集装箱逆向物流的网络模型构建

严 婷

(上海海事大学经济管理学院，上海 200135)

随着全球气候变暖以及可持续发展战略的提出，逆向物流日益成为企业和社会各界关注的热点。目前对于逆向物流的研究较少，其中对集装箱逆向物流的研究更少。集装箱具有价值高、可重复利用、使用寿命长的特点，对集装箱逆向物流系统进行合理优化与设计，可以提高集装箱的利用率、降低集装箱使用成本。因此，集装箱逆向物流渠道管理是许多企业亟待解决的问题。

一、集装箱逆向物流的特点

集装箱是货物运输的必要工具，但是由于季节性变化和市场环境变化，会出现一些集装箱过剩的现象。再加上集装箱的使用周期等多种因素催生了集装箱逆向物流这一新的理论研究项目。

解读集装箱逆向物流的特点，首先要了解逆向物流的特点。逆向物流是指为价值恢复或处置合理而对原材料、中间库存、最终产品及相关信息从消费地到起始点的有效实际流动所进行的计划、管理和控制过程。包括:产品回收(如:产品和包装通过修理和清洗以后重复使用)，零件回收(组装产品和零件再用)和材料回收(以替代形式循环利用)。具有以下特点:

1.分散性。废旧物流可能产生于生产领域、流通领域及生活消费领域，涉及任何领域、任何部门和任何个人。

2.不确定性。由于逆向物流产生的随机性，使得企业很难确定产品的回收时间、地点及数量。但是，逆向物流的终点是可以确定的。

3.缓慢性。废旧物品的收集整理、处理(清洗、检修、加工、调拨等一系列环节)过程较复杂，所需时间较长，这就决定了逆向物流过程较为缓慢。

4.处理费用高。由于回收品质量参差不齐，不易取得规模效益;还需支付检测、分类、判断、处理多项人工费用。

集装箱逆向物流具有以下特点:

1.集中性。集装箱具有其行业特殊性，它一般存在于物流运输的码头或是货运公司。

2.运输费用较高。一般集装箱相对其他的货物来说，体积较大，需要特殊运输，因此在逆向物流中会产生较高的运输费用。

3.利润周期长。集装箱的单位经济利润比较低，在较短的时间内很难产生明显的经济回报，需要通过较长的时间能获得经济效益。

二、集装箱逆向物流的主要环节

集装箱逆向物流系统主要由集装箱管理中心、集装箱场站和系统成员(包括发货方、收货方等)组成。为了实现集装箱逆向物流的功能，综合考虑它的经济效率，采用第三方来对集装箱逆向物流进行一系列处理。集装箱逆向物流主要包括以下几个环节:

1.收集:首先需要把集装箱从不同的场地收集到离各个场所最近的回收中心。

2.检测:对于回收过来的集装箱进行全面的检测，以制定合理的处理方案，将无法再利用的或是难以修复的集装箱送入零部件或材料回收中心。从而实现资源的合理配置，符合可持续发展战略。

3.修理:将可以再利用的集装箱进行统一的修理和清洗。

4.贮存:在集装箱再次投入使用前，会将复原的集装箱存放一定的场所或是直接进入市场。

三、集装箱逆向物流网络模型的建立

1.模型假设

模型假设条件:

(1)假设从回收中心到处理中心不考虑集装箱的贮存，不设立存储中心;

(2.)考虑运输成本、设施的固定成本以及单位运营成本，不考虑时间成本;

(3)设施的处理能力、投资单位运营成本及设施间的运输费用已知;

(4)不考虑运输回收中间的集装箱折旧;

(5)设施选址为位置已知的一些被选地点;

(6)不考虑在处理中心不合格的回收成单个零件的问题，不合格产品直接销毁;

(7)假设集装箱的不合格率是已知的。

2.模型的建立

引入目标函数:

该模型是使集装箱在逆向物流中的成本最低，便于对集装箱逆向物流中最优路径的选择。包括了回收中心到处理检测中心和处理检测中心到存储中心j的运输成本、处理检测中心和存储中心的固定成本以及运营成本等。总体包含了运输成本、固定成本和运营总成本和处理成本。

各项约束条件分别是:

式(2)至(9)中的i代表回收中心，j代表处理检测中心，s代表存储中心，λ是指集装箱的合格率。

其中的决策参数:Xij回收中心i到处理检测中心j的集装箱运输数量，Yjs是处理检测中心j到存储中心s的集装箱运输数量，Zij是指回收中心i到处理检测中心j的处理不合格的集装箱数量，Tij指回收中心i到处理检测中心j的运输费用，Tjs指处理检测中心j到存储中心s的运输费用，Fj为处理检测中心j的设备的固定成本，Fs为存储中心s的设备固定成本，Cj为处理检测中心的运营成本，Bj为处理检测中心j对不合格的空箱的废弃单位处理费用，Ms为存储中心s的运营成本;

相关模型参数:Ri是指回收中心的最大回收量。Vj是指处理中心j的集装箱处理数量，Ws是指存储中心s的集装箱存储量，Smax是指存储中心s的最大集装箱存储容量，Jmax是指处理检测中心j的最大集装箱处理容量。

其中式(2)是指回收中心i的集装箱输出量不超过回收中心i的回收量，式(3)是指运到处理中心j的总和等于各个处理中心j的集装箱总量，式(4)是指处理中心j的集装箱运出量小于等于运入处理中心j的集装箱总量，式(5)是指运入处理中心j合格的集装箱等于运出处理中心j的集装箱量，式(6)是指运至存储中心的集装箱量不能大于存储中心的最大存储量，式(7)表示流至处理中心的集装箱量不能大于处理中心的最大处理量，式(8)是流至存储中心的集装箱总数是流至处理中心集装箱总数的λ倍。

四、算例求解

利用LINGO公司开发的一种专门的软件求解最优化问题，求出最优的运输和处理路径。就其中一个案例进行分析求解:某第三方处理集装箱逆向物流的公司受政府和企业委托，对其中一个地区进行集装箱的逆向物流处理。已知这家集装箱逆向物流公司有3个处理检测中心和3个存储中心，其相关的费用如表1～表7所示:

表1 回收中心到处理中心的费用

表2 处理中心到仓库的费用

表3 处理中心的固定成本、运营成本和处理不合格成本

假设集装箱的合格率为90%，把表1～表7的数据带入目标函数(1)中，利用LINGO的软件进行编程求解，求出最优解。结果可知集装箱逆向物流的固定成本、运输成本和运营成本的最小值是131万元。其中对这一过程路径的优化如下:回收点I1选择处理中心J3，I2、I3选择处理中心J1，其中J2被淘汰。J1选择S3，J3选择S1，S2被淘汰。

表4 仓库的固定成本和运营成本

表5 回收中心的最大回收量

表6 处理中心的最大处理中心

表7 仓库的最大存储中心

五、结语

本文通过构建集装箱逆向物流的网络模型，确定了集装箱逆向物流的运行过程。假设了一些数据利用LINGO软件对模型进行了检测。构建出集装箱在逆向物流中的最优路径，为集装箱逆向物流科学管理提供依据。但由于资源有限，对集装箱逆向物流系统设计还需要进一步的改进。例如:集装箱检验后不合格废物的处理;处理完成后集装箱的处理，是直接运到经营场所还是建立一些仓库进行存储，期间的费用该如何分配;对集装箱回收信息的采集等都需要进一步的研究和讨论。

［1］王永康.城市垃圾困局及其逆向物流解决方案［J］.生态经济，2010(9):172—175.

［2］雷蕾，曲立.废弃电子产品逆向物流研究综述［J］.生态经济，2010(9):141—145.

［3］郑哲文，方贝贝.废旧木材回收策略分析及逆向物流网络模型的构建［J］.中南林业科技大学学报，2010(12):172—180.

［4］张玲，潘晓弘，王正肖，董天阳.废旧汽车逆向物流回收模式的研究［J］.汽车工程，2011(9):822—828.

［5］黄芳，李宗平.可再用运输包装容器的逆向物流网络优化设计［J］.物流技术，2005(4).

［6］陈春花，任建伟，陈宇.集装箱逆向物流渠道管理方法的选择［J］.现代物流，2007(1).

［7］R.Majid ，B.Mahdi，T.Reza.A new multi－ objective stochastic model for a forward/reverse logistic network design with responsiveness and quality level［J］.Applied Mathematical Modelling，2012(2).

［8］S.Pokharel，A.Mutha，Perspectives in reverse logistics:A review，Resour.Conserv.Recycl.53(2009)175–182.