（機(jī)械電子工程專業(yè)論文）逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)的建模、控制與優(yōu)化.pdf

i i 1li ll l lll ll ll lliii y 18 3 5 8 2 5 ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt os h a n g h a ij i a ot o n g u n i v e r s i t yf o rt h e d e g r e e o fp h i l o s o p h yd o c t o r m o d e l l i n g c o n t r o l a n do p t i m i z a t i o no ft h e i n v e n t o r ys y s t e mo fr e v e r s el o g i s t i c s a u t h o r h u i q i n go u y a n g s p e c i a l t y m e c h a t r o n i c s a d v i s o r x i a n g y a n gz h u 一一 一 s c h o o lo fm e c h a n i c a le n g i n e e r i n g s h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y a u g u s t 2 0 0 9 附件四 上海交通大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 所呈交的學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體 均已在文中以明確方式 標(biāo)明 本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名 日期伊彳 腳惠唧 年 月易日 附件五 上海交通大學(xué) 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子 版 允許論文被查閱和借閱 本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位 論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文 保密口 在一年解密后適用本授權(quán)書 本學(xué)位論文屬于 不保密囪 請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打 4 學(xué)位論文作者簽名 跋乍堵麾自呷 嗍 加氣引 指導(dǎo)教師簽名 答辯決議 博士論文課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 電子產(chǎn)品回收的逆向 供應(yīng)鏈的規(guī)劃 調(diào)度與仿真 論文主要從策略選擇 系統(tǒng)建模和參數(shù) 優(yōu)化等角度對(duì)逆向物流庫(kù)存控制系統(tǒng)展開了深入的研究 選題具有重要 的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下 1 根據(jù) r q 策略控制下系統(tǒng)庫(kù)存水平穩(wěn)態(tài)極限分布的特征 提出了 高效的 迭代法 對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化 數(shù)值分析表明該方法具有較高 的精度 2 通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的 r q 庫(kù)存控制策略進(jìn)行擴(kuò)展和延伸 把棄置點(diǎn)島 引入控制策略 提出了 r q 蜀 控制策略 理論分析和數(shù)值算例證明 足q 最 策略能有效防止系統(tǒng)總成本隨返回率提高的 爆炸式 增加 3 提出 一致化 方法 解決了系統(tǒng) 有效回收過(guò)程 和庫(kù)存水平 的相關(guān)性問題 并通過(guò)二維馬氏模型對(duì)回收庫(kù)存 服務(wù)庫(kù)存聯(lián)合分布進(jìn) 行建模 解決了多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分布計(jì)算難的問題 博士論文撰寫條理清晰 寫作規(guī)范 表明作者已掌握了堅(jiān)實(shí)寬廣的 基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)深入的專門知識(shí) 具有獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的能力 論文達(dá)到了工學(xué)博士學(xué)位論文的要求 答辯過(guò)程中回答問題正確 經(jīng)答辯委員會(huì)投票表決 一致通過(guò)歐陽(yáng)惠卿博士學(xué)位論文答辯 建議授 予工學(xué)博士學(xué)位 答辯委員會(huì)主席 李愛平教授 汐c 7 夕 8 b3 f l 海交通人學(xué)懈i 學(xué)f 誼論文 逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)的建模 控制與優(yōu)化 摘要 本學(xué)位論文以廢舊電子產(chǎn)品 w e e e 回收為應(yīng)用背景 研究基于 連續(xù)盤點(diǎn)策略的逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)定量模型和庫(kù)存控制方法 針對(duì)單 級(jí)庫(kù)存和多級(jí)庫(kù)存兩種不同的庫(kù)存系統(tǒng) 重點(diǎn)開展以下問題的研究 1 如何制定逆向物流系統(tǒng)的最優(yōu)庫(kù)存控制策略 2 對(duì)于給定的庫(kù)存控制策略 如何確定最優(yōu)的控制參數(shù)使得系 統(tǒng)的總成本期望最小 3 產(chǎn)品返回過(guò)程對(duì)整個(gè)庫(kù)存系統(tǒng)的成本和控制策略有何影響 對(duì)于逆向物流的單級(jí)庫(kù)存系統(tǒng) 本文首先研究了傳統(tǒng)的 尺 q 策 略 分析了其用于逆向物流系統(tǒng)時(shí)存在的問題 在此基礎(chǔ)上提出了 r q 只 庫(kù)存控制策略 基于隨機(jī)的產(chǎn)品需求和返回是相互獨(dú)立泊松過(guò) 程的假設(shè) 本文把單級(jí)系統(tǒng)的庫(kù)存水平建模成具有遍歷性的馬氏過(guò) 程 通過(guò)對(duì)馬氏過(guò)程的分析求得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)表現(xiàn) 并進(jìn)一步得到系統(tǒng) 總成本的期望 在確定最優(yōu)控制參數(shù)時(shí) 重點(diǎn)論述了最優(yōu)參數(shù)的上下 界和迭代法 對(duì)于多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng) 本文把產(chǎn)品的回收過(guò)程建模成隨機(jī)伺服系 統(tǒng) 并進(jìn)一步把回收庫(kù)存和服務(wù)庫(kù)存建模成二維的馬氏過(guò)程 通過(guò)對(duì) 隨機(jī)伺服系統(tǒng)和二維馬氏過(guò)程的分析來(lái)確定多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)極 限表和系統(tǒng)的總成本期望 論文相繼提出了逆向物流多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)控 制的 尺 q 策略 尺 q 策略和 尺 q 島 策略 對(duì)于每一種控制策略 給出了庫(kù)存系統(tǒng)單位時(shí)間總成本期望的計(jì)算方法 以及控制參數(shù)的優(yōu) 化方法 第3 頁(yè) l 海交通人學(xué)博l j 學(xué)位論文 摘要 在理論研究的基礎(chǔ)上 論文還通過(guò)示例分析考察產(chǎn)品返回對(duì)庫(kù)存 系統(tǒng)成本和控制策略的影響 研究結(jié)果表明 在返回率低于需求率時(shí) 產(chǎn)品返回率的提高有助于整個(gè)庫(kù)存成本的降低 當(dāng)產(chǎn)品返回率接近或 高于需求率時(shí) 產(chǎn)品返回率的增加會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)庫(kù)存水平的急劇增加 所以必須對(duì)多余的返回產(chǎn)品進(jìn)行有計(jì)劃的棄置處理 以實(shí)現(xiàn)成本的有 效控制 關(guān)鍵詞 逆向物流 庫(kù)存控制 隨機(jī)模型 參數(shù)優(yōu)化 第4 頁(yè) 一 一 f 海交通人學(xué)博i j 學(xué)化論文 摘要 m o d e l l i n g c o n t r o l a n do p t i m i z a t i o no ft h e i n v e n t o r ys y s t e mo fr e v e r s el o g i s t i c s a b s t r a c t f o rt h ep r e s s u r eo fe n v i r o n m e n t a ll e g i s l a t i o n sa n dc o n s c i o u s n e s so f e n v i r o n m e n t m o r ea n dm o r em a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sh a v et ot a k et h e r e s p o n s i b i l i t y t ot a k e b a c kt h e e n d o f l i f e e o l p r o d u c t s a s a n e m e r g i n gd i s c i p l i n a r y r e v e r s el o g i s t i c sp r o v i d e ss t r a t e g i e sa n d a l g o r i t h m st oc o n t r o lt h er e v e r s es u p p l yc h a i na s s o c i a t e dw i t ht h ep r o d u c t r e c y c l i n gp r o c e s s w h i c hi so p p o s i t et ot h es u p p l yc h a i no fc o n v e n t i o n a l m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s i n v e n t o r yc o n t r o li so n eo ft h em o s ti m p o r t a n t a n dd i f f i c u l tp r o b l e m so fr e v e r s el o g i s t i c s t a k i n gt h er e c o v e r yo fw a s t ee l e c t r i c a la n de l e c t r o n i ce q u i p m e n t w e e e a sp r a c t i c e t h i sd i s s e r t a t i o ni n v e s t i g a t e sq u a n t i t a t i v em o d e l sa n d a l g o r i t h m sf o ri n v e n t o r yc o n t r o lo fr e v e r s el o g i s t i c s w i t ht h ee m p h a s i s b e i n gp u to nt h ef o l l o w i n gp r o b l e m s 1 w h i c hs t r a t e g i e sa r ea p p r o p r i a t ef o ri n v e n t o r yc o n t r o lo ft h er e v e r s e l o g i s t i c s 2 h o w t of i n dt h eo p t i m a lc o n t r o lp a r a m e t e r st om i n i m i z et h ee x p e c t e d t o t a lc o s to f i n v e n t o r ys y s t e m s 3 h o wd ot h er e t u r n f l o w se f f e c to nt h ep e r f o r m a n c eo ft h ei n v e n t o r y s y s t e mo f r e v e r s el o g i s t i c s t h r o u g h o u tt h ed i s s e r t a t i o nt h er e t u r n f l o wa n dt h ed e m a n d f l o wa le m o d e l e da s i n d e p e n d e n t p o i s s o np r o c e s s b o t ht h e s i n g l e e c h e l o n i n v e n t o r ys y s t e ma n dt h em u l t i e c h e l o ni n v e n t o r ys y s t e mo fr e v e r s e l o g i s t i c sa r ei n v e s t i g a t e d 一 一 v o rt h es i n g l e e c h e l o n i n v e n t o r ys y s t e mo fr e v e r s el o g i s t i c s w e p r o p o s et h e r q s t r a t e g ya n d r q 蜀 s t r a t e g y f o re a c hc o n t r o l s t r a t e g y w em o d e lt h ei n v e n t o r yp o s i t i o na sa ne r g o d i cm a r k o vc h a i n b y 第5 頁(yè) i 海交通大學(xué)博l 學(xué)位論文 摘要 s o l v i n gt h em a r k o vc h a i n w eg e tt h es t e a d yl i m i t i n gp e r f o r m a n c eo ft h e i n v e n t o r ys y s t e m a n dh e n c et h ee x p e c t e ds y s t e mt o t a lc o s tp e ru n i tt i m e u n d e rt h eg i v e ns t r a t e g yc a nb eo b t a i n e d f o re a c hi n v e n t o r yc o n t r o l s t r a t e g y a p p r o a c h e sa r ep r e s e n t e dt od e t e r m i n et h eo p t i m a lc o n t r o l p a r a m e t e r s f o rt h em u l t i e c h e l o n i n v e n t o r ys y s t e m w ep r o p o s et h e r q s t r a t e g y t h e r q n s t r a t e g ya n dt h e r q 蜀 s t r a t e g y w em o d e lt h e r e c o v e r yi n v e n t o r y a saq u e u es y s t e m a n dm o d e lt h em u l t i e c h e l o n i n v e n t o r ys y s t e ma sat w o d i m e n s i o nm a r k o vc h a i n f o re a c hp r o p o s e d s t r a t e g y w ep r e s e n ta p p r o a c h e st oc a l c u l a t et h ee x p e c t e dt o t a lc o s ta n d d e t e r m i n et h eo p t i m a lc o n t r o lp a r a m e t e r s b e s i d e st h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s s o m en u m e r i c a le x a m p l e sa r e p r e s e n t e dt oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so ft h er e t u r n f l o wo nt h ep e r f o r m a n c e o ft h ei n v e n t o r ys y s t e m t h en u m e r i c a le x a m p l e ss h o wt h a tt h er e c o v e r y o ft h er e t u r n si se c o n o m i c a lb e c a u s eo fm a t e r i a ls a v i n g w h e nt h er e t u m r a t ei sc l o s et oo rl a r g e rt h a nt h ed e m a n dr a t e i ti sn e c e s s a r yt od i s p o s e t h ee x t r ar e t u r n st o p r e v e n tt h ei n v e n t o r yp o s i t i o nf r o me x p l o d i n g t h e n u m e r i c a le x a m p l e sa l s os h o wt h a tn e i t h e rt h eo p t i m a lc o n t r o lp a r a m e t e r s n o ro p t i m a lt o t a lc o s ti sr o b u s t i np r a c t i c e i ti sn e c e s s a r yt ou p d a t et h e o p t i m a lc o n t r o lp a r a m e t e r sf r e q u e n t l yd u r i n gd i f f e r e n tp r o d u c tl i f e c y c l e i no r d e rt oa c h i e v ee f j f i c i e n tc o s tm a n a g e m e n t k e y w o r d s r e v e r s el o g i s t i c s i n v e n t o r yc o n t r o l s t o c h a s t i cm o d e l o p t i m i z a t i o n 第6 頁(yè) 上海交通人學(xué)博 l 學(xué)位論文 目錄 目錄 i 第一章緒論 1 1 1 課題來(lái)源 l 1 2 研究背景 l 1 3 產(chǎn)品回收管理 2 1 3 1 產(chǎn)品回收的主要驅(qū)動(dòng)因素 3 1 3 2 產(chǎn)品回收方式 3 1 3 3 產(chǎn)品回收的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì) 4 1 3 4 產(chǎn)品回收管理案例 5 1 4 逆向物流的概論 5 1 4 1 逆向物流的概念 5 1 4 2 逆向物流的研究現(xiàn)狀 7 1 5 逆向物流庫(kù)存控制 9 1 6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 l 1 6 1 確定性模型 1 1 1 6 2 隨機(jī)性模型 1 2 1 7 研究問題和論文結(jié)構(gòu) 1 5 1 7 1 研究?jī)?nèi)容 1 5 1 7 2 論文結(jié)構(gòu) 1 6 第二章逆向物流單級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)研究 1 7 2 1 引言 17 2 2 概j 遣 17 2 2 1 系統(tǒng)參數(shù)說(shuō)明 1 8 2 2 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征 2l 2 2 3 系統(tǒng)假設(shè) 2 2 2 2 4 庫(kù)存控制目標(biāo)函數(shù) 2 2 2 2 5 庫(kù)存控制策略概述 2 3 2 3 r q 策略分析 2 3 2 3 1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)極限表現(xiàn)分析 2 4 2 3 2 最優(yōu)控制參數(shù) f q 的確定 2 7 2 3 3 啟發(fā)式方法 3 2 2 4 r q 兄 策略分析 3 7 2 4 1 庫(kù)存水平的穩(wěn)態(tài)極限分布 3 8 上海交通人學(xué)博士學(xué)位論文 2 4 2 凈庫(kù)存的穩(wěn)態(tài)極限分布 4 0 2 4 3 最優(yōu)控制參數(shù)的確定 4 3 2 5 數(shù)值算例分析 4 4 2 5 1 數(shù)值算例設(shè)計(jì) 4 4 2 5 2 尺 q 策略數(shù)值分析 4 4 2 5 3 尺 q 蜀 策略數(shù)值分析 一4 9 2 5 4 r q 策略和 尺 q 島 策略的比較 5 3 2 5 5 最優(yōu)控制參數(shù)的魯棒性 5 6 2 6 本章小結(jié) 5 7 第三章逆向物流多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)研究 6 0 3 1 引言 6 0 3 2 概j 巒 6 0 3 2 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程 6 1 3 2 2 系統(tǒng)參數(shù)定義 6 l 3 2 3 系統(tǒng)假設(shè) 6 3 3 2 4 回收模式 6 3 3 3 尺 q 策略分析 3 3 1 系統(tǒng)庫(kù)存水平的穩(wěn)態(tài)分布 6 5 3 3 2 回收庫(kù)存的穩(wěn)態(tài)分布 6 5 3 3 3 服務(wù)庫(kù)存的穩(wěn)態(tài)分布 6 6 3 3 4 最優(yōu)控制參數(shù)的確定 6 9 3 4 尺 q 策略和 r q 策略分析 6 9 3 4 1 r q 策略分析 7 0 3 4 2 r q 蜀 策略分析 7 5 3 5 數(shù)值算例 8l 3 5 1 r q 策略數(shù)值分析 8l 3 5 2 r q 策略數(shù)值分析 8 5 3 5 3 尺 q 島 策略數(shù)值分析 8 7 3 5 4 r q r q 和 r q 島 策略的比較 8 9 3 6 本章小結(jié) 9 2 第四章制造 再制造共線生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)批量排產(chǎn)問題研究 o 9 3 4 1j i 言 9 3 4 2 問題提出 9 3 4 3 數(shù)學(xué)模型 9 4 4 3 1 系統(tǒng)假設(shè) 4 3 2 模型分析 9 6 上海交通人學(xué)博 l 二學(xué)位論文 4 4 數(shù)值算例 9 9 4 5 本章小結(jié) 1 0 i 第五章結(jié)論與展望 1 0 3 5 i 總結(jié) 1 0 3 5 2 創(chuàng)新點(diǎn) 1 0 4 5 3 未來(lái)展望 1 0 4 9 十f 錄i 1 0 5 i 定理2 1 的證明 1 0 5 2 定理2 2 的證明 1 0 6 3 方程 2 6 3 和 2 6 4 的求解 1 0 7 附錄2 庫(kù)存控制的一些基本概念 l ll 1 盤點(diǎn)方式 1 ll 2 補(bǔ)貨提前期 1 ll 3 庫(kù)存狀態(tài)量 1 ll 4 兩種基本的庫(kù)存控制策略 1 1 2 4 1 連續(xù)性盤點(diǎn) 尺 q 策略 11 2 4 2 周期性盤點(diǎn) s s 策略 1 1 3 附錄3 泊松過(guò)程 1 1 4 參考文獻(xiàn) 1 1 5 j 醪c 謝 1 2 1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 1 2 2 i l l 上海交通人學(xué)博j 學(xué)位論文 1 1 課題來(lái)源 第一章緒論 本學(xué)位論文課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 電子產(chǎn)品回收的逆向供應(yīng)鏈的 規(guī)劃 調(diào)度與仿真 項(xiàng)目資助號(hào)為 7 0 2 7 1 0 3 7 1 2 研究背景 二十世紀(jì)中期以來(lái) 由于科學(xué)技術(shù)的日新月異 電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來(lái)越 快 淘汰周期不斷縮短 電子垃圾的產(chǎn)生速度比以往任何時(shí)候都更快 以個(gè)人計(jì)算機(jī) 為例 其目前的平均使用壽命約為三年 據(jù)估計(jì) 2 0 0 1 年美國(guó)淘汰的個(gè)人計(jì)算機(jī)約 為4 1 9 0 萬(wàn)臺(tái) 這一數(shù)字在2 0 0 7 年增加到6 1 3 0 萬(wàn) 歐盟國(guó)家每年產(chǎn)生的廢棄電子設(shè) 備多達(dá)6 0 0 萬(wàn)至1 0 0 0 萬(wàn)噸 i 2 據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的有關(guān)數(shù)據(jù) 從2 0 0 3 年起 我國(guó) 每年報(bào)廢的傳統(tǒng)家電總數(shù)達(dá)1 5 0 0 萬(wàn)臺(tái) 報(bào)廢的計(jì)算機(jī)約為5 0 0 萬(wàn)臺(tái) 而且這些數(shù)據(jù) 還在逐年上升 3 權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明 目前全世界有3 0 4 0 的電子垃圾聚集 在亞洲 而其中又有7 0 8 0 流入中國(guó) 3 o 電子產(chǎn)品在制造過(guò)程中一般都使用了鉛 鎘 汞 六價(jià)鉻 聚氯乙烯塑料 溴化 阻燃劑等有害物質(zhì) 如果這些報(bào)廢電子產(chǎn)品得不到正確的處理 不僅浪費(fèi)資源 而且 危害環(huán)境 造成人員傷害 大氣 水和土壤的污染 所以從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā) 廢舊 電子產(chǎn)品的有效回收已刻不容緩 另外 電子產(chǎn)品往往含有較多的貴重金屬 一般說(shuō) 來(lái) 平均一噸電腦配件大約含有o 9 公斤黃金 1 2 8 7 公斤銅 1 公斤鐵 5 8 5 公斤 鉛 3 9 6 公斤錫 3 6 公斤鎳 1 9 8 公斤銻 還有少量鈀 鉑等貴重金屬 通過(guò)一定 的回收處理過(guò)程 這些金屬材料可以被回收再利用 所以從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看 廢舊電子 產(chǎn)品回收有利可圖 考慮到廢舊電子產(chǎn)品對(duì)環(huán)境可能造成的嚴(yán)重危害 世界各國(guó)在回收電子廢品方面 做了大量的工作 他們一方面制訂相關(guān)法令強(qiáng)制企業(yè)回收其生產(chǎn)和銷售的電子產(chǎn)品 另一方面制定各種政策限制許多有害材料在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的使用 從2 0 0 1 年起 日本制定并實(shí)施了 家電回收法 家電回收法 規(guī)定生產(chǎn)企業(yè)必須承擔(dān)回收利用廢 棄家電的義務(wù) 銷售商有收集的義務(wù) 消費(fèi)者也有處理 再利用的部分義務(wù) 2 0 0 3 年2 月 歐盟公布了 廢棄電子電氣設(shè)備指令 w e e e 和 關(guān)于在電氣電子設(shè)備 中禁止使用某些有害物質(zhì)指令 r o h s w e e e 的主要內(nèi)容是 2 0 0 5 年8 月1 3 日 上海交通火學(xué)博上學(xué)位論文 后投放市場(chǎng)的產(chǎn)品 其廢棄后的收集 處理 回收和環(huán)保處置等相關(guān)費(fèi)用將由生產(chǎn)商 或進(jìn)口商承擔(dān) r o h s 的主要內(nèi)容是 從2 0 0 6 年7 月1 日起 投放市場(chǎng)的電子設(shè)備 中禁止使用某些有害物質(zhì) 這些有害物質(zhì)主要包括鉛 汞 溴化阻燃劑等六種物質(zhì) 兩個(gè)指令 不僅對(duì)歐盟境內(nèi)的電子企業(yè)產(chǎn)生了巨大影響 而且對(duì)進(jìn)入該市場(chǎng)的境外 企業(yè)也影響不小 特別地 對(duì)正在成為制造大國(guó)的中國(guó) 影響更加深遠(yuǎn) 2 0 0 2 年7 月1 日之后 我國(guó)明令禁止進(jìn)口電子垃圾 同時(shí)為了配合兌現(xiàn)我國(guó)加入 w t o 的承諾 也是為了應(yīng)對(duì)歐盟出臺(tái)的兩項(xiàng)電子垃圾政策 國(guó)家發(fā)改委于2 0 0 4 年8 月1 8 日提出 廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例 草案 國(guó)家環(huán)保局于2 0 0 4 年3 月4 日提出 廢棄電器及電子產(chǎn)品污染防治技術(shù)政策 草案 不論是環(huán)境法令的強(qiáng)制要求還是經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng) 越來(lái)越多的企業(yè)開始實(shí)施產(chǎn)品 回收 而且涌現(xiàn)了許多專門從事產(chǎn)品回收的企業(yè) 對(duì)廢棄產(chǎn)品進(jìn)行回收是一項(xiàng)系統(tǒng)工 程 它一方面需要相關(guān)法律的規(guī)范和政策的引導(dǎo) 它另一方面依賴于工程技術(shù)的發(fā)展 它還需要逆向物流系統(tǒng) r e v e s el o g i s i t i c s 的支持 本學(xué)位論文將以廢舊電子產(chǎn)品回 收為應(yīng)用背景 對(duì)逆向物流系統(tǒng)中的相關(guān)問題進(jìn)行研究 1 3 產(chǎn)品回收管理 產(chǎn)品從消費(fèi)領(lǐng)域重新回到生產(chǎn)領(lǐng)域 對(duì)返回產(chǎn)品進(jìn)行回收利用就產(chǎn)生了 產(chǎn)品回 收管理 的概念 本文提到的 回收 是指恢復(fù)產(chǎn)品價(jià)值的一系列生產(chǎn)活動(dòng) 對(duì)于 產(chǎn) 品回收管理 t h i e r r y 在其論文中給出了一個(gè)定義 4 j 產(chǎn)品回收管理包括生產(chǎn)者對(duì)其責(zé)任范圍內(nèi)所有棄置的產(chǎn)品的管理 產(chǎn)品回收管 理的目標(biāo)是盡可能地恢復(fù)原產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值 盡可能地降低最終的廢棄 物 仔細(xì)分析t h i e r r y 給出的定義 可以得到如下的信息 產(chǎn)品回收管理的執(zhí)行者 生產(chǎn)者 生產(chǎn)者不再僅僅進(jìn)行生產(chǎn)銷售活動(dòng)或履行 售后服務(wù) 還要在其產(chǎn)品報(bào)廢后負(fù)責(zé)回收處理 即常說(shuō)的 生產(chǎn)責(zé)任延伸制 產(chǎn)品回收管理的目標(biāo) 盡可能恢復(fù)原產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值 盡可能降 低最終的廢棄物 產(chǎn)品回收管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 需要以下幾個(gè)方面的支持和保障 需要相關(guān)法律的規(guī)范和政策的引導(dǎo) 譬如環(huán)境法令的強(qiáng)制規(guī)范和對(duì)相關(guān)行業(yè) 的政策支持 依賴于工程技術(shù)的發(fā)展 譬如產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的d f x d e s i g nf o rr e c y c l i n g d e s i g nf o rd i s a s s e m b l y 產(chǎn)品修復(fù)的技術(shù)創(chuàng)新等 需要逆向物流系統(tǒng) r e v e s el o g i s i t i e s 的保障 以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品收集 回收處理 和再利用的成本控制 2 上海交通犬學(xué)博 i 學(xué)位論文 1 3 1 產(chǎn)品回收的主要驅(qū)動(dòng)因素 對(duì)廢棄產(chǎn)品進(jìn)行回收會(huì)增加額外的成本 所以多數(shù)企業(yè)都不愿主動(dòng)回收處理其生 產(chǎn)和銷售的產(chǎn)品 從二十世紀(jì)九十年代中后期開始 越來(lái)越多的企業(yè)開始實(shí)施產(chǎn)品回 收 主要驅(qū)動(dòng)因素有 立法要求 從二十世紀(jì)九十年代開始 世界各國(guó)對(duì)危害環(huán)境行為的立法越來(lái) 越嚴(yán)厲 這些立法有 歐盟的 廢棄電子電氣設(shè)備指令 w e e e 日本的 家電回收法 我國(guó)的 廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例 草案等 經(jīng)濟(jì)利益 產(chǎn)品回收的直接經(jīng)濟(jì)利益有 節(jié)約原材料或零部件的采購(gòu)成本 因?yàn)閺U棄產(chǎn)品能以多種方式回收 再使用 間接經(jīng)濟(jì)利益有 對(duì)返回的產(chǎn)品 進(jìn)行回收再利用可以降低廢棄物的焚燒或掩埋等處理成本 還可以避免法律 的懲罰 環(huán)保意識(shí)和企業(yè)形象 一方面 隨著大眾環(huán)保意識(shí)的提高 環(huán)境友好型產(chǎn)品 容易得到消費(fèi)者的青睞 企業(yè)可以通過(guò)實(shí)施產(chǎn)品回收來(lái)提高其綠色形象 從 而贏得更多的市場(chǎng)份額 另一方面 許多行業(yè)的大型企業(yè)都很重視社會(huì)責(zé)任 主動(dòng)實(shí)施產(chǎn)品回收 并向公眾宣傳環(huán)保 從而保持企業(yè)的良好形象 5 6 在以上三個(gè)因素中 立法要求是推動(dòng)因素 經(jīng)濟(jì)利益和環(huán)保意識(shí)是拉動(dòng)因素 但這三 個(gè)因素并不相互孤立 而相互聯(lián)系 相互促進(jìn) 譬如說(shuō) 企業(yè)在立法的要求下實(shí)施產(chǎn) 品回收 可以使其獲得產(chǎn)品回收的經(jīng)濟(jì)利益 企業(yè)通過(guò)產(chǎn)品回收來(lái)樹立其綠色形象 有助于獲得更多的市場(chǎng)份額和更多的銷售利潤(rùn) 霰 1 3 2 產(chǎn)品回收方式 返回產(chǎn)品的質(zhì)量具有非常大的不確定性 相應(yīng)地 返回產(chǎn)品的回收方式具有多樣 性和不確定性 一般來(lái)講 返回的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)檢測(cè) 根據(jù)其質(zhì)量和市場(chǎng)需求而采取恰當(dāng) 的回收方式 常用的回收方式有 修理 返回的產(chǎn)品質(zhì)量比較好 僅次于新產(chǎn)品 只需要對(duì)返回的產(chǎn)品進(jìn)行修 理就能恢復(fù)產(chǎn)品的正常使用價(jià)值 這種回收模式在產(chǎn)品租賃公司比較常見 租賃到期的產(chǎn)品返回到租賃公司 產(chǎn)品的某些部件可能被損壞 租賃公司將 受損部件進(jìn)行修復(fù)后 將產(chǎn)品重新租賃給客戶 翻新 翻新就是對(duì)返回的產(chǎn)品某個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行升級(jí) 使得翻新后產(chǎn)品的性 能高于原產(chǎn)品的性能 比如計(jì)算機(jī)可以通過(guò)更換最新的c p u 或者添加內(nèi)存等 方式來(lái)提高原有性能 再制造 再制造是一種比較復(fù)雜的回收過(guò)程 是一種對(duì)廢舊產(chǎn)品實(shí)施高技術(shù) 修復(fù)和改造 它針對(duì)的是損壞或行將報(bào)廢的零部件 在性能失效分析 壽命 3 上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 評(píng)估等分析的基礎(chǔ)上 進(jìn)行再制造工程設(shè)計(jì) 采用一系列相關(guān)的先進(jìn)制造技 術(shù) 使再制造產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)新產(chǎn)品 比如某種高精密磨床的主軸因 為磨損導(dǎo)致精度下降而失效 可以通過(guò)對(duì)失效的主軸重新進(jìn)行精密加工 使 其達(dá)到原有的精度要求 并重新裝配到原設(shè)備上 拆解 拆解是把返回的產(chǎn)品分拆成零部件的形式加以利用 分拆后的零部件 可以用到其他的產(chǎn)品修復(fù)中去 譬如可用于修理 翻新和再制造 再生 再生是指以原材料的形式對(duì)廢棄產(chǎn)品進(jìn)行回收 譬如金屬產(chǎn)品可以被 熔化成金屬原材料 紙制品可以做紙漿等 以上的各種回收方式中 從下到上是從低級(jí)到高級(jí) 從簡(jiǎn)單到復(fù)雜 回收方式越 高級(jí) 產(chǎn)品的附加值被恢復(fù)得越高 產(chǎn)生的廢棄物和消耗的能源也越少 丌 1 3 3 產(chǎn)品回收的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì) 產(chǎn)品回收管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 給許多相關(guān)的領(lǐng)域帶來(lái)新的課題和挑戰(zhàn) 材料科學(xué) 為了能盡可能地恢復(fù)產(chǎn)品價(jià)值和降低最終廢棄物 不論是從技術(shù) 角度還是從經(jīng)濟(jì)角度 易回收再使用材料的開發(fā)和使用具有重大意義 譬如 電子產(chǎn)品含有許多有毒物質(zhì) 這些有毒物質(zhì)嚴(yán)重限制了電子產(chǎn)品的回收再使 用 所以尋找這些有毒物質(zhì)的廉價(jià)替代品具有重大環(huán)保意義的經(jīng)濟(jì)意義 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)意義上產(chǎn)品設(shè)計(jì)只考慮產(chǎn)品的性能 加工和裝配 為了配合 產(chǎn)品回收 從設(shè)計(jì)階段就需要考慮將來(lái)的回收處理 譬如說(shuō) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要易 于拆卸 維護(hù)方便 材料選擇要考慮回收可行性 回收價(jià)值和回收處理方法 等 這就是近年來(lái) 綠色設(shè)計(jì) 越來(lái)越受到人們關(guān)注的原因 物流領(lǐng)域 在對(duì)產(chǎn)品回收時(shí) 需要建立高效的 逆向物流 系統(tǒng)以保障產(chǎn)品 回收管理的成本控制 逆向物流主要包括以下的環(huán)節(jié) 1 產(chǎn)品收集 2 檢測(cè)和分類 3 拆解和回收 4 棄置處理 生產(chǎn)規(guī)劃和庫(kù)存控制 產(chǎn)品回收給生產(chǎn)規(guī)劃和庫(kù)存控制帶來(lái)的新課題有 1 逆向物流系統(tǒng)庫(kù)存控制策略的選擇和優(yōu)化 2 產(chǎn)品回收方式的選擇 3 制造 再制造的生產(chǎn)調(diào)度 信息系統(tǒng) 產(chǎn)品回收的時(shí)間 質(zhì)量需要不斷得到監(jiān)控 這就要求信息系統(tǒng)能 夠跟蹤到每個(gè)產(chǎn)品任意時(shí)刻的狀態(tài) 這就給信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集方式 數(shù)據(jù) 交換和數(shù)據(jù)容量等方面提出了新的要求和挑戰(zhàn) 財(cái)務(wù) 返回產(chǎn)品質(zhì)量的不確定導(dǎo)致其價(jià)值難以評(píng)估 企業(yè)的原有財(cái)務(wù)系統(tǒng)必 須增加新的業(yè)務(wù)內(nèi)容 提出新的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)體系 市場(chǎng) 返回后的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)回收處理之后可以達(dá)到一定的質(zhì)量要求 并能滿足 4 上海交通人學(xué)博j 學(xué)位論文 一定的市場(chǎng)需求 開拓這些產(chǎn)品的市場(chǎng)給企業(yè)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn) 除了給以上的挑戰(zhàn) 產(chǎn)品回收同時(shí)也給制造商帶來(lái)了新的機(jī)會(huì) 降低原材料或零部件的采購(gòu)成本 降低制造成本 降低廢棄物的處理成本 避免法律的懲罰 樹立良好形象 贏得更多市場(chǎng)機(jī)會(huì) 1 3 4 產(chǎn)品回收管理案例 商用計(jì)算機(jī)回收管理案例 c o m p u t e r a t l a n t i c 公司 以下簡(jiǎn)稱c a 一個(gè)做辦 公室計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的公司 其許多產(chǎn)品都供別人租賃 由于專注于租賃終端資產(chǎn) c a 公司參與了產(chǎn)品回收管理的以上活動(dòng) 因?yàn)槠渥赓U的資產(chǎn)都需要回收 所以公司強(qiáng)調(diào) 快速評(píng)估產(chǎn)品價(jià)值的重要性 并決定整個(gè)產(chǎn)品再出售的潛力 由于該行業(yè)的產(chǎn)品生命周期都非常短 所以c a 公司集中精力減少返品評(píng)估和重 新配置的時(shí)間 那些能夠重新利用和再制造的產(chǎn)品很快會(huì)被識(shí)別出來(lái) 并轉(zhuǎn)化為可出 售的產(chǎn)品 公司已經(jīng)識(shí)別和建立了一系列的二手市場(chǎng) 所以再回收的產(chǎn)品不會(huì)和公司 新產(chǎn)品形成競(jìng)爭(zhēng) c a 公司通過(guò)將再回收的產(chǎn)品盡快地投入二手市場(chǎng) 盡量降低存貨 率并實(shí)現(xiàn)公司收入最大化 對(duì)那些不能再利用的產(chǎn)品 c a 公司先將產(chǎn)品進(jìn)行分解 然后回收可再使用的元 件和貴重金屬 最后將塑料等垃圾扔進(jìn)指定的再循環(huán)垃圾桶里 通過(guò)回收舊元件 該 公司所需采購(gòu)的元件數(shù)量得到極大的減少 另外 該公司的一些元件本來(lái)事前就被設(shè) 計(jì)成可重復(fù)使用 原來(lái)的設(shè)備有了穩(wěn)定的零部件供應(yīng)后 公司就能以最小的新零部件 存貨投資來(lái)滿足顧客的需求 最后 只有不到2 的返回產(chǎn)品被送往垃圾站 所以c a 公司能夠提高其環(huán)境響 應(yīng)能力和公司的品牌價(jià)值 通過(guò)實(shí)施上述產(chǎn)品回收管理方式 c a 公司從返回產(chǎn)品獲 得了較大的經(jīng)濟(jì)利益 1 4 逆向物流的概論 1 4 1 逆向物流的概念 首先以s o n y 公司的c r t 顯示器回收為例來(lái)說(shuō)明逆向物流的相關(guān)流程 s o n y 公司于2 0 0 0 年4 月在美國(guó)加州成立了一個(gè)c r t 顯示器回收中心 對(duì)其生產(chǎn)的c r t 顯示器進(jìn)行回收 c r t 顯示器主要成分為塑料 玻璃 鉛 溴化物以及其他的金屬 5 上海交通人學(xué)博上學(xué)位論文 物 其中鉛和溴化物屬于有毒物質(zhì) 對(duì)廢舊c r t 顯示器進(jìn)行回收處理不僅需要考慮 環(huán)境因素 還要考慮經(jīng)濟(jì)效益 s o n y 公司主要通過(guò)以下步驟對(duì)c r t 進(jìn)行回收處理 1 收集 s o n y 公司通過(guò)經(jīng)銷商和專門回收商采用有償回購(gòu)的方式收集廢舊的c r t 顯示器 然后把收集的c r t 顯示器從分散的收集點(diǎn)運(yùn)輸?shù)降幕厥罩行募刑幚?2 檢測(cè)分類 c r t 顯示器在運(yùn)到回收中心后首先通過(guò)專業(yè)的檢測(cè)對(duì)其環(huán)境危害性和 經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估 然后根據(jù)質(zhì)量 功能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值等指標(biāo)進(jìn)行分類處理 3 回收利用 回收中心設(shè)有三條不同的生產(chǎn)線 即維修 再制造生產(chǎn)線 拆解生產(chǎn)線 和粉碎分離生產(chǎn)線 三條生產(chǎn)線分別對(duì)應(yīng)于c r t 顯示器的三種回收方式 整體 回收 零部件回收和材料回收 1 整體回收 質(zhì)量較好 修復(fù)成本低的采用維 修或再制造等整體回收方式 并銷售n 手市場(chǎng) 2 零部件回收 無(wú)法整體回 收的拆解成零部件 譬如陰極射線管 p c b 電路板等器件 拆解后可以用于其他 產(chǎn)品的生產(chǎn)或銷售到零部件市場(chǎng) 3 材料回收 無(wú)法再使用的零部件 經(jīng)過(guò)粉 碎 分離等工藝從中回收原材料 譬如塑料 鉛以及少量的其他金屬材料 并可 以銷售到原材料市場(chǎng) 4 焚化棄置 對(duì)于無(wú)法材料回收的 采用掩埋或焚燒的方式進(jìn)行處理 盡量降低對(duì) 環(huán)境的危害 譬如有毒的溴化物等 s o n y 公司通過(guò)以上流程對(duì)廢棄c r t 顯示器進(jìn)行回收 一方面解決了 電子垃圾 環(huán)境污染的問題 另一方面還獲得了可以再使用的產(chǎn)品 零部件和原材料 節(jié)約了大 量的資源 r 歪 產(chǎn)窺翔 一 一 卜 海交通人學(xué)博上學(xué)位論文 除了上述的生產(chǎn)活動(dòng) 相關(guān)的信息收集和交換一直伴隨著整個(gè)過(guò)程 譬如當(dāng)c r t 顯示器在被拆解時(shí) 相關(guān)的拆解信息 譬如拆解的難易程度 是否存在破壞性等 都 會(huì)被記錄下來(lái)并最終傳遞給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者 使得新一代產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就開始考慮到將 來(lái)產(chǎn)品回收的便捷性 同時(shí) 為了方便拆解 拆解者也需要了解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息 譬 如產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 材料等信息 通過(guò)對(duì)s o n y 公司c r t 顯示器回收過(guò)程的分析 我們把c r t 顯示器回收過(guò)程抽 象成圖1 1 并稱之為逆向物流系統(tǒng)示意圖 已經(jīng)有很多的研究給出了逆向物流的定 義 8 7 1 美國(guó)物流管理協(xié)會(huì) 1 8 l 給逆向物流的官方定義為 對(duì)原材料 加工庫(kù)存品 產(chǎn) 成品 從消費(fèi)地到起始地的相關(guān)信息的高效率 低成本的流動(dòng)而進(jìn)行規(guī)劃 實(shí)施和 控制的過(guò)程 1 4 2 逆向物流的研究現(xiàn)狀 廢棄電子產(chǎn)品回收及其逆向物流系統(tǒng)的研究是近年來(lái)受到公共團(tuán)體 制造企業(yè)以 及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)廣泛關(guān)注的問題 1 9 9 4 年 歐共體啟動(dòng)了一個(gè)稱作c a r e v i s i o n 2 0 0 0 1 9 9 7 年在歐洲由法國(guó) 荷蘭 希臘和德國(guó)幾個(gè)大學(xué)組成的r e v l o g 研究組織 對(duì)逆向物流的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分槲1 9 1 9 9 8 年 e s p r i t 計(jì)劃支持了一個(gè)關(guān)于廢棄電 子設(shè)備回收的研究項(xiàng)目 r e l o o p 美國(guó)于1 9 9 9 年在t e n n e s s e e 州建立了o a kr i d g e 國(guó)家回收中心 致力于計(jì)算機(jī)及其它廢棄電子設(shè)備的回收 再制造以及材料的再生與 循環(huán)利用 2 0 0 1 年1 0 月 電子工業(yè)聯(lián)盟以及包括佳能 惠普 j v c 諾基亞 飛利 浦在內(nèi)的多個(gè)制造企業(yè)聯(lián)合資助了一個(gè)電子產(chǎn)品回收的項(xiàng)目 r i a 旨在研究電子 產(chǎn)品回收的模式并建立相應(yīng)的模型 為回收機(jī)構(gòu)提供有用的信息及數(shù)據(jù) 此外 廢棄 電子產(chǎn)品的回收在學(xué)術(shù)界亦受到了廣泛的重視 荷蘭的e r a s m u s 大學(xué)早在1 0 年前便 開始對(duì)基于產(chǎn)品回收的逆向物流系統(tǒng)進(jìn)行研究 美國(guó)電子電氣工程師協(xié)會(huì) i e e e 舉 辦的一年一度的 電子與環(huán)境 國(guó)際研討會(huì) i s e e 已將廢棄電子產(chǎn)品回收作為其主 題之一 在該會(huì)議上有關(guān)逆向物流系統(tǒng)的規(guī)劃與管理 回收處理決策等研究的論文逐 年增加 2 0 0 0 年 i n t e r f a c e s 雜志出版了有關(guān)逆向物流系統(tǒng)研究的專輯 與傳統(tǒng)物流相比 逆向物流系統(tǒng)的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在 一 廢棄產(chǎn)品返回過(guò)程的 時(shí)間 數(shù)量和質(zhì)量具有高度不確定性 二 返回產(chǎn)品回收方式具有多樣性和不確定性 f l e i s h m a n n 等人 8 將逆向物流的研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)領(lǐng)域 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 生產(chǎn)規(guī) 劃和庫(kù)存控制 1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 產(chǎn)品的收集依賴于高效 合理的配送網(wǎng)絡(luò) 所以合理的回收網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 是成功進(jìn)行回收管理的第一步 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在逆向物流系統(tǒng)中的地位如圖卜1 左下 的虛線框所示 逆向物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的核心內(nèi)容是確定收集點(diǎn)的數(shù)量 分布 以及 7 上海交通人學(xué)博上學(xué)位論文 運(yùn)輸路線的安排 圖1 2 給出逆向物流網(wǎng)絡(luò)與 正向 物流網(wǎng)絡(luò)對(duì)比示意圖博j 按照與 正向 物流網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來(lái)分 逆向物流網(wǎng)絡(luò)可以分為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)和混合網(wǎng) 絡(luò) 混合網(wǎng)絡(luò)指部分或完全使用 正向 物流網(wǎng)絡(luò)的逆向物流網(wǎng)絡(luò) 獨(dú)立回收網(wǎng) 絡(luò)指與原 正向 網(wǎng)絡(luò)完全獨(dú)立的逆向物流網(wǎng)絡(luò) 獨(dú)立回收網(wǎng)絡(luò)與 正向 網(wǎng)絡(luò) 在結(jié)構(gòu)上并不一定對(duì)稱 需要新建所有的設(shè)施 所以固定成本高 但網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃 和控制相對(duì)簡(jiǎn)單 與獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)相比 混合網(wǎng)絡(luò)的固定成本低 但網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與控制 相對(duì)比較困難和復(fù)雜 s o n y 公司c r t 顯示器的回收網(wǎng)絡(luò)采用的就是混合網(wǎng)絡(luò) 逆向渠道 一一一一一一一一一 圖l 2 逆向物流回收網(wǎng)絡(luò)示意圖 h g 1 2t h e r e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k 2 生產(chǎn)規(guī)劃 逆向物流生產(chǎn)流程主要包括檢測(cè) 分類和回收 其中回收方式包括整 體回收 拆卸成零部件再利用 材料再生 以及再制造等過(guò)程 生產(chǎn)規(guī)劃在逆向 物流系統(tǒng)中的地位如圖1 1 右上的虛線框所示 產(chǎn)品回收方式的選擇是逆向物流 生產(chǎn)規(guī)劃中的一個(gè)難點(diǎn) 產(chǎn)品回收方式的選擇需要同時(shí)考慮技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因 素 對(duì)于需要拆卸的產(chǎn)品 拆卸步驟和拆卸程度的確定是逆向物流生產(chǎn)規(guī)劃中的 另一個(gè)難題 由于返回產(chǎn)品質(zhì)量的不確定性 而且非o e m 回收商又缺乏產(chǎn)品的 設(shè)計(jì)信息 還要考慮技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)效益 使得拆散的步驟和程度都難于確定 電子產(chǎn)品的拆卸順序不等于裝配的逆過(guò)程 有的拆卸過(guò)程會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成毀壞 給 拆卸帶來(lái)了新的問題 逆向物流生產(chǎn)規(guī)劃的另一個(gè)難題就是再制造的生產(chǎn)調(diào)度問 題 以及車間和生產(chǎn)線布局問題 3 庫(kù)存控制 庫(kù)存是連接返回 回收與需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 庫(kù)存控制是逆向物流的一 個(gè)重要研究領(lǐng)域 逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)如圖1 3 所示 逆向物流庫(kù)存控制策略必須 把返回產(chǎn)品流整合到物料需求計(jì)劃 m l 沖 中來(lái) 對(duì)于專門從事產(chǎn)品回收的企業(yè) 來(lái)說(shuō) 只需購(gòu)買 或收集 廢棄產(chǎn)品作為原材料 即廢棄產(chǎn)品是他們唯一的原材 料來(lái)源 他們可以依賴傳統(tǒng)的庫(kù)存控制策略來(lái)管理其物料需求計(jì)劃 而對(duì)某些 8 上海交通人學(xué)博 t 學(xué)位論文 原始設(shè)備制造商來(lái)說(shuō) 一方面把返回的廢舊產(chǎn)品作為其新產(chǎn)品的毛坯 另一方面 還需采購(gòu) 或生產(chǎn) 新毛坯來(lái)滿足生產(chǎn)需要 生產(chǎn)物料補(bǔ)充方式的多樣性 以及 產(chǎn)品返回的不確定性使得生產(chǎn)物料需求計(jì)劃變得更復(fù)雜 傳統(tǒng)的庫(kù)存控制理論已 不再適用這種情況 需建立新的庫(kù)存控制理論 棄置 一 圖1 3 逆向物流的庫(kù)存系統(tǒng)示意圖 f i g 1 3t h ei n v e n t o r ys y s t e mo fr e v e r s el o g i s t i c s 1 5 逆向物流庫(kù)存控制 供應(yīng)商 庫(kù)存是平衡生產(chǎn)和需求矛盾的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 合理的庫(kù)存控制對(duì)商業(yè)組織的順暢運(yùn)作 至關(guān)重要 對(duì)于傳統(tǒng)物流系統(tǒng)而言 庫(kù)存控制的核心是通過(guò)對(duì)補(bǔ)貨時(shí)機(jī)和補(bǔ)貨批量的 控制來(lái)使得系統(tǒng)的相關(guān)庫(kù)存成本之和最低 這些庫(kù)存成本包括固定補(bǔ)貨成本 可變補(bǔ) 貨成本 持有成本以及缺貨成本等 而對(duì)于逆向物流庫(kù)存控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō) 不僅需要考 慮補(bǔ)貨的時(shí)機(jī)和數(shù)量 還要考慮過(guò)多返回產(chǎn)品的棄置處理 以前面提到的c a 公司為例來(lái)描述逆向物流庫(kù)存控制的研究?jī)?nèi)容 對(duì)于某型號(hào)的 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品 c a 公司需要持有一定數(shù)量的存貨以滿足隨時(shí)可能發(fā)生的客戶需求 庫(kù) 存越高 顧客需求越能及時(shí)得到滿足 但資金積壓和持有成本越高 庫(kù)存越低 資金 積壓和持有成本越低 但越容易導(dǎo)致缺貨 顧客需求無(wú)法及時(shí)滿足 c a 公司某型號(hào) 產(chǎn)品的庫(kù)存有兩種補(bǔ)充方式 一種是客戶返回的產(chǎn)品 另一種是向外采購(gòu)新產(chǎn)品 在 兩次相鄰的補(bǔ)貨之間 該型號(hào)產(chǎn)品庫(kù)存量的變化具有多樣性 客戶的需求使得庫(kù)存量 下降 客戶將產(chǎn)品歸還使得庫(kù)存量增加 c a 公司的庫(kù)存控制一方面需要考慮新產(chǎn)品 的補(bǔ)貨時(shí)機(jī)和數(shù)量 另一方面需要考慮多余返回產(chǎn)品的棄置處理 如圖1 3 所示 逆向物流庫(kù)存控制系統(tǒng)由兩個(gè)庫(kù)存點(diǎn)構(gòu)成 一個(gè)是回收庫(kù)存 用 來(lái)保存返回的產(chǎn)品 另一個(gè)是服務(wù)庫(kù)存 用來(lái)保存可以滿足市場(chǎng)需求的成品 該庫(kù)存 系統(tǒng)有兩個(gè)輸入 返回和補(bǔ)貨 兩個(gè)輸出 需求和棄置 服務(wù)庫(kù)存既可以通過(guò)回收返 回的產(chǎn)品來(lái)補(bǔ)充 也可以由補(bǔ)貨的新產(chǎn)品來(lái)補(bǔ)充 補(bǔ)貨可以是向外訂貨 也可以是自 己生產(chǎn) 為了避免過(guò)高的庫(kù)存 需要對(duì)過(guò)多的返回產(chǎn)品有計(jì)劃地進(jìn)行棄置處理 9 上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 對(duì)逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)控制的目標(biāo)是確定最佳的補(bǔ)貨時(shí)機(jī)和數(shù)量 以及最佳的多余 產(chǎn)品的棄置時(shí)機(jī) 使得系統(tǒng)的總庫(kù)存成本最低 總庫(kù)存成本包括固定補(bǔ)貨成本 可變 補(bǔ)貨成本 持有成本 缺貨成本和棄置成本等 與 正向 物流庫(kù)存系統(tǒng)相比較 逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) 更多的庫(kù)存點(diǎn) 與正向庫(kù)存系統(tǒng)相比 需要更多的庫(kù)存點(diǎn)來(lái)保存回收的產(chǎn)品 拆解后的零部件和等待再制造的產(chǎn)品 這些不同類型的產(chǎn)品都需要獨(dú)立的庫(kù) 存點(diǎn)來(lái)保存 使得庫(kù)存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比正向庫(kù)存系統(tǒng)更復(fù)雜 更多的不確定性 在正向庫(kù)存系統(tǒng)中 一般只考慮需求的不確定性 對(duì)于逆 向物流庫(kù)存系統(tǒng) 還需要考慮產(chǎn)品返回的時(shí)間 數(shù)量和質(zhì)量的不確定性 以 及產(chǎn)品回收方式的不確定性 更復(fù)雜的成本結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性導(dǎo)致了復(fù)雜的成本結(jié)構(gòu) 與正向系統(tǒng) 相比 逆向物流庫(kù)存系統(tǒng)還需要考慮更多的庫(kù)存持有成本 回收成本和檢測(cè) 成本等 回收方式的多樣性 產(chǎn)品質(zhì)量的不確定性導(dǎo)致了產(chǎn)品回收方式的多樣性 需求和返回的相關(guān)性 在很多情況下 產(chǎn)品的需求和返回具有一定的相關(guān)性 需求和