集裝箱逆向物流的網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

嚴(yán) 婷

(上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 200135)

隨著全球氣候變暖以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，逆向物流日益成為企業(yè)和社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)。目前對(duì)于逆向物流的研究較少，其中對(duì)集裝箱逆向物流的研究更少。集裝箱具有價(jià)值高、可重復(fù)利用、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，對(duì)集裝箱逆向物流系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化與設(shè)計(jì)，可以提高集裝箱的利用率、降低集裝箱使用成本。因此，集裝箱逆向物流渠道管理是許多企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

一、集裝箱逆向物流的特點(diǎn)

集裝箱是貨物運(yùn)輸?shù)谋匾ぞ?，但是由于季?jié)性變化和市場(chǎng)環(huán)境變化，會(huì)出現(xiàn)一些集裝箱過(guò)剩的現(xiàn)象。再加上集裝箱的使用周期等多種因素催生了集裝箱逆向物流這一新的理論研究項(xiàng)目。

解讀集裝箱逆向物流的特點(diǎn)，首先要了解逆向物流的特點(diǎn)。逆向物流是指為價(jià)值恢復(fù)或處置合理而對(duì)原材料、中間庫(kù)存、最終產(chǎn)品及相關(guān)信息從消費(fèi)地到起始點(diǎn)的有效實(shí)際流動(dòng)所進(jìn)行的計(jì)劃、管理和控制過(guò)程。包括:產(chǎn)品回收(如:產(chǎn)品和包裝通過(guò)修理和清洗以后重復(fù)使用)，零件回收(組裝產(chǎn)品和零件再用)和材料回收(以替代形式循環(huán)利用)。具有以下特點(diǎn):

1.分散性。廢舊物流可能產(chǎn)生于生產(chǎn)領(lǐng)域、流通領(lǐng)域及生活消費(fèi)領(lǐng)域，涉及任何領(lǐng)域、任何部門(mén)和任何個(gè)人。

2.不確定性。由于逆向物流產(chǎn)生的隨機(jī)性，使得企業(yè)很難確定產(chǎn)品的回收時(shí)間、地點(diǎn)及數(shù)量。但是，逆向物流的終點(diǎn)是可以確定的。

3.緩慢性。廢舊物品的收集整理、處理(清洗、檢修、加工、調(diào)撥等一系列環(huán)節(jié))過(guò)程較復(fù)雜，所需時(shí)間較長(zhǎng)，這就決定了逆向物流過(guò)程較為緩慢。

4.處理費(fèi)用高。由于回收品質(zhì)量參差不齊，不易取得規(guī)模效益;還需支付檢測(cè)、分類、判斷、處理多項(xiàng)人工費(fèi)用。

集裝箱逆向物流具有以下特點(diǎn):

1.集中性。集裝箱具有其行業(yè)特殊性，它一般存在于物流運(yùn)輸?shù)拇a頭或是貨運(yùn)公司。

2.運(yùn)輸費(fèi)用較高。一般集裝箱相對(duì)其他的貨物來(lái)說(shuō)，體積較大，需要特殊運(yùn)輸，因此在逆向物流中會(huì)產(chǎn)生較高的運(yùn)輸費(fèi)用。

3.利潤(rùn)周期長(zhǎng)。集裝箱的單位經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)比較低，在較短的時(shí)間內(nèi)很難產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，需要通過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間能獲得經(jīng)濟(jì)效益。

二、集裝箱逆向物流的主要環(huán)節(jié)

集裝箱逆向物流系統(tǒng)主要由集裝箱管理中心、集裝箱場(chǎng)站和系統(tǒng)成員(包括發(fā)貨方、收貨方等)組成。為了實(shí)現(xiàn)集裝箱逆向物流的功能，綜合考慮它的經(jīng)濟(jì)效率，采用第三方來(lái)對(duì)集裝箱逆向物流進(jìn)行一系列處理。集裝箱逆向物流主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié):

1.收集:首先需要把集裝箱從不同的場(chǎng)地收集到離各個(gè)場(chǎng)所最近的回收中心。

2.檢測(cè):對(duì)于回收過(guò)來(lái)的集裝箱進(jìn)行全面的檢測(cè)，以制定合理的處理方案，將無(wú)法再利用的或是難以修復(fù)的集裝箱送入零部件或材料回收中心。從而實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

3.修理:將可以再利用的集裝箱進(jìn)行統(tǒng)一的修理和清洗。

4.貯存:在集裝箱再次投入使用前，會(huì)將復(fù)原的集裝箱存放一定的場(chǎng)所或是直接進(jìn)入市場(chǎng)。

三、集裝箱逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型的建立

1.模型假設(shè)

模型假設(shè)條件:

(1)假設(shè)從回收中心到處理中心不考慮集裝箱的貯存，不設(shè)立存儲(chǔ)中心;

(2.)考慮運(yùn)輸成本、設(shè)施的固定成本以及單位運(yùn)營(yíng)成本，不考慮時(shí)間成本;

(3)設(shè)施的處理能力、投資單位運(yùn)營(yíng)成本及設(shè)施間的運(yùn)輸費(fèi)用已知;

(4)不考慮運(yùn)輸回收中間的集裝箱折舊;

(5)設(shè)施選址為位置已知的一些被選地點(diǎn);

(6)不考慮在處理中心不合格的回收成單個(gè)零件的問(wèn)題，不合格產(chǎn)品直接銷毀;

(7)假設(shè)集裝箱的不合格率是已知的。

2.模型的建立

引入目標(biāo)函數(shù):

該模型是使集裝箱在逆向物流中的成本最低，便于對(duì)集裝箱逆向物流中最優(yōu)路徑的選擇。包括了回收中心到處理檢測(cè)中心和處理檢測(cè)中心到存儲(chǔ)中心j的運(yùn)輸成本、處理檢測(cè)中心和存儲(chǔ)中心的固定成本以及運(yùn)營(yíng)成本等。總體包含了運(yùn)輸成本、固定成本和運(yùn)營(yíng)總成本和處理成本。

各項(xiàng)約束條件分別是:

式(2)至(9)中的i代表回收中心，j代表處理檢測(cè)中心，s代表存儲(chǔ)中心，λ是指集裝箱的合格率。

其中的決策參數(shù):Xij回收中心i到處理檢測(cè)中心j的集裝箱運(yùn)輸數(shù)量，Yjs是處理檢測(cè)中心j到存儲(chǔ)中心s的集裝箱運(yùn)輸數(shù)量，Zij是指回收中心i到處理檢測(cè)中心j的處理不合格的集裝箱數(shù)量，Tij指回收中心i到處理檢測(cè)中心j的運(yùn)輸費(fèi)用，Tjs指處理檢測(cè)中心j到存儲(chǔ)中心s的運(yùn)輸費(fèi)用，F(xiàn)j為處理檢測(cè)中心j的設(shè)備的固定成本，F(xiàn)s為存儲(chǔ)中心s的設(shè)備固定成本，Cj為處理檢測(cè)中心的運(yùn)營(yíng)成本，Bj為處理檢測(cè)中心j對(duì)不合格的空箱的廢棄單位處理費(fèi)用，Ms為存儲(chǔ)中心s的運(yùn)營(yíng)成本;

相關(guān)模型參數(shù):Ri是指回收中心的最大回收量。Vj是指處理中心j的集裝箱處理數(shù)量，Ws是指存儲(chǔ)中心s的集裝箱存儲(chǔ)量，Smax是指存儲(chǔ)中心s的最大集裝箱存儲(chǔ)容量，Jmax是指處理檢測(cè)中心j的最大集裝箱處理容量。

其中式(2)是指回收中心i的集裝箱輸出量不超過(guò)回收中心i的回收量，式(3)是指運(yùn)到處理中心j的總和等于各個(gè)處理中心j的集裝箱總量，式(4)是指處理中心j的集裝箱運(yùn)出量小于等于運(yùn)入處理中心j的集裝箱總量，式(5)是指運(yùn)入處理中心j合格的集裝箱等于運(yùn)出處理中心j的集裝箱量，式(6)是指運(yùn)至存儲(chǔ)中心的集裝箱量不能大于存儲(chǔ)中心的最大存儲(chǔ)量，式(7)表示流至處理中心的集裝箱量不能大于處理中心的最大處理量，式(8)是流至存儲(chǔ)中心的集裝箱總數(shù)是流至處理中心集裝箱總數(shù)的λ倍。

四、算例求解

利用LINGO公司開(kāi)發(fā)的一種專門(mén)的軟件求解最優(yōu)化問(wèn)題，求出最優(yōu)的運(yùn)輸和處理路徑。就其中一個(gè)案例進(jìn)行分析求解:某第三方處理集裝箱逆向物流的公司受政府和企業(yè)委托，對(duì)其中一個(gè)地區(qū)進(jìn)行集裝箱的逆向物流處理。已知這家集裝箱逆向物流公司有3個(gè)處理檢測(cè)中心和3個(gè)存儲(chǔ)中心，其相關(guān)的費(fèi)用如表1～表7所示:

表1 回收中心到處理中心的費(fèi)用

表2 處理中心到倉(cāng)庫(kù)的費(fèi)用

表3 處理中心的固定成本、運(yùn)營(yíng)成本和處理不合格成本

假設(shè)集裝箱的合格率為90%，把表1～表7的數(shù)據(jù)帶入目標(biāo)函數(shù)(1)中，利用LINGO的軟件進(jìn)行編程求解，求出最優(yōu)解。結(jié)果可知集裝箱逆向物流的固定成本、運(yùn)輸成本和運(yùn)營(yíng)成本的最小值是131萬(wàn)元。其中對(duì)這一過(guò)程路徑的優(yōu)化如下:回收點(diǎn)I1選擇處理中心J3，I2、I3選擇處理中心J1，其中J2被淘汰。J1選擇S3，J3選擇S1，S2被淘汰。

表4 倉(cāng)庫(kù)的固定成本和運(yùn)營(yíng)成本

表5 回收中心的最大回收量

表6 處理中心的最大處理中心

表7 倉(cāng)庫(kù)的最大存儲(chǔ)中心

五、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)構(gòu)建集裝箱逆向物流的網(wǎng)絡(luò)模型，確定了集裝箱逆向物流的運(yùn)行過(guò)程。假設(shè)了一些數(shù)據(jù)利用LINGO軟件對(duì)模型進(jìn)行了檢測(cè)。構(gòu)建出集裝箱在逆向物流中的最優(yōu)路徑，為集裝箱逆向物流科學(xué)管理提供依據(jù)。但由于資源有限，對(duì)集裝箱逆向物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。例如:集裝箱檢驗(yàn)后不合格廢物的處理;處理完成后集裝箱的處理，是直接運(yùn)到經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所還是建立一些倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，期間的費(fèi)用該如何分配;對(duì)集裝箱回收信息的采集等都需要進(jìn)一步的研究和討論。

［1］王永康.城市垃圾困局及其逆向物流解決方案［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2010(9):172—175.

［2］雷蕾，曲立.廢棄電子產(chǎn)品逆向物流研究綜述［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2010(9):141—145.

［3］鄭哲文，方貝貝.廢舊木材回收策略分析及逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(12):172—180.

［4］張玲，潘曉弘，王正肖，董天陽(yáng).廢舊汽車逆向物流回收模式的研究［J］.汽車工程，2011(9):822—828.

［5］黃芳，李宗平.可再用運(yùn)輸包裝容器的逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.物流技術(shù)，2005(4).

［6］陳春花，任建偉，陳宇.集裝箱逆向物流渠道管理方法的選擇［J］.現(xiàn)代物流，2007(1).

［7］R.Majid ，B.Mahdi，T.Reza.A new multi－ objective stochastic model for a forward/reverse logistic network design with responsiveness and quality level［J］.Applied Mathematical Modelling，2012(2).

［8］S.Pokharel，A.Mutha，Perspectives in reverse logistics:A review，Resour.Conserv.Recycl.53(2009)175–182.