逆向物流網絡設計的模糊多目標模型研究

黃阿娜 上海海事大學 經濟管理學院

逆向物流網絡設計的模糊多目標模型研究

黃阿娜 上海海事大學 經濟管理學院

降低環境影響，提高社會責任度，考慮組織的經濟動機，是設計可持續發展背景下的逆向物流網絡的三個重要特征。制定一個可以同時考慮這些環境，社會和經濟方面及其指標的模式，是研究人員和實踐者的重要問題。通過使用上述方面的測量指標來解決這一綜合方法，并通過應用模糊數學規劃設計可持續逆向物流網絡的多目標模型。正確使用擬議的過程可以幫助管理人員有效管理回收產品在環境和社會考慮方面的流動，這一過程為公司提供了可持續的競爭優勢。

逆向物流 可持續發展 社會責任感 模糊數學規劃

一、引言

逆向物流（RL）是各行業供應鏈物流與管理相關主題的重要領域之一。 由于對客戶關系的巨大影響，與運營能力相關的逆向物流和物流應被視為管理重點。RL是涵蓋廣泛領域的通用術語，包括與重新使用商品和材料相關的所有操作。一般來說，RL的目的是管理反向物流; 即供應鏈中的逆流。RL包括與資源減少，回收，替換，重新使用材料和溶解廢物相關的所有后勤活動。許多研究人員試圖探索將可持續發展與綠色供應鏈聯系起來的關系。以前的大部分研究都集中在通過閉環供應鏈的社會和綠色問題上，但是將RL融入綠色和可持續供應鏈的設計很少被考慮。在定量方法中，這種整合可以通過在數學模型中加入一些決策變量，目標函數和約束來完成。因此，本文的貢獻是將綠色和可持續發展問題融入到RL中。在本研究中，提出了可持續逆向物流網絡設計（SRLND）。最大限度地減少成本的現值，盡可能減少環境影響，最大限度地發揮社會責任是考慮可持續性三個方面的客觀功能。

二、問題定義

在本文中，對可持續逆向物流網絡中的實際工業問題進行了調查。我們使用關于這種情況的信息來確定指數，參數和決策變量，并構建逆向物流網絡數學模型的有意義的方法。

醫療注射器在生命周期結束時對環境產生重大的負面影響，管理這些產品生命周期的終結是一個至關重要的問題。為了應對可能的危險，應用安全包以在使用后收集感染的注射器和針頭。有三種使用壽命的方法來管理使用過的注射器：（1）焚燒方法;（2）非焚燒方法;（3）回收利用。焚燒是管理醫療注射器生命周期結束的常用方法。雖然這種方法是便宜，容易和能量回收的能力，它會損害環境并造成空氣污染（世衛組織，2005年）。非垃圾處理方法，如微波消毒，可以幫助企業以不同程度的有效性回收能源。一般來說，回收醫療廢物的過程被認為是一種危險活動。印度醫療注射器和針頭的回收已經在世衛組織的指導下進行了調查。結果表明，如果伴隨消毒方法該方法可用于醫療注射器和針頭。本文重點介紹兩種生命周期方法：（1）焚燒和（2）回收利用。

逆向物流網絡的結構如圖1所示。在這個RL網絡上，在生命周期到期時，產品從客戶轉移到收集中心。然后產品會被運到回收中心。不能回收的注射器部分也運送到焚化中心。假設所有浪費的注射器在每個時期都從客戶區域收集。

圖1 逆向物流網絡

因此，在設計RL網絡時，我們必須優化三個目標函數：（1）最小化成本現值，（2）最小化環境影響，（3）最大化社會責任。 基于生命周期評估（LCA），已經使用一種稱為生態指標99的方法來量化和模擬環境影響。LCA是一個程序，使研究人員能夠衡量整個環境負荷及其在過程，活動或產品的整個生命周期中的可能影響。考慮到因工傷害而造成的社會責任，就業機會和平均失業天數的因素量化和模型。

然而由于不精確和有時不可用的數據和特殊參數，所有網絡設計模型在現實世界中面臨的標準、簡單的清晰模型不能使用。 因此，由于RL網絡設計問題存在不確定性，我們使用了模糊數學規劃。

三、模型的指標，參數和變量

以下符號，參數和變量用于建模多目標可持續逆向物流網絡設計：

必須注意的是，這些已經寫在波浪號下的參數是模糊參數。

四、模型制定

該模型具有三個目標函數和五個約束條件。

（一）目標函數

擬議的模式具有經濟，環境和社會目標的功能。

1.經濟目標函數。為了確定經濟目標函數，首先解釋凈現值（NPV）的概念。

投資的凈現值可以定義如下：

其中i是每個期間的貼現率，n是周期數。

由于所提出的模型中沒有銷售參數（因此沒有收入參數），因此效益的現值等于零。 因此，凈現值的最大化等于成本現值的最小化：

SRLND的總體成本包括建立收集中心的固定成本以及網絡各中心之間運營處理和運輸材料的可變成本。

各中心之間的運輸費用是通過將兩個中心之間的每個單位的注射器運輸成本乘以兩個中心之間的運輸產品數量來獲得的。

因此，第一個目標函數是：

2.環境目標函數。基于生命周期思維（LCT）概念的工具通常用于測量系統的環境影響，LCA用于量化環境影響[1]。這種方法使我們能夠對影響環境的因素給出數值，并測量其在產品生命周期中的潛在影響。生態指標99方法總結了LCA獲得的結果。換句話說，它將它變成可理解的單位。這些單位稱為環境指數。環境指數是明確識別過程或產品的環境方面的數值。這種方法考慮了三個方面的損害：（1）人類健康，（2）生態系統質量和（3）資源[2]。

為了使用生態指標99方法，首先應確定系統的范圍，績效單位和使用指標的目標。在下一步中，應描述生命周期的階段。本研究調查的逆向物流階段包括（1）從客戶到收集中心（cc）的二手注射器的運輸;（2）檢查操作和分類（co）;（3）從收集中心到焚化中心的運輸（ci）；（4）焚燒二手注射器（in）;（5）從收集中心到鋼鐵回收中心的運輸;（6）鋼鐵回收（st）;（7）從收集中心到塑料回收中心的運輸;（8）塑料回收（pl）。第三步，量化生命周期階段的材料和過程。在最后一步，得到最終得分，其中包括：（1）找到相關的生態指標; （2）將數量乘以指標值，（3）加補充結果。

第二個目標函數：

3.社會目標函數。 為了調查社會問題，社會責任考慮了兩個指標：（1）創造崗位數量; （2）由于工作中的傷害造成的平均失去天數。第一個指標適用于工作條件和社會改善。第二項指標與工作條件對雇員造成的任何傷害有關。很明顯，在這項研究中，收集中心技術類型的選擇對工作條件有重大影響。

第三個目標函數：

（二）約束

提出的模型包括以下十個約束：

1.回收滿意度約束

約束（5）保證收集客戶使用的所有產品。

2.容量約束

約束（6）、（7）分別與收集中心和焚燒中心的能力有關。此外，約束（6）保證使用的注射器不會轉移到未建立的收集中心。

3.決策變量約束。

約束（8）和（9）與相應決策變量有關的雙重和非負約束。

五、結論

本文將逆向物流與可持續發展相結合，提出了可持續的逆向物流模式，具有三個目標功能：最小化成本現值，最大限度減少環境影響，最大限度地發揮社會責任。本研究考察了回收系統的社會責任，并將其量化為擬議模型的目標函數。為了應對不確定性，采用模糊數學規劃。通過應用模糊數學規劃設計可持續逆向物流網絡的多目標模型，可以幫助管理人員有效管理回收產品在環境和社會考慮方面的流動，這一過程為管理人員決策具有指導意義，即企業應衡量經濟利益、環境影響、企業社會責任三方面功能做出決策。

對于未來的研究，研究人員可以改變客觀功能的定義，特別是社會目標，包括工作場所衛生條件最大化或工人教育等問題。此外，擬議的模型和解決方案在其他醫療和可回收產品中的應用可能是一個有趣的研究課題。

[1] Rigamonti, L., Sterpi, I., Grosso, M., 2016. Integrated municipal waste management systems: an indicator to assess their environmental and economic sustainability.Ecol. Indic. 60, 1-7.

[2]Goedkoop, M., Spriensma, R., 2000. The Eco-indicator 99, A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment. Methodology Report, third ed. PRé Consultants,Amersfoort,Netherlands.

[3]張玲.不確定環境下逆向物流系統的構建與優化[D].浙江大學,2014.

[4]陳铓.逆向物流隨機庫存策略研究[D].中南大學,2013.

黃阿娜（1996-），女，安徽宿州人，上海海事大學碩士在讀，研究方向：信息管理。