逆向物流运作管理研究进展与趋势

李 响

(南开大学经济与社会发展研究院现代物流研究中心，天津 300071)

逆向物流运作管理研究进展与趋势

李 响

(南开大学经济与社会发展研究院现代物流研究中心，天津 300071)

逆向物流是创建节约型社会、推动可持续发展的有力支撑，已成为一个新的热点研究领域。本文从生产与库存计划、再流通市场竞争、逆向供应链协调等几个方面综述了逆向物流的研究现状，并结合最新的工业发展分析了逆向物流实践的新特点和研究领域的最新热点问题，最后展望了未来研究方向。

逆向物流;运作管理;再制造

1 引言

20世纪以来，全球经济高速发展带来的资源供给短缺、环境污染加剧等问题日益突出。欧美发达国家开始通过强制立法，责令生产企业对产品的整个生命周期负责，并要求他们回收处理所生产的产品或包装物品等。这必然要求企业对产品的逆向流动进行综合管理，由此出现了逆向物流。近年来，我国经济建设取得了巨大成就的同时，自然资源枯竭和环境污染等问题也日趋严重。以产品回收、再制造为主要内容的逆向物流作为实现可持续发展战略的重要途径和方式受到各方重视，其研究和实践都呈现快速发展的态势。

由此可见，逆向物流领域已成为近10年来国内外物流学乃至整个经济、管理科学方面的热点问题，对其的研究已经从早期的概念体系定性研究发展到回收管理、库存计划、再流通市场管理以及供应链协调等细化的运作模型与管理技术。

2 逆向物流的概念和特点

逆向物流一般指产品或者原材料从消费者或使用者返回到上游企业或供应部门，并包含对返回物品的再利用、再处理、再销售的整个过程。其特点主要包括以下几方面:

(1)随机性。不确定性是逆向物流区别于正向物流最重要的特性之一，这也是产品使用寿命不确定和销售随机性的反映。回流产品的数量、质量和时间常常是随机的，并且受到很多因素的影响，比如产品所处的生命周期阶段、技术更新的速度、产品质量、退换策略等。

(2)分散性。正向物流中产品通常是由一个起点向多个目的地移动，而逆向物流正好相反，产品由多个起点向一个目的地移动。这种区别直接影响了物流的管理运作。目前，很多企业都选择建立独立的逆向物流处理中心，由此导致的逆向物流网络设计问题与传统的物流网络规划有较大区别。

(3)物流流程相对复杂，管理困难。逆向物流的主要活动和功能包括拆解、修整、再制造、再包装等内容，需要根据回收产品的不同类型和状态实施，这比正向物流中的新产品物流过程更为复杂。此外，逆向物流需要相应的物流网络和信息系统支持，以及大量的协调和管理工作，给企业管理造成难度。

3 逆向物流运作管理研究状况与进展

Stock在1992年第一次提出逆向物流的概念:“逆向物流是一种包含了产品退回、物料替代、物品再利用、废弃处理、再处理、维修与再制造等流程的物流活动”［1］。此后，随着环保和可持续发展理念的深入人心，逆向物流的研究在近10年来得到了越来越多的关注，相关文献开始激增，并迅速发展成为物流学中的一个重要分支领域。

早期逆向物流领域的研究包括对逆向物流的概念内涵、体系构建和驱动因素等定性探讨，以及网络规划、运输调度等传统物流和生产运作管理的内容。这些问题基本上是在传统的正向物流相关研究的基础上，增加了反向流动的管理控制决策，并利用最优控制、系统仿真、启发式算法等方法来解决。近年来，随着再制造工业和物流领域的进一步发展，逆向物流研究在生产与库存计划、市场竞争、逆向供应链协调等领域出现了一些新的研究进展。

3.1 生产与库存计划

逆向物流中的库存管理是开始比较早的研究领域之一，也是至今仍极为活跃的领域。逆向物流的生产和库存系统可分为周期盘点/生产和连续时间盘点/生产两类。在连续时间的模型研究中，最早的当是Heyman提出在没有考虑提前期和固定费用，回收和需求是相互独立的随机变量的情况下，利用随机动态规划的方法，得到了基于制造、再制造、丢弃处置决策的最优库存计划策略［2］。此后，Van der Laan等［3］、DeCroix等和DeCroix等［4-5］对这一基本模型进行了不同层次的改进，如Van der Laan等加入了固定费用，DeCroix等和DeCroix分别将问题扩展到更复杂的多级序列库存系统和组装系统，等等。对周期盘点库存研究，Simpson的研究具有重要的开创性［6］。他在忽略所有提前期的假设下，得到了回收件和成品件两级库存再制造、制造和抛弃处置的最优策略结构。此后，Li等讨论了包括再制造、制造和回收处理的多周期库存模型，其中制造和回收处理的固定费用被考虑进去，得到了这三种活动的最优决策［7］。Zhou等同样考虑了包含制造、再制造和回收处理三种决策的多周期库存模型，不同的是该论文假设回收的废旧产品具有不同的质量状况，需要不同的生产成本才能制造成新品［8］。

近年来关于主动回收决策与生产计划、库存管理相结合的问题越来越多，形成了在这一领域的最新热点。Guide等强调采取通过回收价格控制回收产品质量和数量的必要性，并第一次提出回收管理的定量模型，指出要对回收产品按照不同质量进行分拣、分类管理，并在此基础上再考虑生产计划。该论文假设产品的回收和需求分别是回收价格和销售价格的确定性函数，回收产品按质量不同分为多个类别，给出了单周期集中式渠道模式下废旧产品的回收价格和再制造产品销售价格的决策算法［9］。Bakal和Akcali［10］考虑类似的以回收价格主动控制回收产品数量和质量的问题，但考虑了由回收产品质量的不确定性造成的随机因素——随机产率。该论文研究了随机产率下需求和回收量都受价格影响的再制造系统，得到了集中式决策下的单阶段模型下的最优回收价格决策和不确定产率对系统的影响。Zhou和Yu［11］进一步认为回收管理是再制造应用是否成功的核心环节，同时包括回收定价在内的动态定价策略平衡。他们建立了一个包括回收努力或回收定价在内的多周期动态库存模型，并且同时考虑了回收与需求的随机性，得到了相应的最优库存策略。

在国内的研究中，李勇建等研究了电子商务模式中含有自治复原退货物流的单周期库存控制问题。他们在考虑退货价对需求影响的基础上，通过引入可再售退货产品率，将退货品分为可再销售和不可再销售两部分进行分析，建立并求解了自治复原退货物流下考虑退货价对需求影响的单周期库存模型。研究结果发现，商家应该在制定策略时考虑退货价对需求的影响，并大胆地提出和宣传自己的退货政策，以增加顾客对退货价的敏感度，从而获取更多的利润［12］。李响等研究了产率和需求均为随机的再制造逆向物流系统，其决策为在再制造随机产率实现前决策废旧产品的回收价格和在市场随机需求实现前决策再制造产品的销售价格，以最大化企业考虑风险因素的效用函数［13］。周艳聪等针对同时拥有制造和再制造的企业，研究了返回补偿的回收策略对库存管理的影响。他们通过分析回收过程的特点，提出了一种新的具有两条补充渠道 (正向渠道和再制造逆向渠道)库存系统模型，并在系统收益期望值最大的目标下，得到了系统的最优库存策略结构并进行了参数分析［14］。

3.2 再流通市场竞争

在经过库存管理和再制造生产之后，再制造产品的流通是逆向物流另一重要问题。目前，流通渠道的研究主要是结合流通中多实体的博弈和竞争来进行的，采用非合作博弈论作为主要的方法论。特别是近年来，考虑逆向物流中企业间横向竞争方面的研究数量呈明显上升趋势。

Groenevelt和Majumder首次考虑了逆向物流中存在的再制造产品竞争问题［15］。他们考虑了一个两周期模型，竞争者是原始制造商和再制造商。在第一阶段，原始制造商制造并销售新品，其中的一部分在消费完毕后在第二阶段被再制造商和原始制造商分别获得并进行再制造并且进行市场竞争。其中，消费者对原始制造商和再制造商的产品品牌具有不同的效用意识，再制造成本则是线性的。论文得到了原始制造商在选择第二周期从事再制造业务的临界条件，并证明了竞争性环境下存在唯一的纯策略纳什均衡。Ferguson和Toltay研究了类似的两阶段模型，但他们假设消费者对再制造产品和新品具有不同的效用意识，而再制造成本是非线性的。研究发现，原始制造商有可能会因为再制造产品与具有更高利润的新品冲突而选择不进行再制造，并且分析了当再制造对独立再制造商利润巨大的时候，原始制造商如何制定阻止潜在的再制造商进入的战略［16］。

Heese等建立了一个两周期动态模型研究企业在竞争环境下是否会进行回收再制造的问题，但更加突出考虑了回收对整个工业和消费者的影响。他们发现通过产品回收可以使得企业获得竞争优势，而消费者也总是从中受益［17］。Webster和Mitra同样考虑了原始制造商在第一周期引入新品的生产、第二周期再制造产品和新品进行竞争的两周期模型，但他们假设在第二周期只有再制造商获得废旧产品而原始制造商并不进行再制造活动，他们发现通过回收立法可使供应链系统获得更大利益［18］。Ferrer等突破了前面两阶段竞争模型的框架，将问题进一步扩展到多阶段的情形，得到了最优定价和生产量的纳什均衡解析解。研究结果表明，在双寡头垄断条件下，独立的经营者会在中途阻止原始制造商生产的核心产品而去销售再加工的产品，而如果再制造的利润很高，则原始设备制造商会通过降低价格放弃第一周期的部分边际利润，增加销量从而增加未来周期可再制造的回收产品数量。

在国内的研究中，曹俊和熊中楷研究了闭环供应链中单个制造商的再制造件最优价格和质量水平决策。研究表明在市场存在同一品牌新制造件和再制造件的情况下，当给定离散的新加入的不可再制造部分质量水平时，存在唯一的再制造件价格使得制造商的利润最大［19］。曹俊等研究了完全回收模式下，闭环供应链中新件制造商和再制造商的一级价格歧视策略。研究表明在销售期内不存在多余库存的再制造件时，再制造商并不会完全满足产品单位质量的价值评价较低的市场，而是部分进入原来新制造件的市场［20］。李响和李勇建则考虑了多个再制造商在同一回收市场中获取废旧产品并进行再制造的回收竞争，其中每个再制造商回收废旧产品的数量取决于自身付出的回收价格，同时和对手们的回收价格相关。他们证明了该竞争博弈作为超模博弈，存在唯一的纳什均衡，并得到回收竞争会导致整体回收价格偏高从而偏离系统帕累托最优的结论。

3.3 逆向供应链协调

供应链管理已成为当代最有影响力的一种企业管理模式和战略思想。在逆向物流的实践中，企业也将供应链管理的思想应用到其中。这些工业实践引发了近年来对逆向供应链纵向渠道博弈和协调问题的研究，主要是利用非合作博弈论和优化理论，设计供应链协调和利润分配机制。

Savaskan等对回收物流渠道选择问题进行了建模分析，分别研究了分散式供应链中制造商自己回收、提供激励使得零售商回收、外包给第三方回收等三种回收渠道模式并进行了比较。研究结果表明，零售商负责逆向物流职能的渠道结构优于制造商负责逆向物流的渠道结构，甚至更优于将逆向物流职能外包给第三方物流提供商的渠道结构;也就是说回收者离消费者越近，回收努力就越有效。此外，他们还对零售商回收的情形通过协调机制进行改进［21］。进一步地，Savaskan等对下游两个零售商存在竞争时的渠道模型进行了分析和比较。该论文首先分析了回收任务在零售商之间是如何分配的以及如何影响他们在市场中的行为。研究结果表明，在直接收集系统中，渠道利润受到回收规模的影响;而在非直接收集系统下，供应链的利润受到零售商之间的竞争影响［22］。

Ackali等考虑了此时废旧耐用产品回收和再制造的分散式和集中式逆向供应链系统。在废旧产品数量及市场对再制造产品的需求量都是价格敏感性的假设下，确定最优的回收价格、再制造件的销售价格，并提出一种two-part tariff合同协调分散式供应链的策略。论文探讨了原始制造商倾向于再制造或者回收的原因及时机，并得到当废旧产品是同质的时候，制造商倾向于建立回收渠道以增加回收率的结果［23］。Kaya在三种不同情形下分别考虑了相应的集中和分散式系统的回收决策，包括制造商依靠纯再制造产品来满足需求、制造商依靠再制造和制造新品满足需求以及再制造品和新品具有不同消费者效用的情形。并在确定性和随机回收情况下给出了供应链协调机制［24］。

在国内研究方面，邱若臻和黄小原在随机需求下综合考虑制造商和销售商同时负责产品回收两种渠道，建立了以制造商为主方，销售商为从方的逆向供应链的Stackelberg主从对策模型，并给出了分散决策下的Stackelberg均衡对策，提出一种两部收费制契约在保证供应链成员利润基础上实现闭环供应链渠道协调［25］。李响等将模型扩展到回收数量随机的情形，其中再制造商首先提供合同来激励回收商，然后回收商基于合同作出反应来决策回收价格。研究结果表明，分散式决策下的逆向供应链回收价格低于集中式的帕累托最优回收价格，从而导致逆向供应链中的双边效应出现，而一种双阶段定价合同可以有效地消除双边效应和协调供应链［26］。孙浩和达庆利将问题扩展到回收商或制造商的设施有容量限制的情形，并分别针对回收商或制造商租用设施的两种情况，研究了相应的回收价格及设施容量决策。论文提出一种收入－费用共享契约，可以有效地进行逆向供应链协调［27］。王文宾和达庆利则着重考虑了逆向供应链协调的奖励、惩罚及奖惩机制比较问题，并基于回收率与回收量的奖惩机制下得到相应的供应链分散式系统与集中式系统的最优决策［28－29］。

4 研究的新热点与未来趋势

4.1 研究的新特点和新热点

(1)随机性更加突出，信息系统与信息作用成为热点。

逆向物流具有多重的不确定性，且随着逆向物流的发展，其不确定性对系统影响的作用越发突出。物流系统中存在着需求风险逐级放大导致订购和生产数量波动逐级增加的牛鞭现象，逆向物流中也存在着类似的现象，且由于回收产品中可再制造部分数量和质量的不确定性产生“逆牛鞭效应”［30］。也正因此，如果使用回收再利用的零部件或者原材料来生产新产品，就必然要求对回收物流供给的可得性做出较准确和及时的追踪和预测，才能保证完整连续的生产。这样的活动必然需要及时、可靠的信息共享来实现。有效的逆向物流系统应以完善的物流信息系统作基础，及时获取潜在不确定因素的信息对提高系统收益具有很大影响。

(2)主动回收方式广泛采用，回收控制机制成为热点。

在逆向物流中，以往的一些企业被动等待消费者自觉将废旧产品交到企业手中，是一种消极对待产品回收流的办法。近年来，越来越多的企业感到其中蕴藏的巨大利润，开始作为发起者主动地深入消费者群，通过设置回收网点机构、雇佣回收人员或专门的回收企业，采取押金租赁、现金回购、以旧换新等方式，以经济利益刺激消费者进行产品回收。与传统的被动回收不同，这种主动回收方式可以对产品的回收数量和质量进行一定的控制，因此被越来越广泛地采用，其研究也开始成为热点。

(3)逆向物流向逆向供应链转化，纵向渠道博弈与协调成为热点。

在逆向物流领域，目前很多企业都开始寻求与其他企业合作，或者雇用某些专门的公司或企业为其提供逆向物流中部分流程的服务，从而形成了逆向供应链。例如，柯达公司的一次性相机逆向物流，通过与零售商合作，从用户手中将用过的一次性相机回收和零部件重用。在汽车制造业，一些日本和美国的汽车制造商将汽车回收后并不自己处理，而是卖给专门的拆解商和再制造商让他们进行再制造活动。总之，逆向供应链中的企业通过相互博弈竞争和协调合作，参与逆向物流的各种活动。因此，对逆向供应链中的各种博弈、竞争、协调、合同机制等研究具有重要的理论和现实意义，也是近年来涌现的研究热点。

4.2 未来研究趋势

第一，随机因素更加复杂。

以往大部分的逆向物流研究还是基于确定性或存在单一或较少的随机因素的模型。而事实上，逆向物流中的随机回收数量、质量、时间和随机需求常常是同时存在的，因此有必要将多重和更为复杂的随机因素同时考虑进系统模型。

第二，系统结构更为复杂。

研究对象从逆向物流系统结构的角度，是从按集中式系统到横向竞争结构再到纵向渠道结构来演进的，其中集中式系统也是从单级的再制品库存到两级的“备用件—再制品”库存再到多级库存，由简单的纯再制造系统到制造/再制造复杂系统演进的。对更为复杂的再制造系统以及更为复杂的逆向供应链网络的研究，将是未来重要的方向。

第三，决策因素和行为更为复杂。

目前，行为运作管理是运作管理领域非常活跃的热点方向之一，特别是将基于前景理论的风险行为消费者理性行为结合到运作管理的研究受到重视。而对逆向物流来说，一方面，逆向物流产品供给和需求两方面都与消费者关系密切，受消费者选择行为因素影响很大;另一方面，逆向物流具有极强的随机性，企业对这些随机风险的态度对系统影响很大。将消费者的返回/购选择等行为和企业风险态度行为考虑到逆向物流系统的决策，必将成为逆向物流研究的重要趋势。

第四，信息作用更加深化。

尽管对逆向物流信息作用的研究已经引起注意，但其研究仍然有待深入。一方面，对复杂逆向物流系统中多重信息的叠加作用的研究还比较缺乏。另一方面，当逆向供应链中各个企业具有自己的私密信息时，在信息不对称下如何设置合理的委托代理激励合同，使供应链具有一个合理的信息揭示和共享机制是十分重要的问题。

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(责任编辑 谭果林)

Progress and Developing Trends of Research on Reverse Logistics Operations Management

Li Xiang
(Institute of Economics and Social Development，Nankai University，Tianjing 300071，China)

Reverse logistics has been regarded as a basis of creating conservation-oriented society and promoting sustainable development.This paper introduces the current research status of reverse logistics from the aspects of production and inventory planning，re-distribution market competition，and reverse supply chain coordination.The paper analyzes new features in industry and new problems in academy with combinating the progress of newly development in practice.The paper puts forward some developing trends of future research.

Reverse logistics;Operations management;Remanufacturing

F270

A

国家自然科学基金资助项目 (71002077)，南开大学人文社会科学校内文科青年项目 (NKQ09027)。

2011－12－21

李响 (1982－)，男，天津人，南开大学经济与社会发展研究院讲师，博士;研究方向:物流与供应链管理。