廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡模型構(gòu)建

李冬冬，劉聯(lián)輝

（五邑大學 經(jīng)濟管理學院，廣東 江門 529020）

廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡模型構(gòu)建

李冬冬，劉聯(lián)輝

（五邑大學 經(jīng)濟管理學院，廣東 江門 529020）

針對廢舊紡織品再制造逆向物流過程所經(jīng)歷的作業(yè)活動環(huán)節(jié)，以網(wǎng)絡運行總成本最小為目標，分析逆向物流網(wǎng)絡作業(yè)設施節(jié)點間的供給關系及約束條件，構(gòu)建了廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡模型，并以廣東省十個市區(qū)為例對模型進行驗證計算，說明模型的可行性。

廢舊紡織品；再制造逆向物流；網(wǎng)絡模型

1 引言

隨著紡織行業(yè)面臨的原料緊缺與大量廢舊紡織品無法被有效利用而被當作垃圾處理的矛盾愈發(fā)凸顯，近年來廢舊紡織品回收再制造問題逐步成為研究熱點。如何建立一個功能健全、低成本的再制造逆向物流網(wǎng)絡對廢舊紡織品進行回收再利用，以有效緩解紡織原料緊缺與資源浪費已成為一個急需解決的問題。作為再制造逆向物流網(wǎng)絡構(gòu)建過程的關鍵部分，網(wǎng)絡中節(jié)點的數(shù)量、位置以及節(jié)點間運輸路線與運量的確定對整個物流網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)及運營成本具有決定性的作用。對于廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡的構(gòu)建而言，結(jié)合其回收再制造業(yè)務流程對網(wǎng)絡中各節(jié)點的功能與定位以及節(jié)點間的關系做出合理的選擇與搭建尤為關鍵。

2 廢舊紡織品再制造逆向物流過程

再制造逆向物流是指以再制造生產(chǎn)為目的，為重新獲取產(chǎn)品價值，產(chǎn)品從其消費地至再制造加工點并重新回到銷售市場的流動過程[1]。廢舊紡織品具有分布廣、種類繁多、數(shù)量龐大、再制造工序繁瑣等特點，常采用多渠道如衣物回收箱、企業(yè)自主回收等方式進行回收。首先建立多個回收點或回收中心對其進行分揀，打包等預處理，然后由回收中心統(tǒng)一運往專業(yè)的處理中心對其進行深度加工分解，處理后的廢舊紡織品部分可經(jīng)翻新后直接進行再銷售，部分可作為原材料運往制造企業(yè)再制造，經(jīng)加工分解后沒有利用價值的部分可運往專業(yè)的垃圾處理點進行焚燒發(fā)電等處理，其再制造逆向物流過程如圖1所示。

圖1 廢舊紡織品再制造逆向物流過程

3 模型構(gòu)建

根據(jù)廢舊紡織品再制造逆向物流過程特點，可將其作出如下模型化描述：即將n個消費區(qū)回收點的廢舊紡織品運往m個備選回收中心進行回收預處理，再由回收中心運往i個備選處理中心（紡織原料處理工廠）進行深度處理，經(jīng)處理中心加工分解后，部分運往j個備選再制造中心（紡紗與服裝工廠）進行再制造，部分不能再制造的紡織品運往k個垃圾處理點進行焚燒發(fā)電等處理，可再銷售部分在處理中心再銷售。其模型簡化圖如圖2所示。

圖2 廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡模型圖

3.1 基本假設

（1）消費區(qū)廢舊紡織品生成量主要由地區(qū)人口數(shù)量與消費水平?jīng)Q定，周期內(nèi)紡織品的新消耗量等于廢舊紡織品生成量；

（2）設施備選建設地點已知且有數(shù)量限制，不考慮回收與處理過程中的損耗；

（3）廢舊紡織品可用于再分銷、再制造與最終廢棄的比例已知；

（4）各環(huán)節(jié)設施的固定成本、最大處理能力、單位經(jīng)營成本可通過計算確定。

3.2 變量及參數(shù)說明

Qc：消費區(qū)c廢舊紡織品生成量；

Wcr：消費區(qū)c到回收中心r運量；

Xrp：回收中心r到處理中心p運量；

Ypm：處理中心p到再制造中心m運量；

Zpv：處理中心p到垃圾處理點v運量；

Sr，Op：0-1變量，1表示選擇該處為回收中心或處理中心；

Dcr,Drp,Dpm,Dpv：消費區(qū)c、回收中心r、處理中心p、再制造中心m、垃圾處理點v間運距；

Tcr,Trp,Tpm,Tpv：單位運價；

OCr：回收中心單位運營成本；

OCp：處理中心單位運營成本；

BCr:備選回收中心建設成本；

BCp：備選處理中心建設成本；

α：可用于再制造部分的比例；

β：最終廢棄比例；

CAr：回收中心r最大運營能力；

CAp：處理中心p最大運營能力；

N:回收中心數(shù)量限制；

P:處理中心數(shù)量限制。

3.3 模型建立

目標函數(shù)為尋求逆向物流網(wǎng)絡的最小費用，前四項為消費區(qū)c、回收中心r、處理中心p、再制造中心m、垃圾處理點v之間的運輸費用；第五、六項為回收中心與處理中心的運營費用；第七、八項為回收中心與處理中心的固定成本。

3.4 約束條件

（1）流量約束

式（1）表示回收中心、處理中心總運量分別應等于消費區(qū)總量；式（2）、式（3）表示再制造中心與垃圾處理點的運量分別為總運量的α、β倍；式（4）表示對于每個消費區(qū)，其輸出量等于擁有量；式（5）表示對于每個回收中心，其輸入量與輸出量相等；式（6）、式（7）表示對于每個處理中心，有α倍的量運往再制造中心，β倍的量運往垃圾處理點。

（2）能力約束

式（8）、式（9）表示對于每個回收中心與處理中心，其輸入量不大于其最大處理能力。

式（10）、式（11）表示回收中心與處理中心的數(shù)量限制。

（3）非負約束

4 算例分析

4.1 數(shù)據(jù)獲取

廣東省是我國紡織品的生產(chǎn)與消費大省，通過對廣東省各市統(tǒng)計年鑒（2016）城鎮(zhèn)居民消費數(shù)據(jù)進行整理，綜合考慮各市的城鎮(zhèn)人口數(shù)量與衣著支出水平，對各市區(qū)年城鎮(zhèn)產(chǎn)生廢舊衣著量進行估算。估算方法為：年廢舊衣著量=（年衣著總支出*薄衣支出比例/薄衣平均單價*薄衣平均重量+年衣著總支出*厚衣支出比例/厚衣平均單價*厚衣平均重量）*城鎮(zhèn)居民人口數(shù)，進而篩選出年城鎮(zhèn)產(chǎn)生廢舊衣著量較大的十個市區(qū)作為消費區(qū)（C1-C10）,即廣州、深圳、東莞、佛山、汕頭、惠州、揭陽、湛江、江門、中山。綜合考慮十個消費區(qū)的地理位置、交通運輸以及物流技術水平等因素，篩選出六個備選回收中心（R1-R6）,即東莞、佛山、中山、惠州、揭陽、江門；四個備選處理中心（P1-P4）,即廣州、深圳、東莞、中山。進一步結(jié)合各市區(qū)紡織企業(yè)制造水平與規(guī)模數(shù)量，選擇廣州、東莞、深圳、揭陽作為四個備選再制造中心（M1-M4）；依據(jù)各市現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠或垃圾處理點建設情況，選擇廣州、東莞、深圳、佛山、中山作為五個備選最終垃圾處理點（V1-V5）。

上述問題可以簡化為，10個消費區(qū)的廢舊衣著運至6個待選的回收中心進行回收預處理，再由回收中心運至4個待選處理中心進行深度加工處理。經(jīng)深度處理后的廢舊衣著有α比例運到4個備選再制造中心進行再制造，β比例作為最終垃圾運至5個備選垃圾處理點進行處理，（1-α-β）比例可經(jīng)處理后在專業(yè)處理中心進行再銷售，相關數(shù)據(jù)見表1-表3。

表1 消費區(qū)城鎮(zhèn)居民年廢舊衣著量

表2 備選回收中心建設成本、運營能力限制及單位運營成本

表3 備選處理中心建設成本、運營能力限制及單位運營成本

回收中心與處理中心的建設成本結(jié)合其運營規(guī)模與其他行業(yè)回收、處理中心的建設費用進行估算，結(jié)合中國舊衣服網(wǎng)報價對其單位運營成本進行預估?？紤]到實際應用中往往會對回收中心與專業(yè)處理中心的數(shù)量做出限制，本案例設置N=6，P=4，即最多可建6個回收中心，4個專業(yè)處理中心。結(jié)合相關文獻閱讀與行業(yè)信息調(diào)查，設置α=0.7，β=0.2，即經(jīng)專業(yè)處理中心處理后的衣著，70%運往再制造中心進行再制造，20%的不可再利用部分運往垃圾處理點進行最終的垃圾處理，10%在專業(yè)處理中心進行再銷售。整個運輸過程采用公路運輸?shù)姆绞?，結(jié)合公路運輸價格指數(shù)的波動情況，運價設置為0.5元/t·km，各市區(qū)間公路距離數(shù)據(jù)通過百度地圖獲取，在此不再列出。

4.2 計算結(jié)果

運用lingo11.0軟件求解，經(jīng)過2 030次迭代求解得出最小總成本為893 565 500元。各備選節(jié)點設施最終選址以及節(jié)點間運輸量如下：選定在R1、R2、R3、R4、R5、R6六個市區(qū)都建立回收中心，其中R1{(C3，37 359)}，R2{(C1，51 969)，(C4，8 031)}，R3{(C2，39 089)，(C10,10 911)}，R4{(C2，2 175)，(C6,19 735)}，R5{(C5，20 217)，(C7，18 175)}，R6{(C2，21 852)，(C4，18 733)，(C8，10 339)，(C9，9 076)}。在 P1、P2、P3、P4四個市區(qū)建立處理中心，其中 P1{(R2，60 000)，(R6，60 000)}，P2{(R5，27 661)}，P3{(R1，37 359)，(R4，21 910)，(R5，10 731)}，P4{(R3，5 000)}。選擇 M1、M2為再制造中心，M1{(P1，84 000)，(P4，35 000)}，M2{(P2，19 363)，(P3，49 000)}。選擇V1、V3、V5作為最終垃圾處理點，其中V1{(P1，24 000)，(P3，14 000)}，V3{(P2，5 532)}，V5{(P4，10 000)}。據(jù)此可以得出基于此十個消費區(qū)的廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡圖，如圖3所示。

圖3 廣東省十市區(qū)廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡

即在東莞、佛山、中山、惠州、揭陽、江門六個市區(qū)建立回收預處理中心，在廣州、深圳、東莞、中山四個市區(qū)建立處理中心，再制造中心選擇為廣州、東莞，最終垃圾處理點選擇為廣州、深圳、中山，各節(jié)點間運量關系也得到確定。

5 結(jié)束語

基于廢舊紡織品的分布廣泛、數(shù)量龐大等特征，構(gòu)建其再制造逆向物流網(wǎng)絡需考慮多方面的影響因素和約束條件，具有一定的復雜性。各節(jié)點定位的科學選擇以及多節(jié)點之間關系的合理搭建是保障整個逆向物流網(wǎng)絡高效率與低成本運行的基礎，在考慮多約束條件的影響下，如何對網(wǎng)絡模型的結(jié)構(gòu)及變量約束進行有效的轉(zhuǎn)換，進而對各節(jié)點作出精確地求解，是在廢舊紡織品再制造逆向物流網(wǎng)絡構(gòu)建研究中需要重視的地方。

[1]羅宜美,萬福來,趙南海.基于MILP的再制造逆向物流網(wǎng)絡設施選址研究[J].工業(yè)工程與管理,2012,(5):16-20,28.

[2]韓雪.報廢農(nóng)機產(chǎn)品逆向物流網(wǎng)絡構(gòu)建研究[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學,2016.

[3]甘俊偉.報廢汽車逆向物流網(wǎng)絡構(gòu)建研究[D].成都:西南交通大學,2014.

[4]丁小東,姚志剛,程高.LINGO語言與0-1混合整數(shù)規(guī)劃選址模型的再結(jié)合[J].物流工程與管理,2009,(10):72-75.

[5]王林,葉小俠.基于Lingo語言求解物流配送中心選址模型[J].物流技術,2008,(10):113-115.

[6]史晟,戴晉明,牛梅,蔡智鋒,侯文生.廢舊紡織品的再利用[J].紡織學報,2011,(11):147-152.

[7]顧明明,唐世君.我國廢舊紡織品綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟,2012,(1):27-29.

[8]嚴濤海,李金水.廢舊紡織品回收利用的探討[J].山東紡織科技,2012,(2):43-45.

Establishment of Waste Textile Product Remanufacturing Reverse Logistics Network Model

Li Dongdong,Liu Lianhui
(School of Economics&Management,Wuyi University,Jiangmen 529020,China)

In this paper,targeting at the operation activities and links in the remanufacturing reverse logistics processes of waste textile products and with the minimal total network operation cost as the objective,we analyzed the supply relationship and constraint conditions between the operation facilities nodes of the reverse logistics network,built the corresponding waste textile product remanufacturing reverse logistics network model and at last,in the case of the ten urban areas in Guangdong,demonstrated the feasibility of the model.

waste textile product;remanufacturing reverse logistics;network model

F224.0;F713.2;F407.81

A

1005-152X(2017)09-0097-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.09.022

2017-07-08

李冬冬（1991-），男，河南鶴壁人，五邑大學碩士研究生，研究方向：物流與供應鏈管理；劉聯(lián)輝（1965-），男，湖南邵東人，五邑大學教授，研究方向：物流管理。