（管理科学与工程专业论文）基于闭环供应链的配送网络研究.pdf

全文摘要 闭环供应链通过前向配送与逆向回收再利用，使“资源一生产一消费一废弃 的开环供应链变为“资源一生产一消费一再生资源”的闭环反馈式循环链，以实 现产品和物料在整个闭环回路中循环流动，减少废弃物的排放，树立企业良好的 “绿色形象 ，同时以较低的成本为顾客提供服务，增强企业的可持续发展能力。 配送由于直接服务于顾客，并可以作为顾客需求的良好的反馈渠道。好的前 向配送网络可以实现从低成本到高响应能力等一系列的供应链目标；另一方面， 由于缺陷品或废旧物品回收相当复杂，规划收集和回送这些废旧物品的逆向配送 网络将影响闭环供应链的绩效。本文通过对整个闭环供应链的前向配送与逆向配 送的关系的考察，着力于研究前向与逆向配送网络是否应当整合，如果需要整合， 如何来寻找达到经济效益、社会效益与生态效益整体最优的措施和方法。 本文的创新之处有：( 1 ) 利用热力学定律来分析闭环供应链；( 2 ) 运用连续近似 模型来分析前向配送网络的总体构建；( 3 ) 从定义、优缺点、运作流程和适用的产 品类型等方面对前向基本配送策略进行了分析和阐述；( 4 ) 从定性和定量两个方面 分析了整个闭环供应链配送网络的分开构建和整合设计等。 本文的主要观点和结论有：( 1 ) 前向配送网络与逆向配送网络的整合不仅要考 虑产品特征、产品价值，还要考虑实施的难易程度、成本和环境影响等。( 2 ) 顾客 的需求特征可以用需求的连续地理密度函数来表述，需求密度的大小反映顾客需 求不确定性的高低。( 3 ) 前向与逆向配送网络战略整合重点在于设施的共用；运作 整合的关键是配送线路和运输能力的共享。( 4 ) 需求密度对长途运输距离、最优服 务面积、配送成本等有较大影响。( 5 ) 由于配送中心与收集中心相互协作，回退率、 可再制造率、零部件回收率对前向与逆向配送网络战略整合也有较大影响。 关键词：闭环供应链；配送网络；风险分担 a b s t r a c t c l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i n sc a l lm a k er e s o u r c e s p r o d u c t i o n c o n s u m p t i o n d i s p o s a l o p e n l o o ps u p p l y c h a i nt u r n i n t o r e s o u r c e s p r o d u c t i o n - c o n s u m p t i o n - r e c y c l i n g r e s o u r c e s c l o s e df e e d b a c kc h a i nt h r o u g hf o r w a r dd i s t r i b u t i o na n dr e v e r s er e c y c l et o f u l f i l lc l o s i n gm a t e r i a lf l o w st h e r e b yr e d u c i n gr e l e a s e sa n dl o w e r i n gw a s t e ，b u ta l s o b u i l d i n gu pe n t e r p r i s e sg o o dg r e e ni m a g ea n dp r o v i d i n gc u s t o m e rs e r v i c ea tl o wc o s t a n ds t r e n g t h e n i n ga b i l i t yo fe n t e r p r i s e ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f o r w a r dd i s t r i b u t i o nd i r e c t l ys e r v i c ec u s t o m e ra n d b e i n gg o o df e e d b a c kc h a n n e l f o rc u s t o m e rd e m a n d s g o o dd i s t r i b u t i o nn e t w o r k sc a l lb eu s e dt oa c h i e v eav a r i e t yo f s u p p l yc h a i no b j e c t i v e sr a n g i n gf r o ml o wc o s tt oh i g hr e s p o n s i v e n e s s f u r t h e r m o r e ， r e c y c l eo fp r o d u c t so ru s e dp r o d u c t si sv e r yo fc o m p l i c a t e dw o r k ，p l a n n i n go fr e v e r s e d i s t r i b u t i o nd i r e c t l yi n f l u e n c e s c l o s e d l o o ps u p p l yc h a i np e r f o r m a n c e o u rt h e s i s f o c u so ns t u d yt h a tw h e t h e rf o r w a r dd i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n dr e v e l d i s t r i b u t i o n n e t w o r ks h o u l db ei n t e g r a t e do rn o t ，i fs o ，w h i c hm e a s u r e m e n t sa n da p p r o a c h e sc a n b eu s e dt oa c h i e v ee c o n o m i cb e n e f i t s ，s o c i a lb e n e f i t sa n db i o l o g i c a lb e n e f i t so v e r a l l o p t i m i z a t i o n t h i st h e s i si n n o v a t i o ni d e a ss h o w ：( 1 ) a p p l y i n gt h e r m o d y r n a m i c sl a wv i e wt o a n a l y z ec l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n ；( 2 ) a p p l y i n gc o n t i n u o u sa p p r o x i m a t i o nm o d e lt o a n a l y z ec o n s t r u c t i o no fo v e r a l lf o r w a r dd i s t r i b u t i o nn e t w o r k ；( 3 ) a n a l y z i n ga n d i l l u s t r a t i n gf o r w a r dd i s t r i b u t i o nm a i ns t r a t e g i e si nv i e wo fd e f i n i t i o n ，s t r e n g t h e na n d w e a k n e s s ，p r o c e s sa n ds u i t e dp r o d u c tt y p e s ；( 4 ) q u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i t a t i v e l yd i s c u s s s e p a r a t e dp l a n n i n go ri n t e g r a t e dp l a n n i n gb e t w e e nf o r w a r dd i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n d r e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ki nc l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n t h i st h e s i sm a i nv i e w sa n dc o n c l u s i o n ss h o w ：( 1 ) 1 n t e g r a t i o no ff o r w a r da n d r e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kn e e db ec o n s i d e r e dn o t o n l yp r o d u c tc h a r a c t e r i s t i c s ， p r o d u c tv a l u e ，b u ta l s ot h e e a s eo fe x c u t i o n ，c o s t sa n de n v i r o n m e n t a le f f e c t s ( 2 ) c h a r a c t e r sf o rd e m a n d so fc u s t o m e r sc o u l db ei u u s t r a t e d u s i n gc o n t i n u o u s g e o g r a p h i cd e n s i t yf u n c t i o n ，d e m a n dd e n s i t yr e f l e c td e m a n du n c e r t a i n ( 3 ) s t r a t e g i c i n t e g r a t i o n so ff o r w a r da n dr e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ka l em a i n l ys h a r eo ff a c i l i t y ； o p e r a t i o n a li n t e g r a t i o n so ff o r w a r da n dr e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ka r em a i n l ys h a r e o fd i s t r i b u t i o nr o u t e sa n dt r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t y ( 4 ) d e m a n dd e n s i t y s i g n i f i c a n t l y a f f e c t sl i n e - h a u lt r a n s p o r t a t i o nd i s t a n c e s ，o p t i m a ls e r v i c ea r e a , a n dd i s t r i b u t i o nc o s t s ( 5 ) d u et oc o o p e r a t i o n so fd i s t r i b u t i o nc e n t e ra n dc o l l e c t i o nc e n t e r , r e c o v e r yr a t i o r e m a n u f a c t u r i n gr a t i o ，c o m p o n e n t sr e c o v e r yr a t i oa l s og r e a t l yi n f l u e n c i n gs t r a t e g i c i n t e g r a t i o n so ff o r w a r da n dr e v e r s ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k k e y w o r d s ：c l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n ；d i s t r i b u t i o nn e t w o r k ；r i s kp o o l i n g 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利 和责任。 声明人c 签孙扔物 瑚6 年6 月砂日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 1 、保密( u ，在事年解密后适用本授权书。 l 2 、不保密() ( 请在以上相应括号内打“”) 日期：z 伊参年莎月砂日 日期：年月日 第一章导论 第一章导论 第一节总体背景 随着经济全球化与i n t e r n e t 的飞速发展，客户需求日益呈现个性化、多样化、 动态化及不确定性等变化趋势，能不能提供有价值而且满足顾客持续个性化需求 服务，变成现今企业新的市场规律。“知识 已经取代了劳动与资本成为新的重 要生产要素，企业技术更新加快，消费个性化趋势增强等导致了市场需求极其不 稳定且难以预测，产品生命周期不断缩短，在今天很“畅销 的产品很可能到明 。 天就淘汰出局了，这使得持有过多库存的企业成本压力很可能大幅度上升。在这 样的市场环境中，物流活动不再被简单地看成是传统意义上的运输、仓储活动， 而是要支持推动企业经济增长相关的营销与制造活动，以应对日益激烈的全球化 竞争环境。另一方面，供应商、顾客以及制造设施等广泛的分布特征意味着需要 处理更加复杂的信息流。 在过去的几十年里，业界一度奉行这样的观点：企业必须在本地市场设有生 产与仓储设施，才能成功地经营【l 】。如果企业的设施远离顾客也能快速地满足其 市场需求，普遍对此持有怀疑观点，甚至连顾客也关注到：如果供应商不在本地 保有库存，是很难快速满足其需求的。但是，随着运输基础设施发展以及信息技 术的进步缩短了设施与市场之间的距离，并且，信息技术的进步使得信息交流已 突破了任何时空限制。现在，即使制造设施远离市场，企业取得良好的服务绩效 也是可能的。再者，尽管现代技术不断推进了运作流程的集成，物流活动也不可 能简化，更有甚者，在全球化趋势中物流活动正走向前所未有的复杂化。可见， 企业需要设计尽可能有效的供应网络( 网络型供应链) 以应对日益激烈的市场竞 争环境。为了让供应网络有效地支持企业的竞争战略，设计科学合理的配送网络 就显得尤为重要。 从2 0 0 3 年中国首届食品物流与供应链高层论坛上公布的食品物流的数据显 示，中国食品行业产成品每年在运输和储存方面的损失高达数百亿元人民币。食 品物流不畅和手段落后已成为制约中国食品工业发展的瓶颈，据美国爱森哲咨询 公司公布的对2 0 0 2 年的食品物流统计数据分析，中国有总值不低于7 5 0 亿美元 2基于闭环供应链的配送网络研究 的食品在运送过程中腐烂变质。一些容易腐烂变质的食品( 如奶制品、鲜活产品 等) 售价中7 0 是用来补贴在物流过程中“货损 的支出。食品供应链的薄弱与 食品市场的迅速发展要求相比，已经成为制约该行业发展的瓶颈，也使消费者对 食品行业的发展缺乏信心和忠诚度。再如，沃尔玛( w 砒m a t t ) 使用直接转运 ( c r o s s d o c k i n g ) 策略却获得卓越成功，在该策略中，货物被不断地运送到沃尔 玛的配送中心，从配送中心将这些货物不做停留地直接配送到各个零售店，这一 策略显著降低了沃尔玛的销售成本，并使其每天能以较低的价格向顾客提供产 品。可见，配送已成为了企业赢利的一个关键驱动因素，因为它直接影响供应链 成本大小和客户服务质量水平。好的配送网络可以实现从低成本到高响应能力等 一系列的供应链目标。 一般而言，企业的配送网络的决策都涉及从战略层的选址到运作层的线路计 划等各个层次的规划问题，其中包括生产、存储设施选址战略等的设计，对这些 设施的选址以及把顾客需求分配给每个设施等问题就构成了配送网络设计的核 心问题 2 1 。根据h a r r i s o na n dr e m k o ( 2 0 0 2 ) 3 1 ，生产的联合( c o n s o l i d a t i o n ) 可 以节省配送成本，库存的组合也可以达到节省配送成本的目的。也就是说，企业 可以通过建立数量较少的大型设施，而不是大量的本地配送中心，来降低成本。 同时，通过对整个供应链渠道内的库存进行联合管理，也能达到降低成本目的， 因为联合库存管理消除了设施的重复建设，并减少了安全库存，从而降低了物流 成本以及总的配送周转时间，但是，这两种联合却增加了设施与顾客的平均出货 距离。库存组合策略所带来成本节省主要是通过降低总投机库存( s p e c u l a t i v e i n v e n t o r y ) 来达到的，同时具有平衡不同地区市场的高峰需求的目的。随着社会 个体收入的提高与企业供给的增加，促使配送由向数量较少且需求量很大的零售 商到向数量相对多而需求较少的个体顾客转变，这就要求企业有更加柔性的配送 网络来递送日益分散的小批量产品。 在当今竞争日益激烈的市场环境中，企业投入大量的资本、劳动力、能源以 及原材料目的在于提高产品的竞争能力追求自身的价值，不幸的是，所有产品的 寿命周期越来越短，全球市场的生产过剩使得产品的边际利润越来越低，另一方 面，世界资源的有限性及生态型社会发展的要求，各国政府都将环保、循环经济 中国物流与采购联合会中国物流发展报告( 2 0 0 3 2 0 0 4 ) i m 北京：中国物资出版社，2 0 0 2 第一章导论 及合理配置社会资源作为国家的战略计划，纷纷出台了严格的环境法规。从具体 企业本身，只有处理好物品回收，树立其良好的形象并节省成本，才能赢得全球 化竞争优势1 4 1 ，所以，产品的回收已成为全社会关注的热点。由于产品回收相当 复杂，就有必要慎重规划包括回收这些产品过程的整个闭环供应链。逆向配送网 络设计得好坏将直接影响闭环供应链的绩效。 正是基于上述的目的，本文通过对整个闭环供应链的前向配送与逆向回收的 关系的考察，着力于研究前向配送网络与逆向配送网络是否应当整合，如果需要 整合，如何来寻找达到经济效益、社会效益与生态效益整体最优的措施和方法。 第二节国内外文献综述 竞争和创新引起了市场产品周期日益缩短，企业为了最大限度地挖掘价值， 需要重新设计其运作流程，有效的闭环供应链设计可以使得物料在闭环供应链中 循环流动，使物质资源得到充分、合理地利用，从而减少废弃物的排放，把经济 活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，同时减少资源的消耗，降低产品 和服务的成本。 在闭环供应链的研究方面，包括：t h i e r r ye ta l ( 1 9 9 5 ) l 习运用“一体化供应 链 模型设计了闭环供应链；对可再装容器、复印机再制造以及电子消费品的直 接再使用闭环供应链的研究1 6 l ；v d a n i e lr e ta l ( 2 0 0 3 ) 1 7 1 比较了闭环供应链与传 统供应链的异同，从产品生命周期角度，讨论了闭环供应链存在的挑战。通过对 按库存再制造、按订单再组装和按订单再制造等三种再制造方式的比较，探讨了 再制造型闭环供应链的生产计划和控制的应急预案；运用报童模型来分析闭环供 应链下单周期产品的联合优化问题，并利用s h a p l e y 值法对合作获利进行分配嗍， 针对由单供应商、单零售商组成的供应链系统的单周期、时尚性产品进行了分析， 总结出供应商提供回收价格以达到双赢的目的，但没有考虑产品在闭环供应链中 如何递送；通过对单级和多级可修理库存模型和算法的综述和比较，指出应建立 闭环库存系统和实现信息共享的重要作用1 9 1 ，针对回收再处理方式中的再修理进 行分析，虽然指出了当前研究的不足，诸如部分假设不符合实际，未与产品设计 相结合，未与传统库存相结合，服务水平指标的定义不充分等，但没有对这些不 足进行彻底剖析，仅指出今后的研究重点是实现信息共享和建立闭环库存系统： 4 基于闭环供应链的配送网络研究 电子商务环境下进入逆向供应链的产品比例很高，有必要对正向供应链与逆向供 应链进行整合的闭环供应链的各种原子模型进行分析和比较0 0 l ，通过实例分析了 电子商务下进入回退的回退量日益增加，但后面的研究并没有基于电子商务环境 下，而是对整个闭环供应链的回收渠道的原子模型进行了详细的研究；由于循环 经济是可持续发展的必由之路，但现有供应链不能满足循环经济的要求，必须从 战略层和运作层实施变革使其成为一个完整的闭环网络来实现可持续发展l - - ，分 析了需要从战略层的供应链目标、供应链结构，运作层的供应链协作方式、管理 手段、产品设计、信息系统等方面实施变革，也就是说，从供应链管理的机制上 进行了分析，缺少对配送环节的讨论。 综合这些文献，大多从定性或机制方面研究闭环供应链，但是在产品边际利 润日益减少和公众环保意识增强的今天，回收所售出的并且寿命期已结束的废旧 物品，越来越受到企业和供应链的重视，如何以低成本来实现物资在整个闭环回 路的循环流动，提高原料和产品的使用效率、延长产品的生命周期，减少对环境 的污染排放，从而更好地服务于顾客，是企业的夙愿之所在，构建整个闭环供应 链的配送网络，共享设施和提高运输能力就显得越发重要。 供应链配送主要涉及到从供应链的供应商阶段到终端顾客阶段的产品移动 和存储。在已有对配送的研究中，包括从运作层的线路规划到战略层的设施选址， 以提高配送网络的效率。 从战略层角度来研究配送网络的有：运用g i s 网络分析方法和p 中心选址模 型来分析配送中心选址优化问题的 1 2 1 ，该文虽是对多配送中心、多品种的选址问 题进行研究，但基于供应商和顾客的数量和位置是固定的，在日益多变的竞争环 境中，考虑供应商或顾客存在不确定性的情形，更有现实意义；采用s w o t 方法 进行企业配送模式战略设计，并探讨物流配送网络体系结构的拓扑结构、结点结 构和信息结构设计方法的嗍，该文将配送的服务质量评价指标归纳为j r r 配送、 信息化、经济性和安全性四个方面，并指出采用模糊层次分析法( f a i - i p ) 可以 对此进行量化，但没有进行详细分析，也没有对所列的案例在系统结构、节点结 构以及信息结构进行构建；运用连通链路的有效搜索算法与面向对象技术，来分 析多重约束条件下物资配送的优化问题的，该文献基于图论的观点，认为物资 配送网络的实质是无向图，其优化问题属于最短路问题，并运用面向对象方法进 第一章导论5 行了分析，但没有对基于有向图的配送网络进行分析，而且实际情况中，绝大多 数配送都是有方向的；运用模糊评价矩阵和b p 人工神经网络来分析物流配送中 心的选址问题的【- 习，该文献假设配送中心选址具有孤立性，也就是只考虑地质条 件、水文条件、交通运输、候选地地价、候选地面积、经营环境、通讯条件、道 路设施等。在现实的公司运营中，还应关注供应商的位置、顾客需求等关键因素； 应用a g e n t 技术来分析电子商务下的企业物流配送问题- q ，该文献运用a g e n t 技术 对物流中的订单流和订单管理进行了简单的设计，但是没有对物流配送中的实物 基础设施以及信息基础设施的跟踪订单能力进行讨论；上述文献大多从战略层对 配送网络的设施的选址和能力分配进行讨论，在资源日益短缺、社会环保意识增 强的时代中，如果不考虑顾客对不满意的缺陷品的回退，以及使用期终结的废旧 物品的回收，将越来越不能适应可持续发展的要求。 对运作问题的研究有：用蚁群算法来分析配送网络规划的复杂非线性组合优 化问题的 1 r l ，该文针对单期、连锁型配送网络的线路规划问题，运用蚁群算法进 行了算例分析，而并没有详细分析连锁型配送网络的实际情况；运用网络、图论 的优化方法来讨论物流中配送区域的划分与配送路线的选择问题的嗍，该文献以 运输费用为基础，将配送区域转化为有次限制的最小支撑树问题，对配送路线的 选择用动态规划原理方法进行了分析。但是，顾客要求的响应时间越来越短，如 果仅考虑运输成本势必会降低顾客经历和服务水平，同时考虑顾客的响应时间和 运输成本将更有利；通过描述有时间窗的配送车辆调度问题，并用禁忌搜索算法 来进行分析的 m g l ，该文献考虑了客户所期望的响应时间要求，把配送网络的运作 层规划问题分为无时限问题( 客户对货物的送到时间无具体要求) 和有时限问题 ( 客户要求将所需的货物在规定的时间窗内送到，也称为有时间窗问题) ，针对 顾客之间和物流中心与客户之间的距离为直线距离及有时间窗的配送问题进行 了详细分析。从这些文献可见，运作层的配送问题主要是针对某一次特定的顾客 需求进行的，也就是说，本次配送与上次配送或下次配送之间是相互独立的，采 用的方法论也大多是解决随机性问题的方法，诸如图论、启发式方法、遗传算法 等。此外，也有从产品生命周期的角度来研究配送网络设计的f 2 0 ，基于产品生命 周期的不同阶段，分析了如何设计合适的配送网络，该文献从定性的角度进行了 分析，很显然如辅以定量分析更有现实意义：市场及顾客需求特点呈现不确定性 6基于闭环供应链的配送网络研究 趋势，分析了如何设计由市场驱动的配送战略，并以食品行业为例来具体分析配 送战略的设计的f 2 i ，如果同时考虑市场驱动和环保驱动，更符合当今可持续发展 的社会之特点。对供应链配送进行研究的这些文献所考虑的配送网络构建建议， 在当今可持续发展的全球化环境中，越来越多的废旧物品需要回收和处理，实现 和实施的价值越来越受到限制。 鉴于这些，有必要构建收集和运输废旧物品和缺陷品的逆向配送网络。国外 对产品回收网络设计的研究有：重新设计能包含产品回收的物流网络，并且这些 回收的产品中的零件和组件的再制造与再利用可以获得一定的经济价值阎；探讨 逆向物流的库存模型 ：3 i im e a d ee ta l ( 2 0 0 2 ) 2 4 1 建议从产品生命周期、行业特征 和逆向物流网络设计方面来规划逆向供应链，以更好地实现顾客服务； r e i s c h m a n ne ta i ( 1 9 9 7 ) 【2 5 ，综述了逆向物流的定量模型；k r i k k l e ( 1 9 9 8 ) 2 6 1 探讨 了几个案例和模型，用于连接回收战略与逆向物流网络设计；c o o p e r ( 1 9 9 6 ) ：r r l 分析了英国从事消费品回收的许多成功的第三方承运商；也有针对某一具体行业 或产品的研究，如废旧地毯1 2 8 1 ，电子产品a 0 ，可再用包装材料1 3 1 1 ，工业副产品 或废弃物d 2 1 等。 随着我国经济的进一步发展，废旧物品的回收越来越受到全社会的重视，对 此进行的研究有：对逆向物流与传统的正向物流、闭环供应链以及绿色物流等进 行比较，并展望逆向物流的研究和发展方 甸1 3 3 1 1 从电子商务与逆向物流管理相结 合的观点，分析当今企业逆向物流运作的特点和发展的机遇，并对未来企业的逆 向物流管理发展做出初步探索 a 4 1 ，该文献对电子商务下的逆向物流进行了分析， 同时考虑电子商务下前向配送与逆向物流的情况更能体现可持续发展要求；利用 a b c 分析法对逆向物流中的退货原因进行分析1 3 5 ，该文运用a b c 分类法对逆向物 流中的退货原因进行分析，对缺陷品可以很好地发现存在的原因，但是对于法律 法规强制回收或生命周期终结的废旧物品的回收没有进行很好的探讨；建立了一 个具有三层结构的再制造逆向物流网络来对收集中心、再制造设施进行选址嗍， 该文献基于对收集中心的数量、位置进行选址，同时考虑收集中心与配送中心更 能提高逆向配送网络的效率；利用遗传算法对逆向物流网络中的配送中心或收集 中心进行选址口刀；研究了再制造条件下，销售商对回收产品基于定期和定量两种 不同处理方式的最优库存控制模型i a a l ，该文献研究了零售商对单一产品的退货基 第一章导论 于两种不同回收再处理方式的订货模型，将这两种方式结合考虑，并分析了销售 商面对多种退货产品情形的订货策略的情形，以期解释供应商与销售商的利润分 配情况；对逆向物流、正向物流与环保物流进行比较 3 9 1 ，该文献虽然认同逆向物 流、正向物流与环保物流对于企业发展同等重要，而现实世界中，企业还是被动 的接收来自终端市场的退货，产品回收如何得到管理层认同并积极地响应，这样 的研究将更具现实意义；对逆向物流的涵义及其产生的原因进行了深入分析 4 0 1 ； 运用博弈论，分析无制度安排和有制度安排两种情况下，再生物流和废弃物流各 自的博弈模型，；根据系统结构把逆向物流系统分成简单逆向物流系统和带有收 集中心的复杂逆向物流系统两类，并分析了收集中心、回收物品导向以及网络结 构设计三种系统技术h 2 1 ；分析了逆向物流的构成、分类和实施逆向物流管理的意 义，并指出企业应该从战略角度，规划和实施逆向物流，加强逆向物流中的车辆 路径优化，提高信息共享，减少不必要的商业退回逆向物流 4 3 1 等。 这些文献大多从逆向物流产生的原因、意义，逆向物流与前向物流的比较， 收集中心的选址等方面进行研究，但很少对整个闭环供应链中前向配送与逆向配 送的关系进行剖析和构建，同时考虑前向配送与逆向配送网络，不仅可以提高整 个闭环供应链的效率，而且还可以大幅度地降低成本，所以研究整个闭环供应链 的配送网络有重要的战略和现实意义。基于上述目的，本文将对整个闭环供应链 的配送网络进行了研究。 第三节论文的研究内容、结构以及方法 随着社会经济的迅速发展，人类资源的有限性、社会发展的生态性要求成为 构建和谐社会的核心因素，社会的环保意识逐步增强以及各国政府相应的法规纷 纷出台，这些都迫切需要企业设计一条供应链来使得其经营对环境的负面影响达 到最小化，实现可持续发展。构建闭环供应链已显得越来越重要，因为闭环供应 链的目标正是使得物料循环流动，减少废弃物的排放，把经济活动对自然环境的 影响降低到尽可能小的程度，同时以较低的成本为顾客提供服务。此外，由于市 场最终顾客的分散性，收集和运输这些废旧物品的逆向配送网络对于成功运营闭 环供应链十分关键。并且，好的闭环供应链配送网络可以增强企业的可持续竞争 力，提高企业的环保形象，减少因废弃物排放所带来的法律责任，提高顾客的满 8基于闭环供应链的配送网络研究 意度，获取回收产品的再生价值等等。 本论文的结构安排如下：第一章介绍了论文选题的背景、研究意义以及所使 用的方法，并对国内外相关文献进行了综述：接下来从传统供应链开始，分析了 闭环供应链以及闭环供应链配送网络；对影响闭环供应链配送网络设计的因素进 行分析并讨论闭环供应链配送网络的类型是第三章内容研究的重点内容；接下来 的一章着重分析了两大类配送网络，即集中型配送网络与分散型配送网络：由于 逆向配送网络对整个闭环供应链的构建与成功运营有相当大的影响，接下来的两 章为本文的核心部分，即对整个闭环供应链中的前向配送网络与逆向配送网络是 分开构建，还是整合设计进行了详细的探讨：第五章研究了前向与逆向配送网络 相分离的设计，分析了前向配送的基本策略如直接递送、再途合并、通过仓库来 递送、直接转运、集中星型以及卫星单位等六种模式，以及逆向配送网络的构建； 第六章从战略层和运作层详细分析了前向与逆向配送网络相整合的设计，并对闭 环供应链配送网络的不同类型进行了比较总结；最后一章为本文的结论、未来的 展望及进一步研究问题。 本论文中使用了三种方法：构建卫星单位型配送网络的重力位置模型，分析 多设施构建的整数规划模型以及用于战略层规划的连续近似模型。 其中，卫星单位网络同时考虑了单方向( 可用于前向配送、也可用于逆向配 送) 配送的运输组合以及库存聚集，运输的组合是通过将设施向供应源靠近来实 现的，也就是说从供应源到设施由于运输数量巨大，实现规模经济，从而降低了 成本；从设施到顾客由于规模较小，往往委托第三方服务商进行运输。由于设施 更靠近供应源，聚集效益增强，在满足同样的服务水平下，需要的安全库存量更 少，所以，卫星单位型配送网络很好地体现了规模经济和风险分担原理，但是， 也需要集成良好的信息系统来协调各企业成员。重力位置模型能很好地进行卫星 单位配送网络构建，所以，本文采用重力位置模型来分析局部配送网络的构建。 连续近似模型由于假定需求为连续的地理密度函数，并以尽可能少的信息来获 得合理的求解结果，设计与实施也较简单和快捷，所以非常适合于新产品进入市 场由于缺乏数据的战略规划，连续近似模型的另一优势在于考虑的是“回路 ( t o u r ) ，也适合于配送途中需要联合的零担运输和包裹运输；混合整数规划模 型仅仅考虑各输入参数的具体值，并不关心这些数据的来源，大大简化了因获取 第一章导论 9 详细地理数据所带来的工作量，本文利用混合整数规划模型对闭环供应链中的前 向配送网络以及逆向配送网络进行了构建。这三种模型中前两种主要是用于解决 连续型配送网络的构建，第三种主要用于离散型配送网络的规划。 本章小结 本章首先介绍了本文相关的背景，在总体背景中引出了研究问题的意义与内 容；接下来对研究闭环供应链的国内外文献进行了综述，并指出在竞争日益激烈 和环保增强的市场环境中，为了能实现社会效益、经济效益和生态效益的协调发 展，企业需要设计涵盖废旧物品回收在内的闭环供应链配送网络：第三节对论文 研究的内容、结构安排以及运用的重力位置模型、连续近似模型以及混合整数规 划方法等进行了说明。 1 0基于闭环供应链的配送网络研究 一、供应链 第二章闭环供应链配送网络 第一节供应链与产品回收 美国著名供应链专家s u n i lc h o p r a ( 2 0 0 1 ) 4 5 1 定义供应链为：“供应链是一个 动态系统，包括不同节点企业之间持续不断的信息流、物流和资金流”。也就是 说，供应链存在的目的是在满足顾客需求的同时，获得利润。 美国供应链协会对供应链的概念给出了最具权威性的解释：“供应链是涉及 从供应商到客户的生产与递送最终产品和服务的一切努力，供应链管理包括供应 与需求，原材料和零部件的采购，制造与组装，仓库和库存跟踪，订单录入与管 理，渠道配送以及最终递送给客户。 从广义上说，供应链包括两个或多个独立的产权主体，他们通过物流、信息 流和资金的流动相连接，即绝大多数供应链实际上是网络，这类网络型的供应链 也可称为供应网络( s u p p l yn e t w o r k ) 。涉及的产权主体可能是零部件或原材料供 应商，产成品的制造商，也可能是物流服务提供商，甚至是顾客。 从狭义上讲，供应链也可用于大型企业，这些企业常常在多个区域经营，高 效地协调物流、信息流和资金流这样一项艰巨的任务。广义上的供应链也被称为 企业间的供应链；而狭义的供应链为企业内供应链。 但是由于传统的开环供应链仅以整体经济利益最大化为目的，并没有考虑社 会效益与环境效益，因此很难适应现代经济变化的需要，考虑包括产品回收的整 个闭环供应链的配送网络越来越受到关注和青睐。 二、产品回收 ( 一) 产品回收的分类 产品回收的分类标准很多，t h i e r r y ( 1 9 9 5 ) r 习根据重新利用方式，将产品回 收分为直接再利用、修理、再生以及再制造四种。下面具体介绍这四种产品回收 类型，其余的产品回收分类标准请参阅附录1 。 第二章闭环供应链配送网络 直接再利用( d i r e c tr e u s e ) ：指回收的物品不经任何处理或只需要简单的清 洗或维修即可直接再使用，如集装箱、瓶子等包装容器。 修理( r e p a i r ) ：将回收的已损坏产品通过检修或更换零件后恢复到可工作状 态，但可能质量会有所下降，如家用电器、机器等。主要用于以下三种情况：( 1 ) 如果顾客收到的产品存在缺陷，则供应链必须立刻替换并回收缺陷品：( 2 ) 提供便 捷、快速、成本有效的维修服务，以满足顾客的不时之需；( 3 ) 提供日常的校准服 务 4 7 1 。 表2 - 1 直接再利用、修理、再制造和再生的比较 再处理方式直接再利用修理再制造再生 产品功能没有失产品的某些零部 通过一系列加 将产品彻底拆 定义效，不经处理或只件失效导致整体 工，使废旧物品 卸，并按物料 需简单的清洗与失效，通过检修达到与新产品相分类，使其恢 维修，就能继续使或更换损坏的零同的质量标准。复最初特性， 用。 部件，能使产品以作为生产新 正常工作。产品的物料。 拆卸程度无诊断( 有限)完全物料 物理转换无无有限完全 的程度 增值的清洗或维修替换或修理有缺替换不可回收的无 物料活动陷的零部件 零部件或进行技 术升级 增值所需有限有限广泛 有限 的劳动力 再处理后的存在质量损失存在质量损失完全达到新产品 质量要求的质量要求 捐赠或销往二手捐赠、销往二手进入新产品配送销售给原来的 用途市场市场或用作替换渠道进行销售供应商或专业 失效产品的备用的物料再制造 品公司 资料来源：根据赵晓敏，冯之浚黄培清闭环供应链管理我国电子制造业应对欧盟指令的管理变革 j 中国工业经济，2 0 0 4 1 9 7 ( 8 ) ：4 8 5 5 和g u i d ej r ，v d r j a y a r a m a n , v ，s r i v a s t a v a , r b e n t o n ，w c s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n tf o rr e c o v e r a b l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m s j i n t e r f a c e s ，2 0 0 0 ，3 0 ( 3 ) ：1 2 5 - 1 4 2 等整理而成 1 2基于闭环供应链的配送网络研究 再生( r e c y c l i n g ) - 是从资源可持续发展的角度出发，对生产过程中或使用 后的废旧物品里含有的可再生物料资源进行循环再利用，一般不再保留回收物品 的原有形状或结构，如从边角料中再生金属、纸品再生等。 再制造( r e m a n u f a c t u r i n g ) ：再制造是整个闭环供应链的基础1 7 j 。再制造是 指保持产品原有的功能和结构，通过拆卸、检修、替换等操作使其恢复到“新产 品 的状态，主要是对产品或零部件层次的回收再利用。在这四种回收物品的重 新再利用方式中，再制造所涉及工作量是最大的，因此，其产品有较高的质量和 可靠性。像复印机、机械产品等价格高昂的设备和零部件，运用再制造活动是最 合适的，当然往往需要较高的预测和技术能力。表2 1 给出了四种重新利用方式 的比较。 如果所回收的产品的处理，不能开展上述任何一种回收再循环活动，而只能 进行垃圾填埋的话，说明这种产品的环境性能极差，从工业生态学的角度来讲， 这是应当尽量避免的( 4 s l 。 ( 二) 、产品的回收阶段 逆向物流执行委员会将逆向物流定义为：“为了重新获取价值或者正确处 理废弃物，而对从消费地到起始地的原材料、半成品、成品以及相关信息进行高 效率、低成本地计划、实施和控制的过程。从广义上讲，逆向物流包含了从消 费者不再使用的废旧物品到转变成可重新进入市场的“新产品的整个过程的所 有物流活动，目的是最大限度地挖掘和利用缺陷品和废旧物品的潜在价值。首先 要考虑的是如何将废旧物品从顾客那里收集起来，运送到相关的回收设施，这个 阶段也就是逆向配送阶段；接着回收设施需要将废旧物品转变为可再次利用的产 品，主要的物流活动就是库存管理和生产规划侧；可见，逆向物流涉及逆向配送、 库存管理和生产规划三部分m - 。由于再配送环节与前向供应链的方向一致，也被 认为是再制造品的前向配送网络。 一般地，产品的回收阶段有1 5 l 5 2 ：收集( c o l l e c t i o n ) 、检测与分类( t e s t i n g & s o r t i n g ) 、再处理( r e p r o c e s s i n g ) 、弃置( d i s p o s a l ) 以及再配送( r e d i s t r i b u t i o n ) ， 如图2 1 所示。接下来分别介绍这几个回收阶段： 收集：是指从顾客手中收集废旧物品并运送到回收设施的所有活动。例如， 第二章闭环供应链配送网络 从地毯经销商回收废旧地毯，消费者手中回收废旧复印机等。 检测与分类：该阶段的主要任务是对所收集的废旧物品进行检测与并按再处 理方式进行分类。因为只有经过检测后，才能确定废旧物品的再处理方式，以及 流向相应的再处理设施，所以该阶段的位置对逆向流有重要的影响。 再处理：由于废旧物品的可再利用程度的不同，需要采用不同的再处理方式， 如直接再利用、修理、再制造以及再生等，以最大限度地挖掘其价值和减少对自 然环境的影响。 弃置：经检查后，对于从技术上或从经济上考虑都不适合进行再处理的产品， 就需要作为垃圾予以弃置，常用的弃置方式包括垃圾填埋和焚化处理等。 再配送：主要是指将可再利用的产品运送到潜在市场和新顾客手中的过程。 一、闭环供应链的定义 第二节闭环供应链 ( 一) 循环经济 循环经济【 1 是对物质闭环流动型( c l o s i n gm a t e r i a l sc y c l e ) 经济、资源循环 ( r e s o u r c e sc i r c u l a t e ) 经济的简称，是以资源的高效利用和循环利用为目标， 以“减量化( r e d u c e ) 、再利用( r e u s e ) 和再循环( r e c y c l e ) ( 3 r ) 。为原则， 以物质闭路循环和能量梯次使用为特征，按照自然生态系统物质循环和能量流动 方式运行的经济模式。 循环经济把清洁生产、资源综合利用、生产设计和可持续消费融为一