電子廢棄物逆向物流發(fā)展關(guān)鍵因素的DEMATEL分析

張世勛， 劉艾杉， 孫明波

(1．鄭州大學(xué) 管理工程系 河南 鄭州450001； 2.北京航空航天大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院 北京 100191)

0 引言

電子廢棄物(E-waste)已成為世界上增長(zhǎng)最快的垃圾，其中含有大量毒害物質(zhì)，如果處置不當(dāng)將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，降低生活質(zhì)量.但它又包含大量可利用的資源，如果能采取適當(dāng)?shù)霓k法回收利用，既可以減少污染又能減少有限資源的浪費(fèi)[1].如何有效回收利用電子廢棄物引起很多國(guó)家特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視[2]，而電子廢棄物逆向物流的發(fā)展是有效回收利用的保障.

在實(shí)際中，能應(yīng)用到電子廢棄物逆向物流發(fā)展中的資源配置有限，且電子廢棄物逆向物流的發(fā)展不只受制于某幾個(gè)因素，而是由發(fā)展體系中的諸多因素共同決定.國(guó)內(nèi)外對(duì)電子廢棄物逆向物流進(jìn)行了諸多研究.文[3]對(duì)電子生產(chǎn)企業(yè)構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析，提出根據(jù)流通渠道的企業(yè)成員完成的電子產(chǎn)品再生或再制造的功能和能力的不同，構(gòu)建不同的逆向物流回收系統(tǒng).文[4]提出了針對(duì)電子廢棄物逆向物流建立的經(jīng)濟(jì)模型，該模型展示了對(duì)現(xiàn)金流的分析，測(cè)定投資總額的內(nèi)部回報(bào)率并考慮了通貨膨脹的影響.文[5]對(duì)逆向物流網(wǎng)絡(luò)中回收物品的價(jià)格確定問題開辟了新思路，提出了含有再生回收的電子廢棄物逆向物流管理的集成框架.在國(guó)內(nèi)，文[6]從動(dòng)力機(jī)制、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面對(duì)電子行業(yè)逆向物流進(jìn)行分析，給出3種電子產(chǎn)品逆向物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建模式并對(duì)相應(yīng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行計(jì)算分析.文[7]對(duì)電子廢棄物回收逆向物流模型進(jìn)行了研究，提出了政府、消費(fèi)者等在電子廢棄物逆向物流發(fā)展中應(yīng)該注意的問題.文[8]針對(duì)電子廢棄物逆向物流網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，從整體逆向物流選址優(yōu)化角度，分析并確定了網(wǎng)絡(luò)成本最優(yōu)化混合整數(shù)線性規(guī)劃模型(MILP).

以上研究多集中在技術(shù)應(yīng)用和模型規(guī)劃構(gòu)建上，未對(duì)影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的因素及其之間的關(guān)系做系統(tǒng)定量的研究.本文通過決策實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)法(decision making trial and evaluation laboratory, DEMATEL)建立電子廢棄物逆向物流發(fā)展分析模型，定量地找出影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的關(guān)鍵因素并進(jìn)行實(shí)證分析.

1 電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素指標(biāo)體系

為更加全面地搜集影響因素以便構(gòu)建相對(duì)完善的影響因素指標(biāo)體系，我們采取了調(diào)查問卷的辦法，調(diào)查對(duì)象主要是一些從事相關(guān)研究的專家學(xué)者和研究生(總發(fā)放調(diào)查問卷50份，回收46份，回收率為92%；有效卷42份，有效率91.3%.依此作為建立電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素指標(biāo)體系的依據(jù)).匯集統(tǒng)計(jì)過程中遵循系統(tǒng)全面、定量定性相結(jié)合等影響因素指標(biāo)體系構(gòu)建的原則，決定從環(huán)境、信息、社會(huì)、知識(shí)、流程以及結(jié)構(gòu)6個(gè)層面對(duì)影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的因素指標(biāo)體系進(jìn)行分析和構(gòu)建.

(1)環(huán)境層面.環(huán)境層面的影響因素主要可以歸結(jié)為環(huán)境相關(guān)法律制定(法律制定)、國(guó)際貿(mào)易要求(國(guó)貿(mào)要求)、廢棄物的利用(廢物利用)3個(gè)方面.

(2)信息層面.信息層面影響因素可概括為信息管理強(qiáng)化(信管強(qiáng)化)、信息技術(shù)的應(yīng)用(信技應(yīng)用)、信息價(jià)值性提高(信值提高)、信息時(shí)效性提升(信時(shí)提升)4個(gè)方面.

(3)社會(huì)層面.社會(huì)層面影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的因素概括為政府補(bǔ)貼、消費(fèi)意識(shí)、社會(huì)效益、高層管理支持(高管支持)等4個(gè)方面.

(4)知識(shí)層面.從知識(shí)層面講影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的因素主要包括建議增長(zhǎng)率(建議增率)、知識(shí)培訓(xùn)投資(培訓(xùn)投資)、智力資本比率(智資比率)等3個(gè)方面.

(5)流程層面.流程層面影響因素可歸結(jié)為逆向物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率(運(yùn)轉(zhuǎn)效率)、各環(huán)節(jié)先進(jìn)技術(shù)手段應(yīng)用(先技應(yīng)用)、運(yùn)營(yíng)模式、層次深化等4個(gè)方面.

(6)結(jié)構(gòu)層面.結(jié)構(gòu)層面影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素分為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇(拓?fù)溥x擇)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇(網(wǎng)節(jié)選擇)、結(jié)構(gòu)成本量化(成本量化)等3個(gè)方面.

2 電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素分析模型

影響因素之間可能是相互關(guān)聯(lián)關(guān)系也可能是相互影響關(guān)系，而且這些關(guān)系在層面內(nèi)部和層面之間都可能存在，故將影響因素指標(biāo)之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)聯(lián)影響關(guān)系視為一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)[9-10].影響因素指標(biāo)重要程度主要取決于其對(duì)電子廢棄物逆向物流發(fā)展的促進(jìn)程度.在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中因素的重要程度由該因素連接其他因素而使其具有顯著性效果決定的.其中的DEMATEL方法是運(yùn)用圖論和矩陣工具進(jìn)行系統(tǒng)分析的方法[11]，可通過分析系統(tǒng)中各因素之間的邏輯關(guān)系和直接影響矩陣計(jì)算得出因素的影響度和被影響度，進(jìn)而得出中心度和原因度.所以，采取DEMATEL方法對(duì)關(guān)聯(lián)影響關(guān)系具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征的電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素進(jìn)行分析.

基于DEMATEL方法的電子廢棄物逆向物流發(fā)展影響因素分析模型建模基本步驟為：

1)設(shè)由電子廢棄物逆向物流的影響因素組成的集合是

R={rn|n=1,2，…,N},

其中rn代表第n個(gè)因素.

2)根據(jù)專家評(píng)判的方法來(lái)分析因素之間的相互影響關(guān)系.若因素rn對(duì)rn′有直接的影響，則標(biāo)記一條由前者指向后者的單向箭頭.以此繪出反映所有影響因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系的有向圖.

3)若影響因素rn對(duì)rn′有直接的影響，則需要求得rn對(duì)rn′影響程度的大小.專家組依照1-3標(biāo)度法(影響程度與標(biāo)度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：強(qiáng)?3，中?2，弱?1)來(lái)確定影響因素評(píng)價(jià)值kn→ n′,并將其在關(guān)聯(lián)關(guān)系有向圖中由rn至rn′的箭頭標(biāo)記中體現(xiàn)出來(lái).以此，得到用于反映電子廢棄物逆向物流發(fā)展影響因素之間相互影響關(guān)系體系.

4)初始化直接影響矩陣.設(shè)直接影響矩陣為X=[xnn′]NXN.若因素對(duì)因素有直接影響時(shí)則令

xnn′=kn→n′(n,n′∈{ 1，2,…，N} ，n≠n′),

反之就是沒有直接影響，則令xnn′=0.

5)測(cè)度綜合影響矩陣.令綜合矩陣為T,利用公式

T=Y(I-Y)-1=[tnn′]NXN

來(lái)進(jìn)行測(cè)度，其中I為單位矩陣.令Y=[ynn′]NXN為規(guī)范化直接影響矩陣，

6)影響因素分析.由綜合影響矩陣T得出影響因素rn的影響度和被影響度分別為

若令中心度和原因度分別為mn和rn的話，則

mn=hn+fn′(?n),

表示該因素在指標(biāo)體系中的位置和所起作用的大小.rn=hn-fn′(?n)，若原因度rn>0，則該元素對(duì)其他因素影響大，為原因因素；若原因度rn<0，則該元素受其他因素影響大，為結(jié)果因素.

由此，根據(jù)影響度和被影響度判斷出因素之間的相互影響關(guān)系以及對(duì)電子廢棄物逆向物流整體發(fā)展的影響程度，利用中心度對(duì)因素在電子廢棄物逆向物流發(fā)展系統(tǒng)中的重要性進(jìn)行排序，利用原因度的大小確定因素在系統(tǒng)中所處的位置.

3 電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響因素之間的關(guān)系分析

在對(duì)各因素進(jìn)行分析的過程中，要綜合權(quán)衡逆向物流的發(fā)展現(xiàn)狀和電子廢棄物逆向物流發(fā)展中所面臨的實(shí)際問題.為全面有效地分析從多個(gè)層面構(gòu)建好的影響因素體系，我們邀請(qǐng)的相關(guān)專家中有些主要從事實(shí)踐研究，有些則偏重于理論研究.這樣在探討相關(guān)問題時(shí)，可有效減少因角度偏差造成的分析和決策的片面性.

專家組研討的問題主要包括兩類：一類是單個(gè)層面中各影響因素之間的關(guān)聯(lián)影響關(guān)系問題；另一類是不同層面間各影響因素之間的關(guān)聯(lián)影響關(guān)系問題.基于咨詢專家所做的相應(yīng)決策信息，通過DEMATEL方法建模的步驟2)和步驟3)，可以繪制出電子廢棄物逆向物流發(fā)展影響因素直接影響矩陣(限于文章篇幅，未列出).

根據(jù)影響因素分析模型建模步驟4)～6)，得到初始化直接影響矩陣后，使用matlab軟件計(jì)算得出綜合矩陣，接著通過計(jì)算各影響因素的影響度和被影響度得到它們的中心度和原因度，最后對(duì)各因素的重要性排序(表1).

表1 影響因素重要性排序Tab.1 Sequence of the influencing factors importance

3.1 影響因素層面的分析

1)影響因素依照原因度指標(biāo)可分為原因因素和結(jié)果因素兩類：通過表1原因度的大小對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)處在前列的為國(guó)貿(mào)要求、法律制定、政府補(bǔ)貼、運(yùn)營(yíng)模式、社會(huì)效益等因素，所以應(yīng)該去強(qiáng)化這些因素，因?yàn)樗鼈儗?duì)電子廢棄物逆向物流的發(fā)展有著直接的影響.通過對(duì)原因度為負(fù)數(shù)的絕對(duì)值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)信管強(qiáng)化、培訓(xùn)投資、成本量化等因素靠前，說(shuō)明它們?nèi)菀资艿狡渌蛩氐挠绊?

2)由表1各因素的中心度指標(biāo)，按大小依次為廢物利用、培訓(xùn)投資、先技應(yīng)用、高管支持、運(yùn)轉(zhuǎn)效率等因素(依據(jù)管理原理中的二八定律[12]，將排序后的前20%作為影響電子廢棄物逆向物流發(fā)展的關(guān)鍵影響因素).說(shuō)明在電子廢棄物逆向物流發(fā)展的當(dāng)前狀況下，作為逆向物流涉及到的各個(gè)主體會(huì)采取多渠道、多思維的方式來(lái)更加積極有效地利用電子廢棄物的原材料，在源頭處投入精力；另一方面，作為電子廢棄物逆向物流中的責(zé)任主體(比如說(shuō)政府和回收企業(yè))應(yīng)該更加積極主動(dòng)地加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用.

3.2 環(huán)境、信息、社會(huì)、知識(shí)、流程、結(jié)構(gòu)6個(gè)層面的分析

將6個(gè)層面包含的子類因素對(duì)電子廢棄物逆向物流發(fā)展的影響程度(各子類因素的影響程度未具體列出)及其原因度和中心度求和，可得到表2.

由表2可知，流程層面對(duì)電子廢棄物逆向物流的影響程度最大，結(jié)構(gòu)層面在6個(gè)層面中的影響程度最小.流程、信息以及社會(huì)的原因度居于6個(gè)層面原因度的前列，說(shuō)明電子廢棄物逆向物流涉及到的主體意識(shí)到改善電子廢棄物逆向物流能夠給他們帶來(lái)社會(huì)層面上的收益，而流程層面的拓展和信息層面的強(qiáng)化無(wú)疑將成為優(yōu)先考慮的部分.

表2 6個(gè)層面的影響程度及其原因度和中心度Tab.2 Influence degree， causal degree and central degree of six levels

4 實(shí)證研究

電子廢棄物包含種類較多，參照已有的研究[9],我們選取手機(jī)行業(yè)作為研究對(duì)象，采用調(diào)查問卷的方法(發(fā)放問卷50份，回收35份，回收率70%，有效問卷32份，有效率約為91.4%)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的整理.有效問卷的被調(diào)查對(duì)象具體為手機(jī)生產(chǎn)商企業(yè)22家，手機(jī)運(yùn)營(yíng)商6家，手機(jī)銷售商4家.首先進(jìn)行量表的效度分析(在實(shí)證研究因子分析的過程中，若因子特征根大于1，累計(jì)解釋方差達(dá)到60%，且各變量的因子載荷均大于0.5，則表明該因子維度有效)和信度檢驗(yàn)(采用Cronbac’s alpha測(cè)算可靠性，值大于0.7時(shí)認(rèn)為有效).基于此，用Cronbac’s alpha系數(shù)測(cè)算可靠性，借助因子分析方法檢驗(yàn)維度有效性.通過SPSS軟件分析顯示，各影響因素的KMO(Kaiser-Meyer-Olkin，相關(guān)系數(shù)與偏相關(guān)系數(shù)比值)均大于0.5，可以進(jìn)行因子分析.因子分析的結(jié)果顯示，各層面的影響因素因子載荷均大于0.5，故維度基本有效可靠.

接著將各個(gè)因素與手機(jī)逆向物流影響因素評(píng)價(jià)體系總體效果進(jìn)行回歸，建立多元回歸模型.由回歸分析結(jié)果得知，流程層面、社會(huì)層面、知識(shí)層面和環(huán)境層面的影響效果較為顯著.

為找出影響因素中的關(guān)鍵因素，對(duì)影響程度較為顯著的層面因素進(jìn)行回歸，建立多元回歸模型，得出的最終殘差統(tǒng)計(jì)量如表3所示.

表3 殘差統(tǒng)計(jì)量Tab.3 Residual statistics of multiple regression analysis

殘差統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)化殘差絕對(duì)值最大為2.815，沒有超過3.由影響因素指標(biāo)體系的預(yù)測(cè)值與其殘差散點(diǎn)圖和殘差概率散點(diǎn)圖(限于文章篇幅，具體圖形未列)，可知?dú)埐钆c自變量、因變量無(wú)關(guān)，滿足方差齊性，殘差服從正態(tài)分布.通過對(duì)結(jié)果分析，先技應(yīng)用、廢物利用、運(yùn)營(yíng)模式、培訓(xùn)投資、高管支持等影響程度居于前列，可作為影響手機(jī)行業(yè)逆向物流的關(guān)鍵因素，和我們的結(jié)論大致相符.考慮到電子廢棄物的種類不同對(duì)分析過程造成的偏差，認(rèn)為最終結(jié)果可以接受.

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