逆向物流網絡結構與設計
2008-4-7 17:58:00 來源:物流天下 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
1 逆向物流概念
隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高,消費者對產品多樣化和個性化的要求越來越高,由此導致產品生命周期日漸縮短,更新換代速度加快,被人們淘汰和廢棄的物品也越來越多。與此同時,人們的環保意識不斷增強,環保法規日益完善,許多國家開始要求生產企業對產品生命周期全過程負責,尤其是廢舊物品的回收。于是,逆向物流(Reverse Logistics)這一新興的科學領域應運而生,并日漸成為理論界和企業界關注的熱點。
人們通常所說的物流是指正向物流Forward Logistics,美國物流管理委員會Council of Logistics Management,CLM將其定義為“為滿足消費者需求,對原材料、在制品庫存、產成品及相關信息從生產地到消費地的有效率和有效益的流動進行計劃、管理和控制的過程”。事實上,一個完整的閉環供應鏈(Closed-loop Supply Chain)系統不僅包括正向物流,還包括逆向物流。
逆向物流包含正向物流中的各種活動,不同的是,逆向物流以相反的方向運作。因此,逆向物流是指“為回收利用或合理處置廢舊物品,對原材料、在制品庫存、產成品及相關信息從消費地到生產地的有效率和有效益的流動進行計劃、管理和控制的過程”。逆向物流涉及的范圍較廣,不僅包括廢舊產品或包裝的回收利用,而且還包括生產過程中廢品和副產品的回收利用,缺陷產品召回或維修退回處理,以及由于產品過時、過期、不合格、錯發、多發等原因引起的退貨處理。
長期以來,許多企業對逆向物流的重要性認識不足,認為逆向物流只是一種被動的環保策略,對企業經濟效益的促進不明顯,因而在其經營戰略中沒有考慮逆向物流問題。事實上,逆向物流并不只是簡單的廢舊物品回收,它通過對廢舊物品的重用、修復或改制以及材料循環利用等形式,可以最大限度地提高資源利用率,減少資源消耗,降低生產成本;可以減輕環境污染,減少或避免環境污染罰款,降低污染治理成本和廢棄物處置費用;可以使企業具有更好的社會形象,為企業增添無形資產。因此,逆向物流不僅是一種社會效益顯著的行為,而且是企業取得顯著經濟效益的有效手段。據保守估計,美國的逆向物流成本約占其物流總成本的4%,占其GDP的0.5%,1999年美國的逆向物流成本約為370億美元。
近年來,逆向物流業務呈現快速增長的態勢,越來越多的企業意識到逆向物流已成為市場競爭的一個有力武器。通用汽車、IBM、惠普、施樂、柯達、3M等著名企業紛紛制定逆向物流戰略,作為強化其競爭優勢,增加顧客價值,提高供應鏈整體績效的重要手段。隨著公眾環保意識的增強、環保法規約束力度的加大以及逆向物流經濟價值的逐步顯現,逆向物流將在企業經營戰略中發揮越來越重要的作用。
2 逆向物流網絡結構
廢舊物品的回收處理需要適當的基礎設施,也就是要有一個逆向物流網絡。對于少數逆向物流流量較小的企業,可以利用已有的正向物流網絡,使逆向物流沿著正向物流網絡反向流動,但對于多數逆向物流流量較大的企業而言,有必要設計專門的逆向物流網絡,采用專業化的設施、人員和技術,以提高逆向物流運作的效率和效益。
2.1 逆向物流系統功能
盡管不同的逆向物流系統涉及的具體活動可能不一樣,但一般都包括以下功能:
①收集:通過有償或無償的方式,將分散在各地的廢舊物品收集起來,運往處理的地點。該步驟可能包括收購、運輸和倉儲等環節。由于從分散的消費者處收集廢舊物品涉及大量的小批量運輸,因而導致收集費用很高,在逆向物流總成本中占據相當大的比重。此外,該過程的運輸也是逆向物流中引起環境污染的關鍵因素之一。因此,廢舊物品收集過程應該盡量采用合并運輸策略如利用正向物流中的回程運輸,以減少不必要的運輸。
②檢測和分類:對回收產品的質量進行檢測,以確定合適的處理方案,并據此進行分類。該步驟可能包括拆卸、破碎、檢測、分類和倉儲等環節。早期檢測和分類可以及早識別沒有回收價值的廢品,節省對無用廢棄物的運輸成本,但檢測和分類需要昂貴的設備,只能在有限的地方設置,因而必須在兩者之間進行權衡。
③再處理:對回收產品或其零部件進行處理,以重新獲取價值。該步驟可能包括清洗、零部件替換和重新組裝等環節。其中,再處理方式主要有再使用reuse、再制造remanufacturing和再循環recycling,再使用針對只需清洗或少量維修工作即可直接再使用的包裝、產品或零部件,如玻璃瓶、塑料瓶、罐、箱、托盤等包裝容器,復印機和打印機的墨盒、一次性相機,二手家具、服裝和書等;再制造是指保留廢舊零部件的結構和功能特性,通過必要的拆卸、檢修和替換,使其恢復得同新的一樣,如飛機和汽車的發動機、計算機、復印機和打印機部件等;再循環是指循環利用廢舊物品中的原材料,如廢舊金屬、紙、玻璃、塑料等。專業的再處理設備需要高昂的投資,因而在很大程度上決定著整個逆向物流系統的經濟可行性。因此,一般要求回收品數量較大且集中處理,以形成規模經濟效應。
④廢棄處置:對那些出于經濟或技術上的原因無法再利用的廢舊產品或零部件進行銷毀。該步驟可能包括運輸、填埋或焚毀等環節。
⑤再分銷:將處理后的再生產品運往市場進行銷售。該步驟可能包括銷售、運輸和倉儲等環節。該過程與正向分銷物流類似,需要在運輸的合并和快速反應之間進行權衡。
2.2 逆向物流網絡類型與結構
根據廢舊物品種類及其回收處理方式的不同,會有不同的逆向物流網絡類型和結構,如再使用逆向物流網絡、再制造逆向物流網絡、再循環逆向物流網絡和商業退回逆向物流網絡等。
①再使用逆向物流網絡
可再用物品中最常見的是各類包裝,廣泛應用于啤酒或軟飲料、食品、化工和集裝箱運輸等行業。其中,玻璃瓶等商業包裝的回收再用物流網絡類似于再制造逆向物流網絡,不同的是前者只需簡單的清洗和檢測,而后者需要復雜的修復或再加工。對于集裝箱等工業包裝,閑置時一般存放在物流服務提供商的集裝箱站場,一旦有用箱請求,則被送往發貨方,用過的空集裝箱從收貨方收回未考慮從發貨方到收貨方的外部運輸過程,并進行簡單的清洗和維修。
②再制造逆向物流網絡
典型的可再造物品包括飛機和汽車的發動機、機電設備、復印機和計算機部件等價值較高的產品,其主要驅動因素是對上述物品進行增值修復以獲取經濟效益。再制造需要產品生產的有關知識,因而通常由原始設備制造商OEM來完成。由于新產品加工和舊產品修復之間的密切關系,并且新產品和修復產品的銷售市場可能重合,因而可以將再制造物流網和傳統生產分銷物流網進行集成,綜合考慮兩者的設施共用和運輸合并。目前,再制造逆向物流網絡大多是在已有正向物流網絡基礎上進行擴展,形成多級閉環物流網絡。
③再循環逆向物流網絡
物料循環利用由來已久,如廢舊金屬、紙、玻璃、塑料等。收集的廢舊物品價值一般較低,但需要先進的處理技術和專用設備,投資成本很高,因而要求回收處理設施比較集中,進行大批量處理,以形成規模經濟效應。再循環逆向物流過程涉及的活動不多,網絡結構較簡單。
④商業退回逆向物流網絡
商業退回主要源于商業回收或客戶投訴退貨,如錯發或有缺陷的商品、零售商的積壓存貨等。為了減少成本、降低庫存和增加靈活性,可以在較大區域范圍內設置一個分銷中心,集中處理來自不同地區的退回商品。對退回的商品有多種處理方法可以選擇:質量好的商品可以送回原商品庫,進行再次銷售;質量不好的商品,可以作為處理品銷售;如果退回商品無法直接銷售,或通過修復、改制可以顯著增加商品售價,那么在出售前可以先完成上述操作,然后作為修復品或再制品進行銷售;如果上述選擇都無法進行,則對貴重的或可循環的材料進行回收,再以最低的成本對其進行廢棄處置。商業退回逆向物流網絡結構。
3 逆向物流網絡設計
逆向物流運作的效率直接依賴和受限于逆向物流網絡結構,因而必須合理設計逆向物流網絡,即確定廢舊物品從消費地到起始地的整個流通渠道的結構,包括各種逆向物流設施的類型、數量和位置,以及廢舊物品在設施間的運輸方式等。
目前,許多學者采用對傳統的設施選址模型進行修改或拓展來研究逆向物流網絡設計問題,基本上采用混合整數線性規劃MILP方法對該問題進行建模和求解,以總成本包括運輸成本、加工處理成本、設施投資成本和廢棄處置成本等最低為目標函數,約束條件包括物流量平衡約束、生產能力約束、參數非負約束等,從而求出最佳的廢品收集點、檢測點及回收工廠的數量和位置。
盡管現有的逆向物流網絡設計模型與傳統的設施選址模型很類似,但至少有兩個重要特征是傳統模型中沒有考慮的,即高度的不確定性和“正向”與“逆向”的關系。
①高度的不確定性
正向物流系統一般只涉及市場需求的不確定性,而逆向物流系統中的不確定性要高得多,不僅要考慮市場對再生產品需求的不確定性,而且還要考慮廢品回收供給的不確定性,主要包括回收物品的數量、質量和到達時間等,這些都是逆向物流網絡設計必須考慮的因素。然而,現有逆向物流網絡設計模型大多采用確定性規劃方法,忽略了上述的不確定性因素,只有少數模型采用靈敏度分析方法考慮了不確定性因素的影響。為了從根本上解決不確定環境下逆向物流網絡優化設計問題,應該采用隨機規劃或穩健優化方法。
②“正向”與“逆向”的關系
逆向物流可以有三種流通渠道:沿著傳統的正向物流網絡逆向流動;建立獨立的逆向物流網絡;建立正向和逆向相結合的集成網絡。目前的工業實踐中,普遍采用第一種較簡單的方法,網絡規劃完全按照正向物流的要求來進行。現有理論研究大多考慮逆向物流網絡的獨立設計,很少考慮“正向”和“逆向”物流網絡的集成設計問題。少數模型雖然考慮了“正向”和“逆向”物流中共用設施的選址,卻沒有考慮“正向”和“逆向”物流中運輸路徑的整合。
逆向物流是一個新興的研究領域,定量分析還很缺乏。目前關注的焦點是解決逆向物流網絡設計問題,包括建立反映逆向物流網絡特征的數學模型以及開發快速有效的算法,這些還有待進一步的研究。
作者:馬祖軍代 穎張殿業