基于ELECTRE-Ⅱ算法的汽車制造企業(yè)逆向物流成本優(yōu)化

[摘 要] 逆向物流成本優(yōu)化是降低企業(yè)總成本的一個重要途徑。本文基于汽車制造企業(yè)逆向物流主要環(huán)節(jié)的成本分析，運用ELECTRE-Ⅱ算法對其逆向物流的多個運營方案進行了和諧性、非和諧性檢驗，進而確定方案間的級別高于關(guān)系，通過正向、反向排序并計算出平均序，最終得到了逆向物流成本管理的備選方案的優(yōu)劣排序結(jié)果。

[關(guān)鍵詞] ELECTRE-Ⅱ;汽車;制造企業(yè);逆向物流;成本優(yōu)化

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 04 . 032

[中圖分類號]F252.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1673 - 0194(2010)04 - 0091- 06

0 前 言

隨著社會對資源和環(huán)境的日益關(guān)注，人們越來越重視回收可以利用的廢棄物。在重新利用廢舊物品的過程中產(chǎn)生了一種從消費者回到生產(chǎn)商的新型物流——逆向物流[1]。

近年來，我國研究人員逐漸意識到逆向物流的重要性，并開展了多角度的逆向物流研究工作。有學(xué)者通過分析再制造逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型中不確定性因素存在的原因，提出基于輪盤賭的采樣模糊模擬方法并建立了模糊線性規(guī)劃模型[2];有的學(xué)者則構(gòu)建了逆向物流累積批量處理的庫存控制模型，研究了逆向物流中銷售商對退回產(chǎn)品累積批量處理方式下的最優(yōu)庫存控制模型[3]等。但沒有從企業(yè)逆向物流的總成本控制角度出發(fā)，進行項目實施方案評比選優(yōu)方面的研究。鑒于這種情況，本文就如何優(yōu)化企業(yè)逆向物流總成本，提出了基于ELECTRE-Ⅱ的算法，具體來說是通過對汽車制造企業(yè)逆向物流回收過程中物流成本控制方案進行排序并選優(yōu)，最終達到科學(xué)決策，有效降低其逆向物流總成本的目的。

1 汽車制造企業(yè)的逆向物流成本的分析

逆向物流有退貨物流、有回收價值的再生資源物流、無價值的廢棄物物流3種[4]。本文主要探討汽車制造企業(yè)逆向物流中的再生資源物流。

由于回收物流中所處理的對象物價值不是很高，所以物流費用必須保持在低水平，否則將導(dǎo)致以回收物資為原材料的生產(chǎn)企業(yè)陷入困境，甚至轉(zhuǎn)而尋求其他途徑解決原材料問題。因此，降低逆向物流成本具有極其重要的經(jīng)濟意義。逆向物流成本優(yōu)化就是討論在一個既定的客戶服務(wù)水平上，如何使逆向物流系統(tǒng)的總成本最少。

對于汽車制造企業(yè)來說，按照功能可以將逆向物流成本劃分為物流信息費、運輸費、庫存費、作業(yè)消耗成本、勞動力成本等5項。考慮到逆向物流成本的各個功能成本對總成本的作用不同，有必要首先對逆向物流的各個功能成本進行分析并確定其屬性。

物流信息費。企業(yè)執(zhí)行某一具體回收項目過程中，對相關(guān)情況進行調(diào)查、收集信息而產(chǎn)生的信息費用應(yīng)限制在一定程度，過多的信息費會導(dǎo)致逆向物流總成本的增加。因此，物流信息費的屬性是成本型。

運輸費。在運輸回收物品時，車輛的使用、燃油的消耗以及養(yǎng)路費等相關(guān)費用在逆向物流總成本中占較大比重，直接影響利潤，應(yīng)越少越好。因此，運輸費的屬性是成本型。

庫存費。購買來的回收物資，包裝、加工過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)品和未賣出的改造成品等都需要儲存。若租用他人的倉庫需要支付租金，占用自己的倉庫也付出了隱性成本。這些庫存費也應(yīng)當越少越好。因此，庫存費的屬性是成本型。

作業(yè)消耗成本。回收物資的處理、半成品和成品的包裝，以及加工過程中對燃料、電力、機器設(shè)備的損耗等作業(yè)消耗成本顯然也是越少越好。因此，作業(yè)消耗成本的屬性屬于成本型。

勞動力成本。逆向物流過程的各個環(huán)節(jié)都需要人員參與。在總收入變化不大的情況下，從業(yè)人員的工資獎金等越多，利潤就越少;但是如果工資獎金太低，會影響職工的工作效率和質(zhì)量。因此，在不影響工作正常進行的情況下，勞動力成本應(yīng)越少越好。故勞動力成本的屬性是成本型。

在多屬性決策中，以上分析的功能成本即可認為是方案的屬性。對于逆向物流成本優(yōu)化這一決策問題來說，由于其決策變量即逆向物流總成本方案的屬性是離散型的，且備選方案數(shù)量為有限個，故屬于有限方案多屬性決策問題。這一類問題求解的核心是對各備選方案進行評價后排定方案的優(yōu)劣次序，再從中擇優(yōu)[5]。

2基于ELECTRE-Ⅱ算法的方案優(yōu)化分析

從以上分析可知，汽車制造企業(yè)逆向物流過程中所產(chǎn)生的費用都屬于成本型，即方案的屬性評價和選擇都是希望在一定程度下越少越好。對回收物資的處理費用在不同屬性之間如有差異，就形成了不同的運作方案。若某汽車制造企業(yè)的逆向物流實施方案有如下9個可供選擇，且對應(yīng)方案屬性的決策矩陣如表1所示。

第一步:屬性值的規(guī)范化。由于5個屬性都是成本型，成本型屬性指標越小越好，可令Zij=Yjmin/Yij，其中Yjmin是決策矩陣第j列中的最小值， 可知Zij的取值范圍為0﹤Zij≤1。規(guī)范化后的決策矩陣如表2所示。

第二步:確定屬性的相對重要性。通過對各屬性加權(quán)來反映屬性的相對重要性，愈重要的屬性權(quán)重愈大。首先定義標度如表3所示。

本文中涉及的逆向物流成本屬性，在不同行業(yè)企業(yè)的總成本中所占比重并不完全相同。但就汽車制造企業(yè)而言，可以對這些逆向物流功能成本按照費用從多到少排序:運輸費﹥庫存費﹥勞動力成本﹥作業(yè)消耗成本﹥物流信息費。由以上信息可得判斷矩陣，如表4所示。

再根據(jù)算術(shù)平均法

可得該多目標決策問題所選5個屬性的權(quán)重向量為:W={w1，w2，w3，w4，w5}={0.040 8，0.418 3，0.265 3，0.108 3，0.167 3}。

第三步:通過和諧性檢驗和非不和諧性檢驗對方案進行篩選。首先構(gòu)造以下3個集合:

J+(xi，xk)={j | 1≤j≤n， Yj(xi)﹥Yj(xk)};

J=(xi，xk)={j | 1≤j≤n， Yj(xi)=Yj(xk)};

J-(xi，xk)={j | 1≤j≤n， Yj(xi)﹤Yj(xk)}。

以下對通過和諧性檢驗的方案對進行非不和諧性檢驗。令d0j=0.1﹤d*j=0.2，定義3個不和諧集如下:

Dhj={(Yij，Ykj) | Ykj-Yij≥d*j， i，k=1，…，m， i≠k｝;

Dmj={(Yij，Ykj) | d*j﹥Ykj-Yij≥d0j， i，k=1，…，m， i≠k｝;

Dlj={(Yij，Ykj) | Ykj-Yij﹤d0j， i，k=1，…，m， i≠k｝。

上述通過和諧性檢驗的方案對中的一些方案對對于任一屬性j，沒有Ykj- Yij≥d*j=0.2，即通過了非不和諧性檢驗。

第四步:對備選方案排序。ELECTRE-Ⅱ方法的核心是確定方案間的級別高于關(guān)系，并運用級別高于關(guān)系從方案集中選出某些級別較高的方案。先確定方案的強級別高于關(guān)系和弱級別高于關(guān)系如下:

定義強級別高于關(guān)系Os為:

定義弱級別高于關(guān)系Ow為:

由以上第三、四步可確定級別高于關(guān)系如下:

強級別高于關(guān)系有:X8OsX1，X8OsX2，X6OsX3，X9OsX5，X8OsX7，X5OsX1，X2OsX5，X7OsX6;

弱級別高于關(guān)系有:X2OwX1，，X6OwX1，X7OwX1，X9OwX1，X2OwX3，X2OwX6，X7OwX2，X7OwX3，X7OwX5。

第五步:根據(jù)方案的強級別高于關(guān)系和弱級別高于關(guān)系構(gòu)造級別高于關(guān)系指向圖，并利用指向圖對方案的優(yōu)劣進行排序。通過正向排序和反向排序得到平均序，此平均序即方案的最后優(yōu)劣順序。

正向排序:

由圖1知強圖G1s和弱圖G1w中的非劣方案集分別為:C1s ={4，8，9}，C1w={4，7，8，9}，交集C1 = C1s∩C1w={4，8，9}，從強圖G1s和弱圖G1w中抹去C1中的方案X4，X8，X9 及它們發(fā)出的所有有向枝，剩余的強圖和弱圖分別記作G2s和G2w，如圖2所示。

由圖2知C2s={2，7}，C2w={7}，C2 = C2s∩C2w={7}，抹去方案X7及其發(fā)出的所有有向枝，剩余的強圖和弱圖分別記作G3s和G3w，如圖3所示。

由圖3知C3s={2，6}，C3w={2，5}，C3 = C3s∩C3w={2}，抹去方案X2及它發(fā)出的所有有向枝，剩余的強圖和弱圖分別記作G4s和G4w，如圖4所示。

由圖4知C4s={5，6}，C4w={3，5，6}，C4 = C4s∩C4w={5，6}，抹去方案X5，，X6及它們發(fā)出的所有有向枝，剩余的強圖和弱圖分別記作G5s和G5w，如圖5所示。

由圖5知C5s={1，3}，C5w={1，3}，C5 = C5s∩C5w={1，3}。如果方案i(即Xi)屬于Ck，則它被排在第k位即V'(Xi)=k，i∈Ck，所以各方案的級別高于關(guān)系正向排序如表5所示。

反向排序:

首先將正向排序的強圖G1s和弱圖G1W中所有有向弧的箭頭反向，得到正向排序的鏡像，如圖6所示。

其次根據(jù)圖6，非劣方案集分別為:A1s ={1，3，4}，A1w ={1，3，4，5，8}， 且交集A1 =A1s∩A1w ={1，3，4}。從圖6中抹去A1中的方案X1，X3，X4及由它們發(fā)出的所有有向枝，剩余強圖和弱圖分別記作G2s和G2w ，如圖7所示。

由圖7知A2s ={5，6}，A2w ={5，6，8，9}，A2 = A2s∩A2w ={5，6}，抹去方案X5，X6及由它們發(fā)出的所有有向枝，剩余強圖和弱圖分別記作G3s 和G3w，如圖8所示。

由圖8知A3s ={2，7，9}，A3w={2，8，9}，A3=A3s ∩A3w ={2，9}，抹去方案X2，X9及由它們發(fā)出的所有有向枝，剩余強圖和弱圖分別記作G4s 和G4w ，如圖9所示。

由圖9知A4s ={7}，A4w ={7，8}，A4= A4s∩A4w={7}，抹去方案x7及由其發(fā)出的所有有向枝，剩余強圖和弱圖分別記作G5s和G5w，如圖10所示。

由圖10知A5s ={8}，A5w ={8}，A5= A5s∩A5w ={8}。同上可得反向排序的初步結(jié)果，如表6所示。

由此即可得到備選方案的優(yōu)劣排序為:(8) O (7，9)O (2，4) O (5，6) O(1，3)。

因此汽車制造企業(yè)管理者在決策時可以優(yōu)先選擇第八個方案，若綜合考慮其他因素(如客戶服務(wù)水平中的送達產(chǎn)品的時間限制等)，需要調(diào)整，則可以按照排序順次向后考慮其他方案。

3結(jié) 語

對企業(yè)逆向物流成本進行分析與優(yōu)化，使企業(yè)降低物流總成本，提高經(jīng)濟效益是非常具有現(xiàn)實意義的。為了保證經(jīng)營管理者在企業(yè)運作過程中做出更準確的決策，本文提出ELECTRE-Ⅱ算法，分析并驗證了此算法在逆向物流成本優(yōu)化過程中的重要作用，證明它是一種科學(xué)有效的定量決策方法，并運用此方法為企業(yè)決策者提供可行性參考意見。

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