基于Agent建模的電子廢棄物回收處理渠道研究

摘 要：電子廢棄物的合理回收處理對(duì)資源循環(huán)利用至關(guān)重要。文章以電子廢棄物回收處理系統(tǒng)中的微觀主體為研究對(duì)象，運(yùn)用基于Agent的方法建立計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｍㄟ^對(duì)微觀主體的行為分析，揭示多主體協(xié)同的演化規(guī)律，為促進(jìn)電子廢棄物回收處理規(guī)范化、生態(tài)化發(fā)展提出政策意見。

關(guān)鍵詞：電子廢棄物；Agent；計(jì)算實(shí)驗(yàn)；演化

1 概述

電子產(chǎn)品更新?lián)Q代周期日益縮短，電子廢棄物增長(zhǎng)迅速，預(yù)計(jì)2020年我國(guó)電子廢棄物總量將達(dá)到9269000t。電子廢棄物含有鉛、汞、六價(jià)鉻等有毒成分，目前我國(guó)電子廢棄物回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重，主要原因是未建立有序的回收機(jī)制。除了正規(guī)回收企業(yè)，還存在大量非正規(guī)回收處理者，即走街串巷的小商販。他們追求自身利益的最大化，不考慮環(huán)境因素。要實(shí)現(xiàn)電子廢棄物回收處理的生態(tài)化發(fā)展，在激勵(lì)正規(guī)渠道健康發(fā)展的同時(shí)，需約束非正規(guī)渠道的增長(zhǎng)。許多學(xué)者在這方面做了研究。余福茂等建立了考慮回收補(bǔ)貼激勵(lì)的電子廢棄物回收處理決策模型，討論了其最優(yōu)參數(shù)[1]。Saphores使用Logit模型對(duì)2136個(gè)美國(guó)家庭的電子廢棄物回收行為進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)回收便利、電子廢棄物毒性知識(shí)、回收經(jīng)驗(yàn)是家庭回收意愿的主要解釋變量[2]。賀超等采用多Agent模型，構(gòu)建了單再制造商——多回收商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，為閉環(huán)供應(yīng)鏈參與方的決策提供了理論支持。

這些研究沒有考慮兩種渠道的回收商之間的演化機(jī)制及與其他主體間的關(guān)系，不足以解釋電子廢棄物回收處理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化的復(fù)雜性。因此，文章運(yùn)用Agent方法構(gòu)建計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從微觀層面模擬主體的交互，探尋影響宏觀結(jié)構(gòu)的演化過程，對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，得出管理建議。

2 計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?/p>

2.1 系統(tǒng)復(fù)雜性分析

電子廢棄物回收處理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，涉及供應(yīng)商、生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、消費(fèi)者、回收商和政府等不同主體。他們具有根據(jù)歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)或決策的能力，能根據(jù)外部環(huán)境變化或其他主體策略的改變而調(diào)整自己的行為，因此主體與環(huán)境之間、主體與主體之間的交互常表現(xiàn)出非線性、動(dòng)態(tài)且密切的關(guān)系。并且涌現(xiàn)在上一層次和整體層次上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)更復(fù)雜的行為，如系統(tǒng)的分化和多樣性的出現(xiàn)。主體根據(jù)學(xué)習(xí)和反饋不斷改變自身的決策，也影響著其他主體的決策，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化。

2.2 規(guī)則假設(shè)

（1）主體分布在二維世界中，可以局部感知到上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八個(gè)方向的信息，感知半徑R=1。

（2）正規(guī)企業(yè)的數(shù)量不變。在市場(chǎng)機(jī)制下，有限理性的小商販傾向于將廢棄物簡(jiǎn)單的拆解或賣給二手市場(chǎng)。小商販沒有回收上限。

（3）把各種電子廢棄物抽象成一類，可以改變參數(shù)來觀測(cè)不同種類廢棄物的趨勢(shì)。

（4）消費(fèi)者產(chǎn)生電子廢棄物的速率固定，并綜合考慮回收價(jià)格、便利程度（小商販越多，越便利）、周圍人的影響、上一個(gè)時(shí)間周期t消費(fèi)者的行為等因素，決定將電子廢棄物交給小商販（概率為P）還是正規(guī)企業(yè)（概率為1-P）。

2.3 模型實(shí)現(xiàn)

考慮三種主體： M1個(gè)小商販Agent、M2個(gè)正規(guī)回收企業(yè)Agent、N個(gè)消費(fèi)者Agent，模擬電子廢棄物回收處理渠道的演化。

小商販：（1）出價(jià)。提供電子廢棄物的回收價(jià)格p1。（2）退出/進(jìn)入。當(dāng)前參與回收的，下一周期繼續(xù)參與或退出；當(dāng)前未參與的，下一周期仍不參與或進(jìn)入。二者決定下一周期小商販的總量。處理成本c1固定，售出價(jià)格為A。利潤(rùn)的大小是小商販決定繼續(xù)參與/退出/繼續(xù)觀望/進(jìn)入的關(guān)鍵因素。利潤(rùn)=售出價(jià)格-回收成本-處理成本。正規(guī)回收企業(yè)：（1）出價(jià)p2。（2）研發(fā)投入。企業(yè)每個(gè)時(shí)期會(huì)有一部分利潤(rùn)作為研發(fā)投入。若利潤(rùn)率為20%（很高），不需投入研發(fā)；若利潤(rùn)率為5%，需投入一部分。研發(fā)之后，比如購(gòu)買專利，帶來處理成本下降或售出價(jià)格上升（更有價(jià)值）。企業(yè)處理成本為c2。消費(fèi)者：尋找價(jià)格、質(zhì)量合適的電子產(chǎn)品，完成購(gòu)買行為；消費(fèi)完畢后，選擇電子廢棄物的回收渠道。

2.4 結(jié)果分析

模型中，N=1000，M1=288，M2=24，p1=344，p2=345，c1=90，c2=219（企業(yè)為了與小商販競(jìng)爭(zhēng)，會(huì)適當(dāng)提高回收價(jià)格，而處理成本比小商販高）。企業(yè)和小商販的回收量此消彼長(zhǎng)，在政府的監(jiān)控下，小商販的數(shù)量呈遞減趨勢(shì)。下一個(gè)周期開始時(shí)，有的小商販退出或進(jìn)入，數(shù)量有所增加。消費(fèi)者選擇將小商販的概率在50%-60%之間，如圖1所示。

圖2 小商販數(shù)量變化折線圖

第65個(gè)周期，達(dá)到理想狀態(tài)，小商販在政府的打壓下，消亡（轉(zhuǎn)行或轉(zhuǎn)為正規(guī)企業(yè)繼續(xù)參與回收處理），如圖2所示。這時(shí)，回收任務(wù)全部落在正規(guī)企業(yè)，消費(fèi)者選擇小商販的概率P降為0。

3 結(jié)束語(yǔ)

為促進(jìn)電子廢棄物回收處理行業(yè)的規(guī)范化、生態(tài)化發(fā)展，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出建議：（1）建立完善的法規(guī)、監(jiān)管體系，加強(qiáng)行業(yè)管理，嚴(yán)格審查企業(yè)處置電子廢物的法定資格，鼓勵(lì)、扶植正規(guī)企業(yè)，降低企業(yè)的交易費(fèi)用；（2）構(gòu)建完善的電子廢棄物回收處理網(wǎng)絡(luò)體系，建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)，實(shí)施生產(chǎn)者延伸責(zé)任制；（3）通過電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等宣傳渠道，加強(qiáng)環(huán)保宣傳力度，提升居民的生態(tài)意識(shí)，讓公眾明白保護(hù)環(huán)境是每個(gè)人的責(zé)任。

文章的研究可進(jìn)一步深入，如考慮系統(tǒng)中的所有相關(guān)主體，增大計(jì)算機(jī)模型與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相似性，更有利于為政府和相關(guān)部門提供建設(shè)性意見，最終達(dá)到電子垃圾減量及廢棄物再生利用的雙重目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]余福茂，鐘永光，沈祖志.考慮政府引導(dǎo)激勵(lì)的電子廢棄物回收處理決策模型研究[J].中國(guó)管理科學(xué)，2014，5：131-137.

[2]Saphores J-D M， Ogunseitan O A， Shapiro A A. Willingness to engage in a pro-environmental behavior： An analysis of e-waste recycling based on a national survey of U.S. households [J].Resources， Conservation and Recycling，2012（60）：49-63.

作者簡(jiǎn)介：馮叢娜（1990-），女，河北無(wú)極縣人，杭州電子科技大學(xué)碩士研究生，研究方向：逆向物流、閉環(huán)供應(yīng)鏈等。