t l l ea i mi st o0 p t i m i z em e 南r w a r d 锄dr e v e r s el o 百s t i c s n e 押o f i 【s f i n a l l y ，t h ep a p e rs u p p l i e sac a s es t u d yt 0t e s t i f yt l l ea p p l i c a b i l 时o fm e m o d e l s h lm ee 1 1 d ，m ep a p e rh 弱as u 芏】吣a r i z a t i o n0 nm e r e s e a r c m n gw o r k ，a 1 1 a l y z i n gt h e p r c i b l 锄sa n ds h o r t c o m i n g s ，西v i n gas e r i e so f 、，i s t 弱t 0m em t u r ed i r e c t i o no f r e s e a r c h k e yw o r d s ： r e v e f s el o 百s t i c s ； f 0 刑矾l 0 百s t i c s ；t h ed e s 啦o fr e c o v e r ) ， n 咖o r k s ；m i x e dh n e g e rp l a n n i n g c 1 a s s i 矗c a t i o n ：f 2 5 2 独创声明 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究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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( 注： 如没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：韬导师签字每讲 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解兰堕有关保留、使用学位论文的规定，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，允许论文被查阅和借阅。 本人授权生堕可以将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、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：茗才 导师签字奄及 签字日期：2 0 03 年j 月少日签字日期：2 0 0 牌珀砂日 山东师范人学硕 ：学位论文 第一章绪论 1 1 论文的选题背景及研究意义 科学技术的进步和经济的全球化发展，使得现代物流活动与社会经济发展之 间的关系更为密切。一方面，现代物流是经济发展的支柱，另一方面，经济的发 展又会引起物流总量的增加。大量生产引起大量流通、再生产进而又引起大量消 费，在这一供应链上的每一环节都会出现大量的废旧物品。废旧物品丧失了经济 价值而并未失去使用价值，如果通过合适的方法进行处理，仍可以恢复其经济价 值。但是长期以来，企业管理者一直将顾客退回品、产品使用过程中及使用后产 生的废弃品处理排除在企业经营战略之外，对逆向物流活动几乎没有引起重视。 正如国外的一篇商业评论指出：“退货中所孕育的未知机会，直到现在还少有企 业考虑过。【l l ，学术界和企业界所研究的焦点一般集中在“正向”的物流活动 上，即从原材料的采购，到企业内部的制造支持，经过实物配送，满足客户需要 等一系列活动，它是以产品的完整供应链为基础，使经营活动中的各种物料按次 序、按步骤地向前流动。从这样一个物流系统可以看出，产品到达顾客手中后， 就基本离开了企业的物流系统，某些附件如包装就完成了自己的使命，如果没有 其他措施，这些附件的生命周期随即结束。而产品在使用一段时间后，也会结束 自己的生命周期，此时产品本身及其附件都会无序地流向环境。大多数企业在构 建自己的物流系统时，没有考虑产品消费后的残余部分如何处理，这显然是不完 善的。一方面造成了资源的巨大浪费，另一方面又引起废弃物的不恰当流动而产 生环境污染。 因此，企业必须从循环经济理论出发，重新构建自己的供应链体系，使物料 在供应链系统内循环使用、流动。而且在如今信息技术掌控的时代，构成物流系 统的各项职能正在改变着现代物流的发展方式，尤其是随着人们对环境保护意识 的增强，对企业伦理道德的呼唤，原先被忽视的逆向物流逐渐被提上日程。这种 努力提升了物料循环再利用的理念，能够达到资源再生、物料增值和成本节约的 目的。正如零售巨头西尔斯公司的物流副总裁所言：“逆向物流也许是企业降低 成本中的最后一块处女地 【。表l l 给出了一些行业以及其产品的回返率。 表l 一1生产企业及其回返率 行业回返率 杂志出版社5 0 书籍出版社2 0 3 0 书籍发行业l o 一2 0 山东师范大学硕 学位论义 贺卡 2 0 3 0 电脑制造商 l o 2 0 c d r o m s 1 8 2 5 打印机 4 8 汽车部件 4 6 消费型电子产品 4 5 家用化妆品 2 3 资料来源： s t r a t e 西c i s s u ei np r o d u c tr e c o v e r ym a l l a g 锄e n t c a l i f o m i a m a n a g e m e n tr - e v i e w n o 2 ，l9 9 5 【2 1 。 随着回返品的增加和高新技术在市场领域的引入和利用，各行业的返回品价 值也呈不断上升的趋势。逆向物流执行协会在份调查中发现，1 9 9 9 年全球圣 诞节后的顾客退货额高达6 亿美元，2 0 0 0 年圣诞节后的退货额则高达1 0 亿美元。 施乐、惠普等公司成功地实施了产品回收，并取得可观的收益。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 2 显示了全球回收物流的市场 价值。 表1 1 全球回收物流市场价值( 单位：百万美元) 市场结构 年限增长 1 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 0 率 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 12 4 7 7 27 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 2 6 。83 4 包装和托盘 3 4 63 8 3 44 2 4 84 7 0 75 2 1 85 7 7 86 4 0 29 2 回收利用 终端消费者 1 6 8 1 51 8 4 9 72 0 3 4 62 2 3 8 12 4 6 22 7 0 8 12 9 7 8 98 5 维修品 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 46 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 16 9 6 1 71 1 4 有霉品 1 4 7 0 91 6 0 3 21 7 4 7 61 9 0 4 92 0 7 6 42 2 6 3 22 4 6 6 97 7 废弃物收集 8 8 5 7 89 7 6 0 21 0 7 6 0 41 1 8 6 9 41 3 0 9 9 41 4 4 6 5 91 5 9 8 3 18 8 归类、加工 处理合计 总计 1 2 6 4 1 11 3 8 8 5 11 5 2 5 8 61 6 7 7 5 91 8 4 5 2 82 0 3 0 6 92 2 3 5 8 28 5 资料来源：中外物流快讯【2 】 山东师范人学硕i ：学位论文 由上表我们分析得知，逆向物流的市场价值越来越大。这种变化一方面给有 关企业带来了冲击和挑战，另一方面又给那些紧跟时代步伐的企业提供了令人无 限遐想的市场机遇。因而，如何有效地利用逆向物流强化企业的竞争优势，维系 顾客的满意度和忠诚度，提高供应链的整体绩效水平是每个制造型企业和物流企 业面临的新课题。 目前国内的逆向物流还处于初始阶段，发表的论文较少，而且大多是介绍逆 向物流的概念、国外应用情况和其重要地位，很少涉及具体的系统设计和网络规 划。合理的逆向回收网络的构建不仅在企业层面有利于提高顾客满意度及服务质 量，还有利于提高企业的市场竞争力，减少成本；在社会层面也有利于提高资源 利用率，节约自然资源，利于环境保护，同时对我国经济的可持续发展具有非常 重要的意义。 本文在此背景下，对我国制造企业的逆向回收物流的实施战略进行研究，着 重考虑了在实施过程中的网络构建问题，提出了可行的解决方案。 1 2 国内外目前的研究现状 1 2 1 国外的研究现状 关于逆向物流的研究是一个新的课题，国际学术界对它的研究大约始于上世 纪九十年代。 1 、国外逆向物流的研究 最早有关逆向物流的描述可追溯到1 9 8 1 年，l 锄b e r t 和s t o c k 认为逆向物流 是不同于产品正常出货渠道的反向流动【3 】。2 0 世纪9 0 年代美国物流管理协会发 表了两部关于逆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 重要性【4 】，k o p i c 姑提出了逆向物流的原则和实践，讨论了再利用和循环利用的 机遇【5 】。9 0 年代后期对逆向物流管理的研究逐渐深入，主要集中在逆向物流对宏 观经济的影响、与常规网络的集成技术、逆向物流的管理策略以及减少回收产品 的不确定性问题的方法等方面。s t o c k 研究了逆向物流管理的建立和实施1 4 】； r o g e r s 和t i b b 昏l e m b b k e 介绍了逆向物流广泛的商业应用【6 】；m o t i t z f 1 e i s c h m 锄d 等论述了逆向物流系统的复杂性【7 8 】；d e n n i s w i = 乙m m w i e d e 阐述了 第三方集团进入逆向物流市场的可能性【9 】；b e n l de h i r s c h 对逆向物流的运作进 行了模拟【l o 】。 2 、国外逆向物流网络的研究 国外对于逆向物流网络构建方面的研究，主要是针对一些具体产品的逆向物 流网络规划。 山东师范人学颀 ：学位论义 ( 1 ) 可直接再利用物品 o n 和v n i e n s 于1 9 9 5 年设计了一个可再用运输包装容器( 袋) 的物流系 统，他们根据系统参与成员( 代理中心、负责空包装容器( 袋) 收集、存贮、 交付的物流服务商、货物发送人、货物接受人、货物运输商) 所承担的服务角 色的不同，重点研究空包装容器的运输、维护、储藏工序，并从历史运输数据中 估计出系统中包装容器的期望数量以及需求服从的几何分布，建立了一个能确定 空包装容器仓库数量和设置地点的选址定位混合整数线性规划( m i l p ) 模型， 该模型与经典的无容量限制的仓库选址定位模型非常相似【& 1 1 】。d e lc a s t i l l o 和 c o c l l r a i l 于1 9 9 6 年建立了一个可再用灌装容器的运输分销网络模型，他们分析 了空容器返回原先企业当作新资源后对企业的生产计划、运输计划的影响，并将 模型应用到一个软饮料企业中【l2 。 ( 2 ) 可再生产品 s p e n 西e r 等于1 9 9 7 年从环境和经济的角度研究了在钢渣等废料的再生过程 中处理能力、成员合作的可行性以及再生设备的选址定位问题。由于再生处理设 备的处理能力、安装地点等涉及到不同的费用，故该模型将传统的m i l p 模型作 了修改，添加了设备最大处理能力的有限性及运输成本为分段线性函数等假设条 件，得到了一个多级选址定位模型【l3 1 。 b 椰s 等于1 9 9 8 年研究了一个从建筑废弃物中再生沙子的网络结构系统。 他们根据对建筑废弃物的分类以及污染程度的检测，将沙子分成三类：干净沙、 半干净沙和脏沙，为此设置了对再生沙子处理的两个中间机构：一个是用于堆放 干净沙子和半干净沙子的区域仓库，另一个是用于将脏沙子处理为干净沙子的净 化场所，为此构建了一个用于确定仓库容量及净化设备安装地点的多级选址定位 m i l p 模型，并用启发式算法得到了中间机构设置数量的上下界【1 4 1 。l i s t e s 和 d e k k e r 以不确定性的观点重新研究了此问题，提出了一个多阶段随机规划模型 【l5 】 o l 0 u w e r sd ，pbj ，p e t e r se ，s o u r e i lf ，f l a p p e rsdp 于1 9 9 9 年设计了地 毯废品再生网络的结构。根据对废旧地毯的收集、预处理、运输等工序以及相应 的成本费用( 投资成本、处理成本、运输成本等) 建立了一个确定预处理中心位 置及处理能力的非线性连续选址定位模型，这个非线性模型的特点是模型考虑了 设备折旧成本并可自由选择预处理中心的设置地点；该文最后还讨论了该模型在 欧洲和美国企业中的应用效果【l6 1 。 ( 3 ) 可拆卸再制造产品 b e r g e r 和d e b a i l l i e 于1 9 9 7 年研究了一个将已有的生产分销网络扩展成 一个具有拆卸、检测处理中心的网络结构。他们假设己有的生产分销网络包 括工厂、配送中心、顾客三个部分。在扩展后的网络中，从顾客手中【u j 收的废旧 4 山东帅范人学硕卜学位论文 产品在处理中心经过拆卸、检测分成三类：可直接运送到配送中心再销售的产品、 含有可再用于工厂生产过程之零部件的产品和其它无用废弃物。由于已有网络的 设施数量及其位置均已确定，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，他们建立了一个m 也p 模型来确定最优的设备 安装地点和处理能力【1 7 j 。 j a 姗a 等在1 9 9 9 年研究分析了美国电子设备再制造公司的物流网络结 构，根据对旧产品( 或核心部件) 的收集、再制造和再制造产品的分销等处理流 程，考虑投资、运输、处理、存贮等成本因素，并在假设消费者对再制造产品的 需求与其对旧产品的处理无关等条件下，建立了一个确定仓储容量和位置的 m 耻模型，以确定网络结构中最优的机构设置数量和设置地点【1 8 1 。 k d 妓ehr ，v a nh a n e i la ，s c h u u rpc 于1 9 9 9 年针对耐用消费品( 如复印 机等) 提出了一个构建多级回收系统网络的m i l p 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运作程序( 分解、修理更换和 再组装) 的情况。在再制造过程中，对拆卸分解下来的零件进行检测，剔除已坏 或无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出最优的设置地点【1 9 】。 1 2 2 国内的研究现状 国内对于逆向物流问题的研究工作主要集中在学术界方面，相关资料较少， 总结目前国内关于逆向物流的文献，主要集中在以下几个方面： l 、逆向物流的概念、成因与价值。柳键利用各种理论，如产业组织理论、 市场竞争理论对逆向物流的起因和管理问题作了分析【2 0 】；郑晓娣与季建华指出 逆向物流的成因有环境的压力、经济的驱动和市场的诱惑，并从不同角度对逆向 物流作了分类【2 。韩经纶与杜培枫则把逆向物流的成因分为来自顾客的退货行 为，来自供应商的产品召回和来自环境保护相关法规，并对逆向物流的战略价值 进行了分析【2 2 1 。 2 、逆向物流成本效益分析。谢家平与陈荣秋运用基于作业的成本分析法， 全面论述了零部件重用、材料再生等废弃产品处理的成本与效益，建立了产品回 收处理的财务分析模型【2 五2 4 】；杨杰与周磊山等通过对逆向物流的组织模式、成 本组成的研究，建立了逆向物流的最小费用模型，探讨了逆向物流产品费用最小 的回收方案，并对其中的运输成本提出了一套具有通用性的优化算法【2 5 1 。 3 、与逆向物流管理相关的问题。9 0 年代后期向盛斌着重从环境伦理上论述 了逆向物流管理的必要性，强调政府管制f 2 6 】：陈宇从企业的角度论述了逆向物 流的有效管理策略，强调企业的正向物流应与逆向物流有机整合【2 7 】；黄本笑与 山东师范大学硕_ j 学位论文 骆琴提出要树立全新的资源环境观，分层次实施逆向物流目标，从供应链范围构 建企业逆向物流系统等逆向物流管理策略1 2 8 】；许峰等人分析了利用第三方物流 促进逆向物流实施的优势，指出第三方物流是逆向物流管理的趋判2 9 】。 4 、电子商务环境下的逆向物流策略。丁静与杜习英在借鉴国外先进实践经 验的基础上，讨论了电子商务中的退货管理【3 0 】；冯晖针对在线销售商提出了逆 向物流的实施策略，包括完善在线购买过程，制定积极的退货政策，建立集中退 货中心等【3 1 1 。 5 、逆向物流的网络设计。这方面的研究在国内非常前沿，相关文献集中分 布在近几年内。2 0 0 3 年米宁在其硕士毕业论文中，从三个层次：战略层、策略 层和业务层考虑了逆向物流的网络设计问题【2 】。马祖军等人探讨了再使用、再制 造、再循环和商业退回等几种不同类型的逆向物流网络结构与设计【3 2 1 ；他的另 一篇文章提出了一种在传统生产分销物流网络基础上进行再制造物流网络优化 设计的混合整数线性规划模型，使各种再制造物流设施的投资和运营成本以及设 施间的运输成本之和最小【3 3 1 。冷杰和熊寿刚建立了一个具有三层结构的再制造 逆向物流网络节点选址的m 衄模型，具有一定的可用性【3 引。 1 2 3 当前研究的不足之处 通过文献回顾可以看到，国外研究中大多数文献都是描述性的，理论落后于 实践；而且企业逆向回收网络规划设计方面的文献较少，尤其是公开发表的关于 逆向回收网络建模优化的文献较少，也很少做过比较细致的对比研究；关于逆向 回收物流网络的选择也没有能够提供一个较好的方法或模型。而国内目前对逆向 物流的实践刚刚开始，其应用研究成果还鲜有报导，研究大多为定性分析或个案 研究，多限于独立的逆向物流网络系统，将逆向物流系统与传统的正向物流系统 有机整合在一起的情况不多。且所建模型的假设条件往往不够全面，过于理想化， 在一定程度上存在很大的实用局限性。从目前来看，与国外相比还有一定的差距。 1 3 本文的主要研究内容及组织结构 1 3 1 主要内容 本文研究的是物流中的一个新领域：逆向回收物流的网络规划问题，目的旨 在对制造企业逆向回收物流网络的构建问题进行讨论，具体探讨对可拆卸再制造 产品逆向回收网络的构建及优化，并采用定量的方法，使网络中设施的投资和运 营成本、产品的处理成本以及设施间的运输成本等之和最小。主要内容如下： 6 山东师范人学硕i ：学位论文 首先文章阐述了逆向物流及其相关概念，对逆向物流的业务和涉及的相关技 术进行论述，从而把逆向物流与传统回收区别开来，把它上升到一个系统化、科 学化的高度，有助于我们对逆向回收网络设计优化的理解。 其次，指出了制造企业实施逆向回收物流的作用及问题。分析了制造企业实 施逆向物流的主要目的及战略价值，同时指明了当前实施逆向回收物流需要解决 的首要问题。 接着，文章对制造企业中逆向回收物流的网络结构进行了研究。指出了逆向 回收网络的结构特征和不同的回收网络类型，并探讨对于不同的回收品和回收方 式，应建立何种回收网络的问题。这是逆向回收网络设计优化的基础。 最后是本文的核心部分：具体对制造企业可拆卸再制造产品的回收网络进行 构建和优化。针对不同的构建环境，采用不同的构建方法建立两种改进的回收网 络模型：一是对前人提出的在原有正向物流网络的基础上继起构建的逆向回收网 络模型加以改进，针对逆向回收网络部分进行优化；二是考虑构建将正向物流与 逆向物流相整合的回收网络模型，对正逆向物流同时进行优化设计。提出这两种 改进模型的目的就在于使所建模型更为合理完善，更加符合实际需要。随后将所 建数学模型进行实例分析，以验证模型的可行性和有效性。 1 3 2 本文的创新点 本文的主要创新点在于对回收网络模型构建问题上的改进与创新。 对于模型一：继起构建逆向回收物流网络，是对前人提出的模型加以改进， 使所假设的条件环境更加全面合理，所建立的模型更加符合实际需要。 1 、考虑对多种产品的回收，并同时涉及所建设施的规模经济性。 2 、考虑回收产品流通过程中的不完全性，包括：检测中心存在一定的回收 率，以及回收产品在运输和检测过程中的材料损耗和废弃问题。 3 、考虑未被检测中心回收的产品在回收点的库存成本。 对于模型二：考虑将正向物流与逆向物流设施相整合，对正逆向物流同时进 行优化。再者： 1 、考虑对多种产品的销售和回收。 2 、考虑回收产品在运输和检测过程中的材料损耗和废弃问题。 1 3 3 本文的结构 本文总共分六章，各章的主要内容如下： 第一章绪论，简要介绍了论文的选题背景及研究意义、当前国内外的研究现 状和论文的主要内容及组织结构。 7 山东师范人学硕l j 学位论文 第二章逆向物流的相关知识概述，内容包括：逆向物流的概念与内涵、成因 及分类和逆向物流的特征。 第三章制造企业实施逆向回收物流的作用及所要解决的首要问题。 第四章制造企业逆向回收网络的结构，内容包括：逆向回收物流网络的结构 特征、产品回收网络的具体类型和设计原则。 第五章制造企业逆向回收物流网络的构建，提出两种改进的网络规划模型， 一种是同时考虑库存成本、运输成本、处理成本和不完全因素的影响，在原有正 向物流网络的基础上继起构建逆向回收网络；一种是根据将正逆向物流网络相整 合的思想来构建回收网络模型。提出这两种改进模型的目的就在于使所建模型更 为合理完善，更加符合实际需要。随后对所建模型进行实例验证和优化求解，以 证明模型的实用性和有效性。 第六章总结与展望，对本文的研究成果进行总结并指明今后的研究方向。 8 山东师范人学硕 ：学位论文 第二章逆向物流相关知识概述 2 1 逆向物流的概念与内涵 2 1 1 逆向物流的定义 国外一些学术机构及研究机构对逆向物流的定义有着不同的表述。 l a m b c n 和s t o c k 最早将逆向物流描述为在单行道上走错了方向，这里的单 行道是针对正向物流渠道而言的【3 1 。这个定义与1 9 8 6 年m u r p h y 提出的定义类似。 1 9 8 9 年m u r p h y 和p o i s t 把逆向物流定义为：货物从消费者到生产者的流动。总 之，在2 0 世纪8 0 年代，逆向物流的范围仅限于货物从消费者到生产者的流动， 与正向物流相反。 2 0 世纪9 0 年代，逆向物流的含义得到大大的丰富。1 9 9 8 年，s t 0 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【3 5 】。c a n e r 和e l l 姗在j o 啪a lo fb u s i n e s s l o 西s t i c s 中也采用了类似的定义：逆向物流是公司通过再循环、再使用以及减少 原材料的使用，使公司可以有效地达成环境保护的过程；他们还认为逆向物流狭 义的定义是：通过配销的网络系统将所销售的产品进行回收的过程。 逆向物流管理方面的权威组织、非盈利专业组织美国逆向物流执行委员 会( 砌正c ) 主席d a l es r o g e r s 博士和r d n a l dt i b b 铋l 朗1 b k e 博士，1 9 9 9 年出 版了第一本逆向物流著作g 0 i n gb a c k w 莉s ：r e v e r s el 0 西s t i c st r e n d s 锄d p r a c t i c e s ，书中认为：逆向物流是为了资源回收或处理废弃物，在有效及适当 成本下，对原料、在制品、成品和相关信息，从消费点到原始产出点的流动和储 存，进行规划、执行与管制的过程【6 】。在一定意义上，可以认为逆向物流是正向 物流的逆过程【5 】。 逆向物流的内容应该涵盖：由于损坏、季节性、再储存、 残次品、召回或者过度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、改制或翻新的产品；处理废弃的机器或设备；处理危险物 料；恢复价值【3 6 1 。 另一家国际权威组织美国物流管理协会( c l m ) 也给出了逆向物流的 正式定义，即逆向物流是对从消费地到起始地的原材料、加工库存品、产成品以 及相关信息的高效率、低成本的流动而进行规划、实施和控制的过程。 2 0 0 3 年，欧洲逆向物流管理协会将逆向物流定义为【3 7 】：计划、实施和控制 原材料、中间库存、最终产品从制造、分销或使用点到恢复点或适当处置点的过 程。 9 山东帅范人学硕f ：学位论文 我国2 0 0 1 年制定的国家标准物流术语中，定义了回收物流，即：指不 合格物品的返修、退货以及周转使用的包装容器从需求方返回到供应方所形成的 物品实体流动；废弃物物流：指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( 3 8 3 9 】；绿色物流，即在物流过程中抑制物流对环境造成危 害的同时，实现对物流环境的净化，使物流资源得到最充分的利用【加】。我国虽 然没有逆向物流的定义，但是其中的回收物流和废弃物物流构成了与绿色物流相 区别的逆向物流。 综上而言，逆向物流其实是一个概括性的词语，有广义与狭义之分。从狭义 上讲，逆向物流是通过分销网络系统将所销售的产品进行回收、处理的过程。从 广义上看，逆向物流代表了与物料重用、节约资源及保护环境有关的一切活动， 因此，也应该包括减少正向物流过程中的物料消耗，如生产过程中的原料节约、 边角余料的重新利用、包装物的重新利用、次品的改造等，以便有更少的物料回 流，使正向物流量和逆向物流量同时缩减。而我们可以对逆向物流这样定义，即： 逆向物流是对原材料、半成品、最终产品和相关信息从消费点到原产地的高效率、 低成本流动和存储所进行的计划、实施和控制过程，目的是恢复产品的价值或对 产品进行正确的处理。 2 1 2 逆向物流的内涵 上述定义虽然对逆向物流有不同的陈述，但它们关于逆向物流的内涵是基本 相同的。逆向物流是伴随着正常物品供应链管理过程中所发生的一系列活动，包 括对物品的再循环利用，出于质量因素的返修、退货行为，以此节约成本或为顾 客提供更加满意的服务。综合以上各种描述，我们可以从逆向物流流动的对象、 流动目的、活动构成等方面来理解逆向物流的内涵。 ( 1 ) 从逆向物流流动的对象看，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。 ( 2 ) 从逆向物流流动的目的看，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 ) 从逆向物流活动构成看，为实现逆向物流的目的，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 从顾客、零售商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 网络，以保证这些废、次品的回收，并保证它们的使用价值得以快速恢复1 4 。 1 0 山东师范人学顾 j 学位论义 2 2 逆向物流的成因及分类 2 2 1 逆向物流产生的驱动因素 鉴于全球制造业的激烈竞争以及世界能源的紧缺，逆向物流在世界范围内急 速兴起，从企业的角度看，逆向物流形成的驱动因素主要有四个方面【辄4 l 】： ( 1 ) 法规强制：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 日渐衰退，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。 而且对使用过的产品及材料的再生恢复，已逐渐成为企业满足消费市场需求的关 键力量，因而许多发达国家已经强制立法，责令生产商对产品的整个生命周期负 责，要求他们回收处理所生产的产品或包装物品等。如德国1 9 9 1 年颁布的关于包 装材料的条例中，要求厂商回收所有销售物品的包装材料；荷兰则要求汽车制造 商对所有废旧汽车实行再生【_ 7 1 。我国也于2 0 0 3 年出台并开始实施电子垃圾回收 利用法草案，该草案明确规定制造商有义务对废旧产品回收再处理，其他 相关法规和条例也陆续出台。 ( 2 ) 经济利益：面对这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，许多公司都将逆向物流看成是提升竞争力的重要法 宝。企业通过对废旧物品的