1、可再制造产品逆向物流网络的构建文章编号:10031421(2005)11 002503 中图分类号:F253.9 文献标识码:A可再制造产品逆向物流网络的构建TConstructionofReverseLogisticsNetworkforReproducibtePro(1uctheLonstructlonOtReverseLoRisticsNetworktorReproducbteProductI岳辉,陈宇,叶怀珍YUEHui,CHENYu,YEHuaizhen(1.西南交通大学交通运输学院,四川成都 610031;2.西南交通大学经济管理学院,四川成都 610031)(1.Schoolof
2、TrafficandTransportation,SouthWestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China;2.SchoolofEconomicsManagement,South-WestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China)摘要:逆向物流是物流领域的新视野,它不仅强调对废弃物的回收利用,更强调实现节约资源,保护环境和增强竞争力等目标.建立多品种,单周期的可再制造产品逆向物流网络优化模型,并根据线性混合整数规划的特点,利用 Lingo8.0 进行求解.主要研究了确定环境下可再制造产品逆
3、向物流网络的优化设计.关键词:逆向物流;网络;整数规划模型;产品;设计Abstract:Thereverselogisticsisanewaspectoflogisticssectorwhichemphasizesnotonlytherecycleofwastesbutalsotherealizationofthegoalssuchasresourcessaving,environmentprotectionandcompetenceenhancement,iecc.Thepapercreatesanoptimizedreverselogisticsnetworkmodelfordiffere
4、ntisinglecyclereproducibleproducts.Then,accordingtothecharactersofMixed 一_IntegerLinearProgramming,itsolvesthemodelwithLingo8.0.Thepaperi_mainlystudiestheoptimizeddesignofreverselogisticsnetworkforreproducibleiproductsunderspecifiedenvironment.Keywards:reverselogistics;network;Mixed-IntegerLinearPro
5、gramming;product;designl;卉整个逆向物流系统中,可以l-_jL_用回收市场,拆解中心,再加工制造厂,仓库,再利用市场等联结点和运输路线构成的网络来表示,所以最重要的是从产品回收出发,以尽可能小的费用,实现产品回收网络结构和布局的合理化.国际上许多企业已开始将逆向物流问题的重点放在战略性网络设计方面,nIBM 公司对其旧电脑配件在欧洲的回收网络的设计.可再制造产品逆向物流网络设计涉及重新制造设施的定位,规模及回收物品流费用的计算.典型第 2711_第卷第期产品包括飞机和汽车的发动机,机电设备,复印机和计算机部件等价值较高的产品.其主要驱动因素是对上述物品进行增值修复以获取
6、经济效益.在计算和决策时,必须考虑投资,运输,处理和库存费用等.其具体结构如图 l 所示.逆向物流再制造网络优化的难点主要是其本身的不确定性 l2】.而利用第三方逆向物流企业为多家同质企业提供再制造逆向物流服务,可减少再制造产品逆向物流网络本身的不确定性,同时由于规模经济,其单位处理成本和运输成本可大大降低.据此,可构建出多品种,单周期的可再制造产品逆向物流网络优化模型.1 模型的建立从第三方逆向物流企业的利益考虑,建立一个混合整数规划模型.模型优化的目标是总费用最小化,包括运输费,单位运营费和新设施的建设费用,其中单位运营费指处理单位回收产品所支付的拆解加工费,人工费等费用的合计.同收点客户
7、企业图 1 可再制造产品逆向物流网络图1.1 建立模型的基本假设和前提(1)能预测某一区域范围内可回收废旧产品的数量,并且有能力进行回收;(2)能够大致确定仓储点和拆解中心的候选区域及数目;(3)仓储点和拆解中心的单位运营费可确定,与产品流量无关;(4)各种产品在各设施之间的运输费用均为线性函数,且运费事先可以确定.1.2 模型参数1.2.1 决策变量经回收点运送到仓储点 S的第种回收产品的数量;经仓储点 S 运送到拆解中心 P 的第种回收产品的数量;经仓储点 f直接运送到拆解中心 P 的第种回收产品的数量;经拆解中心 P运送到用户企业 r 的第 g 种原材料的数量;,:经过拆解中心 P 的第
8、种回收产品的数量;S:0/1 变量,1表示选中仓储点 S,0 表示不选 ;尸:0/1 变量,1 表示选中拆解中心 P,0表示不选;S.: 已存在的仓储点数量;P.:已存在的拆解中心数量;g:拆解中心拆解的原材料;q:候选仓储点数量;k:候选拆解中心数量;e:新建仓储点数量的上限;e:新建拆解中心数量的上限.1.2.2 相关参数可再制造产品逆向物流网络的构建岳辉等:经回收点 i 运送到仓储点的第种回收产品的运费;c:经仓储点 S 运送到拆解中心 P 的第种回收产品的运费;c2:经仓储点i 直接运送到拆解中心 P 的第种回收产品运费;:经拆解中心 P运送到用户企业 r 的第 g 种原材料的运费;:
9、新建仓储点 S 的固定费用;:新建拆解中心 P 的固定费用 ;CC 仓储点 S 存储第种回收产品的单位运营成本;c:拆解中心 P处理第.,种回收产品的单位运营成本;A 回收点 i 对第种产品的最大回收量;G 第 J 种回收产品中原材料 g 的百分比;P:仓储点 S 的最大仓储能力;尸:仓储点 S 的最小仓储能力;Q:拆解中心 p 的最大处理能力;Q:拆解中心 P 的最小处理能力.1.3 模型的建立(1)目标函数. 公式(1):minf(z)=fj(co)+/(cspj)+/()+g(C3prgZpg)+:=.+I+;.+IpPp+EiEEj(CCsjXisj)+EiE 二 iccpYpi,七
10、52iEi(co1(2)约束条件.流量平衡:对于所有 i,J+Hipy-A(2)对于所有,=f(3)Nq=Nfp,J +(4)对于所有 P,g增(5)能力约束:对于所有,Pn1inSs(6)对于所有P(7)对于所有 P Q(8)对于所有 P fQ(9)设施数量约束:+lSP(101(1l】_非负约束:Xisj,增 ,0(12】0/1 变量:Pp:0 或 1(13)模型中,目标函数包括回收点到仓储点,仓储点到拆解中心,回收点直接到拆解中心,拆解中心到客户企业等的运输费用,各个候选地的固定费用,以及仓储点,拆解中心的单位物品处理成本,其目标函数是使总费用最小.在流量平衡约束中,(2) 式表示回收点
11、 i 对第种产品的输出量不大于回收点 i 对第.,种产品的最大回收量;(3)式表示各回收点向仓储点 S 运输的第 .,种回收产品的总量等于仓储点 S 向各拆解中心运送的第,种产品的数量;(4) 式表示经过拆解中心 P 的第种回收产品的数量等于经仓库运输和回收点直接运输的第.种产品的数量之和;(5)式表示经拆解中心 P 运送到用户企业的第 g 种原材料的数量等于拆解中心处理的第.,种回收产品中原材料g 的百分比与数量的乘积.在能力约束中,(6) 式,(7) 式分别表示流经仓储点的回收产品数量不能小于最小仓储量和不能大于最大仓储量;同理,(8) 式 ,(9)式分别表示流经拆解中心的回收产品数量不能
12、小于最小处理量和不能大于最大处理量.在设施数量约束中,(10) 式表示要新建的仓储点不能大干新建仓储点的数量限制;(11) 式表示要新建的拆解中心不能大于新建拆解中心的数量限制.2 模型的求解本模型是一个有容量限制的两阶段选址问题,其求解算法有:可再制造产品逆向物流网络的构建岳辉等Aardal(1992)论述了两阶段有容量限制的工厂选址问题 J;Bloemhof-Ruwaard(1994)论述了两阶段无容量限制的工厂选址问题 J,其主要思想是通过在模型中增加不等式约束来逐步确定可行解的上下界.由于研究可再制造产品逆向物流网络构建文献采用算法的推理证明过程较复杂,故本模型没有采用启发式算法,而是
13、根据线性混合整数规划的特点,利用 Lingo8.0 进行求解.3 算例某第三方逆向物流企业为两家家电企业提供逆向物流服务,已知其主要产品是电视机和电冰箱,主要回收点有 4 个.拆解后主要有 3 种元器件可重新使用.已知该第三方逆向物流企业现有仓库和拆解中心各 1 个,并有 3 个仓库候选地和 2 个拆解中心候选地,其相关费用见表 1表 9.其中 S 为已有仓储点;P 为已有拆解中心,假设两种回收产品的运费比例为 1:1.2;3 种元器件的运费比例为 1:1.1:1.5.在本算例中,不考虑由回收点直接向拆解中心运送回收产品的情况.将以上数据带入目标函数和约束条件,利用 Lingo8.0 求解,具
14、体选址结果见表 10.模型得到最终结果:总费用为 608842.8 元;3 个候选的仓库全部入选;拆解中心 2 落选,拆解中心 3 被选中.4 结束语逆向物流是物流领域的新视野,它不仅强调对废弃物的回收利用,更强调通过资源缩减,翻新,改表 1 回收点到仓储点的运费表 8 拆解中心的处理能力表 2 候选仓储点到候选拆解中心的运费表 3 候选拆解中心到用户企业的运费用户企业候选拆解中心p1p2p3表 4 新建仓储点的固定费用和单位运营费用表 5 新建拆解中心的固定费用和单位运营费用表 6 回收点的最大回收量最大仓储量 10012090150第 2711一第卷第期表 9 回收产品中元器件的比重表 1
15、0Lingo8.0 求解结果制和再生循环等方式,实现节约资源,保护环境和增强竞争力等目标,因而是企业管理战略的重要组成部分.目前逆向物流关注的焦点是如何有效解决逆向物流的网络设计问题,本模型仅研究了确定环境下可再制造产品逆向物流网络的优化设计,而构建随机环境下的数学模型及开发快速有效的算法,还有待进一步研究.参考文献:【1马祖军 ,代颖,张殿业.逆向物流网络结构与设计【J.物流技术,2004,(4):12-14.【2Bloemhof-RuwaardJSalomon,M.,vanWassenhove,L.N.ThecapacitateddistributionandwastedisposalproblemJ.EurLJ.Oper.Res,1996,(88):490-503.【3Aardal,K.Onthesolutionofoneandtwolevelcapacitatedfacilitylocationproblemsbycuttingplaneapproach.Ph.D.Thesis,UniversiteCatholiquedeLouvain,LouvainlaNeuve.1992.收稿日期:20050509修订日期:2005-06-30责任编辑:王学智
