逆向物流体系及其模型应用研究.pdf
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第24卷2005年第12期12月机械科学与技术MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGYVo.l24DecemberNo.122005收稿日期:
20040802作者简介:
刘文杰(1975-),男(汉),河南,博士研究生E-mai:
llwj751231刘文杰文章编号:
1003-8728(2005)12-1455-05逆向物流体系及其模型应用研究刘文杰,郭彩芬,王宁生(南京航空航天大学CIMS工程研究中心,南京?
210016)摘?
要:
作为解决全球资源短缺和环境污染两大问题的有效手段,逆向物流系统在企业得以广泛实施。
然而与之发展不相适应的是,有关逆向物流的理论研究严重滞后,无法对其实施进行规范与指导。
有鉴于此,本文提出了一种具有概念层、使能层以及支撑层三层结构的逆向物流体系架构。
概念层详细论述了逆向物流的内涵、组成要素、分类、主要特征以及研究内容;使能层分析了逆向物流的使能技术;支撑层讨论了实现逆向物流的底层设施。
最后,以汽车发动机回收再利用为例,构建了基于Internet的逆向物流运作模型,阐明了本文体系架构的合理性与可行性。
关?
键?
词:
逆向物流;体系架构;再制造;回收产品中图分类号:
F252?
文献标识码:
AResearchonReverseLogisticsArchitectureandItsApplicationModelLiuWenjie,GuoCaifen,WangNingsheng(CIMSEngineeringResearchCenter,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016)Abstract:
Asaneffectivemeansforsolvingtheproblemsofglobalresourceshortageandenvironmentpo-llution,reverselogisticshasbeenappliedwidelyinenterprises.Unfortunately,theoreticalstudiesinthisfieldlagbehinditsengineeringapplication.Inordertosolvethisproblem,athree-layerarchitecturewhichiscomposedofaconceptuallayer,anenablinglayerandasupportlayerisputforward.Inthecon-ceptuallayer,theconnotation,elements,classification,basiccharacteristicsandresearchcontentsofre-verselogisticsareaddressedindetai.lTheenablinglayeranalyzesenablingtechniques.Thesupportlayerdiscussesthebasefacilitiesofthereverselogistics.Finally,takingautomibileenginerecyclingandutil-izationforexample,aninterne-tbasedreverselogisticsoperationmodelisproposedinordertoillustratethefeasibilityandrationalityofthearchitecture.Keywords:
reverselogistics;architecture;remanufacturing;returnedproduct?
传统生产模式下产品历经设计制造消费废弃这4个阶段,形成了一种从摇篮到坟墓的开环系统。
此模式的弊端在于产生数目惊人的废旧产品。
据统计,造成全球环境污染70%以上的固体废弃物来自制造业1,1996年全球有2400万辆汽车废弃,2004年仅美国废弃的计算机就会高达3.5亿台2。
而且随着产品更新换代频率的加快,此数目还会激增。
产品废弃一方面严重污染环境,另一方面造成巨大的资源浪费,从而导致资源短缺,引起企业生产成本上升和利润下滑。
逆向物流研究作为解决上述问题的有效手段,其经济和社会价值日益显现。
逆向物流RL(reverselogistics)是:
计划、执行和控制原材料、在制品库存、成品以及相关信息从消费地到起源地高效、经济流动的过程2。
其目的是通过对回收产品进行不同层次的再利用,充分获取其残余价值,同时减少产品废弃对环境的污染,节约资源,实现经济和社会的可持续发展。
因此,自上世纪90年代以来,国际学术界和企业管理者对其十分重视,许多知名的跨国公司例如HP、IBM、大众、奔驰等纷纷建立逆向物流系统。
我国在该领域的研究虽然起步较晚,但其受到高度重视,其核心环节再制造已被列入?
十五?
先进制造技术发展前瞻和国家自然科学基金机械学科优先发展领域。
文献3提出了逆向物流外部环境框架模型,分析了影响其发展的输入因素、输出因素、控制因素与竞争因素;文献4则主要介绍了逆向物流决策框架模型,从战略层、战术层和运作层3个层面指出了实施逆向物流的决策因素;文献5论述了逆向物流电子商务框架模型,并依据逆向物流活动集成程度、控制水平以及附加值的大小对其分成3种不同的模型进行讨论。
上述文献提出的体系属于理?
机械科学与技术?
第24卷念形式的框架模型,从中无法获知逆向物流的研究范畴以及研究所需的使能技术与底层设施,因此不能对逆向物流的具体实施进行规范与指导。
图1?
逆向物流体系架构有鉴于此,本文提出了一种如图1所示的逆向物流体系架构RLA(re-verselogisticsarchitec-ture)。
该体系的主要特点是从逆向物流的概念、使能技术以及外部支撑环境3个层面对其进行彻底分析,并以汽车发动机回收再利用为例,构建了一种基于Internet的逆向物流运作模型,阐明了体系架构的合理性与可行性。
1?
体系构成逆向物流体系架构RLA主要包括概念层、使能层和支撑层3个部分。
3者之间的关系为:
概念层是整个体系架构的核心,其清晰界定了逆向物流的研究范畴,进而决定了实施逆向物流所需采用的使能技术和支撑设施;使能层主要研究促使逆向物流顺利实施的手段与技术,它的发展直接影响了概念层所研究问题的实现速度与程度;支撑层作为体系架构的底层基础设施,是体系运行的物质与信息载体,使能层必须借助该层才能推动概念层研究的发展。
1.1?
RL概念层自1986年Murphy首次提出逆向物流以来,其概念所涵盖的范围不断演变和扩展,但它的基本内涵是:
鉴于经济利益和社会效益的考虑,通过对产品进行回收和再加工处理来捕获价值,以便节约资源,保护环境,实现经济与社会的可持续发展。
此处的捕获价值是指通过再加工来获取保留在产品中的剩余价值(包括人力、原材料和能源的价值),其是研究逆向物流的主要目的。
从内涵的表述可知,逆向物流活动的参与者除了传统物流的供应商、制造商、经销商和消费者外,还应增加回收商和再制造商。
概念层指出了逆向物流的研究领域,其具体研究可以概括为组成要素、分类、主要特征以及研究内容这4个部分。
1.1.1?
RL组成要素逆向物流RL的组成要素主要包括回收、检测与处理决策、再加工以及重新配送这4个环节。
(1)回收。
指的是利用建立的回收网络从消费者、经销商或零售商处收集并运回产品的过程。
由于回收产品具有来源分散且批量小的特点,导致产品回收成本占逆向物流总成本的比重很大。
因此如何高效、低成本地进行产品回收是逆向物流重要的研究内容之一。
(2)检测与处理决策。
回收产品的个体状况(指使用年限和损坏程度等)各不相同,因此必须通过专用仪器的检测分析,才能决定对其的再加工处理方式以及相应的加工路线与加工工序。
通常情况下,再处理决策可分为产品再使用、部件再制造、原材料再循环和废弃64种方式。
(3)再加工。
主要对环节
(2)中属于前两种处理方式的产品进行加工处理。
其中,再使用仅需对产品进行简单修理或重新包装;再制造则需要采用先进的加工设备和再制造技术对零部件进行加工,从而获得与新部件同样的质量和使用性能。
(4)重新配送。
再加工的产品同样需要通过配送网络重新运抵经销商或零售商。
目前常见的配送方式分为利用正向物流配送网络和单独建立再配送网络两种。
1.1.2?
RL分类根据逆向物流的驱动因素、再加工方式、再加工承担者以及回收产品种类的不同,我们对逆向物流进行分类,如图2所示。
图2?
逆向物流分类现实生活中,逆向物流通常以上述分类的混合形式出现,例如德国实施汽车回收再利用的原因是,政府颁布的循环经济法中规定,原始制造商OEM(originalequipmentmanufacturer)必需承担产品回收和再制造的责任7。
1.1.3?
RL主要特征逆向物流具有与正向物流相似的构成和职能,都具有供应、加工、配送、储存等功能,但其本身具有以下特征:
(1)输入的多元性。
正向物流的原材料供应主要由供应商实现,而作为逆向物流原料来源的回收产品主要来自以下3方:
制造商,主要是生产过程中产生的次品和废品;经销商,主要包括过量存货、过季存货以及有质量缺陷的产品;消费者,主要指终端使用返回产品EOU(endofuse)、报废产品EOL(endoflife)。
(2)输入的不确定性。
产品回收最大的特点就是回收产品信息(包括数量、返回时间以及产品所在位置)具有不确定性。
上述不确定性直接影响了下游检测和再加工环节的计划安排,因此需采取必要的措施降低输入的不确定性。
(3)再加工的随机性。
再加工决策需要根据回收产品的检验结果而定。
由于产品损坏程度不同,从而导致产品的可再利用比率、加工路线顺序以及加工所需时间具有很强的随机性,这样对制定主生产计划和采购计划以及车间调度提出了更高的要求。
上述特征的存在,造成了逆向物流研究异常复杂。
但正是因为复杂,才有必要对其进行深入研究。
1.1.4?
RL研究内容1456第12期?
刘文杰等:
逆向物流体系及其模型应用研究逆向物流的研究内容十分丰富,依据重要性程度将其划分为战略级、战术级和运作级3个层次:
(1)战略级问题。
战略级问题主要涉及产品回收网络设计、逆向物流绩效评估和逆向供应链协调机制3部分内容。
产品回收网络设计。
作为逆向物流原料来源的回收产品具有分布散、批量小的特点,而企业建立回收网络所需资源(例如人员、资金、厂房和相关设备等)有限,因此为了高效、低成本地回收产品,需要对回收网络进行优化设计,选择合适的回收站点,并合理分配人员、设备等资源。
网络设计主要研究集中式或分布式回收中心选择策略和回收中心选址决策两项内容。
逆向物流绩效评估。
逆向物流包括回收、检测与处理决策、再加工和重新配送等环节,为了提高运作效率,必需设计合理的指标体系,以便对各环节的作业效果进行评估,从而找出差距与漏洞,促进逆向物流的发展。
绩效评估研究应侧重以下3点:
一是建立合理的绩效评估指标体系;二是寻求有效的绩效评估技术与方法;第三点,也是最重要一点,针对评估结果,进行绩效优化方法研究。
逆向供应链协调机制。
与正向供应链相比,逆向物流参与者更多,形成逆向供应链关系更为复杂,因此如何对链内收益进行有效分配与协调对逆向供应链的稳定性甚至存在性意义重大,所以必须加强逆向供应链协调机制的研究。
(2)战术级问题。
战术级问题主要由再加工环境下的生产计划与库存控制和车辆路由优化问题VRP(vehicleroutingproblem)两个部分组成。
生产计划与库存控制。
传统生产中原材料采购量根据主生产计划确定,由供
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- 逆向 物流 体系 及其 模型 应用 研究
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