基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建

資 文

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421005）

隨著全球資源的日益稀缺和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，回收利用廢棄物成為推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的重要策略之一。物流回收網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)現(xiàn)廢棄物回收和再利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)和減少環(huán)境負(fù)擔(dān)具有重要意義[1]。湖南作為中國(guó)重要的工業(yè)和人口密集區(qū)域，面臨著廢棄物管理與資源回收的巨大挑戰(zhàn)，因此，構(gòu)建基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)體系十分必要。該文通過(guò)分析閉環(huán)供應(yīng)鏈原理，對(duì)其構(gòu)建了一套行之有效的物流回收網(wǎng)絡(luò)體系，該體系的構(gòu)建涉及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理和流程優(yōu)化、監(jiān)控與評(píng)估等多項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段考慮節(jié)點(diǎn)選擇和布局、運(yùn)輸模式和路徑規(guī)劃等因素，以確保網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)作和資源的最佳利用。監(jiān)控與預(yù)警是確保物流回收網(wǎng)絡(luò)體系順利運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用離群點(diǎn)檢測(cè)Z-Score 方法對(duì)提取的特征進(jìn)行分析，識(shí)別物流回收過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況，以提升物流回收網(wǎng)絡(luò)的效益和可靠性。通過(guò)構(gòu)建基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)體系，以期為湖南及其他地區(qū)的物流回收網(wǎng)絡(luò)提供一套可行的閉環(huán)供應(yīng)鏈解決方案。

1 閉環(huán)供應(yīng)鏈原理

閉環(huán)供應(yīng)鏈?zhǔn)且环N以資源循環(huán)利用和減少環(huán)境影響為目標(biāo)的供應(yīng)鏈管理理念[2]。其原理在于通過(guò)最大化廢棄物的回收和再利用，將廢棄物轉(zhuǎn)化為新的資源，形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源的持續(xù)利用和減少資源浪費(fèi)。閉環(huán)供應(yīng)鏈的原理包括回收與再制造、反向物流等?；陂]環(huán)供應(yīng)鏈的物流回收運(yùn)轉(zhuǎn)流程如圖1所示。

圖1 基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的物流回收運(yùn)轉(zhuǎn)體系圖

閉環(huán)供應(yīng)鏈強(qiáng)調(diào)回收廢棄物并將其再制造為可用的產(chǎn)品或原材料，通過(guò)回收和再制造，延長(zhǎng)產(chǎn)品的生命周期，減少對(duì)新資源的需求；反向物流是將廢棄物從消費(fèi)者或終端市場(chǎng)回收回供應(yīng)鏈的過(guò)程，通過(guò)建立高效的反向物流系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的回收、分類、處理和再利用。閉環(huán)供應(yīng)鏈依賴于先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新解決方案，通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的追蹤和監(jiān)控，優(yōu)化回收和再利用過(guò)程。

2 物流回收網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建

2.1 節(jié)點(diǎn)選擇和布局

利用GIS 技術(shù)可以對(duì)湖南地區(qū)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇和布局，節(jié)點(diǎn)選擇和布局流程如圖2所示。

圖2 節(jié)點(diǎn)選擇和布局流程圖

由圖2 可知，基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇和布局，首先需要收集湖南省與物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)，其中包括地理數(shù)據(jù)、人口分布、工業(yè)園區(qū)、企業(yè)分布和交通網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)[3]。隨后對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗整合，利用GIS 軟件創(chuàng)建點(diǎn)、線、面要素，并對(duì)地理空間進(jìn)行編輯和疊加分析。根據(jù)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)和需求，此時(shí)可確定節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)候選區(qū)域進(jìn)行評(píng)估[4]。利用GIS 技術(shù)進(jìn)行空間分析，可計(jì)算各候選區(qū)域的人口密度、工業(yè)園區(qū)和企業(yè)密度、交通網(wǎng)絡(luò)連通度等指標(biāo)。

人口密度計(jì)算方法利用人口數(shù)據(jù)和區(qū)域邊界數(shù)據(jù)，使用面積加權(quán)的方法可計(jì)算出各候選區(qū)域的人口密度。計(jì)算如公式（1）所示。

式中：Dp為人口密度；Np為人口數(shù)量；Ap為區(qū)域面積。利用工業(yè)園區(qū)和企業(yè)分布數(shù)據(jù)，使用點(diǎn)密度分析方法可計(jì)算各候選區(qū)域的工業(yè)園區(qū)和企業(yè)密度。工業(yè)園區(qū)和企業(yè)密度計(jì)算如公式（2）所示。

式中：Dd為密度；Nd為點(diǎn)數(shù)量；Ad為區(qū)域面積；Fs為縮放因子。利用交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使用網(wǎng)絡(luò)分析方法計(jì)算各候選區(qū)域的交通網(wǎng)絡(luò)連通度，可以計(jì)算其路徑距離、路徑數(shù)量等指標(biāo)。其計(jì)算如公式（3）所示。

式中：Cn為連通度指標(biāo)；Pn為某一距離范圍內(nèi)的路徑數(shù)量；An為區(qū)域面積。

待評(píng)估節(jié)點(diǎn)候選區(qū)域后，利用GIS 的空間交互分析功能，將候選節(jié)點(diǎn)區(qū)域與其他交通網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)密度等要素進(jìn)行交互分析。通過(guò)計(jì)算候選節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)或周邊的要素?cái)?shù)量、密度和平均值等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，以評(píng)估候選節(jié)點(diǎn)與其他要素的關(guān)系和影響，以便確定節(jié)點(diǎn)布局。

2.2 運(yùn)輸模式和路徑規(guī)劃

2.2.1 運(yùn)輸模式

選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸模式必須基于湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)的需求特點(diǎn)，綜合考慮多方面因素。首先，運(yùn)輸前因分析貨物的類型、距離、數(shù)量和緊急程度[5]。對(duì)大量貨物或長(zhǎng)距離運(yùn)輸，鐵路、水運(yùn)或航空運(yùn)輸更合適；對(duì)小量貨物或短距離運(yùn)輸，可以考慮便捷的公路運(yùn)輸模式。其次，運(yùn)輸應(yīng)考慮其運(yùn)輸成本、時(shí)效、可靠性及環(huán)境影響等多方面因素，確保物流運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益及可持續(xù)性。通過(guò)評(píng)估運(yùn)輸模式的適應(yīng)性和可操作性，考慮物流回收網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施、設(shè)備和資源條件后，可根據(jù)具體需求綜合評(píng)估結(jié)果，選擇最合適的運(yùn)輸模式，以滿足物流回收網(wǎng)絡(luò)的要求并實(shí)現(xiàn)高效、可靠的運(yùn)輸服務(wù)[6]。運(yùn)用線性規(guī)劃模型，可實(shí)現(xiàn)最小化總體運(yùn)輸成本、最大化服務(wù)水平等目標(biāo)。通過(guò)確定決策變量、定義目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定約束條件，構(gòu)建線性規(guī)劃模型并求解，可進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)輸成本，獲取最優(yōu)運(yùn)輸模式。線性規(guī)劃模型如公式（4）所示。

目標(biāo)函數(shù)：minimize（或maximize）Z=c1×1+c2×2+...+cn×n

約束條件：a11×1+a12×2+...+a1n×n≤b1

式中：c1，c2，...，cn是目標(biāo)函數(shù)中的系數(shù)；a11，a12，...，amn是約束條件中的系數(shù)；b1，b2，...，bm是約束條件中的常數(shù)；x1，x2，...，xn是決策變量。在最小化問(wèn)題中，目標(biāo)是將目標(biāo)函數(shù)的值盡可能減少到最小值。而在最大化問(wèn)題中，目標(biāo)是將目標(biāo)函數(shù)的值盡可能增大到最大值。通過(guò)目標(biāo)函數(shù)，可以對(duì)不同的決策變量進(jìn)行權(quán)衡和優(yōu)化。系數(shù)c1，c2，...，cn可以反映出不同決策變量在目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的相對(duì)重要性。較大的系數(shù)意味著該決策變量在目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的貢獻(xiàn)更大，較小的系數(shù)則相對(duì)貢獻(xiàn)較小。通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，線性規(guī)劃模型可以找到運(yùn)輸模式的最優(yōu)解或接近最優(yōu)解的解決方案。

2.2.2 路徑規(guī)劃

根據(jù)貨物的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，選擇最短路徑算法對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃[7]?；诘缆贰㈣F路、航線等實(shí)際情況，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸路徑。首先，對(duì)路徑網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)之間的距離、邊的長(zhǎng)度或權(quán)重等信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)和記錄，其次，使用Dijkstra 算法，計(jì)算最短路徑并設(shè)置起點(diǎn)和終點(diǎn)作為貨物的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置。通過(guò)運(yùn)行最短路徑算法，得到貨物起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑。Dijkstra 算法距離表更新公式如公式（5）所示。

式中：d（v）為節(jié)點(diǎn)v的距離；d（u）為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)u的距離；w（u，v）為節(jié)點(diǎn)u和節(jié)點(diǎn)v之間的邊權(quán)重。應(yīng)用最小距離節(jié)點(diǎn)公式，可以找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑，并通過(guò)距離表distances 獲取最短路徑的距離信息。最小距離節(jié)點(diǎn)如公式（6）所示。

式中：u為距離起點(diǎn)最近的未訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)。運(yùn)用運(yùn)輸路徑優(yōu)化算法，可確定最佳的運(yùn)輸路徑，以減少物流回收運(yùn)輸距離和時(shí)間。

2.3 運(yùn)營(yíng)管理流程優(yōu)化

2.3.1 物流調(diào)度

規(guī)劃路徑后，利用車輛調(diào)度系統(tǒng)可以幫助物流司機(jī)選擇最佳的路線和避開(kāi)擁堵區(qū)域，以節(jié)省時(shí)間和燃料消耗[8]。根據(jù)路徑優(yōu)化數(shù)據(jù)分析結(jié)果及運(yùn)輸需求，制定車輛和設(shè)備的調(diào)度計(jì)劃，確定裝卸順序，并安排路線，考慮運(yùn)輸任務(wù)的緊急程度、優(yōu)先級(jí)和時(shí)間窗口，合理安排運(yùn)輸車輛和設(shè)備的調(diào)度順序。物流調(diào)度流程如圖3所示。

圖3 車輛物流調(diào)度流程圖

收集運(yùn)輸任務(wù)的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、貨物類型、數(shù)量等詳細(xì)信息后，根據(jù)任務(wù)的緊急程度、客戶需求、交付期限等因素，為每個(gè)任務(wù)分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)，確定哪些任務(wù)是緊急的、重要的或優(yōu)先處理的?？紤]車輛的容量、裝卸時(shí)間和設(shè)備的可用性等因素，將任務(wù)分配給合適的運(yùn)輸車輛和設(shè)備[9]。根據(jù)貨物的特性和裝卸設(shè)備的容量限制，規(guī)劃裝載和卸載的順序，以減少裝卸時(shí)間，提高物流回收效率。當(dāng)確定滿足裝、卸載順序后，生成最終的調(diào)度計(jì)劃，確定每個(gè)運(yùn)輸車輛和設(shè)備的出發(fā)時(shí)間、路線和任務(wù)順序。

2.3.2 倉(cāng)儲(chǔ)管理

倉(cāng)儲(chǔ)管理是閉環(huán)供應(yīng)鏈中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)布局及流程，能有效減少物流回收庫(kù)存積壓程度，提高物流回收倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)行效率。EOQ（經(jīng)濟(jì)訂貨量）模型可用于確定最經(jīng)濟(jì)的庫(kù)存訂貨量，使用該模型的目標(biāo)在于平衡庫(kù)存持有成本和訂貨成本，提高庫(kù)存管理經(jīng)濟(jì)效益。EOQ模型如公式（7）所示。

式中：EOQ為經(jīng)濟(jì)訂貨量，即每次訂貨的最優(yōu)量；D為需求量（常為年度需求量）；S為訂貨成本，即每次訂貨的固定成本；H為庫(kù)存持有成本，即單位時(shí)間內(nèi)持有單位庫(kù)存的成本。

通過(guò)計(jì)算EOQ，可以得出最經(jīng)濟(jì)的訂貨量，使訂貨成本和庫(kù)存持有成本達(dá)到最低點(diǎn)。在物流回收實(shí)際作業(yè)中，可以根據(jù)具體情況對(duì)模型進(jìn)行擴(kuò)展，以更準(zhǔn)確地進(jìn)行庫(kù)存管理。

2.4 監(jiān)控與預(yù)警

實(shí)施監(jiān)控與評(píng)估有助于實(shí)時(shí)了解物流回收網(wǎng)絡(luò)體系的運(yùn)行情況并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)應(yīng)用離群點(diǎn)檢測(cè)方法，可有效識(shí)別數(shù)據(jù)集中與其他數(shù)據(jù)點(diǎn)之間出現(xiàn)的顯著異常值，對(duì)基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警?；陂]環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控預(yù)警流程如圖4所示。

圖4 基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控預(yù)警流程圖

通過(guò)收集物流節(jié)點(diǎn)信息、運(yùn)輸數(shù)據(jù)、庫(kù)存數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等相關(guān)物流回收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和預(yù)處理，從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離、庫(kù)存數(shù)量等作為監(jiān)控的指標(biāo)。應(yīng)用離群點(diǎn)檢測(cè)Z-Score 方法對(duì)提取的特征進(jìn)行分析，可識(shí)別出可能存在的離群點(diǎn)。Z-Score方法基于數(shù)據(jù)點(diǎn)與其均值之間的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)度量其偏離程度，如公式（8）所示。

式中：x為數(shù)據(jù)點(diǎn)的值；μ為數(shù)據(jù)集的均值；σ為數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)差。

當(dāng)Z-Score的絕對(duì)值超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，可以將該數(shù)據(jù)點(diǎn)視為離群點(diǎn)。離群點(diǎn)檢測(cè)方法在基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控預(yù)警中的應(yīng)用可以幫助發(fā)現(xiàn)異常情況、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率、合理分配資源，并提供數(shù)據(jù)支持進(jìn)行預(yù)測(cè)和規(guī)劃。通過(guò)及時(shí)識(shí)別和處理離群點(diǎn)，可以提高監(jiān)控的準(zhǔn)確性和敏感性，保證物流回收網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。此時(shí)，按照物流回收具體需求和業(yè)務(wù)規(guī)則，設(shè)置離群點(diǎn)的閾值，當(dāng)超過(guò)閾值的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，被認(rèn)定為離群點(diǎn)，然后監(jiān)控離群點(diǎn)的數(shù)量和趨勢(shì)，當(dāng)超過(guò)設(shè)定的閾值或出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，觸發(fā)預(yù)警機(jī)制。一旦觸發(fā)預(yù)警，則需要及時(shí)通知相關(guān)人員調(diào)整運(yùn)輸計(jì)劃，重新調(diào)配資源或采取其他相應(yīng)措施處理問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

構(gòu)建基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)體系對(duì)湖南物流回收行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。該體系通過(guò)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)選擇和布局，合理規(guī)劃運(yùn)輸模式和路徑，精細(xì)管理物流調(diào)度，能夠有效提高資源利用效率、降低環(huán)境影響，提升物流回收網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)作效率。節(jié)點(diǎn)選擇和布局的優(yōu)化是確保物流回收網(wǎng)絡(luò)順暢運(yùn)作的關(guān)鍵，通過(guò)綜合考慮地理位置、交通便利性、供需匹配等因素，合理選擇節(jié)點(diǎn)位置，建立緊密的合作伙伴關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)物流回收資源的高效流動(dòng)。運(yùn)輸模式和路徑規(guī)劃的優(yōu)化能夠有效降低運(yùn)輸成本和能耗，提高運(yùn)輸效率。物流調(diào)度和協(xié)調(diào)的精細(xì)管理是確保物流回收網(wǎng)絡(luò)順利運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。運(yùn)用先進(jìn)的調(diào)度系統(tǒng)和技術(shù)手段，對(duì)運(yùn)輸車輛和設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)度和優(yōu)化，可以合理安排運(yùn)輸任務(wù)和裝卸順序，提高運(yùn)輸效率和資源利用率。應(yīng)用離群點(diǎn)檢測(cè)Z-Score 方法對(duì)提取的特征進(jìn)行分析，進(jìn)一步深入了解了該網(wǎng)絡(luò)體系的潛在的問(wèn)題，優(yōu)化了基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的湖南物流回收網(wǎng)絡(luò)體系的運(yùn)行和管理。