逆向物流网络设计的模糊多目标模型研究

黄阿娜 上海海事大学 经济管理学院

逆向物流网络设计的模糊多目标模型研究

黄阿娜 上海海事大学 经济管理学院

降低环境影响，提高社会责任度，考虑组织的经济动机，是设计可持续发展背景下的逆向物流网络的三个重要特征。制定一个可以同时考虑这些环境，社会和经济方面及其指标的模式，是研究人员和实践者的重要问题。通过使用上述方面的测量指标来解决这一综合方法，并通过应用模糊数学规划设计可持续逆向物流网络的多目标模型。正确使用拟议的过程可以帮助管理人员有效管理回收产品在环境和社会考虑方面的流动，这一过程为公司提供了可持续的竞争优势。

逆向物流 可持续发展 社会责任感 模糊数学规划

一、引言

逆向物流（RL）是各行业供应链物流与管理相关主题的重要领域之一。 由于对客户关系的巨大影响，与运营能力相关的逆向物流和物流应被视为管理重点。RL是涵盖广泛领域的通用术语，包括与重新使用商品和材料相关的所有操作。一般来说，RL的目的是管理反向物流; 即供应链中的逆流。RL包括与资源减少，回收，替换，重新使用材料和溶解废物相关的所有后勤活动。许多研究人员试图探索将可持续发展与绿色供应链联系起来的关系。以前的大部分研究都集中在通过闭环供应链的社会和绿色问题上，但是将RL融入绿色和可持续供应链的设计很少被考虑。在定量方法中，这种整合可以通过在数学模型中加入一些决策变量，目标函数和约束来完成。因此，本文的贡献是将绿色和可持续发展问题融入到RL中。在本研究中，提出了可持续逆向物流网络设计（SRLND）。最大限度地减少成本的现值，尽可能减少环境影响，最大限度地发挥社会责任是考虑可持续性三个方面的客观功能。

二、问题定义

在本文中，对可持续逆向物流网络中的实际工业问题进行了调查。我们使用关于这种情况的信息来确定指数，参数和决策变量，并构建逆向物流网络数学模型的有意义的方法。

医疗注射器在生命周期结束时对环境产生重大的负面影响，管理这些产品生命周期的终结是一个至关重要的问题。为了应对可能的危险，应用安全包以在使用后收集感染的注射器和针头。有三种使用寿命的方法来管理使用过的注射器：（1）焚烧方法;（2）非焚烧方法;（3）回收利用。焚烧是管理医疗注射器生命周期结束的常用方法。虽然这种方法是便宜，容易和能量回收的能力，它会损害环境并造成空气污染（世卫组织，2005年）。非垃圾处理方法，如微波消毒，可以帮助企业以不同程度的有效性回收能源。一般来说，回收医疗废物的过程被认为是一种危险活动。印度医疗注射器和针头的回收已经在世卫组织的指导下进行了调查。结果表明，如果伴随消毒方法该方法可用于医疗注射器和针头。本文重点介绍两种生命周期方法：（1）焚烧和（2）回收利用。

逆向物流网络的结构如图1所示。在这个RL网络上，在生命周期到期时，产品从客户转移到收集中心。然后产品会被运到回收中心。不能回收的注射器部分也运送到焚化中心。假设所有浪费的注射器在每个时期都从客户区域收集。

图1 逆向物流网络

因此，在设计RL网络时，我们必须优化三个目标函数：（1）最小化成本现值，（2）最小化环境影响，（3）最大化社会责任。 基于生命周期评估（LCA），已经使用一种称为生态指标99的方法来量化和模拟环境影响。LCA是一个程序，使研究人员能够衡量整个环境负荷及其在过程，活动或产品的整个生命周期中的可能影响。考虑到因工伤害而造成的社会责任，就业机会和平均失业天数的因素量化和模型。

然而由于不精确和有时不可用的数据和特殊参数，所有网络设计模型在现实世界中面临的标准、简单的清晰模型不能使用。 因此，由于RL网络设计问题存在不确定性，我们使用了模糊数学规划。

三、模型的指标，参数和变量

以下符号，参数和变量用于建模多目标可持续逆向物流网络设计：

必须注意的是，这些已经写在波浪号下的参数是模糊参数。

四、模型制定

该模型具有三个目标函数和五个约束条件。

（一）目标函数

拟议的模式具有经济，环境和社会目标的功能。

1.经济目标函数。为了确定经济目标函数，首先解释净现值（NPV）的概念。

投资的净现值可以定义如下：

其中i是每个期间的贴现率，n是周期数。

由于所提出的模型中没有销售参数（因此没有收入参数），因此效益的现值等于零。 因此，净现值的最大化等于成本现值的最小化：

SRLND的总体成本包括建立收集中心的固定成本以及网络各中心之间运营处理和运输材料的可变成本。

各中心之间的运输费用是通过将两个中心之间的每个单位的注射器运输成本乘以两个中心之间的运输产品数量来获得的。

因此，第一个目标函数是：

2.环境目标函数。基于生命周期思维（LCT）概念的工具通常用于测量系统的环境影响，LCA用于量化环境影响[1]。这种方法使我们能够对影响环境的因素给出数值，并测量其在产品生命周期中的潜在影响。生态指标99方法总结了LCA获得的结果。换句话说，它将它变成可理解的单位。这些单位称为环境指数。环境指数是明确识别过程或产品的环境方面的数值。这种方法考虑了三个方面的损害：（1）人类健康，（2）生态系统质量和（3）资源[2]。

为了使用生态指标99方法，首先应确定系统的范围，绩效单位和使用指标的目标。在下一步中，应描述生命周期的阶段。本研究调查的逆向物流阶段包括（1）从客户到收集中心（cc）的二手注射器的运输;（2）检查操作和分类（co）;（3）从收集中心到焚化中心的运输（ci）；（4）焚烧二手注射器（in）;（5）从收集中心到钢铁回收中心的运输;（6）钢铁回收（st）;（7）从收集中心到塑料回收中心的运输;（8）塑料回收（pl）。第三步，量化生命周期阶段的材料和过程。在最后一步，得到最终得分，其中包括：（1）找到相关的生态指标; （2）将数量乘以指标值，（3）加补充结果。

第二个目标函数：

3.社会目标函数。 为了调查社会问题，社会责任考虑了两个指标：（1）创造岗位数量; （2）由于工作中的伤害造成的平均失去天数。第一个指标适用于工作条件和社会改善。第二项指标与工作条件对雇员造成的任何伤害有关。很明显，在这项研究中，收集中心技术类型的选择对工作条件有重大影响。

第三个目标函数：

（二）约束

提出的模型包括以下十个约束：

1.回收满意度约束

约束（5）保证收集客户使用的所有产品。

2.容量约束

约束（6）、（7）分别与收集中心和焚烧中心的能力有关。此外，约束（6）保证使用的注射器不会转移到未建立的收集中心。

3.决策变量约束。

约束（8）和（9）与相应决策变量有关的双重和非负约束。

五、结论

本文将逆向物流与可持续发展相结合，提出了可持续的逆向物流模式，具有三个目标功能：最小化成本现值，最大限度减少环境影响，最大限度地发挥社会责任。本研究考察了回收系统的社会责任，并将其量化为拟议模型的目标函数。为了应对不确定性，采用模糊数学规划。通过应用模糊数学规划设计可持续逆向物流网络的多目标模型，可以帮助管理人员有效管理回收产品在环境和社会考虑方面的流动，这一过程为管理人员决策具有指导意义，即企业应衡量经济利益、环境影响、企业社会责任三方面功能做出决策。

对于未来的研究，研究人员可以改变客观功能的定义，特别是社会目标，包括工作场所卫生条件最大化或工人教育等问题。此外，拟议的模型和解决方案在其他医疗和可回收产品中的应用可能是一个有趣的研究课题。

[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]张玲.不确定环境下逆向物流系统的构建与优化[D].浙江大学,2014.

[4]陈铓.逆向物流随机库存策略研究[D].中南大学,2013.

黄阿娜（1996-），女，安徽宿州人，上海海事大学硕士在读，研究方向：信息管理。