再制造物流网络优化模型研究

来源:用户上传      作者: 贾秀兰

　　摘要：再制造是一种新型的制造观念和方式，它的出现适应了当前循环经济发展的需要。本文研究的是再制造物流网络模型的优化，目前的研究多集中在新建一个新的再制造物流网络，并在此基础上研究网络模型的优化。本文则从传统的物流网络出发，考虑在传统物流网络基础上增加再制造功能，建立一个再制造/制造集成的物流网络，并提出了一个再制造物流网络优化模型。
　　关键词：再制造、逆向物流、物流网络、再制造物流
　　
　　一、再制造的概念和特征
　　
　　1、再制造的概念
　　再制造是一个将旧产品恢复到“新”状态的过程，在这个过程里，旧产品被清洗、拆卸和检测，有再利用价值的部件被再处理，然后进入库存。将库存中经过再制造的零部件（或者加入适当新的零部件）重新装配成“新”产品，使其具有和原产品一样的使用性能和寿命。
　　2、再制造特征
　　再制造作为一项较为复杂的过程，具有自己的特点，再制造的主要特点有：
　　（1）回收产品到达的时间和数量不确定。回收产品到达的时间和数量不确定，要求解决的一个主要问题，就是对回收产品到达的时间和数量做出预计，将预计能回收的旧产品数量与预测需求和实有需求相比，看数量上是否合适。
　　（2）平衡回收与需求的困难性。为了得到最大化利润，再制造工厂就必须考虑，把回收产品的数量与对再制造产品的需求平衡起来。当然，这就给库存管理带来了较大困难。
　　（3）再制造物流网络的复杂性。
　　
　　二、再制造物流网络
　　
　　1、再制造物流
　　再制造物流是指以再制造生产为目的，为重新获取产品的价值，产品从其消费地至再制造加工点并重新回到销售市场的流动过程。再制造过程中的物流，既包括产品从消费者到再制造生产商的逆向物流，还有产品经再制造后又回到销售市场的正向物流，二者形成了一个闭环物流系统。
　　2、再制造物流网络构成
　　
　　再制造物流网络的布局如上图所示，该网络可分为三部分：左边部分负责从各地将废旧产品收集起来运往再制造设施，呈收敛状；中间部分完成从废旧产品到再制造产品的增值处理过程，呈多级结构；右边部分负责将再制造产品运往各地进行销售，呈发散状。
　　
　　三、再制造物流网络优化模型
　　
　　本文所建立的模型，是基于再制造和制造混合基础上的。模型中不仅考虑了再制造品的物流分配，同时还考虑了新产品的物流分配，新产品由制造厂生产；而再制造品也通过原来的制造厂生产。
　　1、本文模型的再制造物流网络结构
　　
　　在这个再制造/制造系统集成物流网络的结构中，新产品由原制造厂进行，再制造同样也由原制造厂进行，再生品和新产品共用分销网络，即传统的制造设施及分销网络。在此情况下，我们需需研究的是再制造中关键基础设施即检测中心的选址及其物流分配。
　　2、模型假设
　　（1）企业只生产、回收一种产品，废旧产品回收量、各种设施的处理能力以及投资和运营成本、各项设施间的距离、新产品和再制造品在各项设施间的单位运输成本都是已知的，不考虑折扣等因素。
　　（2）不考虑回收处理过程中的材料损耗，即经检测中心检验合格的回收产品全部用于再制造。
　　（3）仅在一些地理位置已知的备选地点中考虑新建检测中心
　　（4）消费区域划分已知，每个消费区域既是废品收集源，又是新产品，再生品的市场，用表示消费区域的集合。
　　（5）用表示制造/再制造厂的集合，制造厂既是新产品的生产厂，同时又是再制造品的生产商，因此我们称为制造/再制造厂
　　（6）检测中心的可选场址及服务能力已知，用表示待建检测中心的集合。
　　（7）焚烧填埋中心的数量、位置已知，服务能力不限，用表示焚烧填埋中心的集合。
　　（8）再制造品和新产品通过批发商传递到各消费区域，批发商的数目、服务范围和服务能力已知，用表示批发商的集合。
　　3、模型目标函数及约束条件
　　
　　其中（1）是目标函数，表示各种设施的运输成本、运营成本、投资成本及新产品和再制造品成本等成本的之和最小。（2）、（3）、（4）式表示制造厂和再制造厂生产的新产品与再制造品的产量与消费区域内消费者对产品的需求量要相等。（5）式表示从消费区域回收并运送到检测中心的的废旧产品量等于消费区域内可回收的产品数量。（6）式表明在检测中心的废旧产品量，应等于从该检测中心运往制造厂和再制造厂的具有可利用价值的废旧产品量与从该检测中心运往焚烧填埋中心的没有利用价值的废旧产品量之和。（7）、（8）、（9）、（10）式表明检测中心、批发商、制造厂和再制造厂的服务能力限制。（11）表示检测中心的建立与否，是个0―1变量，（12）表示要建立的检测中心的数量限制。
　　4、模型变量说明
　　（1）决策变量
　　Zkl――由消费区域运送到检测中心的废旧物品量
　　Qli――由检测中心运到制造厂/再制造厂的可利用并经过处理的废旧物品量
　　Slm――由检测中心运送到废弃处理场所的废弃物品量
　　
　　
　　5、模型的特点
　　本文建立的模型，是在以往学者建立的混合整数规划模型的基础上，结合再制造和制造两种生产活动，以及新产品和再制造品两种产品的正向物流分配建立的，更适合企业的实际：
　　（1）再制造活动可以通过对原制造厂进行扩建，增加再制造职能，从而可以由原制造厂来进行，这样做投资低，而且还可以较好地利用原有的正向物流网络。本文的模型正是在这种基础上建立的。
　　（2）本文建立的模型既考虑了再制造品和新产品在再制造物流网络中的物流分配，又考虑了二者在生产成本、存储成本、运输费用、运营成本、管理费用等各方面成本和费用的不同。
　　 （3）而在本文建立的模型考虑了消费者的需求，并把它分为对再制造品的需求和对新产品的需求两个方面纳入到了模型中。
　　作者单位：潍坊学院计算机与通讯工程学院
　　（编辑 雨露）
　　
　　参考文献：
　　 [1] 马祖军,张殿业等.再制造逆向物流网络优化设计模型研究[J].交通运输工程与信息学报，2004.2.
　　 [2] 赵昱卿,夏守长等.产品再制造特征的研究[J].新技术新工艺，2003.1.
　　 [3] 顾巧论,陈秋双：再制造物流网络模型设计[A].第二十二届中国控制会议论文集[C].武汉理工大学出版社，2003.

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