雙重約束下動力電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型

(華北電力大學(xué) 北京 102206)

雙重約束下動力電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型

李文玉

(華北電力大學(xué)北京102206)

隨著電動汽車技術(shù)的改進(jìn)升級，電動汽車開始能夠逐漸滿足人們?nèi)粘＝探煌ㄐ枨蟆ＯM(fèi)者逐漸開始接受電動汽車。然而在我國，電動汽車動力電池回收的問題逐漸凸顯，無論是廠商，企業(yè)還是環(huán)保組織，在動力電池回收方面比較薄弱。本文針對逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念，根據(jù)動力電池回收特點(diǎn)提出了在雙重目標(biāo)約束下的逆向物流約束模型。第一個約束函數(shù)將逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型中涉及的成本降到最低，而第二個約束函數(shù)是在物流過程中減少能源消耗。

雙重約束;動力電池;逆向物流;網(wǎng)絡(luò)模型

一、綜述

逆向物流指的是不合格物品的返修、退貨以及周轉(zhuǎn)使用的包裝容器從需方返回到供方所形成的物品實(shí)體流動[1]。也就是說，逆向物流是從消費(fèi)者手中回收的曾經(jīng)收用過的、過時的或者己經(jīng)損壞的產(chǎn)品和包裝開始，到最終處理的過程。但是現(xiàn)在越來越被接受的觀點(diǎn)是，逆向物流就是對整個產(chǎn)品的生命周期中所有物資較為完整的、有效的和高效的利用過程的協(xié)調(diào)[2]。

逆向物流分為有廣義和狹義兩種，狹義的逆向物流指的是對那些因?yàn)榄h(huán)境問題或者產(chǎn)品已經(jīng)過時等原因，對產(chǎn)品、零部件或者物料回收的過程。它是將廢棄物中有再利用價(jià)值的部分加以分揀、加工、分解，使其成為有用的資源重新進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域[3]。廣義的逆向物流除了包含狹義的逆向物流的定義之外，還包括廢棄物物流的內(nèi)容(將經(jīng)濟(jì)活動中失去原有使用價(jià)值的物品，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行收集、分類、加工、包裝、搬運(yùn)、儲存等，并分送到專門處理場所時形成的物品實(shí)體流動)，以減少資源的使用為最終目標(biāo)，來達(dá)到減少廢棄物的目的，同時使正向以及回收的物流更有效率[4]。

逆向物流作為企業(yè)價(jià)值鏈中特殊的一個環(huán)節(jié)，它具有一下幾個特征：第一，逆向物流所產(chǎn)生的時間、地點(diǎn)以及數(shù)量是難以預(yù)見的。第二，逆向物流所發(fā)生的地點(diǎn)是較為分散和無序的，不可能一次性集中的向接受地點(diǎn)轉(zhuǎn)移。第三，逆向物流所發(fā)生的原因通常都與產(chǎn)品質(zhì)量或者數(shù)量的異常有關(guān)。第四，逆向物流的處理系統(tǒng)和處理方式是復(fù)雜多樣的，不同的處理手段會對恢復(fù)資源的價(jià)值有著顯著的差異[5]。

Spicer和Johnson[6]討論了擴(kuò)大生產(chǎn)者責(zé)任(EPR)實(shí)施的方法，并詳細(xì)討論了第三方的好處和挑戰(zhàn)，并通過具體例子詳細(xì)說明了該方法。Kannan等[7]利用遺傳算法和粒子群優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個集成的正向物流多級分布庫存供應(yīng)鏈模型(FLMEDIM)和閉環(huán)分布庫存供應(yīng)鏈模型(CLMEDIM)。

本文在綜述中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)文獻(xiàn)只考慮一個單一問題：將成本最小化、減少浪費(fèi)或風(fēng)險(xiǎn)作為目標(biāo)，此類模型沒有考慮到二氧化碳排放，因此本文針對動力電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，提出了一種雙目標(biāo)模型。第一個目標(biāo)函數(shù)旨在將逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型中涉及的成本降到最低，而第二個目標(biāo)是在物流過程中盡量減少能源消耗。

二、模型設(shè)定

本文在Pishvaee等[8]提出的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上，考慮到在一個多階段逆向物流網(wǎng)絡(luò)中，為了實(shí)現(xiàn)第一個目標(biāo)而將運(yùn)輸、固定的開放成本和排放成本最小化的收集成本和排放成本。本文所考慮的第二個目標(biāo)是在運(yùn)輸過程中盡量減少二氧化碳排放,如圖1所示。在這項(xiàng)工作中，我們假設(shè)只有單一產(chǎn)品，而單一的運(yùn)輸選擇是為了簡化。

圖1 逆向物流節(jié)點(diǎn)圖示

所使用的符號和模型的數(shù)學(xué)公式如下所示。

I-檢測中心的候選點(diǎn)集, ?i ∈I.

J-回收中心的固定點(diǎn)集, ?j ∈J.

K-處理中心的固定的點(diǎn)集, ?k ∈K.

L-客戶中心的固定的點(diǎn)集, ?l∈L.

d-需要回收的物品平均比例(百分比).

rl-客戶中心退回產(chǎn)品數(shù)量l.

fi-建立檢測中心i的固定成本.

cci-收集中心回收產(chǎn)品的回收成本i.

cfli-從客戶中心l到檢測中心i的退貨產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用.

csij-檢測中心i到回收中心j的可回收產(chǎn)品的運(yùn)輸成本.

ctik-從檢測中心j到處理中心k的運(yùn)輸成本.

cafi-檢測中心i容量.

casj-回收中心j的容量.

catk-處理中心k容量.

dck-處置中心k的處置費(fèi)用.

Et-由于使用運(yùn)輸方式，每單位重量單位和每距離單位的溫室氣體排放系數(shù)t

Wp-產(chǎn)品的重量p

在以上的表示法中，可以將雙目標(biāo)逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題描述如下:

三、結(jié)論

回收廢舊動力電池所產(chǎn)生的收益與放棄對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行處理所帶來的環(huán)境問題已經(jīng)使企業(yè)開始關(guān)注從客戶那里回收動力電池，以減少污染與成本。本文介紹了逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的雙重約束模型。第一個目標(biāo)函數(shù)旨在將逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型中的成本最小化，而第二個目標(biāo)是在物流過程中盡量減少二氧化碳排放。通過改模型，可以為管理人員通過考慮成本來做決定。同時對其他行業(yè)也有一定的借鑒意義，其他多目標(biāo)技術(shù)可用于獲得帕累托最優(yōu)解。

[1]李君, 逆向物流的外包決策研究[D], 2009.

[2]Think, M., Strategic Issues in Product recovery Management, California Management Review[J]. 1995. p. 168-179.

[3]趙立軍,帶有逆向物流的城市連鎖店運(yùn)輸路線優(yōu)化,交通科技與經(jīng)濟(jì)[J],2010.P40-P42.

[4]劉彥坤, 我國逆向物流發(fā)展中存在的問題及對策分析,物流技術(shù)2010[J].P21-23.

[5]陳云飛, 物流需求預(yù)測在公司的應(yīng)叫研究[D], 2014, 蘇州大學(xué).

[6]Spicer, A. J. and Johnson, M. R. Third - party remanufacturing as a solution for extended producer responsibility”, journal of cleaner production, Vol. 12, p37-45.

[7]Kannan, G., Noorul Haq, A. and Devika, K. (2009), Analysis of closed loop supply chain using genetic algorithm and particle swarm optimization, International Journal of Production Research, Vol. 47, No. 5, pp. 1175-1200.

[8]Pishvaee, M. S., Kianfar K., Karimi B., (2010). Reverse logistics network design using simulated annealing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 47: 269-281.

李文玉(1990.02-)，男，漢族，新疆，碩士，華北電力大學(xué)，電力物資物流管理。