逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的模糊多目標(biāo)模型研究

黃阿娜 上海海事大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的模糊多目標(biāo)模型研究

黃阿娜 上海海事大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

降低環(huán)境影響，提高社會責(zé)任度，考慮組織的經(jīng)濟(jì)動機(jī)，是設(shè)計(jì)可持續(xù)發(fā)展背景下的逆向物流網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)重要特征。制定一個(gè)可以同時(shí)考慮這些環(huán)境，社會和經(jīng)濟(jì)方面及其指標(biāo)的模式，是研究人員和實(shí)踐者的重要問題。通過使用上述方面的測量指標(biāo)來解決這一綜合方法，并通過應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)模型。正確使用擬議的過程可以幫助管理人員有效管理回收產(chǎn)品在環(huán)境和社會考慮方面的流動，這一過程為公司提供了可持續(xù)的競爭優(yōu)勢。

逆向物流 可持續(xù)發(fā)展 社會責(zé)任感 模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃

一、引言

逆向物流（RL）是各行業(yè)供應(yīng)鏈物流與管理相關(guān)主題的重要領(lǐng)域之一。 由于對客戶關(guān)系的巨大影響，與運(yùn)營能力相關(guān)的逆向物流和物流應(yīng)被視為管理重點(diǎn)。RL是涵蓋廣泛領(lǐng)域的通用術(shù)語，包括與重新使用商品和材料相關(guān)的所有操作。一般來說，RL的目的是管理反向物流; 即供應(yīng)鏈中的逆流。RL包括與資源減少，回收，替換，重新使用材料和溶解廢物相關(guān)的所有后勤活動。許多研究人員試圖探索將可持續(xù)發(fā)展與綠色供應(yīng)鏈聯(lián)系起來的關(guān)系。以前的大部分研究都集中在通過閉環(huán)供應(yīng)鏈的社會和綠色問題上，但是將RL融入綠色和可持續(xù)供應(yīng)鏈的設(shè)計(jì)很少被考慮。在定量方法中，這種整合可以通過在數(shù)學(xué)模型中加入一些決策變量，目標(biāo)函數(shù)和約束來完成。因此，本文的貢獻(xiàn)是將綠色和可持續(xù)發(fā)展問題融入到RL中。在本研究中，提出了可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（SRLND）。最大限度地減少成本的現(xiàn)值，盡可能減少環(huán)境影響，最大限度地發(fā)揮社會責(zé)任是考慮可持續(xù)性三個(gè)方面的客觀功能。

二、問題定義

在本文中，對可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際工業(yè)問題進(jìn)行了調(diào)查。我們使用關(guān)于這種情況的信息來確定指數(shù)，參數(shù)和決策變量，并構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型的有意義的方法。

醫(yī)療注射器在生命周期結(jié)束時(shí)對環(huán)境產(chǎn)生重大的負(fù)面影響，管理這些產(chǎn)品生命周期的終結(jié)是一個(gè)至關(guān)重要的問題。為了應(yīng)對可能的危險(xiǎn)，應(yīng)用安全包以在使用后收集感染的注射器和針頭。有三種使用壽命的方法來管理使用過的注射器：（1）焚燒方法;（2）非焚燒方法;（3）回收利用。焚燒是管理醫(yī)療注射器生命周期結(jié)束的常用方法。雖然這種方法是便宜，容易和能量回收的能力，它會損害環(huán)境并造成空氣污染（世衛(wèi)組織，2005年）。非垃圾處理方法，如微波消毒，可以幫助企業(yè)以不同程度的有效性回收能源。一般來說，回收醫(yī)療廢物的過程被認(rèn)為是一種危險(xiǎn)活動。印度醫(yī)療注射器和針頭的回收已經(jīng)在世衛(wèi)組織的指導(dǎo)下進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，如果伴隨消毒方法該方法可用于醫(yī)療注射器和針頭。本文重點(diǎn)介紹兩種生命周期方法：（1）焚燒和（2）回收利用。

逆向物流網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這個(gè)RL網(wǎng)絡(luò)上，在生命周期到期時(shí)，產(chǎn)品從客戶轉(zhuǎn)移到收集中心。然后產(chǎn)品會被運(yùn)到回收中心。不能回收的注射器部分也運(yùn)送到焚化中心。假設(shè)所有浪費(fèi)的注射器在每個(gè)時(shí)期都從客戶區(qū)域收集。

圖1 逆向物流網(wǎng)絡(luò)

因此，在設(shè)計(jì)RL網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們必須優(yōu)化三個(gè)目標(biāo)函數(shù)：（1）最小化成本現(xiàn)值，（2）最小化環(huán)境影響，（3）最大化社會責(zé)任。 基于生命周期評估（LCA），已經(jīng)使用一種稱為生態(tài)指標(biāo)99的方法來量化和模擬環(huán)境影響。LCA是一個(gè)程序，使研究人員能夠衡量整個(gè)環(huán)境負(fù)荷及其在過程，活動或產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中的可能影響?？紤]到因工傷害而造成的社會責(zé)任，就業(yè)機(jī)會和平均失業(yè)天數(shù)的因素量化和模型。

然而由于不精確和有時(shí)不可用的數(shù)據(jù)和特殊參數(shù)，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型在現(xiàn)實(shí)世界中面臨的標(biāo)準(zhǔn)、簡單的清晰模型不能使用。 因此，由于RL網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題存在不確定性，我們使用了模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃。

三、模型的指標(biāo)，參數(shù)和變量

以下符號，參數(shù)和變量用于建模多目標(biāo)可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：

必須注意的是，這些已經(jīng)寫在波浪號下的參數(shù)是模糊參數(shù)。

四、模型制定

該模型具有三個(gè)目標(biāo)函數(shù)和五個(gè)約束條件。

（一）目標(biāo)函數(shù)

擬議的模式具有經(jīng)濟(jì)，環(huán)境和社會目標(biāo)的功能。

1.經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)。為了確定經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)，首先解釋凈現(xiàn)值（NPV）的概念。

投資的凈現(xiàn)值可以定義如下：

其中i是每個(gè)期間的貼現(xiàn)率，n是周期數(shù)。

由于所提出的模型中沒有銷售參數(shù)（因此沒有收入?yún)?shù)），因此效益的現(xiàn)值等于零。 因此，凈現(xiàn)值的最大化等于成本現(xiàn)值的最小化：

SRLND的總體成本包括建立收集中心的固定成本以及網(wǎng)絡(luò)各中心之間運(yùn)營處理和運(yùn)輸材料的可變成本。

各中心之間的運(yùn)輸費(fèi)用是通過將兩個(gè)中心之間的每個(gè)單位的注射器運(yùn)輸成本乘以兩個(gè)中心之間的運(yùn)輸產(chǎn)品數(shù)量來獲得的。

因此，第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)是：

2.環(huán)境目標(biāo)函數(shù)?；谏芷谒季S（LCT）概念的工具通常用于測量系統(tǒng)的環(huán)境影響，LCA用于量化環(huán)境影響[1]。這種方法使我們能夠?qū)τ绊懎h(huán)境的因素給出數(shù)值，并測量其在產(chǎn)品生命周期中的潛在影響。生態(tài)指標(biāo)99方法總結(jié)了LCA獲得的結(jié)果。換句話說，它將它變成可理解的單位。這些單位稱為環(huán)境指數(shù)。環(huán)境指數(shù)是明確識別過程或產(chǎn)品的環(huán)境方面的數(shù)值。這種方法考慮了三個(gè)方面的損害：（1）人類健康，（2）生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和（3）資源[2]。

為了使用生態(tài)指標(biāo)99方法，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的范圍，績效單位和使用指標(biāo)的目標(biāo)。在下一步中，應(yīng)描述生命周期的階段。本研究調(diào)查的逆向物流階段包括（1）從客戶到收集中心（cc）的二手注射器的運(yùn)輸;（2）檢查操作和分類（co）;（3）從收集中心到焚化中心的運(yùn)輸（ci）；（4）焚燒二手注射器（in）;（5）從收集中心到鋼鐵回收中心的運(yùn)輸;（6）鋼鐵回收（st）;（7）從收集中心到塑料回收中心的運(yùn)輸;（8）塑料回收（pl）。第三步，量化生命周期階段的材料和過程。在最后一步，得到最終得分，其中包括：（1）找到相關(guān)的生態(tài)指標(biāo); （2）將數(shù)量乘以指標(biāo)值，（3）加補(bǔ)充結(jié)果。

第二個(gè)目標(biāo)函數(shù)：

3.社會目標(biāo)函數(shù)。 為了調(diào)查社會問題，社會責(zé)任考慮了兩個(gè)指標(biāo)：（1）創(chuàng)造崗位數(shù)量; （2）由于工作中的傷害造成的平均失去天數(shù)。第一個(gè)指標(biāo)適用于工作條件和社會改善。第二項(xiàng)指標(biāo)與工作條件對雇員造成的任何傷害有關(guān)。很明顯，在這項(xiàng)研究中，收集中心技術(shù)類型的選擇對工作條件有重大影響。

第三個(gè)目標(biāo)函數(shù)：

（二）約束

提出的模型包括以下十個(gè)約束：

1.回收滿意度約束

約束（5）保證收集客戶使用的所有產(chǎn)品。

2.容量約束

約束（6）、（7）分別與收集中心和焚燒中心的能力有關(guān)。此外，約束（6）保證使用的注射器不會轉(zhuǎn)移到未建立的收集中心。

3.決策變量約束。

約束（8）和（9）與相應(yīng)決策變量有關(guān)的雙重和非負(fù)約束。

五、結(jié)論

本文將逆向物流與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，提出了可持續(xù)的逆向物流模式，具有三個(gè)目標(biāo)功能：最小化成本現(xiàn)值，最大限度減少環(huán)境影響，最大限度地發(fā)揮社會責(zé)任。本研究考察了回收系統(tǒng)的社會責(zé)任，并將其量化為擬議模型的目標(biāo)函數(shù)。為了應(yīng)對不確定性，采用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃。通過應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)模型，可以幫助管理人員有效管理回收產(chǎn)品在環(huán)境和社會考慮方面的流動，這一過程為管理人員決策具有指導(dǎo)意義，即企業(yè)應(yīng)衡量經(jīng)濟(jì)利益、環(huán)境影響、企業(yè)社會責(zé)任三方面功能做出決策。

對于未來的研究，研究人員可以改變客觀功能的定義，特別是社會目標(biāo)，包括工作場所衛(wèi)生條件最大化或工人教育等問題。此外，擬議的模型和解決方案在其他醫(yī)療和可回收產(chǎn)品中的應(yīng)用可能是一個(gè)有趣的研究課題。

[1] Rigamonti, L., Sterpi, I., Grosso, M., 2016. Integrated municipal waste management systems: an indicator to assess their environmental and economic sustainability.Ecol. Indic. 60, 1-7.

[2]Goedkoop, M., Spriensma, R., 2000. The Eco-indicator 99, A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment. Methodology Report, third ed. PRé Consultants,Amersfoort,Netherlands.

[3]張玲.不確定環(huán)境下逆向物流系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化[D].浙江大學(xué),2014.

[4]陳铓.逆向物流隨機(jī)庫存策略研究[D].中南大學(xué),2013.

黃阿娜（1996-），女，安徽宿州人，上海海事大學(xué)碩士在讀，研究方向：信息管理。