逆向物流网络

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逆向物流网络(Reverse Logistics Network)

目录

什么是逆向物流网络[1]

  企业逆向物流网络是指逆向物流系统中各物流节点的配置以及运输路线的安排等。其节点主要是指回收点、预处理中心、仓库、再制造中心、废物处置点等。

逆向物流网络的特征[2]

  1.集中程度

  涉及完成同种操作活动的地点数目。在集中网络中,同类型操作活动都尽量安排在同一地点完成,形成规模经济,节约人力物力,它是完成网络横向整合的有效措施,在一定意义上,集中程度代表了网络的幅度。

  2.网络层数

  物流顺次需要流经的设施数,表示了网络纵向深度。单层网络中,所有操作都在某一种设施中汇集;多层网络中,不同的操作会分别在不同的地点完成。

  3.与其他网络的连接

  主要是指产品回收网络与现存网络的关联程度。产品回收网络可能单独建立,也有可能是在原有网络基础上的扩建。

  4.开放与闭合网络

  对于一个闭合网络,回收产品会回到原制造商处经过加工后再次回到市场,许多OEM建立的再加工制造回收网络就是这样的,产品往往比较昂贵。而对于一个开放网络,物流从一端流进,从另一端流出,如废纸回收网络。

  5.合作程度

  涉及网络建设中的各方,逆向物流网络的构建也许发起人是某一个企业,但不可避免地会通过签订合同或联合的方式与其他企业进行合作,企业利用第三方来开展逆向物流业务就是一种合作方式。

逆向物流网络的类型[2]

  根据回收产品的种类不同形成了不同的逆向物流网络结构,例如再循环逆向物流网络、再制造加工逆向物流网络、可重新使用包装的逆向物流网络和商业退货逆向物流网络等。

  1.可直接再利用的逆向物流网络

  这类网络(如图1所示)主要是回收可直接再利用的产品。例如,可再利用包装在闭合环状网路中,包装一旦回返到包装提供中心,就可直接被再次利用。在整个过程中,时间是最大的不确定因素。
Image:可直接再利用的逆向物流网络.jpg

  可再利用物品只需要简单的再处理,如清洗、检查等,故网络简单,层次少,此外,由于再利用和原始利用之间不存在区别,故闭合环状结构就很自然了,该网络多用于多种类型包装的回收。网络中决定回收品数量和防止损失是一个重要问题。运输费用是主要的成本要素,因此该网络是分散型网络,节点以靠近顾客群为原则来设置。

  2.再制造加工逆向物流网络

  这种逆向物流网络的一些典型例子如复印机、汽车引擎、旧电脑的再制造加工网络等,其所涉及到的产品价值高,常常都是由OEM来做,再利用的产品或部件会用于新产品生产,回收市场和再利用市场有重合。此外,供应不确定性也是影响网络的一个重要因素,回收费用也较高。

  再制造加工网络中涉及到的回收作业,如修理、制造加工、打磨等,需要用到生产制造知识,需要运用生产设备,故这项产品回收再利用的工作通常是由OEM来做,如果市场准入门槛低一些,则会吸收到一些专业的第三方。由于新、旧产品的销售市场有重合,故该网络中涉及到正反物流的联合运输和同时处理两个方向的物流,而整合正反两向物流的闭合结构成为必然选择,故该网络大多是在现有正向物流系统基础上扩展形成的。

  3.再循环逆向物流网络

  这种网络(如图2所示)所处理的材料大都是低值产品,如纸张、塑料、沙、钢铁副产品。然而却要求先进的处理技术和设备,故投资费用很高,这就意味着该类型的网络,需要大批量的处理,形成规模经济,才会使得回收有意义,有价值。其次是,再循环网络多是集中网络结构。此外,网络构建的各责任方之间的紧密合作也是确保大规模、批量处理的保证。由于回收的方式有限以及材料再循环的技术可行性并不严格依赖于收集物的质量,故再循环网络模型很简单,层次不多。
Image:再循环逆向物流网络.jpg

  4.商业退货逆向物流网络

  商业退货主要发生在零售业制造业,源于商业回收或客户投诉退货,如发错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,但通过修复、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造品进行销售;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理。商业退货逆向物流网络结构如图3所示。
Image:商业退货逆向物流网络.jpg

逆向物流网络的功能[3]

  为实现产品从废旧品市场到再利用市场的转移,逆向物流网络一般应该具备四项功能,即收运、检测/分类、再处理、再分销

  (一)产品收运

  产品收运是指将客户用旧待弃的产品从消费市场收集并运送到特定处理场所的整个过程,包括确定废旧产品的供应来源、制订运输方案将废旧产品从不同来源地收集、运输到指定场所。对于闭环供应链来说,废旧产品收集成本在其总成本中占了非常大的比例

  废旧产品的收运首先需要确定废旧产品的来源,根据废旧产品来源再确定运输策略和存储策略。在前向供应链中降低运输成本的一些方法在逆向物流网络中仍然是有效的,但是废品收运过程受更多因素的制约和限制。例如,因为废品来源及数量的不确定,导致运输方案往往无法实现最佳化;另外,受环保法规约束,有些废旧产品的运输线路也会受到限制。这些问题增加了逆向物流运输网络设计的难度。

  为降低废旧产品单位收运成本,可有许多不同方法。例如,企业可以在靠近消费市场地安装回收设备,完成回收产品的初步分类工作,减少无效运输量和额外库存空间;另外,将废旧产品的收运与产品前向配送线路进行整合,也是降低废旧产品收运成本的有效途径。但是,这种整合运输增加了车辆装载问题和路径规划问题的复杂性,也使运营管理复杂化;而且整合运输并不适合所有类型的产品。整合运输必须既不影响前向配送服务水平,也不会给逆向渠道带来时间压力。

  (二)检测/分类

  一般来说,收集的废旧产品品质是参差不齐的,需要经过检测、检验后,才能确定哪些回收品具有再利用的潜力、可以通过怎样的处理活动恢复其价值,并根据这种处理过程的不同对回收品进行分类。在物流网络的构建中,检测与分类对回流产品的流动成本和效益具有重要的影响。如果在回收渠道的较早时期进行产品检测和分类,只将具有再利用价值的产品运送到再处理设施场所,那么可以减少不必要的运输,降低运输成本。但是这样一来,渠道中的检测/分类设施点就会增多,即逆向物流网络前端更加分散,由于产品检测一般需要昂贵的测试设备,并对测试操作员有较高的技能要求,这样就会增加检测/分类处理成本。

  反过来,如果将不同来源地回收的产品都运送到某个规模更大的场所集中进行产品检测和分类,从运输角度来看,就会不可避免地运输一些不能恢复价值的废弃物,即增加了不必要的运输量;但是集中检测更容易发挥运输的规模效应和检测操作的规模效应,便于投资更专业的、大型的测试设备,也便于检测过程的标准化管理,降低检测分类处理成本。

  综上分析,检测/分类设施在整个逆向物流渠道中的位置分布决定了网络的集中度,如何决策,需要在运输成本与检测成本之间进行权衡。除此之外,还要考虑,跨区域运输不能恢复利用的废弃物在很多国家和地区是受到限制的。因此,检测/分类中心的选址还必须考虑法律因素的制约。随着信息技术的发展,利用传感器、网上数据交换技术,使远程检测和分类处理成为可能,远程检测将大大降低现场检测的成本,通过这种信息流取代物质流的方式将对逆向物流方式带来积极的影响。

  (三)回收再处理

  再处理就是对具有再利用价值的回收产品,通过一定的加工设备、工艺和手段,恢复产品价值或其零部件价值,使它们能重新进入使用环节。根据处理工艺的不同,再处理活动包括维修、翻新、更换零部件、拆卸出有用零部件、切割、再生处理等。在逆向物流网络设计中,回收再处理阶段需要的投资是最大的,因为废旧产品的再加工需要特定的设备投资和设施投资,其成本对整个逆向供应链经济效益有很大的影响。一般情况下,回收再处理过程的高额投资要求通过规模化生产产生更多的经济回报,不仅要求再生产品的销售量规模大,还要求有足够量的回收品供应。

  当再处理过程由原始设备生产商(OEM)来经营时,OEM需要考虑是否将产品生产过程与再处理过程进行整合、在哪些环节进行整合。例如,可以考虑场地的共用、工人或生产线的共用等。两种生产过程的整合能够产生规模效应,减少投资降低成本;但是另一方面,也会产生冲突,需要进行协调并制订优先执行顺序,也要求企业组织结构与之相适应。

  (四)再分销

  再分销是指将恢复价值的产品再度经过分销渠道进入消费市场的活动,即再生产品的分销过程。再分销过程的设计与传统的分销过程设计类似,尤其是在配送运输业务方面。分销渠道的整合很大程度上要考虑运输的整合,尽可能提高运输工具的利用率。例如将废旧产品的收集与再分销运输的整合,OEM还可以考虑将原始产品的分销与再生产品的再分销进行整合。不管哪种整合,都将增加网络规划的难度和管理的复杂性。

逆向物流网络的构建环境[4]

  逆向物流网络环境包括产品、市场资源。产品的特性、市场的竞争程度及资源的稀缺性都会对逆向物流的网络规划产生影响。下面分别就这几个问题进行介绍。

  (1)产品特征

  产品特征涉及旧产品的物理属性和经济属性,例如重量、数量、脆性、腐坏程度、经济价值及过时率等。显然,每一方面都会对相应的物流网络布局产生影响。此外,还应该注意回收方式,如直接再利用、再生产加工、材料回收等。回收方式决定了所需要的设施、设备以及相关投资费用。由于产品特征的不同,会导致不同的最终产品、不同的回收程序以及不同的再利用市场。与此同时,产品的一些附加属性,例如法律责任等也会影响到回收方式的选择。

  (2)市场特征

  工厂/消费者/循环材料需求者涉及不同的市场角色和他们的相互关系。总的来说,有供应商、OEM、服务性供应商、独立的产品回收商、顾客及政府。不同方之间的相互作用对最终的供应链结构和相应的物流解决方案有着重要的影响。每一方都在享受权利的同时,选择了应尽的责任。逆向物流网络在从产品回收市场到再利用市场的范围内建立,再利用市场可能与原始产品市场一致,独立的产品回收商在再利用市场上的地位也是或弱或强。产品回收也可能由第三方外援来完成。

  (3)相关资源

  相关资源包括回收网络设计中的回收设施、人力资源运输资源等。本文主要研究回收网络中的设施,如拆解中心、再加工制造厂。显然,相关资源从经济的角度直接影响网络结构的设计,一方面是投资成本,另一方面是网络集成程度产生的规模经济。还有一种资源与网络处理能力和多样性方面有关,决定了不同整合物流程序的机会。

逆向物流网络规划问题[4]

  逆向物流网络规划决策与前向物流网络规划具有相同的总目标,也就是以最低的成本或最大的效益实现废旧产品从回收过程到再市场化过程的转变。但是,规划决策时的约束条件除了经济和成本方面外,还要考虑客户满意度和环境法律法规的限制。例如,有些国家禁止有些废弃物跨地区运输,决策时就应该考虑这一限制。逆向物流网络规划主要解决以下方面的问题:

  1.逆向物流设施功能设计

  进行逆向物流网络规划,首先要明确完成整个逆向物流过程到底需要哪些设施,每一设施有何作用,在每一设施内具体将进行哪些逆向物流作业流程。通过这种分析,可以将不必要的设施从计划中去掉,或者将有些功能相似、流程相似的设施进行合并,以减少固定投资。

  2.逆向物流设施布局

  设施布局即要确定逆向物流设施(包括回收中心、中转站、再处理设施等)的数量及其平面地理位置,即网络设施选址问题。这些固定设施的平面位置布局决定了整个逆向物流系统(甚至整个供应链系统)的模式、结构和形状,对于回流产品的收运方式、储存模式及逆向物流作业过程控制都有影响。

  3.设施规模确定

  规划确定即要确定每一设施应配置多大的容量。例如,回收中心的仓储规模、处理速度,拆解中心的最大拆解能力、最大再加工能力等。在一定的区域范围内,如果设施规模定得太高,会导致设施的实际利用效率低于设计容量,造成资源浪费;反之,如果容量配置过低,又会导致对需求的反应能力过低,不能满足实际需要,同时会导致逆向物流成本上升。

  4.市场和供给配置

  市场和供给配置即要确定每个设施应服务于哪些市场。每个设施的供货来源由谁负责?逆向物流设施的供应源和市场与前向物流设施的供应源和市场是相反的。产品消费市场的分散性,决定了废旧产品的来源也是分散的,即逆向物流设施供应源的分散性。市场配置和供应源的配置会影响回流品运输方式及运输成本。

  逆向物流网络规划的上述问题,既涉及空间规划问题,又包括时间规划问题。物流设施的数量、规模及其位置布局规划必须要考虑客户的位置分布,与运输成本有关;而逆向物流网络功能设计及设施布局还会影响对回流产品的处置周期,更短的处置时间不仅会带给客户更高的满意度,还有利于及时挽救回流产品的价值。因此,从时间角度考虑也会影响逆向物流网络的规划。

  逆向物流网络规划中涉及的问题还很多,比较典型的、常见的问题还主要有逆向物流网络设施选址问题、逆向配送车辆路径规划问题、收运车辆调度问题等。

逆向物流网络的设计[4]

逆向物流网络设计的主要内容

  逆向物流网络设计的主要内容:一是确定回收产品从收集地到市场需求终点的整个流通渠道的结构;二是逆向物流网络结构的效率分析及绩效评价。

  1.确定网络渠道的结构

  逆向物流网络规划的主要任务是确定回收产品从收集地到市场需求终点的整个流通渠道的结构,包括逆向物流设施的类型、数量与位置,设施所服务的顾客群体与回收产品类别,回收产品在设施之间的运输方式等。具体设计时,可以将逆向物流网络规划中的决策问题分为三个层次来考虑:战略层、战术层、运作层。

  战略决策层包括逆向物流网络结构的回收策略、组织类型与关系等。具体如逆向物流网络要实现什么样的功能、采取什么样的类型、选择哪些参与者、参与者相互间是什么关系等问题。主要研究回收利用选择问题、逆向物流的参与者类型、产生逆向物流的原因、是否从事产品回收活动、如何根据产品特性选择相应回收处理方法、为适应回收再利用而改进产品设计(面向回收设计)等问题,这些都属于战略决策问题。

  战术层包括回收与整合管理生产计划库存管理、信息技术、绩效评价等。例如,库存管理研究包括回收产品的原因、产品类型、回收产品的库存量及其库存控制问题。信息技术研究包括组织间的信息流管理、共享、激励等问题。在战术决策水平上,企业需要从产品回收与整个自身组织进行整合。具体活动就是要把回收、加工处理操作、仓储、再利用再制造等构成一条完整的回收链。

  运作层关心最为具体的企业经营活动,包括运输路线与调度、成本核算、回收处理策略的具体实施与选择、再制造生产任务安排等。而拆卸调度及维修调度规则。物流活动的成本核算、信息分析监控、信息数据处理等也都是企业具体的经营操作层的活动。在回收链的始端,使用何种预测技术预测回收产品的数量、范围以及质量分布也属予运作决策。

  2.网络结构的效率分析及绩效评价

  结构影响效率,不同的结构对逆向供应链乃至整个供应链的绩效有着根本的影响。因而,网络结构设计的好坏要通过对其进行效率分析和进一步的绩效评价来确定。

  目前对逆向物流结构效率的研究文献远没有供应链结构效率丰富,很多供应链结构效率研究方法和理论对逆向物流效率研究具有参考作用。国外文献分别介绍了动态、随机或者多目标的供应链效率分析方法,对逆向物流结构效率分析很有帮助。R.Canan等研究了逆向物流中三种不同回收模式的效率问题。黄祖庆等研究了直线型再制造逆向供应链决策结构的效率问题,明确了不同成员权威对结构效率的影响,指出分散式逆向供应链的效率损失不可避免。供应链效率结构性损失的根本原因在于“牛鞭效应”的存在。

  逆向物流的绩效评价可以从成本、资本效率、风险客户管理四个角度来进行。企业需要对成本及资本运营效率的考核确立标准,建立指标体系风险评估包括从事逆向物流所遭遇的自然风险(风、洪水等)、人为破坏风险(失窃、损坏等)、经济风险(违约、跌价、过期等)。企业所在的行业不同,顾客满意度的涵义及范围也不同。反映客户满意程度的指标有很多,如客户反映速度、应急处理能力等。对于外包类型的逆向物流企业可能涉及的指标有修理质量、修理及时程度、协议履行程度、回收产品的质量水平、退款调解能力等。这几个绩效评价的方面都需要在对逆向物流网络仔细研究的基础上,根据其特点与回收产品的特点等建立科学的评价指标体系。另外,用于逆向物流绩效评价的方法也有很多,可以采用定性与定量方法相结合的方式。定量的方法如模糊评价、灰度评价、DEA评价、AHP/ANP评价或以上方法的综合评价等。

逆向物流网络设计的影响因素

  如前所述,逆向物流网络系统设计主要是解决网络的层数、成员组织方式和连接方式、运输服务、顾客服务、逆向链与正向链的整合问题及构建逆向物流网络的效率问题等。在具体构建逆向物流网络时,必须综合考虑所处的内外部环境及逆向物流的独特特点。

  1.逆向物流网络构建环境的外部环境

  逆向物流网络构建环境可以从产品、市场、资源三个方面考虑。

  (1)产品因素

  旧产品的物理特征和经济属性对物流网络的布局有很大的影响,例如数量、重量、体积、损坏程度、经济价值等。回收方式即再使用、再制造、再循环等决定了逆向物流的设备、设施以及相关的投资费用。由于产品特征的不同,将会导致不同的最终产品、回收程度以及不同的再使用、再制造和再循环产品市场,从而导致不同的网络结构形式。

  (2)市场因素

  市场因素涉及参与逆向物流的各种市场角色及相互关系,这对最终的逆向供应链解决方案及逆向物流网络结构都有着重要的影响。对于参与者来说,责任与权利是同时共生的,参与者之间的关系构成了逆向物流的组织环境

  (3)相关资源

  相关资源具体包括公用回收设施、企业私人回收设施、运输资源、人力资源、时间限制、法律因素、合同限制等。前三个因素从经济角度直接影响网络结构的设计,制约着投资成本以及由此产生的规模经济效应;法律法规的限制可能使得在评估设施选址时需要排除一些特殊的区域;人力资源限制要充分考虑是否有足够数量和质量的人力来支持逆向物流战略;合同限制包括现有的和未来可能发生的合同。这些限制性的条件都对网络设计有重要的影响。

  2.逆向物流网络结构的独特特点

  另外,逆向物流的独特特点也影响着网络结构的设计。逆向物流网络结构与传统供应链结构既有共性又有区别之处,最为根本的特点表现为以下几个方面。

  (1)废旧品的不确定性

  正向物流系统一般只涉及市场需求的不确定性,分销产品的数量、质量及目标市场都是确定的。在逆向物流系统中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,供应在很大程度上由外部决定。消费者不像传统生产分销系统中的供应商那样在制造商有需求时就提供所需的物料,而是要等到他们不再使用该产品的时候,才可能抛弃产品。况且很多产品的回收状况没有统计数据可以借鉴,因此很难对其进行预测

  同时,与新产品生产的零部件和原材料供应相比,废旧产品质量和时间的供应也是一种标准化程度很低的输入资源,其回收的时间、质量(如损耗程度、污染程度、材料的混合程度等)一般事先无法确定,因为这些参数不是由系统本身所决定的,而是受外界影响的,是很难进行预测的。因而不确定性主要包括回收物品的数量、质量和到达时间等,这些不确定性因素将给逆向物流系统结构设计带来一系列后续问题,如回收率的不确定性将导致物料计划的不确定;回收产品检测前的质量不确定性将导致加工顺序和交货时间的不确定、生产任务安排的复杂性;回收产品质量和时间的不确定性将导致再制造车间物流路线复杂多变;再制造产品库存的位置和规模难以确定。

  由于这些因素不易控制,要做到供应和需求的有效匹配就很困难。可见,供应不确定性是再制造物流网络区别于传统生产分销物流网络的一个主要特征,因而逆向物流网络设计的一个重要前提是要保证对废旧产品回收量和组成成分变化的鲁棒性,使当前所作的网络设计决策能够满足今后环境变化的需要。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,而目前只有少数模型采用灵敏度分析方法时考虑了不确定性因素的影响。

  (2)检测和分类的集中程度

  供应不确定性导致的直接后果之一就是要在逆向物流网络中设置检测/分类环节,而在传统生产分销物流网络中却没有。

  在传统的供应链中,物流沿着制造商、批发零售商、消费者这样的路线流动,其分销物流网络中的产品物流路径一般事先已经确定;而逆向物流中有检测和分类功能,逆向物流网络中的产品回收处理路径取决于废旧产品的质量。因此,逆向物流网络的结构会更复杂,网络设计时需要确定检测和分类功能的位置,回收产品只有在检测之后才能确定其未来的目的地,检测和分类环节的集中程度对逆向物流网络中的检测费用、搬运费用及运输费用有重要影响。

  (3)“正向”与“逆向”的关系

  正向物流网络的特点是“少对多”,呈发散状结构;逆向物流网络的特点是“多对少”,呈收敛状结构。

  逆向物流可以通过三种渠道来进行:一种是传统的正向物流网络;一种是独立的逆向物流网络;还有一种是正向和逆向相结合的集成网络。以物料循环利用为目的的逆向物流通常被描述为一个开环系统,因为物流系统中的废弃物不是回到了它的原始制造商,而是被另外的厂商所利用。这种情况下由于正向和逆向物流渠道的操作者不同,对正向和逆向回收物流渠道进行整合的可能性很小。材料循环利用以外的逆向物流系统则可以是一个闭环系统。

  正向物流与逆向物流的参与者可能相同也可能不同。回收物流渠道的操作者可以是正向渠道的参与者(制造商、批发零售商、物流服务供应商等),也可以是其他一些专门的团体(二手商家、专业再制造厂商等)。操作者不同将会对配送和回收物流的整合的可能性产生重要的约束或影响。正、逆向产品流以及参与者的相互协同、兼容问题是需要研究的问题。

逆向物流网络设计的原则

  逆向物流基于它不同于正向物流的独特特点,其网络设计除要遵循正向物流网络设计的基本原则之外,还应该具有与其特点相适应的设计原则。一般来说,设计逆向物流网络应该充分考虑到如下基本原则:

  1.用可持续发展的标准约束供应商

  选择符合可持续性发展标准的供应商需要增加额外的选择标准,如必须为供应商解决两难的悖论:生产可重复使用的零配件的供应商可能因此失去大部分业务。这种损失应该得到补偿,如可以将维修等业务外包给原始制造商,一方面原始制造商具有专业的业务知识和设备,可以提供较好的服务,另一方面供应商可以通过模块化设计以便于产品回收。

  2.建立新的市场

  环保要求会引发建立某些特定物料的新市场,也可能引发生产过程中现有物料流程的重组。借助新技术,以前作为废物处理的物料会变成有用的副产品。处置设施应尽可能地接近终端消费者,这样可以便捷地运送来自消费者的废旧产品。此外,企业应尽可能提供废弃物处理服务。

  3.应付不确定因素

  在回收的产品中,只有部分是有价值的,但正确预测哪些部分有价值比较困难,因此用来区分回流产品中有用部分和无用部分的分类/测试工作需要分散进行。由于逆向渠道固有的推/拉特性,即使在完美信息状态下,在回收产品的供给和需求之间也存在着不匹配问题和回收渠道的选择问题。从事物料和能源经营的企业应该进行一定的准备,使自己能对管理和流程中的变化作出快速反应。不断变化的产品和服务也在不断推动设计的变化,为了达到生态最优化,必须多研究一些备用的设计方案。

  4.对物流网络设计与回收方法进行匹配

  有些研究者对成本和服务驱动式的网络设计进行了案例研究,他们得出的结论是:与传统的正向物流相比,闭环供应链有明显不同的特点,尤其在流程方面。产品回收网络的典型特点是:它包括了专门从事收集与运输的汇聚部分、将可再用产品配送到市场的发散部分、与回收处理各个环节有关的中间部分。它们对物料回收、再制造、可再用部件、可再用包装、保修和商业回收等网络进行了区分,这些网络类型在网络的拓扑结构、参与者的角色、参与者之间的合作等方面不同。

  5.提高再循环的设计

  关于环境驱动式网络设计,有研究者从闭环供应链的角度分析了电池回收问题,讨论了许多网络设计方法,环境因素影响着网络的拓扑结构、参与者的角色、参与者之间的合作。有人认为产品如何设计是一个关键因素,决策时要考虑模块化、物料类型、供应商的参与程度、可拆解性、生命周期、所用设备的类型、产品中模块/部件的标准化程度,影响决策的参数包括污染的产生、能源的使用、残余废弃物、生命周期成本、生产技术、辅助材料、副产品、可回收性、产品复杂性、产品功能等。

  6.提高回流的质量和比例

  除了高效的物流管理和优化的产品设计外,系统的优化程度依赖于回流质量和回流比例。

  7.构建时要以实际情况为准,要定性和定量分析相结合地进行

  因为无论采用何种类型的网络,都需要花费大量的资金和精力,一旦发生网络运行不畅、效率不高的情况,将会给企业带来大量的资源浪费和沉重的负担。

  8.构建时应尽可能地考虑经济效益与社会效益的协调

  逆向物流网络设计时,生产商的经济收益和环境保护、社会效益之间存在一定矛盾。单纯追求经济效益的最大化,可能造成回收意愿的降低;反之,较大的回收努力系数并不一定对应较大的经济收益。因此,追求收益最大化就有可能以牺牲环境为代价。在条件许可的情形下,应该根据产品商品特性、实物资产专用性程度、技术资产专用性程度、企业的核心能力、成本收益状况的变化情况,考虑到最优回收努力系数的要求,合理选择设计物流网络以达到经济效益和社会效益的双赢。

  9.构建时要采用科学合理的建模方法,选择合理的模型和参数,选用相对精确的算法

  逆向物流网络构建的主要任务:一是确定回收产品从收集地到市场需求终点的整个流通渠道的结构;二是逆向物流网络结构的效率分析及绩效评价。前者涉及选址定位、运输、成员关系协调等建模问题,后者需要数理统计的分析方法及有关绩效评价体系、评价办法。所构建结构效率的高低依赖于所选择的数学建模方法及算法。

  总之,闭环供应链与传统的供应链有着显著不同的地方,尤其在可持续发展方面,因此需要对传统的设计原则进行扩展。扩展时,必须考虑减少废气排放和废物生成,需要用到诸如生命周期评估法(1ife cycle assessment)、生命周期成本法(1ife cycle costing)等先进工具。

逆向物流网络规划方法概述

  逆向物流网络是逆向物流的基本组成部分,逆向物流网络的优劣,对降低逆向物流的运作成本起着极其重要的作用。回收产品不同,逆向物流网络的组成结构也不相同,网络的复杂程度也不相同,其中以再制造物流网络最为复杂。同时,越复杂的网络,其降低成本的可能性越高,但优化的难度也越大。

  逆向物流系统的网络规划,主要是各种设施如仓库、处理场、工厂地点的选择,回收产品的调配等。通过对文献的研究分析发现,目前逆向物流网络规划方法大多是将各种随机情况进行确定性近似,再建立数学模型,然后优化求解。

  数学规划方法是解决逆向物流网络规划的主要方法,特别是在网络结构边界清楚、设计的节点相对较少的情况下,传统数学规划方法配合专门的求解软件(如lingo/matlab等),可以方便地得到网络规划的最优解。

  该类方法被广大学者应用于不同的环境,如为可重复使用、可折盛的运输包装容器的租用设计“闭环”逆向物流系统。该系统包括总代理、回收物流服务商、发货人、收货人和“正向”物流服务商,由这五个主要成员建立了一个经典的无能力约束仓库选址混合整数线性规划模型。该研究的重点是在成本最小化目标下,仓库地点如何选择;哪些仓库将用来存储、清理和维修回收来的包装容器;当有人租用容器时,怎样从仓库将容器发送给发货人。

  此外,还对维持系统运转所需的容器数量、租金定价、各仓库之间的库存平衡等问题进行了求解。

常见的物流网络模型

  物流网络的设计过程是复杂的,常常需要借助各种数学模型和计算机模型。实际系统和问题的多样化,使得网络规划方法也多种多样。按照系统建模方法的不同,常见的网络规划模型主要有五类,即图表模型、最优化模型、仿真模型、启发式模型、专家系统模型。其中,图表模型适合进行初级分析;最优化模型适合于问题比较清楚、明确,能用数学式表达的系统;启发式模型和专家系统模型适合于对主观经验和定性因素的分析;仿真模型以计算机仿真技术为基础,适合于带有随机不确定性的、离散事件的系统。下面介绍最常见的三种模型,即最优化模型、仿真模型和启发式模型。

  1.最优化模型

  最优化模型是依赖精确的数学方程式和严密的数学过程来分析和评价物流网络的各种可选方案,从数学上可以证明所得到的方案是针对该问题的最佳选择。

  最优化模型通过精确的运筹学方法设计数学模型求出决策问题的最优解。在给定的假设前提和足够的数据后,优化模型能够保证求出最优解。最优化模型主要包括各种数学规划模型,例如线性规划非线性规划动态规划、混合整数规划、排队模型、枚举模型、微积分模型等。其中,物流网络规划最常见的是各种线性规划模型。按优化变量的不同又可以分为两类:一类是连续型线性规划问题;另一类是混合整数规划问题(mixed integer linear planning,MILP)。

  连续型网络优化模型的典型应用就是单设施选址规划的重心法模型,该模型以运输总成本最小化为优化目标,优化过程采取了多次迭代和逐渐逼近的数学方法。由于优化模型中进行了一系列的假设和简化,因此最后得出的最佳坐标点往往需要修正,或作为选择初始方案的参考依据。

  混合整数规划模型常用于多设施选址、网络最佳路线设计等问题中。由于变量空间的不连续,模型的求解过程中存在组合爆炸问题,一般需要应用数值逼近方法或现代优化方法,而且只能得到近似的满意解。目前应用的主要求解方法有遗传算法、节约法、遗传模拟退火算法、分支定界法、逐次逼近法、SAD模拟法、最短路径法、模糊匈牙利法、排队论、非线性规划法等。

  最优化模型也有其局限性。由于实际系统的复杂性,一个数学模型往往无法包含现实问题中所有的约束与影响条件,需要进行一系列的假设。如果建立的模型对现实系统的描述过于细致,即使利用了最大型的计算机,也无法在合理的计算时间内得到最优解(因为会出现“组合爆炸”的问题)。因此,需要在问题求解的时间与问题描述的现实性之间取得平衡,即需要在运算能力限制与假设条件个数之间进行权衡。

  2.仿真模型

  能提供数学最优解的模型虽然看起来最好,但有时理论上的最优解对现实的系统却没有意义。例如物流网络设施选址问题,按数学模型求出的最优点可能位于某条河道或桥梁上。物流网络规划中,存在许多随机因素,有时数学上的最优解并不是问题的关键,而是需要经常选用仿真技术,建立系统仿真模型。

  所谓仿真模型,就是以代数和逻辑语言作出的对系统的模拟。这种模拟通常要利用随机的数学关系,可以说,仿真的过程就是对系统模型进行抽样试验的过程。仿真模型能真实地模拟系统过程,可用于物流系统规划的很多方面,如物流设施选址、物流绩效影响因素分析、物流设备配置、物流成本分析等。大部分仿真模型要针对所分析的具体问题专门设计。尽管国外已有一些专门处理物流问题的仿真模型,但更多的仿真模型还是建立在通用仿真语言的基础上,例如Witness、eM-Plant等。

  从物流网络规划问题来看,最优模型与仿真模型的区别在于,最优规划模型寻求的是最佳的仓库数量、最佳的位置、每个仓库的最佳规模,而仿真模型则是试图在给定的多个仓库、多个分配方案的条件下,反复使用模型,对多个布局方案进行评价,从而找出最优的网络布局方案。

  系统仿真需要借助计算机的帮助,建立仿真模型需要大量的数据信息,要应用统计分析技术,同时还需要较长的计算机运行时间。尽管如此,由于物流系统中存在着大量随机现象,使得物流仿真技术的应用越来越普遍。在逆向物流中,不确定性和随机性是其最突出的特点,因此应用仿真模型到逆向物流网络规划中,具有特别强的针对性。

  3.启发式模型

  仿真模型能够实现模型定义的真实性,最优模型能够实现寻求最优解的过程,启发式模型则是这两种形式的混合模型。启发式模型是以启发式规则为基础建立的系统模型。启发式规则指的是那些能指导问题求解的原理、概念和经验法则。对于一些无法求得最优解的问题,借助于这些启发式规则,可以得到满意解,但无法保证获得最优解。

  启发式模型对物流系统中某些难以解决的问题,是一种很实用的方法。物流系统规划人员对某个问题的求解经验有时可能胜过最复杂的数学公式,如果能将这样的知识或经验以规则形式融入现有模型中,将能得到更高质量的解。

  以下是物流系统规划中的一些启发式规则:①最适合建仓库的地点是那些需求最大的地区或临近这些地区的地方;②按整车批量购买的客户应由供应点直接供货,而不应再经过仓储系统;③如果某产品出、入库运输成本的差异能够弥补仓储成本,就应该将该产品存放在仓库里;④从分销的角度看,那些以小批量购买且位于运输线末端的客户的服务成本最高。

  将启发式模型与专家系统技术结合,就可建立专家系统模型,它能帮助物流管理人员迅速提高决策能力。

逆向物流网络管理[5]

  当逆向物流网络建立起来后,就需要对其运营进行管理,在此基础上,还要对其绩效进行评价。逆向物流在实际运行过程中,应该注意以下几点。

  1.加强逆向物流的起始点控制

  多年以来企业总是从配送、分销的角度去审视其物流系统的营利性,其手段主要是从对库存量的监控来达到赢利的目的。有研究表明应该集中注意力关注逆向物流的管理功能。尤其是被称为逆向物流的起始点,更应受到更多的关注。在逆向物流流程的起始入口对有缺陷或无依据的回流商品进行审查是逆向物流系统成功运作的前提条件。要想使整个返回的物品流实现利润,实现良好的起始点控制是第一个重要因素。

  在过去,很多企业采用所谓的“自由回流”政策来吸引客户,虽然起到了一定的效果,但它同时也鼓励客户滥用这一政策。比如,在GENCO的一个零售商集中式处理中心,就不得不面对来自顾客的大量退货商品。而这些并不是被顾客声称的有质量“瑕疵”的商品。很显然,“自由回流”政策鼓励了客户欺诈行为的发生。

  这种回流方式使得生产商承担了产品回流过程中引起的绝大部分成本和费用。由于生产商可能以比卖给零售商的直接价格更低的价格把这些产品卖给分销商,生产商的利润降低了,而分销商却无需承担处理回流产品的费用。这一机制显得既不高效,也不公平。

  Nintendo是一家电子游戏制造商,它开发出了一套革新性的“起始点控制”系统。如果零售商登记卖给顾客的游戏留言装置,就能从Nintendo得到0.5美元折扣。这样一来,Nintendo和零售商就能判断产品是否被担保,判断产品是否在允许的时间内回流。他们在计算机系统中研制了特殊的包装,使得零售商的销售末端扫描仪能扫描产品序列号,扫入的信息即是更新数据库,当顾客要求退回Nintendo公司的产品时,零售商就能进入这个数据库检查。

  这个新系统对该公司的底线产生了巨大的影响,在实施了这一系统之后,Nintendo公司的商品回流降低了80%,降低到低于2%;在大多数系统中,一旦销售人员对回流商品做了一个决定和判断。这个判断一般来说就不能更改了。但由于许多销售人员在这方面并没接受太多的训练,因此系统的问题就被放大了。

  在逆向物流起始点控制上的失败还可能引致供应商和零售商之间的摩擦,更不用提损失收益了。比如,在1996年年末,美国一家精品服装生产厂商忽然发现其股票价格戏剧性下跌,这主要源于一家销售该精品服装的零售商无力合理地完成物品至制造商的逆向物流工作。这个零售商位于市区的大型购物中心,几乎占了该制造商1/3的营业额。这就是问题所在。

  2.压缩处理周期

  另一个成功运营逆向物流的管理要素是短的处理周期。擅长管理逆向物流过程的公司往往也擅长逆向物流的起始点控制。这些公司还能够缩短回流物品的时间、转移和处置有关的回流周期。虽然绝大多数回流物品并不随时间的增加而变得更好,但很明显,许多公司仍未能找到缩短冗长的回流商品处理周期的方法。在涉及的许多公司来看,物品的回流是额外的作业过程。当物品回流至某个配送销售中心后,我们不清楚它是否是可重新整修或可利用的缺陷品,还是需要掩埋的废品。想要经营一个正向配送中心是困难的,公司配置资源去经营一个逆向物流配送销售中心更是难上加难。

  企业压缩处理周期的难点在于对回流物品该如何及时处理。当处理的含义不清或常常有笛例外情况时,企业员工很难做决定。

  3.逆向物流的信息系统

  在运作逆向物流的决策过程中所遇到的一个最严重的问题是没有一套完善的信息系统。很少有企业能自动收集逆向物流运作过程中的信息。一些企业中的逆向物流从业人员认为他们根本无法购得令人满意的逆向物流管理信息系统。

  为了更好地应用信息系统压缩处理周期时间,美国的一家企业开发了一套非常简单的系统。除了建立计算机硬件系统之外,他们设计了人工系统以改善回流商品的处理。他们使用的是三色系统。如果这件商品要被退回给工厂,则被贴上黄色;如果该商品要被放入处理品托盘,则被贴上绿色;如果系统显示红色,则这件商品另作处理,需要进一步调查。这家公司尽量把被贴红色的商品的数目控制到最少。由于处理决定是由系统作出的,它并不依赖于某员工的判断,因此回流商品处理周期被大大缩短了。此外,该公司还根据这套系统从跟踪回流物品检测处理周期和工厂绩效中获益。企业的采购人员在和其供应商谈折扣时就能掌握比对方更完备的信息。此外,商店还能知道顾客有没有在退货时存在欺诈。这些企业已经认可了逆向物流对利润的影响,同时也采取了相应的方法去处理逆向物流中的难题。

  在逆向物流系统中采用信息系统的主要目的就是为了更好地跟踪回流物品,并采取相应的措施及时加以处理,以节省处理时间与减少相应的成本耗费。

  4.集中式回流物品处理中心

  在集中式的系统中,所有要进入逆向物流渠道的产品都被带至处理中心,在那里经分类、加工然后运至下一个目的地。这种集中式系统的好处在于为每个逆向物流的客户创造尽可能大的价值,这些顾客往往因此能从回流商品获取更高的收益。这个系统还使得企业能最大化回流商品的数量,因为分拣专家拥有该领域的专门知识,可以为每件产品找到最佳的回流目的地。

  一般来说,集中式回流物品处理中心是这样运作的:零售商把物品送回至集中式回流物品处理中心后进行分类工作。在这一步中,相关人员将对该商品是重新出售还是废弃作出决定。显然,选择最佳的处理商品的方式对于从回流商品获取利润的最大化是至关重要的。

  从制造商的角度来看,集中式模式能改善顾客服务。它可以加速协调过程,改进回流商品的认可制度,还可以部分地开发管理信息。由于回流商品被集中了,因此,制造商更易于了解商品回流的趋势。此外,良好的逆向物流管理可以作为一类营销手段来保持顾客的忠诚度。快速完成交易、给予顾客信任这些都有助于加强顾客的忠诚度。采用集中式回流物品处理中心带来的益处如下所示。

  1).简化零售商店的工作

  2).改善和供应商的关系

  3).改善库存商品的控制

  4).提高库存周期速度

  5).降低行政成本

  6).降低店铺成本

  7).减少商品贬值

  8).重视零售商的核心能力

  9).减少土地掩埋费

  10).改善管理信息。

  5.零返回商品流

  在“零返回商品流”计划中,制造商和分销商不允许商品由回流通道中回流。相反,他们给零售商和其他下游成员一个回流额度,为回流商品的处理制定规则和指导章程。在许多产业中,回流额度一般占零售商销售额的3.5%~4%。

  “零返回商品流”政策一般能大大降低成本。实施这类政策的企业可以通过预先设定回流商品的成本限额来减少回流成本的不确定性。运用“零返回商品流”政策来稳定回流率可以改善企业计划,保证财务健康。

  这种政策可以使企业免于接收回流商品,这种战略被一些消费品公司和电器公司所采用。很有意思的是,大多数零售商并不专门追踪回流商品处理成本。相反,商品购买者已经把回流额度因素考虑进了定价,他们忽略了回流商品处理成本。虽然“零返回商品流”政策使销售通道中的上游成员无需处理逆向物流商品,但它并不减少销售通路中的下流成员的负担。

  因此,这项政策导致的结果是复杂的,在一家消费品公司,“零返回商品流”政策看起来的确降低了与回流商品有关的处理成本,然而,回流商品的大部分进入了其他的流通渠道,比如二手市场。在评价“零返回商品流”政策时,常常不得不考虑这对“销售渠道”可能造成的影响。

  1)“零返回商品流”政策的运作

  在典型的“零返回商品流”政策中,供应商会通知顾客,订购的产品不允许退回。相反,供应商会给予顾客一个根据发票金额的折扣。零售商按照供应商的意思,可能会销毁商品。也可能以其他方式处理。在应用于计算机行业的另一种模式中,零售商会把所有的产品送至集中的公开的回流商品认证机构。对有用的物品进行偿付后,再将它运给第三方以整修或做其他处理,无用的物品则按预定的规章进行处理。这种模式下,零售商的目标就是罗列出尽可能多的制造商,使他们加入这一模式,从而能集中接收、集中核查、集中付款。如果站在计算机制造商的角度,所有的产品都会送至从事整修的第三方,一个独立的机构会对产品进行审核以决定它的有效性,决定零售商的信用等级。所有“回流商品认证机构”的工作及之后的商品处理工作都由第三方完成。

  这种模式给零售商带来的后果可能是快速的付款,更简化的回流过程,更少的回流商品库存;而对制造商而言,这种模式可能引起更快的恢复作业,更好的“回流商品认证机构”组织。但在这种模式下也有缺点,没用的产品成为一个棘手的问题,因为第三方不知道向制造商还是向零售商要求偿付。

  2)2%~6%的问题

  “零返回商品流”可能会带来被称做“2%~6%”的重要问题。由于大型零售商在销售过程中拥有巨大的影响,因此制造商难以决定一个合适的回流额度。举例来说,如果制造商出售商品给Kmart,Kmart愿意接受制造商的不超过6%的回流率,如果制造商将回流率设为6%。事实上,虽然它有6%的回流额度,但如果实际回流率只有2%,Kmart会更高兴。Kmart会利用额外未用的回流额度来要求折扣。

  然而,如果制造商设定了2%的回流额度,但实际的回流率却有6%,那么Kmart就很可能不接受制造商设立的回流额度。由于大型零售商的影响巨大,制造商基本不具备和它讨论决定回流额度的力量,再加上制造商无力控制回流商品的处理过程,这就意味着“零返回商品流”政策使零售商承担的风险要小于制造商。一项有效的“零返回商品流”方案要求买卖双方都能理解什么是他们的实际成本

  6.再制造、整修

  在逆向物流网络运作管理中,再制造与整修也是十分重要的部分。再制造和整修可以分为五类,分别是:修理、整修、重新制造、拆卸和循环利用。前三类涉及产品的修理和升级,它们的互相区别在于改善的程度不同。修理的工作最肤浅,重新制造涉及的工作最多。

  拆卸只是把一部分可重复使用的部件从使用过的回流品中拆除以恢复、整修。循环利用则是对商品中的某些部件的再利用。

  对使用过的商品进行重新制造及整修正变得越来越普遍。甚至连NASA的航天飞机都是由整修的工具制造成的。NASA的一个下属部门利用经整修的机器工具来生产航天器的主体部件。从成本的节约角度来考虑,整修要优于购买新产品设备。

  Hewlett-Packard也使用经整修的部件作为服务部件,他们接收回流的次品和生产线,对其进行再造和整修,然后通过他们的服务网络利用这些部件。他们通过重新利用有价值的资产而降低了成本。

  7.资产的恢复

  资产恢复就是对回流商品、过剩商品、过时商品、废品和过多的材料进行分等级和处理,目标就是在降低处理责任和成本的同时提高回流商品所有者的回报。资产恢复的目的就在于尽可能地恢复商品的经济和生态价值,从而降低最终废品的数量。

  对许多企业而言,资产恢复已经变成一项重要的商业活动。资产恢复对于企业营利性的影响程度取决于企业在减少诸如环境问题这样的负面影响的同时从回流商品中恢复尽可能多价值的能力

  资产恢复过程包括销毁回流商品。当回流商品进入二级市场后,许多零售商和制造商仍然希望他们的商标获得认可。销毁包括去掉制造商的名字,撕去价格标签。

逆向物流网络的案例分析[3]

案例一:不同企业的逆向物流网络构成

  例一:IBM的逆向物流网络。IBM企业活动中包括了多个闭环链,主要涉及租赁期满的产品退回、回购、环境保护的回收以及生产中的废料回收。从全球范围看,每年的回流物资达几万吨。为了从这些逆向回流品中获取最大价值,IBM考虑了对这些回流品在产品层、部件层和原料层的三种再利用选择,其逆向物流过程涉及回收产品的分类、拆卸、再制造、再销售等,由全球资产恢复处理机构负责全球范围的网络布局和处理规划。通过这种方式,IBM每年可从回流产品中获利几百万美元,与此同时,也使废弃物填埋和焚烧处置量减少了4%,节约了一大笔废弃处置费用。
Image:逆向物流网络功能示意图.jpg

  例二:荷兰电子电器设备逆向物流网络。荷兰于1999年通过守法规定了电子电器设备生产商和进口商必须对产品报废后的回收和再利用负责。为应对这一规定,生产商们建立了一个联合回收再循环网络。该系统包括一个区域性储存中心网络,遍布各地的产品经由市政机构或零售商收集后送往该中心,产品在那里经过分类、合并,然后再装运到次级的回收承包商那里,作进一步的处理。

  例三:杜邦(Dupont)公司的地毯回收逆向物流。杜邦公司经营着多个设施点以回收提炼旧地毯中的尼龙材料。在美国的田纳西州有一个大规模的回收加工厂,用于处理由美国的几个大城市代理商收集的废旧地毯。首先将可再利用的部分从废地毯中分离出来,然后进行循环再生。再生原料有几种不同的用途,包括作为新的地毯原料和作为汽车上的零部件。2001年Dupont公司在加拿大安大略省又实施了一个地毯回收循环项目。

相关条目

参考文献

  1. 刘永清著.循环经济下的企业逆向物流.湖南人民出版社,2008.07.
  2. 2.0 2.1 徐君,岳辉,王育红等著.逆向物流系统决策及网络构建.人民邮电出版社,2007.12.
  3. 3.0 3.1 王长琼著.逆向物流.中国物资出版社,2007.1.
  4. 4.0 4.1 4.2 黄祖庆主编.逆向物流管理.浙江大学出版社,2010.01.
  5. 林强主编.物流工程.清华大学出版社,2009.03.
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