（管理科学与工程专业论文）逆向物流不确定性建模与回收预测.pdf

摘要 伴随着生态平衡破坏、能源枯竭、数量巨大的生活垃圾等一系列环境问题的 日益加剧，以及随着高新技术的发展，同时也是企业通过提高服务来获得竞争力 的需要，逆向物流越来越受人关注。过去十几年里，逆向物流的理论和实践都取 得了很大的发展，但逆向物流实施过程中一个贯穿始终的难题不确定性问题 始终制约着这些理论和实践的改进。本文的主要研究对象，就是逆向物流不确定 性问题的分析和解决。文章分为五个部分来阐述。 第一部分是逆向物流研究的概述。首先说明了本文的选题背景和意义；然后， 概括闭环供应链和逆向物流的定义，并阐述这两者之间的关系；最后，通过对国 内外逆向物流的研究发展现状，尤其是逆向物流模型的研究现状的分析，提出目 前逆向物流实践过程中的不确定性问题。 第二部分主要进行逆向物流不确定性的因素分析，并建立了分析模型。文章 采用过程的分析方法对逆向物流不确定因素进行分析。首先例举了四个典型市场 细分的过程模式，通过四个市场模式的对比说明，概括出各市场逆向物流不确定 性的直接影响因素。然后，从直接因素出发，探讨其背后的根本原因，并把这些 原因进行了归类整理。在此基础上，采用了层次分析法对不确定性的根本影响因 素建立分析模型。例举了两个典型的市场细分，专业化高技术市场和日用消费品 市场作对比说明。 第三部分首先介绍前人对相关问题的研究；然后具体阐述了预测的基本原理 和方法，以及预测技术在解决逆向物流回收数量不确定性问题中的应用。 第四部分采用一个实例，利用时间序列预测和灰色预测方法进行了具体计 算，并通过e x c e l 软件进行了数据序列拟合度分析。通过结果对比分析，得出灰 色预测在处理高度不确定的逆向物流问题中，可以获得更好的效果这个结论。 最后，第五部分，对本文的主要结论和所用方法的局限性进行了概括。 关键词：逆向物流闭环供应链层次分析法时间序列预测灰色预测 a bs t r a c t t h e r e ，r em a n yr e a s o n sw h i c hl e a dm o r ea t t e n t i o nt ot h er e v e r s el o g i s t i c s ( r lf o r s h o r t ) i n c l u d i n gt h ee n v i r o n m e n t a lp r o b l e m sa b o u t t h eb r e a k a g eo fe c o l o g i c a lb a l a n c e ， r e s o u r c ee x h a u s t ，h u g el i v i n go ri n d u s t r i a lj u n k ，a n dt h ed e v e l o p m e n to fh i g h - t e c h ， a l s ow i t ht h en e e dt oi n c r e a s et h ec o m p e t i t i v ep o w e rf o rt h ec o m p a n y t h o u g hi th a s m a d eg r e a tp r o g r e s so v e rt h ep a s td e c a d e ，t h e r e ss t i l lat o u g hp r o b l e mo fu n c e r t a i n t y w h i c hl i m i t st h ei m p r o v e m e n to ft h e s et h e o r i e sa n dp r a c t i c e s t h et h e s i si sa b o u tt h e a n a l y s i sa n dr e s o l u t i o no f t h ep r o b l e m t h e r e r ef i v ep a r t s i nt h et h e s i s t h ef i r s tp a r ti st h er e v i e wo f t h er l t h eb a c k g r o u n da n dm e a n i n go ft h et h e s i sa r e p o i n t e do u t t h ed e f i n i t i o n o fc l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i na n dr l ，a sw e l la st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e ma r ei n t r o d u c e d f i n a l l y , t h eu n c e r t a i n t yp r o b l e m i sp u t f o r 、 ，a r do nt h eb a s i so ft h er e s e a r c hs t a t u so fr l d o m e s t i ca n da b r o a d ，e s p e c i a l l yt h e r e s e a r c ho nm o d e l t h es e c o n dp a r ti sm a i n l ya b o u tt h ef a c t o r so f t h er lu n c e r t a i n t ya n da l la n a l y s i s m o d e i a tf i r s t ，t h et h e s i sm a k e sac o n t r a s ta b o u tf o u rt y p i c a lm a r k e t sb yp r o c e s s ；a n d t h e nb a s e do fi t ，t h et h e s i ss u m m a r i z e st h ed i r e c tf a c t o r so fu n c e r t a i n t ya n de x p l o r e s t h ee s s e n t i a lf a c t o rc o r r e s p o n d i n gt ot h ed i r e c tf a c t o r s t h et h e s i sa l s op u t sa na n a l y s i s m o d e ib va h pt oa n a l y s i st h e s ef a c t o r s t h es p e c i a l i z e dh i g h - t e c hm a r k e ta n dt h e d a i l yc o n s u m e r m a r k e ta r ep i c k e du pt os h o wt h ec a l c u l a t ep r o c e s s e s t h ef o c u so ft h et h i r dp a r ti st h er e s o l u t i o no ft h eu n c e r t a i n t yp r o b l e m t h er e l m i v e r e s e a r c h e sb e f o r ea r es u m m e du p t h ep r i n c i p l e so ff o r e c a s tt e c h n o l o g i e s a r e i n t r o d u c e d ，e s p e c i a l l yt h et i m es e r i e sf o r e c a s ta n dg r e yf o r e c a s t t h et h e s i sp o i n t e d o u tt h ea p p l i c a t i o no ff o r e c a s tt or e s o l v et h eq u a n t i t yu n c e r t a i n t yo f c o l l e c t i o np r o c e s s t h ef o r t hp a r ts e t sa ne x a m p l et os h o wt h ec a l c u l a t i o np r o c e s sb yt i m e s e r i e s f o r e c a s ta n dg r e yf o r e c a s t ，a n da n a l y z e st h es i m u l a t i o nd e g r e eb ye x c e l i tc o m e s t o t h ec o n c l u s i o nt h a tt h eg r e ym o d e li sm o r es u i t a b l ef o rt h er lw i t hh i g hd e g r e eo f u n c e r t a i n t y i nt h el a s tp a r t ，t h em a i nr e s u l t sa n dt h el i m i t a t i o n so f t h em e t h o da r eg e n e r a l i z e d k e yw o r d s ：r e v e r s el o g i s t i c s s e r i e sf o r e c a s tg r e yf o r e c a s t c l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i n a h pt i m e t 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究工作和取得的 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，也不包含为获得丕鲞盘鲎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了谢意。 学位论文作者签名：卫支蜀 签字日期： 佃年月j 5 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解叁盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘茔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，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印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签各：l 丈墒 导师签名： 签字日期：卅年月l 箩日 禹绎勿 签字日期： 刁年 月卢日 第一章概述 1 1 选题背景和意义 第一章概述 2 0 世纪后半期，全球经济经历了爆发式的增长，同时，人们也注意到了严 重破坏的生态平衡、近乎枯竭的能源环境、以及数量巨大的工业生活垃圾。1 9 9 9 年，美国逆向物流委员会的专项调查表明，当年美国各企业逆向物流的成本超过 了3 5 0 亿美元，约占物流成本的5 。如今，美国各行业的退货额从1 9 9 2 年的 4 0 0 亿增长至6 5 0 亿美元。循环经济，可持续发展，和绿色经济这些概念，频频 进入到商业和科研的范畴之内。在这个背景下，到2 0 世纪9 0 年代，一个新的名 词，逆向物流，为这一问题的解决提供了一个利刃。 逆向物流，之所以受到如此重视，其原因很多。概括地来说，可以从社会和 企业两个角度来分析。首先，从社会的角度来看，其原因有： ( 1 )自然环境和能源问题： ( 2 ) 废旧物品的重复利用和处理问题； ( 3 ) 生活垃圾和有毒有害物质的处理问题； ( 4 )环保法律法规的制定。 从企业的角度看，逆向物流受到重视的原因有： ( 1 ) 政府立法对产品处理的规定； ( 2 ) 处于生命周期终端产品所具有的经济价值； ( 3 ) 企业竞争对于提高售后服务的需要； ( 4 )新型营销方式导致退货问题更为严重； ( 5 )产品生命周期的缩短； ( 6 ) 社会潮流的压力。 这些原因，也同时说明了逆向物流可以解决的问题。逆向物流的社会效益和 经济效益，已经有很多人做过研究。综合起来说，逆向物流的经济效益，是指通 过对不合格产品、生命周期终端产品、以及包装等的适当处理，提高零部件、产 品和包装的重复利用率、使用年限、以及最终处理费用，从而获得巨大的经济价 值。逆向物流的社会效益，是指通过对废弃物品、不合格产品、包装、以及有毒 有害垃圾的重复利用和适当处理，以达到保护环境，减少能耗，和提高可持续发 展的目的。通过逆向物流，可以使传统的经济发展模式向循环经济转变，实现经 济与环境的协调发展。 第一章概述 经济和环境相协调的典范区域，欧盟，在近十几年来，对于逆向物流的规定， 例如，表l - l 中对于电器产品的回收规定，成为我们很好的教材。在德国，1 9 9 1 年就制定了包装条例，强制工业企业回收所使用的包装材料。随着高技术产品的 普及，制造商责任延伸制，对于提高回收和重复利用水平，以及终端产品适当处 理也是一个可以借鉴的好方法。 表1 1 欧盟电器产品回收再利用相关规定 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 3 l t 通讯器材 7 56 5 4 消费型家电 6 05 0 5 照明器材 8 0 6 工具类 6 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 57 0 资料来源；世界标准化与质量管理 从家电来说，根据国家统计局城调总局的调查资料显示，目前我国电视机社 会保有量约为2 3 亿台，洗衣机4 3 5 亿台，电冰箱4 3 2 亿台，这些家电大多是在 2 l 世纪8 0 年代中后期进入家庭的，按正常寿命1 0 1 5 年计算，从2 0 0 3 年起我国 进入家电报废的高峰期。而且，随着科学技术的发展，家用电器的更新换代也越 来越快【l 】。目前中国每年有废旧钢铁3 0 0 多万吨，废有色金属2 0 多万吨，报废汽 车2 0 多万辆，废纸2 0 0 多万吨，废塑料8 0 多万吨，废玻璃1 0 0 多万吨 2 1 。但是，在 我国，逆向物流相对落后，物流过程中的损坏，加上信息系统的错位导致的经济 损失相当大。但在粗放式回收中，逆向物流还是取得了很好的成果。据统计，自 2 0 世纪6 0 年代以来，全国回收再生资源8 亿多吨，总值6 0 0 0 多亿元人民币。 政府立法，人们对环境问题的关注，对逆向物流的研究和实施，企业对逆向 物流的认识提高，所有这些参与者推动着逆向物流在社会和经济生活中的重要地 位的不断提升。 2 第一章概述 1 2 逆向物流的概念 1 9 8 1 年，l a m b e r t 和s t o c k 最早提出逆向物流的概念。他们把逆向物流定 义为：与极大部分的货物流动方向是相反的。二十世纪八十年代，逆向物流的范 围也仅限于货物从消费者到生产者的流动，与正向物流相反。 “逆向物流”这个词，最早是s t o c k 在1 9 9 2 年给美国物流管理协会( c l m ) 的研究报告中提出的。1 9 9 8 年，他把逆向物流概括为：逆向物流是一种包含了 产品退回、物料替代、物品再利用、废弃物处理、再处理、维修与再制造等流程 的物流活动。c a r t e r 和e l l r a m ( 1 9 9 8 年在j o u r n a lo fb u s i n e s sl o g i 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， 使公司可以有效率地达成环境保护的过程。他们认为，从广义角度来讲，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，使公司可以有效率地 达到环境保护的过程”。 到了1 9 9 9 年，r o g e r s 和t i b b e n l e m b k e 对于逆向物流的定义被美国物流 管理协会( t h ec o u n c i lo fl o g i s t i c sm a n a g e m e n t ) 所采用，成为比较通用的一个定 义，即：“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。瞵p 概括地说，逆向物流是为了回收价值和适当处理而将产品和废弃物从消费点 向上级移动的一个过程。它不仅包括狭义的回收物流，还包括废弃物物流。 根据国家质量技术监督局发布的，于2 0 0 1 年8 月1 日起正式实施的中华人民 共和国国家质量标准物流术语中的表述： “回收物流”是指不合格物品的返修、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。比如回收用于运输的托盘和集装箱、接受客 户的退货、收集容器、原材料边角料、零部件加工中的缺陷在制品等的销售方面 实体的反向流动过程。 “废弃物物流”是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、储存等，并分送到专门处理场所时所形成 的物品实体流动。例如废纸被加工成纸浆后又成为造纸的原材料，废钢被分拣加 工后再进入冶炼炉制成新的钢材，废水经净化后又被循环使用等。 现在所讲的逆向物流，都是包含这两个方面的广义上的逆向物流。 3 第一章概述 1 3 闭环供应链的概念 对于闭环供应链，国内外的研究都比较少，到目前为止，理论界尚未对闭环 供应链管理给出清晰明确的定义。但借鉴前人的研究，例女n g u i d e 和k r i k k e 等人 的研究，总体来说，闭环供应链不仅包含传统的正向供应链，同时还包含废弃品 回收再利用的逆向供应链( 逆向物流) ，而最重要的是两条链上的物流并非相互 独立而是呈现出“从源到汇，由汇到源”的闭环特征。因此，从物流角度讲，闭 环供应链实质上是通过产品的正向交付与逆向回收再利用，使“资源- 生产- 消费 废弃”的开环过程变成了“资源生产消费再生资源”的闭环反馈式循环过程1 4 j 。 从本质上讲，闭环供应链管理是一种实现产品全生命周期管理的哲理，该理 念强调通过链上各个实体的协同运作来实现整个系统的最大效益。它是传统的正 向供应链和目前适应社会经济发展趋势的逆向供应链的整合。从广度上讲，闭环 供应链管理所要优化的系统不仅包含了正向系统，还包含了逆向系统，从深度上 讲，整个系统不是简单的“正向+ 逆向”，它涉及从战略层到运作层的一系列变 化，其管理的复杂程度和难度都远超过了传统供应链管理p j 。它的目的是实现经 济和环境的综合效益，实现企业，乃至整个社会的可持续发展。 1 4 闭环供应链与逆向物流的关系 按照上两节的叙述，闭环供应链与逆向物流的关系，是包含与被包含的关系。 然而，这是近几年的研究结论，与社会实践的发展密切相关。 为了分析他们之间的关系，就首先需要知道正向供应链和逆向供应链( 逆向 物流) 的关系。根据美国物流管理协会的定义，供应链是指“为了满足用户的需 求而对从生产点到消费点的原材料、在制品、产成品以及相关信息高效率、低成 本地进行计划、实施和控制的过程”；逆向供应链是指“为了重新获取价值或者 正确处理废物而对从消费点到生产点的原材料、在制品、产成品以及相关信息高 效率、低成本地进行计划、实施和控制的过程”。那么，正向与逆向供应链的目 的不同，物流和信息流的流动方向相反。 从定义上讲，逆向与正向之间似乎合并在一起就可以成为一个闭环的链，从 生产到消费，再从消费到生产。但是，如第三节中所述，正向+ 逆向并不等于闭 环供应链。其原因如下：逆向物流实质是经历了这样一个发展过程。它是随着人 们对资源浪费和环境污染的认识而逐步产生的。早期的逆向物流，其主要业务是 废弃物和垃圾的处理，循环利用的处理方法也是简单的处理回收( 目前我国很多 行业的处理也采用这个简单过程) 。其业务过程非常简单，例如图l - 1 所示我国 4 第一章概述 常见的废弃物处理方式，这种逆向物流，被称为简单的逆向物流过程，或者f l q 独 立的逆向物流过程。这个过程大都是有独立的渠道来运营，不影响原先正向供应 链的运作。而闭环供应链中的逆向物流，其过程如图1 2 中所示的，是与正向供 应链相整合的过程。与简单的逆向物流相比，有很大的不同： ( 1 ) 回收的产品大多经由最初制造商来处理，很大程度上提高了回收品的 再处理水平。 ( 2 ) 过程更复杂，需要在仓储、运输、加工过程中与正向供应链相协调， 影响原先正向供应链的正常运营和绩效。 ( 3 ) 需要正向供应链上的人力资源来完成。 ( 4 ) 影响正向供应链中对产品的设计和制造模式。 综上所述，逆向物流过程有两类，具有独立渠道的简单逆向物流和与正向供 应链相整合的闭环供应链中的逆向物流。在后面的分析过程和模型建立中，主要 针对闭合供应链中的逆向物流来研究。 消费者 ：耋r 刚军 黪站l _ ，网l ，后 兰一竺竺竺 旧货市场 拆零部件 废旧金属材料 废弃物处理 有用物质回收 图1 1 简单逆向物流过程 垃 圾小贩二 旧 货收购 第章概述 图1 2 闭环供应链结构图 资料来源：k l - i k k eh ，p a p p i sc ，t s o u l f a sg t e t c d e s i g np r i n c i p l e sf o rc l o s e dl o o ps u p p l y c h a i n s ：o p t i m i z i n ge c o n o m i cl o g i s t i c sa n de n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c e ，2 0 01 1 5 国内外逆向物流研究发展现状与问题提出 1 5 1 国内外关于逆向物流的研究现状 2 0 世纪9 0 年代以来，伴随着环境污染、资源枯竭、终端产品和废弃物剧增 以及企业竞争加剧等一系列问题的加剧，逆向物流也受到商业界和理论界的极大 关注。 国外很多知名企业，如通用汽车、i b m 、雅诗兰黛以及强生等，都通过改善 逆向物流系统，获得了物流成本下降，顾客响应时间缩短，客户满意度提高，赢 得更大的竞争优势等方面的综合效益。国内企业虽然对逆向物流了解较晚，但目 前也已经注意到了逆向物流给企业带来的利益，而不仅仅是负担。这其中，政府 的法制也起到了很大作用。国家环保总局、海关总署等部门曾联合发文，明确规 定1 1 1 2 0 0 0 年4 月1 日起，禁止进口废电视机及显像管、废计算机、废显示器及显示 管、废复印机、废摄( 录) 像机、废家用电话机等1 1 类废电器。能源节约与资 源综合利用“十五”规划和环保产业发展“十五”规划等一些法规的出 6 第一章概述 台，对于企业实施逆向物流，推动可持续发展的循环经济，起到非常重要的作用。 在理论界，对于逆向物流的研究也比较多。国外的研究大致可以分为以下几 个方面：基本理论研究1 3 l ( s t o c k ，19 9 2 ) ；管理实践研究t r l ( p r a h i n s k ia n dk o c a b a s o g l u 2 0 0 5 ；g u i d e ，2 0 0 3 ) ；案例或者应用研究1 8 , 9 , 1 0 ( d eb r i t o ，e ta 1 ，2 0 0 3 ；p i l a rl g o n z a l e z t o 盯e ，b a d e n s o d i a z ，a n dh a k i ma r t i b a ，2 0 0 3 ；r o g e ra n d t i b b e n - l e m b k e ，19 9 8 ) 。国内的研究较少。从研究领域来看，直到21 世纪前两三 年，我国逆向物流的研究焦点还集中在逆向物流的经济价值和环保价值方面。例 如，王长琼，肖翔鸿等人的研究。之后，随着逆向物流越来越被重视，相关研究 也已经得到深化。刘北林，沈欣，米宁等人对逆向物流网络构建进行了研究【1 1 , 1 2 】； 王荣，吴春旭对逆向物流过程模型进行了研究1 1 3 】；糜仲春，芮缅云提出一种通过 基金管理机构进行协调管理的废旧家电回收的逆向物流系统模型【1 4 】。 1 5 2 国内外关于逆向物流建模的研究现状 与正向供应链相比，逆向物流的管理运营更为复杂。为此，很多研究者提出 了逆向物流的模型，用来简化这些过程。这些模型，大致可以分为两类，网络模 型和库存模型。表1 2 是对国外逆向物流网络模型研究的概括。在国内，对逆向 物流网络模型，也曾作过研究，其中，姚卫新提出一个面向闭环供应链成本的电 子商务条件下的网络模型，文章采用连续逼近的方法进行分析【2 2 】。张连营，张鸿 飞，王争朋给出了一个考虑流通、设施数量和规模限制，寻求运输、处理和固定投 资综合成本最优化的多种废品回收m i l p 模型，并进一步在模型中考虑了政府行 为对模型结构的影响 2 3 o 米宁采用混合整数规划和非线性规划两种方法建立了两 个模型来优化逆向物流网络【j 。 对于库存模型，已经有很多研究者在这个领域作了研究( d o b o s ，2 0 0 3 ； f l e i s c h r n a n na n dk u i l ( 2 0 0 3 ：k i e s m u l l e ra n dv a nd e rl a a n ，2 0 01 ；k i e s m u l l e ra n d s c h e r e r , 2 0 0 3 ；k l e b e r e ta 1 ，2 0 0 2 ；m a h a d e v a n ，e ta 1 ，2 0 0 3 ；m i n n e r , 2 0 0 3 ；s r i n i v a s a r a g h a v a na n dv i s w a n a d h a m ，19 9 9 ；t e u n t e ra n dv a i ld e rl a a n ，2 0 0 2 ；t e u n t e r , e t a l 。2 0 0 0 ；v l a c h o sa n dt a g a r a s ，2 0 0 1 ) 。大部分模型都同正向供应链库存模型相似， 只是为适应回收产品稍作了修正。有一些模型( f l e i s c h m a n n ，e ta 1 ，2 0 0 2 ； k i e s m u l l e ra n ds c h e r e r ，2 0 0 3 ；k o h ，e ta 1 ，2 0 0 2 ；m i n n e r , 2 0 0 1 ) 利用假设和方法， 基于存货政策和参数来最小化成本；另一些模型( d o b o s ，2 0 0 3 ； k i e s m u i l e ra n d v a nd e rl a a n ，2 0 01 ；k o h ，e ta 1 ，2 0 0 2 ；t e u n t e r , 2 0 0 4 ) 在考虑成本的条件下，试图 确定新的和回收产品的产能和安全库存。大部分的模型都是在单产品的有确定性 需求的条件下建立的。在国内，相关研究更少，史云和陈劲杰探讨了逆向物流对 传统的基于mrp 的管理思想的影响，提出了适用于逆向物流环境下的mrp 方 第一章概述 法1 2 钔。储洪胜，王京春，金以慧建立了一个两级最优库存策略模型、一个回收源、 一个订货补充点，包括固定单位订货成本、固定维修成本、库存成本和缺货成本 的反向物流库存模型；在不考虑提前期的情况下，首先对单周期决策问题进行了分 析，得出了两级最优库存策略的求法【2 5 1 。 1 5 3 问题提出 从前人的研究来看，很多研究的难点，都集中于逆向物流的不确定性，大都 是假设具有确定需求的条件下来建立的模型。在国内，还没有人把目标集中于这 个领域专门进行研究，这体现了本文研究的必要性。在国外，关于供应链不确定 性，文章也很少。a m yh i n gl i n gl a u a 研究了在制造商零售商渠道模型中需求不 确定性的影响【2 6 j ；a n s h u m a ng u p t a ，c o s t a sd m a r a n a s 供应链规划阶段对不确定 性的管理，它采用了随机规划方法1 2 7 】：而对于逆向物流不确定性，m a r i ai s a b e l g o m e ss a l e m a 等人在考虑不确定性情况下提出了一个广泛适用的多产品回收网 络的优化模型1 2 8 ；d o n a l df b l u m b e r g 在逆向物流及闭环供应链过程介绍一书中 提出了把需求预测用于逆向物流中1 2 w 。c h r i s t o sz i k o p o u l o s ，g e o r g et a g a r a s 提出了 两个回收站和翻新站情况下回收质量不确定性对获利能力的影响1 3 6 ；m a r i a i s a b e lg o m e ss a l e m 在考虑不确定性情况下建立了多产品逆向物流网络模型1 37 1 ： m a r k u sb i e h l 例举了美国地毯行业，系统设计因素和环境凶素对逆向物流的影响 【3 引。目前尚没有具体的不确定性影响因素的分析。另外，文中还对不确定性解决 方案进行总结。 本文的主要思想，是对逆向物流的三类主要不确定性进行分析，确定直接和 根本的影响因素，并通过层次分析法建模，确定这些影响因素的主次顺序；同时， 本文把预测技术用来解决在逆向物流回收过程的数量不确定性问题，并对研究结 果进行分析，从而得出预测模型应用于逆向物流的可行性。 8 第章概述 表1 2 逆向物流网络模型概括 类型工具作者 方法描述 运筹学工具 k f i l 文e ，19 9 9最大化经济和生态价值，同时最小化成本； 考虑各参与者的利益冲突【6 1 。 混合整数线性规划b e a m o na n d 确定仓储和收集的地址；仓储地要具备分 f e r n a n d e s ，2 0 0 4类能力；物料要可以在各维修站之间运输； 使用现在价值方法分析投资和运营成本 确 定 【1 s 1 。 性 模 型 设各位置分配模型 l o u w e r s ，e ta 1 ，自由选择预处理地址；明确考虑了折旧成 1 9 9 9本【1 6 1 。 l o c o m o t i v e h i r s c h ，e ta 1 ，模拟和跟踪了订单处理过程；使用交互式 1 9 9 8 方法优化了收集路线；做了环境影响评价 f 1 7 l 。 分拆方法 l i s t e s ，2 0 0 2闭环供应链；把问题分拆为多个子问题( 分 支定界法) ；解决了计算难题【l 。】。 随机规划 l i s t e sa n d建立网络的物流成本和存储站的选址；通 d e k k e r , 2 0 0 3过研究各情况的平衡研究解决了各种可能 随 性【1 9 1 。 机 性 模 型 使用a r e n a3 0l u ，e t a l ，2 0 0 0通过开发一个决策层次，建立逆向供应链 进行仿真的框架；回收产品的启发式库存控制方法 1 2 0 i 。 数学模型：采用启发 j a y r f a m a n ，e ta 1 ， 建立了逆向分销问题的数学规划方程；采 式拓展方法 2 0 0 3 用启发式方法解决了复杂性问题；考虑了 有害物质的处理【2 1 1 。 9 第。章概述 1 6 本文的主要研究内容 本文共分了5 部分来阐述。 第一部分是文章所涉及到的基础知识概要。在本部分中，首先说明了本文的 选题背景和意义；然后，概括性地介绍了闭环供应链和逆向物流的定义，并阐述 了这两者之间的关系。最后，通过对国内外逆向物流的研究发展现状，尤其是逆 向物流建模的研究现状的分析，提出目前逆向物流实施过程中的不确定性问题。 从第二部分开始，是本文的主要内容。第二部分，首先对闭环供应链中的逆 向物流过程进行分析。列举了四个典型市场，通过对这四个市场逆向物流过程的 对比分析，概括出逆向物流的不确定性的主要类型、产生原因以及直接和根本影 响因素；采用层次分析法对逆向物流不确定性根本影响因素建立分析模型，并确 定其主次顺序。需要说明的是，同样的影响因素在不同市场中的重要性是不同的。 所以本文对其中两个典型市场( 专业化的高技术市场和日用消费品市场) 来具体 说明。本部分最重要的创新，是对不确定影响因素的总结，以及利用层次分析法 对不确定性因素进行提炼、主次分析、确立根本影响因素的分析模型。第三部分 对逆向物流不确定性解决方法进行概括；选择采用经济预测的方法来解决逆向物 流回收过程数量不确定性问题，并对其实际应用和意义作出分析。第四部分则通 过一个实例，利用时间序列预测和灰色预测两种方法具体计算，并把两种方法的 计算结果进行对比。文中采用e x c e l 进行拟合度分析，褥出灰色预测在处理不确 定性程度很高的逆向物流中可以获得更好的效果。最后，第五部分，是全文的总 结。首先说明了本文研究的几个主要结论，然后给出文中所用方法的局限性，也 对以后的研究方向作了简单说明。 1 0 第二章逆向物流不确定性分析与建模 第二章逆向物流不确定性分析与建模 2 1 逆向物流过程模式分析 逆向物流的过程模式，可以从多个角度来分析。但其最主要的是不同的市场 细分中有不同的业务过程。根据制造商和销售商、购买者、使用的销售渠道、第 三方及第四方物流服务提供商的使用以及物料的价值这些特征，可以把典型的逆 向物流和闭环供应链过程分类。基本上可以分为4 类： ( 1 ) 模式i ：简单独立的逆向物流模式这个基本的逆向物流模式( 见 图2 1 ) 简单地解决把不必要的产品和物料回收到中央位置，常常是 废品收购站和拆解作坊进行加工和再处理的问题。它独立于正向供应 链。这个模式描述了传统的废弃物和垃圾处理经营者或服务组织的活 动。在这个模式中，通常是在城市、社区或地方层次上，由企业或政 府服务组织来经营，重点是负责通过土埋，倒入海里或简单再循环这 些基本方法对垃圾或废弃物进行经济处理，以减少对环境的污染。早 期的研究大都是针对这个模式。 ( 2 ) 模式i i ：闭环供应链，是针对专业化程度高的高技术产品( 例如，电 子医疗设备，中央处理器，中央空调，生产设备等专业化程度很高的 电子电器及机械类产品) 的正向物流和逆向物流以及维修服务整个循 环的整合，另外，还包括技术相对标准化的处于质保期内的普通家用 电子电器产品这个模式( 见图2 2 ) ，是由初始设备制造商或其指 定的服务供应商支持他们销售给最终用户的产品，并直接负责逆向物 流过程。这些产品，以及任何一个组件、零部件都由间接( 经销商) 渠道代表制造商或由制造商的售后服务团队负责回收和恢复。这个模 式与简单的逆向物流模式的主要区别就是整个正向和逆向物流都是由 制造商控制的，因而这个模式适合当前欧盟法规和我国相关法规中制 造商责任延伸制的规定。逆向物流中返回进行维修的过程就是物料返 回仓库进行直接再供应到现场或者经鉴定和重新配置后重新用于制造 或出售n - - 手市场。 ( 3 ) 模式i i i = 闭环供应链，针对技术标准化和普及程度相对较高的超出质 保期的电子电器产品和生产设备等产品及部件的正向物流以及逆向物 流和维修服务循环这个模式( 见图2 3 ) 中，企业用户会利用自 第二章逆向物流不确定性分析与建模 己的内部组织的维修服务团队，而个人用户会到市场寻找维修服务商， 而不是依靠设备制造商或间接经销渠道。这个模式中，购买者或用户 通常是一个大的组织，有一系列小经销商或设备制造商来支持。这种 情况下，购买者就倾向于利用自己的人员或第三方物流组织来对逆向 物流和维修承担更多责任。本质上，除了谁对哪些活动负特定责任外， 这个过程同高技术产品过程非常相似。初始设备制造商并不控制整个 过程。 ( 4 ) 模式：消费者导向的闭环供应链第四种过程模式( 见图2 4 ) 多见于日用或选购消费品市场( 化妆品，衣服等) 。这个模式中，最主 要的是零售商与初始制造商的相互作用。这种回收一部分是购买者退 回到零售商的不合格品或买完就退回的完好的产品。另一部分是为清 理货架而退回的未售完的产品或零售客户退回的产品。消费品和物料 召回也是很典型的一个过程。这个模式通常包括两个逆向物流的环节， 从消费者到零售商，和从零售商到初始制造商。 图2 1 独立简单的逆向物流过程模式 概括来说，第一种模式，是比较原始的，仅仅为了保护环境和对废弃产品的 简单处理再利用而进行的逆向物流过程，与正向供应链是完全独立的，是属于开 环的供应链。其他三种模式，都是属于闭环供应链。他们的区别还在于： 1 2 第二章逆向物流不确定性分析与建模 正向物流 图2 - 2 专业化的高技术产品闭环供应链过程模式 ；逆向物流 图2 3 技术相对标准化的高价值产品闭环供应链过程模式 1 3 第二章逆向物流不确定性分析与建模 正向物流 ( 2 ) ( 3 ) 图2 4 日用和选购消费品闭环供应链过程模式 各参与者及在供应链中的地位不同。在模式i 的逆向过程中，政府 与废品收购站共同组成该市场的推动者；模式i i 制造商占主要节点 地位；模式i i i 的逆向物流中，往往制造商竞争优势较小，而用户占 主导地位；模式则是大型的超级市场等中间分销零售渠道组织占 主动位置。 逆向物流活动的完成者不同。模式i i ，高技术产品市场的主要再处 理过程都是由制造商或与其签约的第三方组织来完成的；模式i i i 技 术相对标准化的电子电器和生产设备则是由用户自己的服务组织来 完成；模式消费品市场常见的是由中间渠道来处理产品。 回收品的再处理难易不同。在模式i 中，由于是小的废品收购站来 完成逆向物流操作，不论产品的技术难易，他们的处理活动都相对 简单，废旧物品增值或者直接通过处理从中获得的价值很少，即， 可回收率和可重复利用率低；模式i i 中，由于制造商具有对产品的 充分了解和技术支持，可回收率和重复利用率都很高，尤其对于专 业化程度较高的高技术产品，其效果更为明显；模式i 中，由于产 1 4 第二章逆向物流不确定性分析与建模 品技术难度低，通过用户自己的维修等再处理，也可重新利用，但 对其无用的或者报废的产品，就会流入模式i 的过程中；模式， 对于消费品来说，往往价值低，易损耗，而退回和回收的产品大都 是完好的产品或者是可简单处理后重新利用，由分销渠道处理，也 通常是直接再销售或流入二手市场折价再销售。 表2 1 是对这四种模式的异同和各自的特点的总结。 表2 - 1 逆向物流四种业务模式对比 模式类型适合的产品主导节点企逆向物流实处理过程难回收利用率 类型业施者易 模式i物料处理i 简废品收购站废品收购站易极低 单加工产品或拆解作坊或拆解作坊 模式i i专业化的高制造商制造商及其难最高 技术高价值签约服务组 产品( 专业的织 电子电器、高 端生产设备 等) 模式i i i技术标准化用户用户较难高 程度较高的 高价值产品 ( 家用电器、 简单生产设 备等产品等) 模式日用和选购经销商1 分销经销商分销易高 消费品( 如衣商零售商商零售商 服，品牌化妆 品等) 第二章逆向物流不确定性分析与建模 2 2 按逆向物流过程进行不确定性分析 逆向物流与正向物流相比，不仅仅是物料、零部件、产品及其信息的流动方 向不同，而是存在很多本质上的差异。借鉴前人对逆向物流的研究，表2 - 2 概括 了前人对逆向物流与正向物流的对比分析，从中可以看出逆向物流与正向物流的 显著区别在于逆向物流的特征。模式i 所述的方式的出现与后三种方式的出现相 差很长时间，这主要就是由于闭环条件下逆向物流存在着更大程度的不确定性。 不确定性是导致成本、服务和环境影响的函数复杂性的主要因素。回收产品的不 确定性，主要体现在回收品供需数量、回收品质量和回收时间的不确定【3 。本文 按照逆向物流过程来对这三个方面不确定性进行分析。对于以上四种过程模式， 这里只讨论后三种闭环供应链模式。 表2 2 正向与逆向物流比较 正向物流逆向物流 预测相对容易 预测难度大 一点到多点的运输多点到一点的运输 产品质量一致产品质量不一致 产品包装一致 产品包装容易受损 目的地和线路清楚目的地和线路不清楚 标准化渠道特殊的渠道 处置方式明确处置方式不明确 定价策略相对一致定价需要依赖很多因素 速度的重要性速度通常不作为首要考虑因素 财务系统监控正向配送的成本较难获得逆向物流成本信息 存货管理的连续性 存货管理不连续性 产品生命周期的可续性产品生命周期比较复杂 供应链各方可以直接谈判要考虑额外因素使谈判复杂化 熟知的营销方式 一些因素使营销复杂化 易于追踪产品信息不易追踪产品流动的过程 2 2 1 逆向物流不确定性直接影响因素分析 首先按照过程来分析逆向物流的不确定性。通过过程来分析，也就是要从过 1 6 第_ 章逆向物流不确定性分析与建模 程中找到产生逆向物流的直接原因及其对不确定性的影响。 首先，我们找出各模式情况下共同存在的直接影响因素及其不确定性类型。 在生产商分销商经销商过程中，出现逆向物流的原因及造成的不确定性包 括： ( 1 ) 质量问题，即验收不合格品的退回( 数量和时间可根据经验来判断， 质量不确定) ( 2 ) 运输过程中损坏、缺失( 数量、质量和发生时间均不确定) ( 3 ) 流通过程出现差错，例如人员清点数目出错，订单搞混等( 数量、质 量和发生时间均不确定) ( 4 ) 富余库存的退回( n - - i 通过销售历史数据获得数量和时间的规律，但易 受市场各因素影响，大都为质量完好的产品) ( 5 ) 租赁物的返回( 时间、数量相对确定，质量不确定) 在经销商零售商环节，出现逆向物流的原因及造成的不确定性包括： ( 1 ) 质量问题，即不合格品的退回( 数量和时间可根据经验来判断，质量 不确定) ( 2 ) 运输过程中损坏、缺失( 数量、质量和发生时间均不确定) ( 3 ) 流通过程出现差错，例如人员清点数目出错，订单搞混等( 数量、质 量和发生时间均不确定) ( 4 ) 未批发完产品的退回( 可通过销售历史数据获得数量和时间的规律， 但易受市场各因素影响，大都为质量完好的产品) 零售商用户环节，出现逆向物流的原因及造成的不确定性包括： ( 1 ) 质量问