家電產(chǎn)品回收體系與逆向物流系統(tǒng)模型的研究

黃衛(wèi)東　吳仲偉　薛　浩

摘要：在現(xiàn)有TCL銷售物流體系基礎(chǔ)上，闡述了目前我國(guó)家電產(chǎn)品回收體系現(xiàn)狀，并分析了家電回收的管理模式；通過對(duì)家電回收處理業(yè)務(wù)流程的分析，構(gòu)建了逆向物流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；應(yīng)用逆向物流技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本最小為目標(biāo)，完成了逆向物流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：逆向物流；家電產(chǎn)品；系統(tǒng)模型

中圖分類號(hào)：F715文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-3100(2009)01-0017-04

Abstract: This paper introduced the situation of reverse logistics system and management model of recycling household appliances in china based on the current sales logistics system in TCL company; by the analysis of the work flow of recycling and recovery processing for household appliances, it had constructed the system configuration for reverse logistics, which took use of reverse logistics techniques and aimed at minimizing the cost of the network operation to accomplish the design and the optimization for reverse logistics system mathematical model.

Key words: reverse logistics; recycling household appliances; system model

廢舊家電的回收利用對(duì)人類社會(huì)與環(huán)境有著深遠(yuǎn)的影響，也對(duì)全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。目前，以廢舊家電為主構(gòu)成的電子垃圾已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。國(guó)外廢舊家電回收處理在回收體系和處理工藝上都已經(jīng)相對(duì)成熟，而我國(guó)廢舊家電回收整體技術(shù)水平落后，缺乏規(guī)范管理。因此，為了提高回收資源利用率，降低物流成本，縮短回收周期，增強(qiáng)回收的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，必須構(gòu)建高效的廢舊家電回收體系，開展逆向物流技術(shù)的深入的研究；構(gòu)建家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型。

1家電產(chǎn)品回收體系現(xiàn)狀與管理模式

1．1家電產(chǎn)品回收體系現(xiàn)狀——以TCL家電集團(tuán)為例

TCL是中國(guó)知名的家電制造企業(yè)，其維修銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，現(xiàn)有的物流網(wǎng)絡(luò)是：工廠—中轉(zhuǎn)倉(cāng)—經(jīng)營(yíng)部—客戶這樣層次分明的結(jié)構(gòu)，分為五個(gè)層次：

（1）全國(guó)配送中心（Central Distribution Centers，CDC），從屬于家電制造工廠；

（2）區(qū)域配送中心（Regional Distribution Centers，RDC），遍布全國(guó)中心城市；

（3）經(jīng)營(yíng)部：現(xiàn)有168家，且不斷增長(zhǎng)；

（4）經(jīng)銷商：現(xiàn)有上萬家，包含國(guó)美、蘇寧等大型經(jīng)銷商，直接面對(duì)消費(fèi)者；

（5）消費(fèi)者。

通過對(duì)TCL銷售物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，在原有物流網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上建立家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)體系，可以節(jié)約巨額成本，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益（見圖1）。

在家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)層次處理環(huán)節(jié)分析如下[1-3]。

1．1．1家電產(chǎn)品收集和回收

家電產(chǎn)品的收集和回收是將顧客所持有的產(chǎn)品通過有償或無償?shù)姆绞椒祷氐戒N售方。這里的銷售方是在逆向物流網(wǎng)絡(luò)中直接面向消費(fèi)者的終端經(jīng)銷商，分為兩類：一是家電賣場(chǎng)如國(guó)美、蘇寧等和家電銷售商場(chǎng)。二是為了方便消費(fèi)者，銷售方就近設(shè)立回收中心對(duì)回收的家電產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一管理。

1．1．2處理

家電產(chǎn)品入庫(kù)以后，在家電回收中心開始對(duì)家電產(chǎn)品進(jìn)行處理。處理過程包括對(duì)產(chǎn)品的分類、檢驗(yàn)與決策。通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能檢測(cè)，并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及產(chǎn)品各零部件的性能確定可行的處理方案。處理后的產(chǎn)品在逆向物流網(wǎng)絡(luò)中有三種去向：質(zhì)量合格無缺陷產(chǎn)品返回到銷售網(wǎng)絡(luò)，通過正向銷售物流網(wǎng)絡(luò)，回到消費(fèi)者手中；需要維修的故障產(chǎn)品根據(jù)情況送到修理點(diǎn)或修理廠商，檢修完畢后，再經(jīng)銷售網(wǎng)絡(luò)返回消費(fèi)者；大量的無使用價(jià)值或廢棄產(chǎn)品，利用已有物流網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸，先送到處于中心城市的區(qū)域配送中心RDC，再集中送到全國(guó)配送中心CDC保存，由家電制造工廠進(jìn)行再制造再加工。

1．1．3再制造再加工

廢舊家電產(chǎn)品送到家電再制造工廠進(jìn)行分選、檢測(cè)，根據(jù)情況進(jìn)入再制造再加工工藝流程，包括修理、翻新、重新制造、同型裝配、循環(huán)利用等工藝環(huán)節(jié)，最終獲得新的零部件及原材料[4]。

1．1．4廢棄物處理

對(duì)于那些沒有任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值的家電產(chǎn)品和零部件，可以通過機(jī)械處理、地下掩埋或焚燒等方式進(jìn)行處理，避免二次環(huán)境污染。

1.2家電產(chǎn)品回收管理模式的選擇與建立

根據(jù)回收處理主導(dǎo)對(duì)象的不同，家電回收體系管理模式分為四種典型模式，分別是政府負(fù)責(zé)制、生產(chǎn)者負(fù)責(zé)制、第三方負(fù)責(zé)制和聯(lián)合負(fù)責(zé)制。

家電回收逆向物流的管理模式，可分為三層：第一層是戰(zhàn)略層，明確管理目標(biāo)；第二層是運(yùn)作策略層，通過各種策略的運(yùn)作組合，保證第一層戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；第三層是支撐技術(shù)，是上兩層的運(yùn)作基礎(chǔ)或前提[5-6]（見圖2）。

2家電回收逆向物流系統(tǒng)模型的研究[7-10]

家電回收逆向物流由回收需求驅(qū)動(dòng)，而且運(yùn)作效率在很大程度上依賴于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?？紤]到逆向物流高度的復(fù)雜性和不確定性，這里針對(duì)TCL五層物流網(wǎng)絡(luò)，建立家電回收的系統(tǒng)模型。

2.1 家電回收逆向物流系統(tǒng)模型描述

（1）家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的基本假設(shè)

①為了方便消費(fèi)者，回收中心設(shè)在家電商場(chǎng)或超市附近，作為同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；

②每個(gè)消費(fèi)者送來的家電數(shù)量較少，多為單件；

③消費(fèi)者到回收中心距離短，運(yùn)輸費(fèi)用忽略不計(jì)；

④全國(guó)配送中心緊緊依托再制造工廠，地理位置很近，可以作為同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；

⑤網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如回收中心、分銷中心（經(jīng)營(yíng)部）、維修中心、區(qū)域配送中心RDC、全國(guó)配送中心CDC位置已經(jīng)確定；

⑥利用TCL現(xiàn)有的銷售網(wǎng)絡(luò)和資源，不計(jì)維修中心、分銷中心、RDC和CDC的投資成本；

⑦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)庫(kù)存容量有約束限制，單位平均運(yùn)營(yíng)成本已知；

⑧網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間單位運(yùn)輸費(fèi)用與距離相關(guān)，滿足一定函數(shù)關(guān)系；

⑨合格無缺陷家電產(chǎn)品從回收中心到經(jīng)銷商環(huán)節(jié)，可以看作銷售物流環(huán)節(jié)，不作考慮。

（2）家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型中各層次節(jié)點(diǎn)集合

消費(fèi)者集合P=1,2…nP，p∈P

回收中心（經(jīng)銷商）集合I=1,2…nI，i∈I

維修中心（維修網(wǎng)點(diǎn)）集合J=1,2…nJ，j∈J

分銷中心（經(jīng)營(yíng)部）集合K=1,2…nK，k∈K

區(qū)域配送中心RDC集合M=1,2…nM，m∈M

全國(guó)配送中心CDC集合W=1,2…nW，w∈W

家電產(chǎn)品集合E=1,2…nE，e∈E

（3）家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的決策變量

Z=1 選擇回收中心0 其他

Z=1 選擇維修中心0 其他

Z=1 選擇經(jīng)營(yíng)部0 其他

Z=1 選擇RDC0 其他

Z=1 選擇CDC0 其他

xpie 回收中心i回收的家電產(chǎn)品總數(shù)量

xike 回收中心i運(yùn)往分銷中心k的家電e的數(shù)量

xije 回收中心i運(yùn)往維修中心j的家電e的數(shù)量

xkme 分銷中心（經(jīng)營(yíng)部）k運(yùn)往區(qū)域配送中心m的家電e的數(shù)量

xmwe 區(qū)域配送中心m運(yùn)往全國(guó)配送中心（再制造工廠）w的家電e的數(shù)量

（4）家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型參數(shù)

①數(shù)量參數(shù)

ui 回收中心最大處理能力

uj 維修中心最大處理能力

uk 分銷中心（經(jīng)營(yíng)部）最大庫(kù)存能力

um 區(qū)域配送中心最大庫(kù)存能力

uw 全國(guó)配送中心最大庫(kù)存能力

②成本參數(shù)

fi 建立回收中心i的固定成本

vi 回收中心的單位平均運(yùn)營(yíng)成本（含家電回收成本）

vj 維修中心的單位平均運(yùn)營(yíng)成本

vk 分銷中心（經(jīng)營(yíng)部）的單位平均運(yùn)營(yíng)成本

vm RDC的單位平均運(yùn)營(yíng)成本

vw CDC的單位平均運(yùn)營(yíng)成本

③運(yùn)輸距離參數(shù)

lij，lik，lkm，lmw；分別表示從回收中心到分銷中心，回收中心到維修中心，分銷中心到區(qū)域配送中心，區(qū)域配送中心到全國(guó)配送中心的運(yùn)輸距離。

④運(yùn)輸費(fèi)用參數(shù)

a單位標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸費(fèi)用

tij=a?dij 回收中心i到維修中心j單位運(yùn)輸費(fèi)用

tik=a?bik 回收中心i到分銷中心k單位運(yùn)輸費(fèi)用

tkm=a?bkm 分銷中心k到區(qū)域配送中心m單位運(yùn)輸費(fèi)用

tmw=a?bmw 區(qū)域配送中心m到全國(guó)配送中心w單位運(yùn)輸費(fèi)用

b，b，b，b為相關(guān)系數(shù)

2.2家電回收逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型建立

（1）目標(biāo)函數(shù)

f=v+tx+v+tx+v+tx+v+tx+v?x+f?y

（2）約束條件

x≤uz,i 回收中心的能力限制

x≤uz,j 維修中心的能力限制

x≤uz,k 經(jīng)銷中心（經(jīng)營(yíng)部）的能力限制

x≤uz,m RDC的能力限制

x≤uz,w CDC的能力限制

xpie=xike+xije+xe′（xe′為重售家電產(chǎn)品）

xpie，xike，xije，xkme，xmwe≥0決策變量非負(fù)

z,z,z,z,z∈0,1,i,j,k,m,w決策變量為整數(shù)

（3）模型說明

目標(biāo)函數(shù)表示建立該逆向物流網(wǎng)絡(luò)的主要成本，包括回收中心的固定成本、各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)成本及運(yùn)輸費(fèi)用。

約束函數(shù)描述了逆向物流網(wǎng)絡(luò)中各層次節(jié)點(diǎn)的能力限制，各節(jié)點(diǎn)家電產(chǎn)品數(shù)量關(guān)系。

3總結(jié)

對(duì)家電回收逆向物流技術(shù)還有待進(jìn)一步深入研究，特別是對(duì)于家電回收體系及逆向物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)，還缺乏定量分析和實(shí)用研究。因此，我們應(yīng)該從應(yīng)用實(shí)例中總結(jié)家電回收逆向物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和規(guī)范；研究逆向物流系統(tǒng)中信息類型、特征以及信息集成共享策略；探討不確定環(huán)境下家電逆向物流結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化；展望現(xiàn)代逆向物流的發(fā)展趨勢(shì)，如第三方物流以及電子商務(wù)、IT技術(shù)在逆向物流網(wǎng)絡(luò)中的具體運(yùn)用等。

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。