绿色物流
逆向物流网络结构与设计
www.jctrans.com 2004-12-25 10:21:07
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１ 逆向物流概念
随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，消费者对产品多样化和个性化的要求越来越高，由此导致产品生命周期日渐缩短，更新换代速度加快，被人们淘汰和废弃的物品也越来越多。与此同时，人们的环保意识不断增强，环保法规日益完善，许多国家开始要求生产企业对产品生命周期全过程负责，尤其是废旧物品的回收。于是，逆向物流（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ）这一新兴的科学领域应运而生，并日渐成为理论界和企业界关注的热点。
人们通常所说的物流是指正向物流Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ，美国物流管理委员会Ｃｏｕｎｃｉｌ ｏｆ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＣＬＭ将其定义为“为满足消费者需求，对原材料、在制品库存、产成品及相关信息从生产地到消费地的有效率和有效益的流动进行计划、管理和控制的过程”。事实上，一个完整的闭环供应链（Ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｈａｉｎ）系统不仅包括正向物流，还包括逆向物流。
逆向物流包含正向物流中的各种活动，不同的是，逆向物流以相反的方向运作。因此，逆向物流是指“为回收利用或合理处置废旧物品，对原材料、在制品库存、产成品及相关信息从消费地到生产地的有效率和有效益的流动进行计划、管理和控制的过程”。逆向物流涉及的范围较广，不仅包括废旧产品或包装的回收利用，而且还包括生产过程中废品和副产品的回收利用，缺陷产品召回或维修退回处理，以及由于产品过时、过期、不合格、错发、多发等原因引起的退货处理。
长期以来，许多企业对逆向物流的重要性认识不足，认为逆向物流只是一种被动的环保策略，对企业经济效益的促进不明显，因而在其经营战略中没有考虑逆向物流问题。事实上，逆向物流并不只是简单的废旧物品回收，它通过对废旧物品的重用、修复或改制以及材料循环利用等形式，可以最大限度地提高资源利用率，减少资源消耗，降低生产成本；可以减轻环境污染，减少或避免环境污染罚款，降低污染治理成本和废弃物处置费用；可以使企业具有更好的社会形象，为企业增添无形资产。因此，逆向物流不仅是一种社会效益显著的行为，而且是企业取得显著经济效益的有效手段。据保守估计，美国的逆向物流成本约占其物流总成本的４％，占其ＧＤＰ的０．５％，１９９９年美国的逆向物流成本约为３７０亿美元。
近年来，逆向物流业务呈现快速增长的态势，越来越多的企业意识到逆向物流已成为市场竞争的一个有力武器。通用汽车、ＩＢＭ、惠普、施乐、柯达、３Ｍ等著名企业纷纷制定逆向物流战略，作为强化其竞争优势，增加顾客价值，提高供应链整体绩效的重要手段。随着公众环保意识的增强、环保法规约束力度的加大以及逆向物流经济价值的逐步显现，逆向物流将在企业经营战略中发挥越来越重要的作用。
２ 逆向物流网络结构
废旧物品的回收处理需要适当的基础设施，也就是要有一个逆向物流网络。对于少数逆向物流流量较小的企业，可以利用已有的正向物流网络，使逆向物流沿着正向物流网络反向流动，但对于多数逆向物流流量较大的企业而言，有必要设计专门的逆向物流网络，采用专业化的设施、人员和技术，以提高逆向物流运作的效率和效益。
２．１ 逆向物流系统功能
尽管不同的逆向物流系统涉及的具体活动可能不一样，但一般都包括以下功能：
①收集：通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的废旧物品收集起来，运往处理的地点。该步骤可能包括收购、运输和仓储等环节。由于从分散的消费者处收集废旧物品涉及大量的小批量运输，因而导致收集费用很高，在逆向物流总成本中占据相当大的比重。此外，该过程的运输也是逆向物流中引起环境污染的关键因素之一。因此，废旧物品收集过程应该尽量采用合并运输策略如利用正向物流中的回程运输，以减少不必要的运输。
②检测和分类：对回收产品的质量进行检测，以确定合适的处理方案，并据此进行分类。该步骤可能包括拆卸、破碎、检测、分类和仓储等环节。早期检测和分类可以及早识别没有回收价值的废品，节省对无用废弃物的运输成本，但检测和分类需要昂贵的设备，只能在有限的地方设置，因而必须在两者之间进行权衡。
③再处理：对回收产品或其零部件进行处理，以重新获取价值。该步骤可能包括清洗、零部件替换和重新组装等环节。其中，再处理方式主要有再使用ｒｅｕｓｅ、再制造ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ和再循环ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ，再使用针对只需清洗或少量维修工作即可直接再使用的包装、产品或零部件，如玻璃瓶、塑料瓶、罐、箱、托盘等包装容器，复印机和打印机的墨盒、一次性相机，二手家具、服装和书等；再制造是指保留废旧零部件的结构和功能特性，通过必要的拆卸、检修和替换，使其恢复得同新的一样，如飞机和汽车的发动机、计算机、复印机和打印机部件等；再循环是指循环利用废旧物品中的原材料，如废旧金属、纸、玻璃、塑料等。专业的再处理设备需要高昂的投资，因而在很大程度上决定着整个逆向物流系统的经济可行性。因此，一般要求回收品数量较大且集中处理，以形成规模经济效应。
④废弃处置：对那些出于经济或技术上的原因无法再利用的废旧产品或零部件进行销毁。该步骤可能包括运输、填埋或焚毁等环节。
⑤再分销：将处理后的再生产品运往市场进行销售。该步骤可能包括销售、运输和仓储等环节。该过程与正向分销物流类似，需要在运输的合并和快速反应之间进行权衡。
２．２ 逆向物流网络类型与结构
根据废旧物品种类及其回收处理方式的不同，会有不同的逆向物流网络类型和结构，如再使用逆向物流网络、再制造逆向物流网络、再循环逆向物流网络和商业退回逆向物流网络等。
①再使用逆向物流网络
可再用物品中最常见的是各类包装，广泛应用于啤酒或软饮料、食品、化工和集装箱运输等行业。其中，玻璃瓶等商业包装的回收再用物流网络类似于再制造逆向物流网络，不同的是前者只需简单的清洗和检测，而后者需要复杂的修复或再加工。对于集装箱等工业包装，闲置时一般存放在物流服务提供商的集装箱站场，一旦有用箱请求，则被送往发货方，用过的空集装箱从收货方收回未考虑从发货方到收货方的外部运输过程，并进行简单的清洗和维修。
②再制造逆向物流网络
典型的可再造物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经济效益。再制造需要产品生产的有关知识，因而通常由原始设备制造商ＯＥＭ来完成。由于新产品加工和旧产品修复之间的密切关系，并且新产品和修复产品的销售市场可能重合，因而可以将再制造物流网和传统生产分销物流网进行集成，综合考虑两者的设施共用和运输合并。目前，再制造逆向物流网络大多是在已有正向物流网络基础上进行扩展，形成多级闭环物流网络。
③再循环逆向物流网络
物料循环利用由来已久，如废旧金属、纸、玻璃、塑料等。收集的废旧物品价值一般较低，但需要先进的处理技术和专用设备，投资成本很高，因而要求回收处理设施比较集中，进行大批量处理，以形成规模经济效应。再循环逆向物流过程涉及的活动不多，网络结构较简单。
④商业退回逆向物流网络
商业退回主要源于商业回收或客户投诉退货，如错发或有缺陷的商品、零售商的积压存货等。为了减少成本、降低库存和增加灵活性，可以在较大区域范围内设置一个分销中心，集中处理来自不同地区的退回商品。对退回的商品有多种处理方法可以选择：质量好的商品可以送回原商品库，进行再次销售；质量不好的商品，可以作为处理品销售；如果退回商品无法直接销售，或通过修复、改制可以显著增加商品售价，那么在出售前可以先完成上述操作，然后作为修复品或再制品进行销售；如果上述选择都无法进行，则对贵重的或可循环的材料进行回收，再以最低的成本对其进行废弃处置。商业退回逆向物流网络结构。
３ 逆向物流网络设计
逆向物流运作的效率直接依赖和受限于逆向物流网络结构，因而必须合理设计逆向物流网络，即确定废旧物品从消费地到起始地的整个流通渠道的结构，包括各种逆向物流设施的类型、数量和位置，以及废旧物品在设施间的运输方式等。
目前，许多学者采用对传统的设施选址模型进行修改或拓展来研究逆向物流网络设计问题，基本上采用混合整数线性规划ＭＩＬＰ方法对该问题进行建模和求解，以总成本包括运输成本、加工处理成本、设施投资成本和废弃处置成本等最低为目标函数，约束条件包括物流量平衡约束、生产能力约束、参数非负约束等，从而求出最佳的废品收集点、检测点及回收工厂的数量和位置。
尽管现有的逆向物流网络设计模型与传统的设施选址模型很类似，但至少有两个重要特征是传统模型中没有考虑的，即高度的不确定性和“正向”与“逆向”的关系。
①高度的不确定性
正向物流系统一般只涉及市场需求的不确定性，而逆向物流系统中的不确定性要高得多，不仅要考虑市场对再生产品需求的不确定性，而且还要考虑废品回收供给的不确定性，主要包括回收物品的数量、质量和到达时间等，这些都是逆向物流网络设计必须考虑的因素。然而，现有逆向物流网络设计模型大多采用确定性规划方法，忽略了上述的不确定性因素，只有少数模型采用灵敏度分析方法考虑了不确定性因素的影响。为了从根本上解决不确定环境下逆向物流网络优化设计问题，应该采用随机规划或稳健优化方法。
②“正向”与“逆向”的关系
逆向物流可以有三种流通渠道：沿着传统的正向物流网络逆向流动；建立独立的逆向物流网络；建立正向和逆向相结合的集成网络。目前的工业实践中，普遍采用第一种较简单的方法，网络规划完全按照正向物流的要求来进行。现有理论研究大多考虑逆向物流网络的独立设计，很少考虑“正向”和“逆向”物流网络的集成设计问题。少数模型虽然考虑了“正向”和“逆向”物流中共用设施的选址，却没有考虑“正向”和“逆向”物流中运输路径的整合。
逆向物流是一个新兴的研究领域，定量分析还很缺乏。目前关注的焦点是解决逆向物流网络设计问题，包括建立反映逆向物流网络特征的数学模型以及开发快速有效的算法，这些还有待进一步的研究。
作者：马祖军代 颖张殿业
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