EPR制度下废旧家电逆向物流网络模型优化

于宝　张晓晓

[摘 要]在EPR制度下分析和探讨了废旧家电回收网络的构建，建立了回收点—回收中心—再处理中心—再分销市场四级逆向物流网络，同时以模型为基础构建了以利润最大化为目标的混合整数线性规划模型，对回收网络模型进行了优化，为逆向物流中新建厂址选址以及网络整体优化问题提供了理论依据。

[关键词]废旧家电；模型优化；物流；EPR

[中图分类号]F251 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2014）27-0134-02

1 废旧家电回收现状

1.1 我国是电器电子产品生产、消费和出口大国，目前我国已进入电器电子产品大量报废阶段

长期以来由于缺乏规范的废旧家电回收处理体系，小作坊式的拆解处理行为屡禁不止，造成废旧电器电子产品的回收率和回收利用率相当低，导致资源的大量浪费，对环境也产生了严重影响。2009年，国务院《废旧电器电子产品回收处理管理条例》的发布，使废旧电器回收及拆解体系得到逐步规范。2012年，国务院批准《废弃电器电子产品处理基金征收使用管理办法》，对电器电子产品生产者、进口者按规定履行基金缴纳义务。在国家政策的指导下，我国废旧家电回收体系以“生产者责任延伸制”为核心开展，正在逐步形成符合我国实际情况的废旧家电回收和处理体系。

1.2 我国生产者责任延伸制

生产者责任延伸（Extended Producer Responsibility，EPR）最早起源于欧洲，是一项环境保护的制度原则，其目的是通过将生产者的责任延伸到产品生命周期各个环节，尤其是产品回收处理环节，以达到保护环境的目的。我国于2003年提出生产者责任延伸制，建立废弃电器电子产品多渠道回收和集中处理体系，以促进循环经济发展、保护环境以及保障人体健康。本文从循环经济角度出发，以EPR制度为基础，分析废旧家电回收处理体系模式，研究逆向物流网络体系的利润最大化优化模型。

2 废旧家电回收逆向物流网络构建

废旧家电包括旧家电和废家电。旧家电是指经过测试达到旧家电安全标准和性能标准的家电，即功能正常或者经过一定的维修可以恢复其正常功能的家电，主要来源于人们消费升级淘汰，其整机或零部件还具有很高的使用价值，可作为二手商品继续销售使用，也可以对零部件进行再制造；废家电是指在经济合理条件下经过维修达不到旧家电安全标准和性能标准的家电，即在一定的成本限制下不能恢复其整机使用功能的家电，这部分家电可以进行拆卸，然后将可以再使用的零部件进行再制造或者进入电子元器件市场作为二手产品进行销售，功能废弃的部分可以提取价值高的原材料，如金、铜等，最后没有任何使用价值的部分进行废弃物处理。

废旧家电回收本质上来说属于逆向物流范畴。回收网络的环节通常包含收集、检验与分类、再制造和再分销，本文对废旧家电回收按回收点—回收中心—再处理中心—再分销市场共四级进行网络建模，如上图所示。处于网络最左端的是废旧家电废弃源头，即居民家庭或使用家电废弃的地点，本文不做具体分析。

回收点。各消费区域内选定回收点，负责此区域废旧家电的回收。回收点的设定要充分利用已有资源，如销售点、维修点、社区回收站等，以减少固定投资。由于收集点在一定区域内数量相对较多，且一般直接利用逆向物流网络规划范围内的销售点、维修点、社区回收点等，因此通常不属于企业构建逆向物流网络时需要考虑的内容。

回收中心。回收中心主要是对回收点回收的废旧家电进行暂存，同时设有检测中心，对回收的废旧家电进行初步分类，再发往再处理中心，以实现规模经济效益、降低运输成本的目的，同时缓解再处理中心处理废旧家电的压力，使系统网络不至于失衡。

再处理中心。再处理中心的处理方式通常包括直接再利用、维修、再制造、材料再生以及最终处理等。选择再处理方式时应当尽量使废旧品的回收利用价值最大化，即按照产品级、零部件级、材料级这三个等级依次进行，对于可以进行产品级利用（直接再利用、维修、翻新）的尽量进行产品级的利用；当废旧品确实不适合进行产品级的利用时再考虑进行拆卸，进行零部件级的再利用，如进行再制造，将零件用于维修等；当产品级和零部件级的再利用都不能实现时，考虑原料再生；最后将剩余不能进行再利用的部分进行合理的废弃处理，如焚化、填埋等。

有学者认为将回收中心与再处理中心作为同一层次处理，即收集、分类的同时即对废旧家电进行再处理。虽然这种方式能在很大程度上降低运输成本，但在现实社会中，回收点往往规模较小，缺少相应的专业处理设备，容易造成环境污染，没有实现处理的真正目的，忽视了相应的社会效益。

再分销市场或填埋场。再分销市场主要负责对再制造和再利用的家电产品、材料或零部件进行处理销售，再次实现其价值。填埋场则是对没有再利用价值的材料进行最终的专业安全处理，力求减少环境污染，实现社会效益最大化。

本文中构建的逆向物流网络为开环结构，与已有文献中闭环结构物流网络相比更加完善合理。该网络对各节点的功能进行了重新组合，增设了回收点，细化了各元素的功能，充分保证回收系统的有效运行。

3 混合整数线性规划回收模型

通过分析家电产品回收的现状及网络构成可知，家电产品的回收网络主要由回收点、回收中心、再处理中心以及再分销市场或填埋场构成。但是日益大型化的废旧家电回收，要求对家电回收网络进行科学优化。

本文通过构建以利润最大化为目标函数的混合整数线性规划模型（MILP），来求解最优产品回收的运输线路方案与处理工厂选址方案。为了便于分析和解决问题，进而对家电回收网络模型进行优化，本文通过如下假设对模型进行抽象：

（1）在回收网络中，产品回收數量与产品需求数量都是相互独立的随机变量且分布函数已知。

（2）在回收体系中，消费地区的家电产品回收量、不同设备的处理能力以及投资运营成本、设备的单位运输成本已知。

（3）家电产品的回收量按消费地区总计，并与该地的消费者数量成正相关。

（4）由于回收产品质量在个体上可能会存在很大的不同，为了简化回收处理，把来自同一消费地区的家电产品质量看作是相同或相似的，在统一回收中，保持先经由回收中心进行分类然后运往再处理中心的家电产品质量的统一性，一部分产品通过再制造利用保证了产品质量，可以通过分销点进行出售，另一部分质量不合格产品统一交由最终处理厂进行填埋或焚烧等方法处理。

（5）不能经过再处理中心进行再循环利用的产品，作为最后的废弃物，统一在最终处理厂进行处理。

5 结 论

随着我国经济的快速发展，大量废旧家电等待回收处理。我国现已开始对EPR制度进行初步探索，在该制度下建立有效的废旧家电逆向物流回收体系，不断完善行业规范，同时利用科学的数学方法对网络进行建模优化，使得该回收体系实现正常商业运作，将给废旧家电回收行业甚至整个产业带来一定效益。

参考文献：

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