黃阿娜 上海海事大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的模糊多目標(biāo)模型研究

黃阿娜 上海海事大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

降低環(huán)境影響，提高社會責(zé)任度，考慮組織的經(jīng)濟(jì)動機(jī)，是設(shè)計可持續(xù)發(fā)展背景下的逆向物流網(wǎng)絡(luò)的三個重要特征。制定一個可以同時考慮這些環(huán)境，社會和經(jīng)濟(jì)方面及其指標(biāo)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(biāo)來解決這一綜合方法，并通過應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃設(shè)計可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)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(chǎn)品在環(huán)境和社會考慮方面的流動，這一過程為公司提供了可持續(xù)的競爭優(yōu)勢。

逆向物流 可持續(xù)發(fā)展 社會責(zé)任感 模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃

一、引言

逆向物流（RL）是各行業(yè)供應(yīng)鏈物流與管理相關(guān)主題的重要領(lǐng)域之一。 由于對客戶關(guān)系的巨大影響，與運營能力相關(guān)的逆向物流和物流應(yīng)被視為管理重點。RL是涵蓋廣泛領(lǐng)域的通用術(shù)語，包括與重新使用商品和材料相關(guān)的所有操作。一般來說，RL的目的是管理反向物流; 即供應(yīng)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(guān)的所有后勤活動。許多研究人員試圖探索將可持續(xù)發(fā)展與綠色供應(yīng)鏈聯(lián)系起來的關(guān)系。以前的大部分研究都集中在通過閉環(huán)供應(yīng)鏈的社會和綠色問題上，但是將RL融入綠色和可持續(xù)供應(yīng)鏈的設(shè)計很少被考慮。在定量方法中，這種整合可以通過在數(shù)學(xué)模型中加入一些決策變量，目標(biāo)函數(shù)和約束來完成。因此，本文的貢獻(xiàn)是將綠色和可持續(xù)發(fā)展問題融入到RL中。在本研究中，提出了可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計（SRLND）。最大限度地減少成本的現(xiàn)值，盡可能減少環(huán)境影響，最大限度地發(fā)揮社會責(zé)任是考慮可持續(xù)性三個方面的客觀功能。

二、問題定義

在本文中，對可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)中的實際工業(yè)問題進(jìn)行了調(diào)查。我們使用關(guān)于這種情況的信息來確定指數(shù)，參數(shù)和決策變量，并構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型的有意義的方法。

醫(yī)療注射器在生命周期結(jié)束時對環(huán)境產(chǎn)生重大的負(fù)面影響，管理這些產(chǎn)品生命周期的終結(jié)是一個至關(guān)重要的問題。為了應(yīng)對可能的危險，應(yīng)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(yī)療注射器生命周期結(jié)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(huán)境并造成空氣污染（世衛(wèi)組織，2005年）。非垃圾處理方法，如微波消毒，可以幫助企業(yè)以不同程度的有效性回收能源。一般來說，回收醫(yī)療廢物的過程被認(rèn)為是一種危險活動。印度醫(yī)療注射器和針頭的回收已經(jīng)在世衛(wèi)組織的指導(dǎo)下進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，如果伴隨消毒方法該方法可用于醫(yī)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(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這個RL網(wǎng)絡(luò)上，在生命周期到期時，產(chǎn)品從客戶轉(zhuǎn)移到收集中心。然后產(chǎn)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(shè)所有浪費的注射器在每個時期都從客戶區(qū)域收集。

圖1 逆向物流網(wǎng)絡(luò)

因此，在設(shè)計RL網(wǎng)絡(luò)時，我們必須優(yōu)化三個目標(biāo)函數(shù)：（1）最小化成本現(xiàn)值，（2）最小化環(huán)境影響，（3）最大化社會責(zé)任。 基于生命周期評估（LCA），已經(jīng)使用一種稱為生態(tài)指標(biāo)99的方法來量化和模擬環(huán)境影響。LCA是一個程序，使研究人員能夠衡量整個環(huán)境負(fù)荷及其在過程，活動或產(chǎn)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(zé)任，就業(yè)機(jī)會和平均失業(yè)天數(shù)的因素量化和模型。

然而由于不精確和有時不可用的數(shù)據(jù)和特殊參數(shù)，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型在現(xiàn)實世界中面臨的標(biāo)準(zhǔn)、簡單的清晰模型不能使用。 因此，由于RL網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題存在不確定性，我們使用了模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃。

三、模型的指標(biāo)，參數(shù)和變量

以下符號，參數(shù)和變量用于建模多目標(biāo)可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：

必須注意的是，這些已經(jīng)寫在波浪號下的參數(shù)是模糊參數(shù)。

四、模型制定

該模型具有三個目標(biāo)函數(shù)和五個約束條件。

（一）目標(biāo)函數(shù)

擬議的模式具有經(jīng)濟(jì)，環(huán)境和社會目標(biāo)的功能。

1.經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)。為了確定經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)，首先解釋凈現(xiàn)值（NPV）的概念。

投資的凈現(xiàn)值可以定義如下：

其中i是每個期間的貼現(xiàn)率，n是周期數(shù)。

由于所提出的模型中沒有銷售參數(shù)（因此沒有收入?yún)?shù)），因此效益的現(xiàn)值等于零。 因此，凈現(xiàn)值的最大化等于成本現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品數(shù)量來獲得的。

因此，第一個目標(biāo)函數(shù)是：

2.環(huán)境目標(biāo)函數(shù)?；谏芷谒季S（LCT）概念的工具通常用于測量系統(tǒng)的環(huán)境影響，LCA用于量化環(huán)境影響[1]。這種方法使我們能夠?qū)τ绊懎h(huán)境的因素給出數(shù)值，并測量其在產(chǎn)品生命周期中的潛在影響。生態(tài)指標(biāo)99方法總結(jié)了LCA獲得的結(jié)果。換句話說，它將它變成可理解的單位。這些單位稱為環(huán)境指數(shù)。環(huán)境指數(shù)是明確識別過程或產(chǎn)品的環(huán)境方面的數(shù)值。這種方法考慮了三個方面的損害：（1）人類健康，（2）生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和（3）資源[2]。

為了使用生態(tài)指標(biāo)99方法，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的范圍，績效單位和使用指標(biāo)的目標(biāo)。在下一步中，應(yīng)描述生命周期的階段。本研究調(diào)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(guān)的生態(tài)指標(biāo); （2）將數(shù)量乘以指標(biāo)值，（3）加補(bǔ)充結(jié)果。

第二個目標(biāo)函數(shù)：

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

第三個目標(biāo)函數(shù)：

（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(chǎn)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(guān)。此外，約束（6）保證使用的注射器不會轉(zhuǎn)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(yīng)決策變量有關(guān)的雙重和非負(fù)約束。

五、結(jié)論

本文將逆向物流與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，提出了可持續(xù)的逆向物流模式，具有三個目標(biāo)功能：最小化成本現(xiàn)值，最大限度減少環(huán)境影響，最大限度地發(fā)揮社會責(zé)任。本研究考察了回收系統(tǒng)的社會責(zé)任，并將其量化為擬議模型的目標(biāo)函數(shù)。為了應(yīng)對不確定性，采用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃。通過應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃設(shè)計可持續(xù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)模型，可以幫助管理人員有效管理回收產(chǎn)品在環(huán)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(dǎo)意義，即企業(yè)應(yīng)衡量經(jīng)濟(jì)利益、環(huán)境影響、企業(yè)社會責(zé)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(biāo)，包括工作場所衛(wèi)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(yī)療和可回收產(chǎn)品中的應(yīng)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(huán)境下逆向物流系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化[D].浙江大學(xué),2014.

[4]陳铓.逆向物流隨機(jī)庫存策略研究[D].中南大學(xué),2013.

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