基于閉環供應鏈管理下的逆向物流回收網絡優化研究

鄭賢超，邱 羚 （上海工程技術大學 管理學院，上海 201620）

0 引 言

隨著環境保護意識、資源回收可持續發展的思想深入人心，企業開始重視資源的回收利用，在此背景下，國家政府和相關企業越來越重視產品的回收再利用，進而開始著手關注產品回收的逆向物流；在這些廢棄物當中，大部分是可以回收利用的，但是大多數活動會產生的廢棄物都被通過拋棄、填埋、焚燒等簡單的處理直接投放到環境中，造成了大量的資源浪費和環境污染。因此，企業構建逆向物流網絡，實施逆向物流的策略不僅可以保護生態環境，還有利于企業的綠色發展。

本文從逆向物流、閉環供應鏈理論和逆向物流信息系統等相關理論入手，著重闡述逆向物流相關理論，對廢棄物品的回收方式以及現狀進行探討、分析，提出目前逆向物流中廢棄物回收的不足之處。針對現有的問題，提出合理地改善建議，通過對現有逆向物流回收網絡的優化研究，利用重心法對物流結點的選址進行規劃，構建以逆向物流網絡為主體，以逆向物流信息系統為輔助的逆向物流回收體系。根據優化后的逆向物流網絡，運用數學模型對該網絡進行成本效益方向的深入分析。并且，擬建了一個區域性的產品回收再利用的逆向物流網絡。

1 逆向物流回收網絡的現狀分析

在物聯網時代，物流行業的飛速發展不僅給世界經濟帶來了輝煌，也給各行各業帶來新的活力，與物流有關的產業也在不斷的發展，這也帶來了一系列的問題。廢舊產品的直接遺棄造成了環境的污染，如何解決這樣的問題，逆向物流的思想孕育而出。通過供應鏈大部分企業可以將已經生產完好的商品準時地送到消費者手中，同時，設置產品的回收網絡。

逆向物流系統比傳統分銷物流系統更具復雜性，它的復雜性不僅僅是逆向物流與供應鏈物流的整合，而是物流系統與回收系統網絡在供應鏈上進行重組再造，使它們在分攤銷售方面的差異很小[1]。從網絡結構的形式看，逆向物流回收系統網絡結構可分為開環結構和閉環結構[2]兩種。

2 閉環供應鏈模型

目前，在閉環供應鏈的研究中，大多數學者側重于物品的回收管理、廢棄物的再制造領域、產品的結構設計以及產品的庫存控制。在物聯網環境下，學者曹健萍研究了快遞外包裝回收管理系統，研究結果表明通過物聯網技術和大數據計算相結合，能夠高效率的實現快遞包裝物品回收[3]。朱慶華等根據供應鏈的管理實踐，提出了綠色供應鏈的最新理念，實現了再制造的供應鏈管理方法[4]。程晨等通過分析創新驅動發展模式，利用產業升級，提出著手構建高端物流裝備制造領域協同創新發展共同體的理念[5]。胡逍等在單一制造商、零售商的簡單供應鏈系統中，利用決策理論模型，構建分散決策模型，探討在不同逆向回收模式下再制造產品的市場表現[6]。楊重慶等分析了在市場需求和成本的不確定性的情況下，模糊環境對綠色供應鏈以及閉環供應鏈的作用機理，研究結果表明合作—非合作決策可以促進產品的綠色度的提高[7]。通過對學術界的研究分析發現，現有的閉環供應鏈研究體系中，對產品回收與產品生命周期的研究是較少的?；诖?，在本文的研究設計中，加入產品回收計劃，充分考慮產品的生命周期，根據產品生命周期的不同，采用不同的優化回收策略。

在閉環供應鏈中，加入產品回收與生命周期支持的逆向物流。隨著在閉環物流中的結點企業越來越多，市場需求的不斷增大，利用閉環供應鏈進行實施逆向物流的設計計劃是真實可行的，這也是當今物流與供應鏈管理的發展趨勢。

3 基于重心選址模型下的逆向物流回收網絡分析

重心法的使用，需要建立合適的坐標體系，在國際中，學者大都采用經度和緯度建立坐標。根據各點在坐標系中的橫縱坐標值，進一步求出成本運輸最低的位置坐標X 和Y，計算公式為：

公式中符號所表示的含義如表1 所示。

表1 公式中符號含義

模型的關鍵在于如何構建變量，讓模型能夠正常運作，再者選址模型的結果對事實問題的敏感程度。

在n 個客戶R1,R2,R3···,Rn分布在平面上條件下，其坐標分別為（x1,y1）， （x2,y2）， （x3,y3）,···， （xn,yn），用戶產生的可回收物品量分別為w1,w2,w3,···,wn，費用函數為回收站與客戶之間的直線距離乘以需求量。確定設施p0的位置（x0,y0），使總運輸費用最小。

總運費：

hj是從客戶到回收站j 的發送費用；wj是從客戶到回收站j 的發送量；dj是從客戶到回收站j 的距離，采用直線距離。從回收站到各客戶的總發送費用H 的極小值點由于H 為凸函數最優解的必要條件為：

得到：

利用迭代法即可求出使H 為最小的（x0,y0）。

4 逆向物流網絡的結構優化

在以供應商為核心企業的供應鏈上，供應商是該條供應鏈的龍頭企業，它負責原材料的分配。供應商通過供應鏈向企業進行物料、設備、勞務的輸送，促進企業的正常運轉。原材料等物資的價格變動會影響企業的正常運作；物資的短缺會影響企業交貨的提前期。供應商分為戰略供應商、優先供應商、考察供應商、消極淘汰供應商、積極淘汰供應商和身份未定供應商[8]。

這一節點是正向物流的終結之處，用戶處于供應鏈的末端，他們消耗產成品；同時，他們也是逆向物流的起點，他們將產生的廢棄物、無使用價值的產品從供應鏈的下游向上游進行運輸。

針對供應鏈上的四個節點——制造商、供應商、分銷商、用戶，進行重點研究和優化。四個節點是供應鏈的四個主要組成部分，他們的存在促使供應鏈的商品流、資金流正常流轉；在逆向物流網絡的研究中，用戶轉變為正向物流的起點，所以對用戶行為的規范化，有利于逆向物流網絡正常且高效的運轉。首先，廢棄物在用戶源頭這個節點進行簡單的分投和存放，可以為后續的收集與整理減輕不少的麻煩；但是這種處理方式，需要得到企業的大力支持，并愿意為整理分類好的用戶提供更高的報酬，這樣用戶才有可能愿意實施這種方案。

第二是對于制造商，制造商應該是逆向物流回收網絡中一個特別的存在，他們提供生產，需要大量的原材料，所以在回收過程，他們是最大的收益者，此時得到材料回收大大減少了他們從供應商進貨的成本，提高了企業資金的完整性；進行逆向物流的回收工作，還可以提高企業的聲譽，讓企業進入大眾的視野。

逆向物流策略的實施，必然是逆向物流回收網絡最優的方案；做好網絡的優化可以提高企業進行廢物回收的積極性，提高物資、物料的回收效率，本文從逆向物流的源頭進行分析，對供應鏈網絡的特殊節點進行了分析，確保每個節點處都有自己的功能，并且能夠保證各個節點能夠正常高效的運轉。

5 結 論

近年來，逆向物流的研究呈爆噴式增長的態勢。由于資源的供應往往是源源不斷的，導致大部分企業認為生產制造的原料是不會短缺的，而現實是由于許多資源的不可再生，消耗的資源就會永久性的消失。正是企業和國家認識到這種險峻的局勢，才促進了逆向物流的快速發展。本文對逆向物流網絡的優化研究，是基于傳統供應鏈基礎之上，對供應鏈節點進行分析，重新賦予這些節點新的功能和作用，以便達到和逆向物流回收網絡相匹配的狀態。逆向物流策略的實施，要確保回收網絡的構建是切實可行的，這就要求網絡節點高效的運轉，讓回收網絡協調運作。本文從用戶為源頭進行分析，讓用戶成為實施逆向物流的一級篩選者，他們對物品進行簡單的分類儲存，以便回收網絡的下一級能夠更好更快的實施回收計劃，達到供應鏈的協調運作，確保各節點能夠完全參加到回收網絡之中，并在網絡中發揮自己被賦予的任務。

企業實施逆向物流回收主要是為了提高自身的經濟效益。為了達到提高經濟效益目的，回收站的選址和逆向物流回收網絡是企業必須耗費大量精力去研究優化的；本文立足于逆向物流回收網絡的研究優化和回收站的選址問題，一是將重心法利用到逆向物流的回收站的選址中，利用啟發式算法對模型進行求解，得出最佳的回收站的位置；二是對供應鏈網絡進行研究優化，分析供應鏈的結構，并在供應鏈的基本結構的基礎上，完善在閉環供應鏈，建立逆向物流回收網絡。