逆向物流運作管理研究進展與趨勢

李 響

(南開大學經濟與社會發展研究院現代物流研究中心，天津 300071)

逆向物流運作管理研究進展與趨勢

李 響

(南開大學經濟與社會發展研究院現代物流研究中心，天津 300071)

逆向物流是創建節約型社會、推動可持續發展的有力支撐，已成為一個新的熱點研究領域。本文從生產與庫存計劃、再流通市場競爭、逆向供應鏈協調等幾個方面綜述了逆向物流的研究現狀，并結合最新的工業發展分析了逆向物流實踐的新特點和研究領域的最新熱點問題，最后展望了未來研究方向。

逆向物流;運作管理;再制造

1 引言

20世紀以來，全球經濟高速發展帶來的資源供給短缺、環境污染加劇等問題日益突出。歐美發達國家開始通過強制立法，責令生產企業對產品的整個生命周期負責，并要求他們回收處理所生產的產品或包裝物品等。這必然要求企業對產品的逆向流動進行綜合管理，由此出現了逆向物流。近年來，我國經濟建設取得了巨大成就的同時，自然資源枯竭和環境污染等問題也日趨嚴重。以產品回收、再制造為主要內容的逆向物流作為實現可持續發展戰略的重要途徑和方式受到各方重視，其研究和實踐都呈現快速發展的態勢。

由此可見，逆向物流領域已成為近10年來國內外物流學乃至整個經濟、管理科學方面的熱點問題，對其的研究已經從早期的概念體系定性研究發展到回收管理、庫存計劃、再流通市場管理以及供應鏈協調等細化的運作模型與管理技術。

2 逆向物流的概念和特點

逆向物流一般指產品或者原材料從消費者或使用者返回到上游企業或供應部門，并包含對返回物品的再利用、再處理、再銷售的整個過程。其特點主要包括以下幾方面:

(1)隨機性。不確定性是逆向物流區別于正向物流最重要的特性之一，這也是產品使用壽命不確定和銷售隨機性的反映。回流產品的數量、質量和時間常常是隨機的，并且受到很多因素的影響，比如產品所處的生命周期階段、技術更新的速度、產品質量、退換策略等。

(2)分散性。正向物流中產品通常是由一個起點向多個目的地移動，而逆向物流正好相反，產品由多個起點向一個目的地移動。這種區別直接影響了物流的管理運作。目前，很多企業都選擇建立獨立的逆向物流處理中心，由此導致的逆向物流網絡設計問題與傳統的物流網絡規劃有較大區別。

(3)物流流程相對復雜，管理困難。逆向物流的主要活動和功能包括拆解、修整、再制造、再包裝等內容，需要根據回收產品的不同類型和狀態實施，這比正向物流中的新產品物流過程更為復雜。此外，逆向物流需要相應的物流網絡和信息系統支持，以及大量的協調和管理工作，給企業管理造成難度。

3 逆向物流運作管理研究狀況與進展

Stock在1992年第一次提出逆向物流的概念:“逆向物流是一種包含了產品退回、物料替代、物品再利用、廢棄處理、再處理、維修與再制造等流程的物流活動”［1］。此后，隨著環保和可持續發展理念的深入人心，逆向物流的研究在近10年來得到了越來越多的關注，相關文獻開始激增，并迅速發展成為物流學中的一個重要分支領域。

早期逆向物流領域的研究包括對逆向物流的概念內涵、體系構建和驅動因素等定性探討，以及網絡規劃、運輸調度等傳統物流和生產運作管理的內容。這些問題基本上是在傳統的正向物流相關研究的基礎上，增加了反向流動的管理控制決策，并利用最優控制、系統仿真、啟發式算法等方法來解決。近年來，隨著再制造工業和物流領域的進一步發展，逆向物流研究在生產與庫存計劃、市場競爭、逆向供應鏈協調等領域出現了一些新的研究進展。

3.1 生產與庫存計劃

逆向物流中的庫存管理是開始比較早的研究領域之一，也是至今仍極為活躍的領域。逆向物流的生產和庫存系統可分為周期盤點/生產和連續時間盤點/生產兩類。在連續時間的模型研究中，最早的當是Heyman提出在沒有考慮提前期和固定費用，回收和需求是相互獨立的隨機變量的情況下，利用隨機動態規劃的方法，得到了基于制造、再制造、丟棄處置決策的最優庫存計劃策略［2］。此后，Van der Laan等［3］、DeCroix等和DeCroix等［4-5］對這一基本模型進行了不同層次的改進，如Van der Laan等加入了固定費用，DeCroix等和DeCroix分別將問題擴展到更復雜的多級序列庫存系統和組裝系統，等等。對周期盤點庫存研究，Simpson的研究具有重要的開創性［6］。他在忽略所有提前期的假設下，得到了回收件和成品件兩級庫存再制造、制造和拋棄處置的最優策略結構。此后，Li等討論了包括再制造、制造和回收處理的多周期庫存模型，其中制造和回收處理的固定費用被考慮進去，得到了這三種活動的最優決策［7］。Zhou等同樣考慮了包含制造、再制造和回收處理三種決策的多周期庫存模型，不同的是該論文假設回收的廢舊產品具有不同的質量狀況，需要不同的生產成本才能制造成新品［8］。

近年來關于主動回收決策與生產計劃、庫存管理相結合的問題越來越多，形成了在這一領域的最新熱點。Guide等強調采取通過回收價格控制回收產品質量和數量的必要性，并第一次提出回收管理的定量模型，指出要對回收產品按照不同質量進行分揀、分類管理，并在此基礎上再考慮生產計劃。該論文假設產品的回收和需求分別是回收價格和銷售價格的確定性函數，回收產品按質量不同分為多個類別，給出了單周期集中式渠道模式下廢舊產品的回收價格和再制造產品銷售價格的決策算法［9］。Bakal和Akcali［10］考慮類似的以回收價格主動控制回收產品數量和質量的問題，但考慮了由回收產品質量的不確定性造成的隨機因素——隨機產率。該論文研究了隨機產率下需求和回收量都受價格影響的再制造系統，得到了集中式決策下的單階段模型下的最優回收價格決策和不確定產率對系統的影響。Zhou和Yu［11］進一步認為回收管理是再制造應用是否成功的核心環節，同時包括回收定價在內的動態定價策略平衡。他們建立了一個包括回收努力或回收定價在內的多周期動態庫存模型，并且同時考慮了回收與需求的隨機性，得到了相應的最優庫存策略。

在國內的研究中，李勇建等研究了電子商務模式中含有自治復原退貨物流的單周期庫存控制問題。他們在考慮退貨價對需求影響的基礎上，通過引入可再售退貨產品率，將退貨品分為可再銷售和不可再銷售兩部分進行分析，建立并求解了自治復原退貨物流下考慮退貨價對需求影響的單周期庫存模型。研究結果發現，商家應該在制定策略時考慮退貨價對需求的影響，并大膽地提出和宣傳自己的退貨政策，以增加顧客對退貨價的敏感度，從而獲取更多的利潤［12］。李響等研究了產率和需求均為隨機的再制造逆向物流系統，其決策為在再制造隨機產率實現前決策廢舊產品的回收價格和在市場隨機需求實現前決策再制造產品的銷售價格，以最大化企業考慮風險因素的效用函數［13］。周艷聰等針對同時擁有制造和再制造的企業，研究了返回補償的回收策略對庫存管理的影響。他們通過分析回收過程的特點，提出了一種新的具有兩條補充渠道 (正向渠道和再制造逆向渠道)庫存系統模型，并在系統收益期望值最大的目標下，得到了系統的最優庫存策略結構并進行了參數分析［14］。

3.2 再流通市場競爭

在經過庫存管理和再制造生產之后，再制造產品的流通是逆向物流另一重要問題。目前，流通渠道的研究主要是結合流通中多實體的博弈和競爭來進行的，采用非合作博弈論作為主要的方法論。特別是近年來，考慮逆向物流中企業間橫向競爭方面的研究數量呈明顯上升趨勢。

Groenevelt和Majumder首次考慮了逆向物流中存在的再制造產品競爭問題［15］。他們考慮了一個兩周期模型，競爭者是原始制造商和再制造商。在第一階段，原始制造商制造并銷售新品，其中的一部分在消費完畢后在第二階段被再制造商和原始制造商分別獲得并進行再制造并且進行市場競爭。其中，消費者對原始制造商和再制造商的產品品牌具有不同的效用意識，再制造成本則是線性的。論文得到了原始制造商在選擇第二周期從事再制造業務的臨界條件，并證明了競爭性環境下存在唯一的純策略納什均衡。Ferguson和Toltay研究了類似的兩階段模型，但他們假設消費者對再制造產品和新品具有不同的效用意識，而再制造成本是非線性的。研究發現，原始制造商有可能會因為再制造產品與具有更高利潤的新品沖突而選擇不進行再制造，并且分析了當再制造對獨立再制造商利潤巨大的時候，原始制造商如何制定阻止潛在的再制造商進入的戰略［16］。

Heese等建立了一個兩周期動態模型研究企業在競爭環境下是否會進行回收再制造的問題，但更加突出考慮了回收對整個工業和消費者的影響。他們發現通過產品回收可以使得企業獲得競爭優勢，而消費者也總是從中受益［17］。Webster和Mitra同樣考慮了原始制造商在第一周期引入新品的生產、第二周期再制造產品和新品進行競爭的兩周期模型，但他們假設在第二周期只有再制造商獲得廢舊產品而原始制造商并不進行再制造活動，他們發現通過回收立法可使供應鏈系統獲得更大利益［18］。Ferrer等突破了前面兩階段競爭模型的框架，將問題進一步擴展到多階段的情形，得到了最優定價和生產量的納什均衡解析解。研究結果表明，在雙寡頭壟斷條件下，獨立的經營者會在中途阻止原始制造商生產的核心產品而去銷售再加工的產品，而如果再制造的利潤很高，則原始設備制造商會通過降低價格放棄第一周期的部分邊際利潤，增加銷量從而增加未來周期可再制造的回收產品數量。

在國內的研究中，曹俊和熊中楷研究了閉環供應鏈中單個制造商的再制造件最優價格和質量水平決策。研究表明在市場存在同一品牌新制造件和再制造件的情況下，當給定離散的新加入的不可再制造部分質量水平時，存在唯一的再制造件價格使得制造商的利潤最大［19］。曹俊等研究了完全回收模式下，閉環供應鏈中新件制造商和再制造商的一級價格歧視策略。研究表明在銷售期內不存在多余庫存的再制造件時，再制造商并不會完全滿足產品單位質量的價值評價較低的市場，而是部分進入原來新制造件的市場［20］。李響和李勇建則考慮了多個再制造商在同一回收市場中獲取廢舊產品并進行再制造的回收競爭，其中每個再制造商回收廢舊產品的數量取決于自身付出的回收價格，同時和對手們的回收價格相關。他們證明了該競爭博弈作為超模博弈，存在唯一的納什均衡，并得到回收競爭會導致整體回收價格偏高從而偏離系統帕累托最優的結論。

3.3 逆向供應鏈協調

供應鏈管理已成為當代最有影響力的一種企業管理模式和戰略思想。在逆向物流的實踐中，企業也將供應鏈管理的思想應用到其中。這些工業實踐引發了近年來對逆向供應鏈縱向渠道博弈和協調問題的研究，主要是利用非合作博弈論和優化理論，設計供應鏈協調和利潤分配機制。

Savaskan等對回收物流渠道選擇問題進行了建模分析，分別研究了分散式供應鏈中制造商自己回收、提供激勵使得零售商回收、外包給第三方回收等三種回收渠道模式并進行了比較。研究結果表明，零售商負責逆向物流職能的渠道結構優于制造商負責逆向物流的渠道結構，甚至更優于將逆向物流職能外包給第三方物流提供商的渠道結構;也就是說回收者離消費者越近，回收努力就越有效。此外，他們還對零售商回收的情形通過協調機制進行改進［21］。進一步地，Savaskan等對下游兩個零售商存在競爭時的渠道模型進行了分析和比較。該論文首先分析了回收任務在零售商之間是如何分配的以及如何影響他們在市場中的行為。研究結果表明，在直接收集系統中，渠道利潤受到回收規模的影響;而在非直接收集系統下，供應鏈的利潤受到零售商之間的競爭影響［22］。

Ackali等考慮了此時廢舊耐用產品回收和再制造的分散式和集中式逆向供應鏈系統。在廢舊產品數量及市場對再制造產品的需求量都是價格敏感性的假設下，確定最優的回收價格、再制造件的銷售價格，并提出一種two-part tariff合同協調分散式供應鏈的策略。論文探討了原始制造商傾向于再制造或者回收的原因及時機，并得到當廢舊產品是同質的時候，制造商傾向于建立回收渠道以增加回收率的結果［23］。Kaya在三種不同情形下分別考慮了相應的集中和分散式系統的回收決策，包括制造商依靠純再制造產品來滿足需求、制造商依靠再制造和制造新品滿足需求以及再制造品和新品具有不同消費者效用的情形。并在確定性和隨機回收情況下給出了供應鏈協調機制［24］。

在國內研究方面，邱若臻和黃小原在隨機需求下綜合考慮制造商和銷售商同時負責產品回收兩種渠道，建立了以制造商為主方，銷售商為從方的逆向供應鏈的Stackelberg主從對策模型，并給出了分散決策下的Stackelberg均衡對策，提出一種兩部收費制契約在保證供應鏈成員利潤基礎上實現閉環供應鏈渠道協調［25］。李響等將模型擴展到回收數量隨機的情形，其中再制造商首先提供合同來激勵回收商，然后回收商基于合同作出反應來決策回收價格。研究結果表明，分散式決策下的逆向供應鏈回收價格低于集中式的帕累托最優回收價格，從而導致逆向供應鏈中的雙邊效應出現，而一種雙階段定價合同可以有效地消除雙邊效應和協調供應鏈［26］。孫浩和達慶利將問題擴展到回收商或制造商的設施有容量限制的情形，并分別針對回收商或制造商租用設施的兩種情況，研究了相應的回收價格及設施容量決策。論文提出一種收入－費用共享契約，可以有效地進行逆向供應鏈協調［27］。王文賓和達慶利則著重考慮了逆向供應鏈協調的獎勵、懲罰及獎懲機制比較問題，并基于回收率與回收量的獎懲機制下得到相應的供應鏈分散式系統與集中式系統的最優決策［28－29］。

4 研究的新熱點與未來趨勢

4.1 研究的新特點和新熱點

(1)隨機性更加突出，信息系統與信息作用成為熱點。

逆向物流具有多重的不確定性，且隨著逆向物流的發展，其不確定性對系統影響的作用越發突出。物流系統中存在著需求風險逐級放大導致訂購和生產數量波動逐級增加的牛鞭現象，逆向物流中也存在著類似的現象，且由于回收產品中可再制造部分數量和質量的不確定性產生“逆牛鞭效應”［30］。也正因此，如果使用回收再利用的零部件或者原材料來生產新產品，就必然要求對回收物流供給的可得性做出較準確和及時的追蹤和預測，才能保證完整連續的生產。這樣的活動必然需要及時、可靠的信息共享來實現。有效的逆向物流系統應以完善的物流信息系統作基礎，及時獲取潛在不確定因素的信息對提高系統收益具有很大影響。

(2)主動回收方式廣泛采用，回收控制機制成為熱點。

在逆向物流中，以往的一些企業被動等待消費者自覺將廢舊產品交到企業手中，是一種消極對待產品回收流的辦法。近年來，越來越多的企業感到其中蘊藏的巨大利潤，開始作為發起者主動地深入消費者群，通過設置回收網點機構、雇傭回收人員或專門的回收企業，采取押金租賃、現金回購、以舊換新等方式，以經濟利益刺激消費者進行產品回收。與傳統的被動回收不同，這種主動回收方式可以對產品的回收數量和質量進行一定的控制，因此被越來越廣泛地采用，其研究也開始成為熱點。

(3)逆向物流向逆向供應鏈轉化，縱向渠道博弈與協調成為熱點。

在逆向物流領域，目前很多企業都開始尋求與其他企業合作，或者雇用某些專門的公司或企業為其提供逆向物流中部分流程的服務，從而形成了逆向供應鏈。例如，柯達公司的一次性相機逆向物流，通過與零售商合作，從用戶手中將用過的一次性相機回收和零部件重用。在汽車制造業，一些日本和美國的汽車制造商將汽車回收后并不自己處理，而是賣給專門的拆解商和再制造商讓他們進行再制造活動。總之，逆向供應鏈中的企業通過相互博弈競爭和協調合作，參與逆向物流的各種活動。因此，對逆向供應鏈中的各種博弈、競爭、協調、合同機制等研究具有重要的理論和現實意義，也是近年來涌現的研究熱點。

4.2 未來研究趨勢

第一，隨機因素更加復雜。

以往大部分的逆向物流研究還是基于確定性或存在單一或較少的隨機因素的模型。而事實上，逆向物流中的隨機回收數量、質量、時間和隨機需求常常是同時存在的，因此有必要將多重和更為復雜的隨機因素同時考慮進系統模型。

第二，系統結構更為復雜。

研究對象從逆向物流系統結構的角度，是從按集中式系統到橫向競爭結構再到縱向渠道結構來演進的，其中集中式系統也是從單級的再制品庫存到兩級的“備用件—再制品”庫存再到多級庫存，由簡單的純再制造系統到制造/再制造復雜系統演進的。對更為復雜的再制造系統以及更為復雜的逆向供應鏈網絡的研究，將是未來重要的方向。

第三，決策因素和行為更為復雜。

目前，行為運作管理是運作管理領域非常活躍的熱點方向之一，特別是將基于前景理論的風險行為消費者理性行為結合到運作管理的研究受到重視。而對逆向物流來說，一方面，逆向物流產品供給和需求兩方面都與消費者關系密切，受消費者選擇行為因素影響很大;另一方面，逆向物流具有極強的隨機性，企業對這些隨機風險的態度對系統影響很大。將消費者的返回/購選擇等行為和企業風險態度行為考慮到逆向物流系統的決策，必將成為逆向物流研究的重要趨勢。

第四，信息作用更加深化。

盡管對逆向物流信息作用的研究已經引起注意，但其研究仍然有待深入。一方面，對復雜逆向物流系統中多重信息的疊加作用的研究還比較缺乏。另一方面，當逆向供應鏈中各個企業具有自己的私密信息時，在信息不對稱下如何設置合理的委托代理激勵合同，使供應鏈具有一個合理的信息揭示和共享機制是十分重要的問題。

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(責任編輯 譚果林)

Progress and Developing Trends of Research on Reverse Logistics Operations Management

Li Xiang
(Institute of Economics and Social Development，Nankai University，Tianjing 300071，China)

Reverse logistics has been regarded as a basis of creating conservation-oriented society and promoting sustainable development.This paper introduces the current research status of reverse logistics from the aspects of production and inventory planning，re-distribution market competition，and reverse supply chain coordination.The paper analyzes new features in industry and new problems in academy with combinating the progress of newly development in practice.The paper puts forward some developing trends of future research.

Reverse logistics;Operations management;Remanufacturing

F270

A

國家自然科學基金資助項目 (71002077)，南開大學人文社會科學校內文科青年項目 (NKQ09027)。

2011－12－21

李響 (1982－)，男，天津人，南開大學經濟與社會發展研究院講師，博士;研究方向:物流與供應鏈管理。