電子廢棄物逆向物流發展關鍵因素的DEMATEL分析

張世勛， 劉艾杉， 孫明波

(1．鄭州大學 管理工程系 河南 鄭州450001； 2.北京航空航天大學 計算機學院 北京 100191)

0 引言

電子廢棄物(E-waste)已成為世界上增長最快的垃圾，其中含有大量毒害物質，如果處置不當將造成嚴重的環境污染，降低生活質量.但它又包含大量可利用的資源，如果能采取適當的辦法回收利用，既可以減少污染又能減少有限資源的浪費[1].如何有效回收利用電子廢棄物引起很多國家特別是工業發達國家的高度重視[2]，而電子廢棄物逆向物流的發展是有效回收利用的保障.

在實際中，能應用到電子廢棄物逆向物流發展中的資源配置有限，且電子廢棄物逆向物流的發展不只受制于某幾個因素，而是由發展體系中的諸多因素共同決定.國內外對電子廢棄物逆向物流進行了諸多研究.文[3]對電子生產企業構建逆向物流網絡結構進行定性分析，提出根據流通渠道的企業成員完成的電子產品再生或再制造的功能和能力的不同，構建不同的逆向物流回收系統.文[4]提出了針對電子廢棄物逆向物流建立的經濟模型，該模型展示了對現金流的分析，測定投資總額的內部回報率并考慮了通貨膨脹的影響.文[5]對逆向物流網絡中回收物品的價格確定問題開辟了新思路，提出了含有再生回收的電子廢棄物逆向物流管理的集成框架.在國內，文[6]從動力機制、系統結構等方面對電子行業逆向物流進行分析，給出3種電子產品逆向物流系統網絡結構構建模式并對相應經濟價值進行計算分析.文[7]對電子廢棄物回收逆向物流模型進行了研究，提出了政府、消費者等在電子廢棄物逆向物流發展中應該注意的問題.文[8]針對電子廢棄物逆向物流網絡特點，從整體逆向物流選址優化角度，分析并確定了網絡成本最優化混合整數線性規劃模型(MILP).

以上研究多集中在技術應用和模型規劃構建上，未對影響電子廢棄物逆向物流發展的因素及其之間的關系做系統定量的研究.本文通過決策實驗與評價實驗法(decision making trial and evaluation laboratory, DEMATEL)建立電子廢棄物逆向物流發展分析模型，定量地找出影響電子廢棄物逆向物流發展的關鍵因素并進行實證分析.

1 電子廢棄物逆向物流發展的影響因素指標體系

為更加全面地搜集影響因素以便構建相對完善的影響因素指標體系，我們采取了調查問卷的辦法，調查對象主要是一些從事相關研究的專家學者和研究生(總發放調查問卷50份，回收46份，回收率為92%；有效卷42份，有效率91.3%.依此作為建立電子廢棄物逆向物流發展的影響因素指標體系的依據).匯集統計過程中遵循系統全面、定量定性相結合等影響因素指標體系構建的原則，決定從環境、信息、社會、知識、流程以及結構6個層面對影響電子廢棄物逆向物流發展的因素指標體系進行分析和構建.

(1)環境層面.環境層面的影響因素主要可以歸結為環境相關法律制定(法律制定)、國際貿易要求(國貿要求)、廢棄物的利用(廢物利用)3個方面.

(2)信息層面.信息層面影響因素可概括為信息管理強化(信管強化)、信息技術的應用(信技應用)、信息價值性提高(信值提高)、信息時效性提升(信時提升)4個方面.

(3)社會層面.社會層面影響電子廢棄物逆向物流發展的因素概括為政府補貼、消費意識、社會效益、高層管理支持(高管支持)等4個方面.

(4)知識層面.從知識層面講影響電子廢棄物逆向物流發展的因素主要包括建議增長率(建議增率)、知識培訓投資(培訓投資)、智力資本比率(智資比率)等3個方面.

(5)流程層面.流程層面影響因素可歸結為逆向物流運轉效率(運轉效率)、各環節先進技術手段應用(先技應用)、運營模式、層次深化等4個方面.

(6)結構層面.結構層面影響電子廢棄物逆向物流發展的影響因素分為拓撲結構選擇(拓撲選擇)、網絡節點選擇(網節選擇)、結構成本量化(成本量化)等3個方面.

2 電子廢棄物逆向物流發展的影響因素分析模型

影響因素之間可能是相互關聯關系也可能是相互影響關系，而且這些關系在層面內部和層面之間都可能存在，故將影響因素指標之間錯綜復雜的關聯影響關系視為一個復雜網絡[9-10].影響因素指標重要程度主要取決于其對電子廢棄物逆向物流發展的促進程度.在復雜網絡理論中因素的重要程度由該因素連接其他因素而使其具有顯著性效果決定的.其中的DEMATEL方法是運用圖論和矩陣工具進行系統分析的方法[11]，可通過分析系統中各因素之間的邏輯關系和直接影響矩陣計算得出因素的影響度和被影響度，進而得出中心度和原因度.所以，采取DEMATEL方法對關聯影響關系具有復雜網絡特征的電子廢棄物逆向物流發展的影響因素進行分析.

基于DEMATEL方法的電子廢棄物逆向物流發展影響因素分析模型建模基本步驟為：

1)設由電子廢棄物逆向物流的影響因素組成的集合是

R={rn|n=1,2，…,N},

其中rn代表第n個因素.

2)根據專家評判的方法來分析因素之間的相互影響關系.若因素rn對rn′有直接的影響，則標記一條由前者指向后者的單向箭頭.以此繪出反映所有影響因素的關聯關系的有向圖.

3)若影響因素rn對rn′有直接的影響，則需要求得rn對rn′影響程度的大小.專家組依照1-3標度法(影響程度與標度值的對應關系為：強?3，中?2，弱?1)來確定影響因素評價值kn→ n′,并將其在關聯關系有向圖中由rn至rn′的箭頭標記中體現出來.以此，得到用于反映電子廢棄物逆向物流發展影響因素之間相互影響關系體系.

4)初始化直接影響矩陣.設直接影響矩陣為X=[xnn′]NXN.若因素對因素有直接影響時則令

xnn′=kn→n′(n,n′∈{ 1，2,…，N} ，n≠n′),

反之就是沒有直接影響，則令xnn′=0.

5)測度綜合影響矩陣.令綜合矩陣為T,利用公式

T=Y(I-Y)-1=[tnn′]NXN

來進行測度，其中I為單位矩陣.令Y=[ynn′]NXN為規范化直接影響矩陣，

6)影響因素分析.由綜合影響矩陣T得出影響因素rn的影響度和被影響度分別為

若令中心度和原因度分別為mn和rn的話，則

mn=hn+fn′(?n),

表示該因素在指標體系中的位置和所起作用的大小.rn=hn-fn′(?n)，若原因度rn>0，則該元素對其他因素影響大，為原因因素；若原因度rn<0，則該元素受其他因素影響大，為結果因素.

由此，根據影響度和被影響度判斷出因素之間的相互影響關系以及對電子廢棄物逆向物流整體發展的影響程度，利用中心度對因素在電子廢棄物逆向物流發展系統中的重要性進行排序，利用原因度的大小確定因素在系統中所處的位置.

3 電子廢棄物逆向物流發展的影響因素之間的關系分析

在對各因素進行分析的過程中，要綜合權衡逆向物流的發展現狀和電子廢棄物逆向物流發展中所面臨的實際問題.為全面有效地分析從多個層面構建好的影響因素體系，我們邀請的相關專家中有些主要從事實踐研究，有些則偏重于理論研究.這樣在探討相關問題時，可有效減少因角度偏差造成的分析和決策的片面性.

專家組研討的問題主要包括兩類：一類是單個層面中各影響因素之間的關聯影響關系問題；另一類是不同層面間各影響因素之間的關聯影響關系問題.基于咨詢專家所做的相應決策信息，通過DEMATEL方法建模的步驟2)和步驟3)，可以繪制出電子廢棄物逆向物流發展影響因素直接影響矩陣(限于文章篇幅，未列出).

根據影響因素分析模型建模步驟4)～6)，得到初始化直接影響矩陣后，使用matlab軟件計算得出綜合矩陣，接著通過計算各影響因素的影響度和被影響度得到它們的中心度和原因度，最后對各因素的重要性排序(表1).

表1 影響因素重要性排序Tab.1 Sequence of the influencing factors importance

3.1 影響因素層面的分析

1)影響因素依照原因度指標可分為原因因素和結果因素兩類：通過表1原因度的大小對比可以發現處在前列的為國貿要求、法律制定、政府補貼、運營模式、社會效益等因素，所以應該去強化這些因素，因為它們對電子廢棄物逆向物流的發展有著直接的影響.通過對原因度為負數的絕對值進行對比，發現信管強化、培訓投資、成本量化等因素靠前，說明它們容易受到其他因素的影響.

2)由表1各因素的中心度指標，按大小依次為廢物利用、培訓投資、先技應用、高管支持、運轉效率等因素(依據管理原理中的二八定律[12]，將排序后的前20%作為影響電子廢棄物逆向物流發展的關鍵影響因素).說明在電子廢棄物逆向物流發展的當前狀況下，作為逆向物流涉及到的各個主體會采取多渠道、多思維的方式來更加積極有效地利用電子廢棄物的原材料，在源頭處投入精力；另一方面，作為電子廢棄物逆向物流中的責任主體(比如說政府和回收企業)應該更加積極主動地加強相關知識的培訓和先進技術的應用.

3.2 環境、信息、社會、知識、流程、結構6個層面的分析

將6個層面包含的子類因素對電子廢棄物逆向物流發展的影響程度(各子類因素的影響程度未具體列出)及其原因度和中心度求和，可得到表2.

由表2可知，流程層面對電子廢棄物逆向物流的影響程度最大，結構層面在6個層面中的影響程度最小.流程、信息以及社會的原因度居于6個層面原因度的前列，說明電子廢棄物逆向物流涉及到的主體意識到改善電子廢棄物逆向物流能夠給他們帶來社會層面上的收益，而流程層面的拓展和信息層面的強化無疑將成為優先考慮的部分.

表2 6個層面的影響程度及其原因度和中心度Tab.2 Influence degree， causal degree and central degree of six levels

4 實證研究

電子廢棄物包含種類較多，參照已有的研究[9],我們選取手機行業作為研究對象，采用調查問卷的方法(發放問卷50份，回收35份，回收率70%，有效問卷32份，有效率約為91.4%)進行相關數據的整理.有效問卷的被調查對象具體為手機生產商企業22家，手機運營商6家，手機銷售商4家.首先進行量表的效度分析(在實證研究因子分析的過程中，若因子特征根大于1，累計解釋方差達到60%，且各變量的因子載荷均大于0.5，則表明該因子維度有效)和信度檢驗(采用Cronbac’s alpha測算可靠性，值大于0.7時認為有效).基于此，用Cronbac’s alpha系數測算可靠性，借助因子分析方法檢驗維度有效性.通過SPSS軟件分析顯示，各影響因素的KMO(Kaiser-Meyer-Olkin，相關系數與偏相關系數比值)均大于0.5，可以進行因子分析.因子分析的結果顯示，各層面的影響因素因子載荷均大于0.5，故維度基本有效可靠.

接著將各個因素與手機逆向物流影響因素評價體系總體效果進行回歸，建立多元回歸模型.由回歸分析結果得知，流程層面、社會層面、知識層面和環境層面的影響效果較為顯著.

為找出影響因素中的關鍵因素，對影響程度較為顯著的層面因素進行回歸，建立多元回歸模型，得出的最終殘差統計量如表3所示.

表3 殘差統計量Tab.3 Residual statistics of multiple regression analysis

殘差統計結果顯示，標準化殘差絕對值最大為2.815，沒有超過3.由影響因素指標體系的預測值與其殘差散點圖和殘差概率散點圖(限于文章篇幅，具體圖形未列)，可知殘差與自變量、因變量無關，滿足方差齊性，殘差服從正態分布.通過對結果分析，先技應用、廢物利用、運營模式、培訓投資、高管支持等影響程度居于前列，可作為影響手機行業逆向物流的關鍵因素，和我們的結論大致相符.考慮到電子廢棄物的種類不同對分析過程造成的偏差，認為最終結果可以接受.

參考文獻：

[1] 何亞群，段晨龍，王海鋒，等. 電子廢棄物資源化處理[M]. 北京：化學工業出版社，2006：7-12．

[2] 肖飛. 我國電子廢棄物回收處理立法完善研究[D]. 長沙：湖南大學，2009．

[3] Guiltinan J P， Nwokoye N G. Developing distribution channels and systems in the emerging recycling industries[J]. International Journal of Physical Distribution，1975，6(1):28-38．

[4] Busselle L D，Moore T A，Shoemaker J M, et al. Separation processes and economic evaluation of tertiary recycling of electronic scrap[C]//Proceedings of the 1999 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment . Danvers, 1999：192-197．

[5] Nagurney A, Toyasaki F. Reverse supply chain management and electronic waste recycling: a multitiered network equilibrium framework for E-cycling[J]. Transportation Research Part E， 2005，41(5):1-28．

[6] 何毅，計國君. 電子產品行業中的逆向物流分析[J]. 特區經濟，2006(1):29-33.

[7] 魏潔，李軍，魏航. 電子廢物回收逆向物流模型研究[J]. 物流技術，2005(1):28-30.

[8] 魏珊珊， 張科靜. 電子廢棄物逆向物流網絡選址優化模型設計[J]. 東華大學學報：自然科學版，2010，36(5):574-580.

[9] 姚永賢. 我國手機行業逆向物流影響因素實證研究[D]. 太原：太原科技大學，2010．

[10] 吳陽，張麗.地理信息系統在物流配送中的應用[J].鄭州大學學報：理學版，2008，40(1)：61-64.

[11] Lin C L，Tzeng G H. A value-created system of science (technology) park by using DEMATEL[J]. Expert Systems with Applications，2009，36(6):9683-9697．

[12] 帕累托,羅倫茲，墨菲，等.十定律[M]. 高永，譯.珠海：珠海出版社，2011:5-12．