汽車零部件閉環物流網絡設計模型研究

邵俊崗+康佳琪

摘 要：將汽車再制造逆向物流網絡與現有的正向物流網絡相結合，提出運用混合整數線性規劃法（MILP）建立汽車零部件閉環物流網絡設施選址的數學模型，對模型的目標函數、能力約束和流量平衡等條件進行了詳細解釋與分析；利用Lingo11.0軟件對模型進行求解，通過實際算例驗證了模型的有效性。

關鍵詞：閉環物流網絡；混合整數線性規劃法；汽車

中圖分類號：F713.2 文獻標識碼：A

Abstract： The object frame of the combination of the auto-mobile re-manufacturing reverse logistics network and the existing forward logistics network by using mixed integer linear programming（MILP）were established to optimize the closed-loop logistics network of automobile parts. A detailed explanation and analysis was made in the conditions of the objective function， the flow balance and capacity constraints. In the end， through the Lingo software， the effective of the model is verified though a practical example.

Key words： closed-loop logistics network； mixed integer linear programming（MILP）； automobile

0 引 言

隨著汽車工業的大規模的發展以及汽車的生命周期的不斷縮短，汽車制造業已經成為了工業領域中最大的資源使用者之一。其結果為汽車廢舊零件及模塊報廢致使資源浪費、環境污染以及生態破壞問題日益嚴重，廢舊汽車資源的再利用問題引起了政府、企業以及社會的高度關注。本文基于經濟和環境的可持續發展戰略，從汽車零件及模塊的回收再利用、資源節約和保護生態環境等方面出發，探討廢棄汽車的逆向閉環物流網絡設計，促進廢舊汽車逆向流動的有效運行，從而提高企業的經濟效益、社會效益和綜合競爭力，最終促進企業和社會經濟的可持續發展。

閉環供應鏈是一種不僅包含傳統供應鏈的各環節，而且還要考慮廢舊產品的收集、分類、處理、再配送、再制造/再利用、再分銷等活動所形成的一個封閉的物品供應鏈。圖1為閉環物流供應鏈的基本框架。

1 問題描述和模型假設

本文在研究汽車零件閉環逆向物流網絡結構的基礎上，運用混合整數規劃（MILP）方法結合汽車制造/再制造工廠、分銷/回收中心、拆解中心、消費區域和填埋點來構建汽車零件閉環物流網絡優化模型。

1.1 問題描述

本文構建一個由制造/再制造工廠、分銷/回收中心、拆解中心、消費區域集成的多級正、逆向物流網絡。對報廢汽車的零部件經過檢測、分類和維修后進行再制造或者廢棄處理。分銷/回收中心負責新產品的分配運輸到各個銷售區域以及從消費區域收集報廢的汽車，并將其運往拆解中心進行拆卸、檢測、分類和維修等流程。不可再利用的部分運往處理填埋場，而可再利用的零部件經過一系列處理后運送至再制造工廠，再制造的汽車通過分銷中心進行銷售。

報廢汽車閉環逆向物流網絡結構如圖2所示，包括五個部分：分銷/回收中心、拆解中心、制造/再制造工廠、處理填埋點。

1.2 模型的假設

（1）每一個消費者的需求必須得到滿足；

（2）在相同功能的節點設施之間沒有相互的物流運輸，例如生產商1和生產商2之間沒有物流互運；

（3）各個節點設施的開設數量和處理能力，均有最大限制；

（4）回收率和填埋率是已知的；

（5）在回收中心經過檢測分類，能夠維修的產品經過維修后便可重新投入市場，不能維修的產品依照檢測結果，分別拆卸成模塊和零件后，全部運往制造/再制造集成工廠，其中不可再制造的一部分則進行拆成零件進行廢棄處理，并且維修后的產品和新產品能夠同等程度滿足市場需求。

2 報廢汽車閉環物流網絡模型

2.1 符號、參數和變量的說明

2.2 模型建立

通過對以上正逆向物流網絡的分析，以報廢汽車正向物流和逆向物流網絡的總成本最小化為目標，構建了如下的混合整數規劃模型：

（1）閉環物流網絡總成本最小化的表達式

上述優化模型為混合整數線性規劃模型，采用LINGO11.0軟件編程求解。本文結合具體算例，較好地解決了汽車再制造逆向物流網絡設計問題。

3 算 例

（1）各個職能中心的選址數量

（2）汽車模塊和零件類型數量

（3）參數設定

（4）原材料供應商相關數據

（5）制造商/再制造商相關數據

（6）分銷/回收中心相關數據

（7）消費群需求量

（8）拆解中心相關數據

（9）原材料供應商至制造/再制造廠商的單位產品的運輸成本（元）

（10）制造/再制造廠商至分銷/回收中心的單位產品的運輸成本（元）

（11）分銷/回收中心至消費者的單位產品運輸成本（元）

（12）消費者至分銷/回收中心的單位產品運輸成本（元）

（13）分銷/回收中心至拆解中心的單位產品運輸成本（元）endprint

（14）生產零件n的單位成本（元）

（15）生產模塊p的單位成本（元）

（16）模塊1（n=1）從拆解中心到制造/再制造中心的單位產品運輸成本（元）

模塊2（n=2）從拆解中心到制造/再制造中心的單位產品運輸成本（元）

（17）零件1（p=1）從拆解中心到制造/再制造中心的單位產品運輸成本（元）

零件2（p=2）從拆解中心到制造/再制造中心的單位產品運輸成本（元）

運用LINGO11.0對算例進行求解，運算結果顯示該模型的目標函數最優值為：

4 結束語

本文研究了汽車再制造逆向物流網絡優化設計問題，在考慮到正向和逆向物流網絡中的設施集成和運輸集成后，以廢棄汽車零件和模塊的逆向物流網絡體系成本最小化為目標建立混合整數線性規劃模型，最后通過算例驗證了網絡設計的有效性。由于汽車再制造逆向物流網絡設計涉及眾多要素，而且隨環境變化而不斷變化，該領域還將不斷出現新的特征和問題，所以不確定因素的有效引入模型之中是未來研究需要考慮的問題。

參考文獻：

[1] 柏明國，馬華斌. 汽車再制造逆向物流網絡優化設計[J]. 物流技術，2012（1）：67-69，85.

[2] 代應. 廢舊汽車資源化逆向物流運作管理研究[D]. 重慶：重慶大學（博士學位論文），2008.

[3] 仇國英，胡天軍. 我國產品回收逆向物流模式分析[J]. 物流技術，2011（11）：95-97，131.

[4] 王雅璨. 再制造型生態閉環供應鏈物流網絡設計研究[D]. 北京：北京交通大學（博士學位論文），2010.

[5] 張科靜，魏珊珊. 國外電子廢棄物再生資源化運作體系及對我國的啟示[J]. 中國人口·資源與環境，2009（2）：109-115.

[6] 蔣明元. 基于EPR的報廢汽車逆向物流網絡研究[D]. 重慶：重慶大學（碩士學位論文），2011.

[7] Mahdi Mahmoudzadeh， Saeed Mansour， Behrouz Karimi. To develop a third-party reverse logistics network for end-of-life vehicles in Iran[J]. Resources， Conservation and Recycling， 2013（78）：1-14.

[8] 姚衛新. 再制造條件下逆向物流回收模式的研究[J]. 管理科學，2004（1）：76-80.

[9] Savaskan R C， Bhaltacharya S， Wassenhove L N V. Closed-loop supply chain models with product remanufacturing[J]. Management Science， 2004，50（2）：239-252.

[10] 魏潔，李軍. EPR下的逆向物流回收模式選擇研究[J]. 中國管理科學，2005（6）：18-22.endprint