集裝箱逆向物流的網絡模型構建

嚴 婷

(上海海事大學經濟管理學院，上海 200135)

隨著全球氣候變暖以及可持續發展戰略的提出，逆向物流日益成為企業和社會各界關注的熱點。目前對于逆向物流的研究較少，其中對集裝箱逆向物流的研究更少。集裝箱具有價值高、可重復利用、使用壽命長的特點，對集裝箱逆向物流系統進行合理優化與設計，可以提高集裝箱的利用率、降低集裝箱使用成本。因此，集裝箱逆向物流渠道管理是許多企業亟待解決的問題。

一、集裝箱逆向物流的特點

集裝箱是貨物運輸的必要工具，但是由于季節性變化和市場環境變化，會出現一些集裝箱過剩的現象。再加上集裝箱的使用周期等多種因素催生了集裝箱逆向物流這一新的理論研究項目。

解讀集裝箱逆向物流的特點，首先要了解逆向物流的特點。逆向物流是指為價值恢復或處置合理而對原材料、中間庫存、最終產品及相關信息從消費地到起始點的有效實際流動所進行的計劃、管理和控制過程。包括:產品回收(如:產品和包裝通過修理和清洗以后重復使用)，零件回收(組裝產品和零件再用)和材料回收(以替代形式循環利用)。具有以下特點:

1.分散性。廢舊物流可能產生于生產領域、流通領域及生活消費領域，涉及任何領域、任何部門和任何個人。

2.不確定性。由于逆向物流產生的隨機性，使得企業很難確定產品的回收時間、地點及數量。但是，逆向物流的終點是可以確定的。

3.緩慢性。廢舊物品的收集整理、處理(清洗、檢修、加工、調撥等一系列環節)過程較復雜，所需時間較長，這就決定了逆向物流過程較為緩慢。

4.處理費用高。由于回收品質量參差不齊，不易取得規模效益;還需支付檢測、分類、判斷、處理多項人工費用。

集裝箱逆向物流具有以下特點:

1.集中性。集裝箱具有其行業特殊性，它一般存在于物流運輸的碼頭或是貨運公司。

2.運輸費用較高。一般集裝箱相對其他的貨物來說，體積較大，需要特殊運輸，因此在逆向物流中會產生較高的運輸費用。

3.利潤周期長。集裝箱的單位經濟利潤比較低，在較短的時間內很難產生明顯的經濟回報，需要通過較長的時間能獲得經濟效益。

二、集裝箱逆向物流的主要環節

集裝箱逆向物流系統主要由集裝箱管理中心、集裝箱場站和系統成員(包括發貨方、收貨方等)組成。為了實現集裝箱逆向物流的功能，綜合考慮它的經濟效率，采用第三方來對集裝箱逆向物流進行一系列處理。集裝箱逆向物流主要包括以下幾個環節:

1.收集:首先需要把集裝箱從不同的場地收集到離各個場所最近的回收中心。

2.檢測:對于回收過來的集裝箱進行全面的檢測，以制定合理的處理方案，將無法再利用的或是難以修復的集裝箱送入零部件或材料回收中心。從而實現資源的合理配置，符合可持續發展戰略。

3.修理:將可以再利用的集裝箱進行統一的修理和清洗。

4.貯存:在集裝箱再次投入使用前，會將復原的集裝箱存放一定的場所或是直接進入市場。

三、集裝箱逆向物流網絡模型的建立

1.模型假設

模型假設條件:

(1)假設從回收中心到處理中心不考慮集裝箱的貯存，不設立存儲中心;

(2.)考慮運輸成本、設施的固定成本以及單位運營成本，不考慮時間成本;

(3)設施的處理能力、投資單位運營成本及設施間的運輸費用已知;

(4)不考慮運輸回收中間的集裝箱折舊;

(5)設施選址為位置已知的一些被選地點;

(6)不考慮在處理中心不合格的回收成單個零件的問題，不合格產品直接銷毀;

(7)假設集裝箱的不合格率是已知的。

2.模型的建立

引入目標函數:

該模型是使集裝箱在逆向物流中的成本最低，便于對集裝箱逆向物流中最優路徑的選擇。包括了回收中心到處理檢測中心和處理檢測中心到存儲中心j的運輸成本、處理檢測中心和存儲中心的固定成本以及運營成本等。總體包含了運輸成本、固定成本和運營總成本和處理成本。

各項約束條件分別是:

式(2)至(9)中的i代表回收中心，j代表處理檢測中心，s代表存儲中心，λ是指集裝箱的合格率。

其中的決策參數:Xij回收中心i到處理檢測中心j的集裝箱運輸數量，Yjs是處理檢測中心j到存儲中心s的集裝箱運輸數量，Zij是指回收中心i到處理檢測中心j的處理不合格的集裝箱數量，Tij指回收中心i到處理檢測中心j的運輸費用，Tjs指處理檢測中心j到存儲中心s的運輸費用，Fj為處理檢測中心j的設備的固定成本，Fs為存儲中心s的設備固定成本，Cj為處理檢測中心的運營成本，Bj為處理檢測中心j對不合格的空箱的廢棄單位處理費用，Ms為存儲中心s的運營成本;

相關模型參數:Ri是指回收中心的最大回收量。Vj是指處理中心j的集裝箱處理數量，Ws是指存儲中心s的集裝箱存儲量，Smax是指存儲中心s的最大集裝箱存儲容量，Jmax是指處理檢測中心j的最大集裝箱處理容量。

其中式(2)是指回收中心i的集裝箱輸出量不超過回收中心i的回收量，式(3)是指運到處理中心j的總和等于各個處理中心j的集裝箱總量，式(4)是指處理中心j的集裝箱運出量小于等于運入處理中心j的集裝箱總量，式(5)是指運入處理中心j合格的集裝箱等于運出處理中心j的集裝箱量，式(6)是指運至存儲中心的集裝箱量不能大于存儲中心的最大存儲量，式(7)表示流至處理中心的集裝箱量不能大于處理中心的最大處理量，式(8)是流至存儲中心的集裝箱總數是流至處理中心集裝箱總數的λ倍。

四、算例求解

利用LINGO公司開發的一種專門的軟件求解最優化問題，求出最優的運輸和處理路徑。就其中一個案例進行分析求解:某第三方處理集裝箱逆向物流的公司受政府和企業委托，對其中一個地區進行集裝箱的逆向物流處理。已知這家集裝箱逆向物流公司有3個處理檢測中心和3個存儲中心，其相關的費用如表1～表7所示:

表1 回收中心到處理中心的費用

表2 處理中心到倉庫的費用

表3 處理中心的固定成本、運營成本和處理不合格成本

假設集裝箱的合格率為90%，把表1～表7的數據帶入目標函數(1)中，利用LINGO的軟件進行編程求解，求出最優解。結果可知集裝箱逆向物流的固定成本、運輸成本和運營成本的最小值是131萬元。其中對這一過程路徑的優化如下:回收點I1選擇處理中心J3，I2、I3選擇處理中心J1，其中J2被淘汰。J1選擇S3，J3選擇S1，S2被淘汰。

表4 倉庫的固定成本和運營成本

表5 回收中心的最大回收量

表6 處理中心的最大處理中心

表7 倉庫的最大存儲中心

五、結語

本文通過構建集裝箱逆向物流的網絡模型，確定了集裝箱逆向物流的運行過程。假設了一些數據利用LINGO軟件對模型進行了檢測。構建出集裝箱在逆向物流中的最優路徑，為集裝箱逆向物流科學管理提供依據。但由于資源有限，對集裝箱逆向物流系統設計還需要進一步的改進。例如:集裝箱檢驗后不合格廢物的處理;處理完成后集裝箱的處理，是直接運到經營場所還是建立一些倉庫進行存儲，期間的費用該如何分配;對集裝箱回收信息的采集等都需要進一步的研究和討論。

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