1 引言
隨著人類社會(huì)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品和服務(wù)的需求呈現(xiàn)出多樣化、個(gè)性化的特點(diǎn),導(dǎo)致了產(chǎn)品的生命周期日益縮短,更新?lián)Q代的速度加快,由此造成廢舊物品的大量產(chǎn)生。同時(shí),在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的驅(qū)動(dòng)下,社會(huì)各界日益關(guān)注廢舊物品的回收、再利用等問題。于是,與傳統(tǒng)物流單向運(yùn)作模式相反的逆向物流(Reverse
Logistics)這一新領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生,來達(dá)到資源再生、物料增值和成本節(jié)約的目的1。
近些年來,國(guó)外學(xué)者對(duì)逆向物流已作了大量的研究,如:逆向物流中的配送問題、區(qū)域分撥模型,1996年Kooi提出的MILP定量模型等。但是,我國(guó)在這方面做的工作比較少,研究還處在初級(jí)階段,特別是對(duì)運(yùn)輸包裝容器的逆向物流方面較為欠缺。因此,本文在借鑒前人研究的成果上,著眼于運(yùn)輸包裝容器的回收,建立逆向物流的網(wǎng)絡(luò)流程,并加以優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2 逆向物流的含義、特征及研究?jī)r(jià)值
?。玻?nbsp; 逆向物流的含義
逆向物流作為一個(gè)新趨勢(shì),1998年美國(guó)物流協(xié)會(huì)(CLM)對(duì)物流的最新定義中已有體現(xiàn),“物流是供應(yīng)鏈流程的一部分,是為了滿足客戶需求而對(duì)商品、服務(wù)及相關(guān)信息從原產(chǎn)地到消費(fèi)地的高效率、高效益的正向和逆向流動(dòng)及貯存進(jìn)行的計(jì)劃、實(shí)施與控制過程。”2
與傳統(tǒng)的正向物流相反,逆向物流是指為了回收資源或正確處理廢舊物品,在合理成本下,將物品從消費(fèi)終點(diǎn)到生產(chǎn)起點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的過程。如圖1所示:
逆向物流所針對(duì)的廢舊物品包括:產(chǎn)品回收(如:產(chǎn)品和包裝通過修理和清洗以后重復(fù)使用),零件回收(組裝產(chǎn)品和零件再用)和材料回收(以替代形式循環(huán)利用)。
?。玻?nbsp; 逆向物流的特征
逆向物流與正向物流在構(gòu)成和職能方面有共同點(diǎn),都具有包裝、裝卸、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工。但是,逆向物流又具備它自身的特征。
(1)分散性。廢舊物流可能產(chǎn)生于生產(chǎn)領(lǐng)域、流通領(lǐng)域及生活消費(fèi)領(lǐng)域,涉及任何領(lǐng)域、任何部門、任何個(gè)人。
?。ǎ玻┎淮_定性。由于逆向物流產(chǎn)生的隨機(jī)性,使得企業(yè)很難確定產(chǎn)品的回收時(shí)間、地點(diǎn)及數(shù)量。但是,逆向物流的終點(diǎn)是可以確定的。
(3)緩慢性。廢舊物品是經(jīng)過長(zhǎng)期收集、復(fù)雜處理(清洗、檢修、加工、調(diào)撥等一系列環(huán)節(jié))的過程。這就決定了逆向物流過程緩慢性這一特點(diǎn)。
?。ǎ矗┨幚碣M(fèi)用高。由于回收品的參差不齊,不易取得規(guī)模效益;還需多項(xiàng)人工費(fèi)用。
?。玻?nbsp; 研究逆向物流的價(jià)值
從微觀上看,逆向物流具有提高產(chǎn)品附加價(jià)值,增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);降低物料成本,增加企業(yè)效益;改善生態(tài)環(huán)境,降低污染治理成本和廢棄物處治費(fèi)用;塑造企業(yè)的社會(huì)形象,為企業(yè)增添無形資產(chǎn)等作用。
從宏觀上看,逆向物流有利于社會(huì)資源的合理流動(dòng),最大限度地提高資源利用率,改善社會(huì)環(huán)境,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)(即“資源——產(chǎn)品——再生資源”),從而有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。$分頁符$
3 運(yùn)輸包裝容器回收
運(yùn)輸在物流中的主導(dǎo)地位眾所皆知,因此,對(duì)完成運(yùn)輸功能的運(yùn)輸包裝器具的回收進(jìn)行研究,不僅有利于運(yùn)輸成本的節(jié)約,而且對(duì)逆向物流的發(fā)展也起著不容忽視的作用。
?。常?nbsp; 運(yùn)輸包裝容器的內(nèi)涵
運(yùn)輸包裝容器是以滿足運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸的需要為主要目的的,具有保障產(chǎn)品的安全、方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸,加速交接,點(diǎn)驗(yàn)等作用。即:兼具保護(hù)和便利的功能。現(xiàn)代運(yùn)輸包裝容器包括包裝袋、包裝盒、包裝箱、包裝瓶、包裝罐五大類。
運(yùn)輸包裝容器回收則是將使用過的運(yùn)輸包裝容器和其它輔助包裝材料通過各種渠道和各種方式收集起來,然后由相關(guān)部門進(jìn)行修復(fù)、清潔、改造、再次使用的過程。
?。常?nbsp; 可再用運(yùn)輸包裝容器的物流網(wǎng)絡(luò)
從節(jié)約資源的角度出發(fā),目前所使用的運(yùn)輸包裝容器絕大部分為可再用的,而且隨著材料技術(shù)的發(fā)展,其使用壽命更長(zhǎng),循環(huán)次數(shù)增多。根據(jù)運(yùn)輸包裝容器在整個(gè)物流環(huán)節(jié)中從回收到再利用的過程,繪制如圖2所示的物流網(wǎng)絡(luò)3。
從圖2可以看出,運(yùn)輸包裝容器首先由場(chǎng)站轉(zhuǎn)移給需求方(發(fā)貨方),發(fā)貨方使用這些容器后,由收貨方送回這些用過的空容器,經(jīng)過檢測(cè)、修復(fù)、分類等環(huán)節(jié)最終回到場(chǎng)站,進(jìn)行下一次循環(huán)使用,直到不能修復(fù),進(jìn)入到材料或零部件回收階段。
4 以集裝箱運(yùn)輸為例建立系統(tǒng)模型
集裝箱運(yùn)輸是一種現(xiàn)代化的先進(jìn)運(yùn)輸方式,具有迅速、安全、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),促進(jìn)了貨物流通過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的變革,提高了物流質(zhì)量和效率,被喻為“20世紀(jì)的運(yùn)輸革命”,其地位日顯重要。而集裝箱也成為現(xiàn)代運(yùn)輸包裝集合的一個(gè)標(biāo)志。因此,本文選擇集裝箱作為運(yùn)輸包裝容器的研究對(duì)象是極具代表性的。
?。矗?nbsp; 確定集裝箱逆向物流系統(tǒng)功能
根據(jù)圖2可再用運(yùn)輸包裝容器的物流網(wǎng)絡(luò),結(jié)合集裝箱交接過程中的各個(gè)程序以及空箱的回收利用涉及的方方面面,確定了集裝箱逆向物流系統(tǒng)應(yīng)具備如圖3所示的六部分功能,即:收集用后空箱、檢測(cè)、修復(fù)、清洗、堆存、運(yùn)輸跟蹤。而圖3中的前期配送所包括的調(diào)撥、交接、提箱并非屬于逆向物流系統(tǒng),故不作深入研究。
(1)收集用后空箱。通過貨主、貨代或場(chǎng)站,將分散在各地的空箱收集起來,運(yùn)往處理地點(diǎn)。該過程涉及的運(yùn)輸費(fèi)用很高,在逆向物流總成本中占據(jù)相當(dāng)大的比重。
?。ǎ玻z測(cè)。對(duì)回收的空集裝箱的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),以確定合適的處理方案。將無再利用或難修復(fù)的集裝箱送入零部件回收或材料回收階段。這一功能的實(shí)現(xiàn)需配備昂貴的設(shè)備。
(3)修復(fù)和清洗。將能夠進(jìn)行修復(fù)的空箱進(jìn)行維修,如:零部件的替換等。修復(fù)完后對(duì)污染較嚴(yán)重的空箱進(jìn)行清洗工作。
?。ǎ矗┒汛?。對(duì)復(fù)原的集裝箱送到各個(gè)所屬場(chǎng)站或直接進(jìn)入下一次的循環(huán)使用。
?。ǎ担┻\(yùn)輸及跟蹤。這一功能貫穿在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的各個(gè)環(huán)節(jié),是逆向物流成本的重要因素,且不容易降低。
?。矗?nbsp; 建立網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的MILP模型4
將上述六項(xiàng)功能中的檢測(cè)、修復(fù)和清洗集合在檢修中心進(jìn)行。此處模型的建立只考慮了檢修中心作為一獨(dú)立運(yùn)作的場(chǎng)所,而非是集裝箱所屬的場(chǎng)站、貨代隸屬下的檢修部門。即考慮的是將空箱檢修這一業(yè)務(wù)外包的情況。
?。ǎ保┰诮⒛P颓埃茸魅缦录僭O(shè):
①集裝箱檢修中心數(shù)量已確定;
②使用后的空箱的回收量,檢修中心設(shè)施的投資、運(yùn)營(yíng)成本及其處理能力,各個(gè)功能環(huán)節(jié)間的運(yùn)輸成本都是確定已知的;
③經(jīng)檢測(cè)可以修復(fù)或重復(fù)利用的空箱在回收處理過程中無材料損耗;
④空箱需求方是按區(qū)域劃分的。
?。ǎ玻?gòu)建MILP(混合整數(shù)線性規(guī)劃)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型
模型的目標(biāo):是指逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,檢修中心所需的各項(xiàng)成本(包括:各種物流設(shè)施的投資、運(yùn)營(yíng)成本)、各個(gè)功能環(huán)節(jié)銜接的運(yùn)輸(跟蹤)成本、修復(fù)后空箱的堆存成本之和達(dá)到最小化。即:
MinZ=TkiXki+TijXij+m(Cs+Cm)+ν·γ·CW+ ν(1-λ)Cd (1)
S.t. 物理量守恒條件: Xki=v或Xij=(1-γ)Xki
(2)
檢修中心處理能力的限制,即i≤Xki≤i(3)
變量的取值范圍:Xki,Xij≥0;i∈1m,j∈1n,k∈1u,γ∈01。
式中:①下標(biāo)
m--檢修中心i的數(shù)量;
n--空箱堆存在裝貨場(chǎng)站j的數(shù)量;
u--卸貨后空箱所在區(qū)域k的集合;
ν--回收的空箱數(shù)量。
γ--回收的空箱中檢測(cè)不合格的最小廢棄處理率。
②決策變量
Xki--區(qū)域k運(yùn)往檢修中心i的空箱數(shù)量;
Xij--檢修中心i調(diào)運(yùn)至裝貨場(chǎng)站j的空箱數(shù)量;
Tki--區(qū)域k運(yùn)往檢修中心i的單位運(yùn)輸(跟蹤)成本;
Tij--檢修中心i調(diào)運(yùn)至裝貨場(chǎng)站j的單位運(yùn)輸(跟蹤)成本;
Cs--檢修中心i的固定成本;
Cm--檢修中心i的運(yùn)營(yíng)成本;
Cw--不合格空箱的廢棄單位處理費(fèi)用;
Cd--修復(fù)后空箱的單位堆存費(fèi)用。
由于上述模型是一個(gè)MILP模型,故可以采用專門的線性規(guī)劃問題求解軟件(如LINDO
Systems公司開發(fā)的軟件LINDO6.1)進(jìn)行求解。本文就不再進(jìn)行舉例計(jì)算了。
5 結(jié)束語
本文通過對(duì)逆向物流發(fā)展背景的分析,闡述了逆向物流在現(xiàn)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)淼母鞣N效益,并將視角放在回收運(yùn)輸包裝容器這一對(duì)象上,建立相應(yīng)的逆向物流網(wǎng)絡(luò),確定系統(tǒng)功能,并運(yùn)用了MILP模型,對(duì)集裝箱的逆向物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于該模型建立在一系列假設(shè)條件基礎(chǔ)上,現(xiàn)實(shí)中也不能排除集裝箱的檢修由其所有者--貨運(yùn)代理、站場(chǎng)碼頭等自建檢修中心或者合建共用等不確定因素,所以模型存在很多變動(dòng)之處,在此僅作參考之用5。
同時(shí),運(yùn)輸包裝容器的逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,是利用正向物流的某些通道還是重新建立專用網(wǎng)絡(luò),或兩者結(jié)合,這對(duì)物流成本的節(jié)約大有裨益,有待進(jìn)一步研究
轉(zhuǎn)載自:深圳平面設(shè)計(jì)網(wǎng)
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