基于再制造闭环供应链问题的研究进展

汤垠旭

摘要：面对经济社会发展中资源匮乏与环境恶化等诸多挑战，再制造闭环供应链成为了各国政府企业的关注热点。基于再制造闭环供应链经济价值实现的三个主要瓶颈，从旧产品回收效率影响因素，闭环供应链网络设计与渠道选择以及市场竞争与发展三个方面展开综述，总结提出了再制造闭环供应链未来可能的发展方向。

关键词：再制造;闭环供应链;经济价值

中图分类号：F274

文献标识码：A

D01：10.3969/j.issn.1003-8256.2019.03.008

0 引言

隨着社会经济的发展，人类对资源的过度开发和过量消耗导致了资源的锐减与环境恶化。对于资源的高效利用和经济的可持续发展已经成为全人类所共同面临的课题。世界各国政府与组织机构都对循环经济的发展给予了高度的重视。而作为循环经济的重要组成，闭环供应链也就成为许多专家学者关注的焦点。

闭环供应链是在传统正向供应链的基础上结合逆向供应链所形成的完整供应链体系（Closed -loopSupply Chain，简称CLSC）。具体而言，闭环供应链既包括了正向物流“资源一制造一分销一消费”，也包括了逆向物流“旧产品回收一再利用一在消费”。而再制造作为一种资源再利用的形式，能够在满足经济发展要求的前提下，实现资源的高效利用。这对于可持续发展具有重要的意义。因此，基于再制造的闭环供应链开始为越来越多的企业所重视。许多企业开始意识到，再制造闭环供应链不仅仅是实现企业环境友好的措施，更是增加企业利润，扩展产品市场，推动企业高质量发展的重要方式[1]。

因此，如何实现再制造闭环供应链潜在的经济价值就成为了许多学者最关心的问题。目前，Guide等，Atasu等以及Souza等学者都对再制造闭环供应链进行了综述[2-4]。基于这些研究，本文认为，再制造闭环供应链潜在的经济价值的实现主要集中在三个方面：（1）旧产品的回收效率决定了再制造闭环供应链中，正向物流与逆向物流的衔接程度。高效的回收有助于企业实现资源在整个闭环供应链中的高效流通;（2）闭环供应链网络设计与渠道选择决定了再制造闭环供应链的构成结构与成员框架，它是实现资源合理分配，降低成本，提高收益的重要环节;（3）市场竞争与发展决定了再制造闭环供应链资源流通的动力问题。再制造闭环供应链的市场中既包括新产品市场，也包括再制造产品市场，两个市场各自的发展与相互的影响成为决定再制造闭环供应是否生生不息的关键。

因此，本文从旧产品回收效率的影响因素，闭环供应链网络设计与渠道选择以及市场竞争与发展三个方面出发。对国内外学者在这三个方向上的研究展开综述，并总结当前的研究现状以及未来的发展方向。

1 旧产品回收效率的影响因素

旧产品的回收效率是挖掘再制造闭环供应链经济潜力的首要环节。这是因为所有逆向物流都是从旧产品回收开始，而旧产品回收的数量、质量与时间也影响着闭环供应链整体的经济效益。Guide和Wassenhove的研究表明，旧产品的回收决定了企业再制造的盈利能力，是企业追求最大收益的关键因素。并且影响企业回收设施的设计，以及再制造产品的市场潜力[5]。Blackburn等系统地阐述了逆向物流的研究框架，展示了旧产品回收的经济潜力以及未来进一步的研究方向[6]。Krikke等则对旧产品回收的实际情况进行统计分析，并在不同地区与行业中进行比较[7]。因此，许多学者开始研究不同因素对于旧产品回收的影响，从而为提高旧产品回收效率、增加闭环供应链经济效益带来启示。目前，对于影响旧产品回收主要是从旧产品收集者和消费者两个方面展开。

从旧产品收集者角度而言，主要考虑的是供应链成员关系对旧产品回收效率的影响。如熊中楷等通过三阶段的动态博弈模型，研究了在制造商主导的分散式闭环供应链中，制造商向零售商提供的质量处罚比例和质量抽检比例对旧产品回收数量和质量影响[8]。Ostlin等综述并定义了7种再制造商与他们的供应商（旧产品/旧部件提供者）之间的关系，并且研究了这些关系是如何影响再制造商的旧产品收集[9]。王文宾和达庆利通过对市场的细分，构建了零售商与第三方两种旧产品回收情景下的闭环供应链决策模型，通过对比分析两种情景下决策结果，研究了不同情景对于回收者回收努力程度的影咐隋况[10]。Kim等研究了在一个供应商具有较强议价能力的闭环供应链中，用批发合约、赎回合约以及数量折扣合约三种不同的供应合约来探索供应合约对于零售商回收策略的影响[11];Giri等假设了5种不同的情景，并研究了在哪种情景下双渠道（线上/线下）闭环供应链中回收的旧产品数量最大这一问题[12]。

从消费者的角度，主要考虑的是企业通过对消费者不同的激励行为对旧产品回收的影响。Ray等在研究可再制造耐用品的以旧换新中，重点分析了无以旧换新折扣、无时间依赖以旧换新折扣以及时间依赖以旧换新折扣对于回收收益的影响[13]。Das和Dutta使用动态系统模型研究闭环供应链的系统收益和消费者满意度时证实：消费者退回旧产品是会受到来自企业刺激策略的影响，并且这种刺激策略最终会使得企业的总利润增加[14];Geranmayeh等研究了零售商与制造商联合广告策略对旧产品的回收效率的影响[15]。Genc和Giovanni则研究了变动与固定两种不同的回收折扣（回收者用于鼓励消费者退回旧产品，购买新产品的销售折扣）对于旧产品的回收影响，发现在变动折扣下闭环供应链拥有较高的收益[16]。

2 闭环供应链网络设计与渠道选择

相比与研究旧产品回收本身，闭环供应链的网络设计与渠道选择更关注于旧产品在回收过程中的效率问题。不同的学者对于闭环供应链的网络设计与渠道选择的研究，都是旨在从整体上优化与提高闭环供应链回收旧产品的运作效率，这对于实现再制造闭环供应链经济潜力具有重要意义。

网络设计研究闭环供应链网络中设施节点的配置与响应时机，解决的是如何回收旧产品更有效率的问题。Guide等基于实际回收中的旧产品往往存在边际时间价值递减的问题，构建了一个排队网络模型，来寻找使得逆向物流实现最大收益的响应效率[17]。Hammond和Beullens则将闭环供应链网络的设计置于立法系统之下，通过网络设计与博弈论的方法来研究法律对该闭环供应链中产品运输数量和销售价格的影响[18]。Pishvaee和Torabi在考虑闭环供应链网络的不确定性的基础上还考虑了模糊参数的存在[19]。Qiang等在研究供应链网络设计问题时，同时考虑了竞争效应、分配渠道投资、生产率与转化率以及需求不确定性等问题[20]。Amin和Zhang在研究了闭环供应链网络总成本最小化的问题中，同时考虑了回收数量的不确定性对于全局网络的影响[21]。Khatami等与之类似，都是在研究闭环供应链网络中考虑回收数量的不确定性，而区别在于其使用Bender分解法来解决混合整数规划的最优解问题[22]。Uster和Hwang考虑旧产品回收数量的不确定性，使用两阶段随机混合整数线性规划模型研究闭环供应链的网络设计问题[23]。除了假设回收数量的不确定性之外，还有部分学者对不确定性假设做了扩展。Zeballos等则都在闭环供应链的网络设计的问题研究中同时考虑了回收数量和回收质量的不确定性[24-25]。Hamdouch等则在闭环供应链网络设计的问题研究中，考虑旧产品的回收是随机且价格敏感的[26]。张桂涛等基于消费者对电子商务和零售商两种购物渠道存在不同偏好，研究了由制造商层、零售商层、需求市场层和回收商层组成的闭环供应链网络均衡问题[27]。Chen等则使用量子群算法来近似求解多目标的闭环供应链模型[28]。Ami和Baki在研究多目标的再制造闭环供应链网络模型中考略诸如货币兑换率与贸易关税等全球贸易因素[29]。

渠道选择则是研究闭环供应链中回收者身份，解决的是由谁回收旧产品更有效率的问题。Savaskan等在四种回收情景下构建一个两级供应链结构，研究了闭环供应链中应该由谁来收集旧产品的问题，并分析比较了这四种情况下的收益差异[30]。Savaskan和Wassenhove则在前者的基础上考虑了零售商竞争对于最优结果的影响[31];樊松和张敏洪通过构建并求解了回收率随回收价格变动的单一制造商和零售商的最优利润模型，研究了闭环供应链中回收价格对回收渠道选择的影响[32]。韩小花在竞争的制造商共用零售商的市场结构下研究了制造商之间的竞争程度对于回收渠道决策的影响[33]。Hong和Yeh研究了零售商收集模型和非零售商收集模型，通过比较发现，从回收率、制造商利润、渠道成员总利润等方面来看，零售商收集模型并不总是优于非零售商回收模型[34]。DeGiovanni和Zaccour研究则发现，企业自己独立收集旧产品总是对所有博弈方有利，并且优于外包给其他人[35]。这是因为独立回收增加了制造商的内部效率，减少了双重边际效应，并最终导致了更加高额的利润。Huang等研究了在双重回收渠道下闭环供应链的最优策略，发现在特定情况下双重渠道回收的闭环供应链效益优于单渠道[36]。相比于考虑回收者身份对于闭环供应链效率的影响，Choi等则从不同角度考虑闭环供应链的运作效率问题。在一个含有零售商、制造商、收集商的闭环供应链中，研究在不同市场领导者下闭环供应链的效益情況[37]。

3 市场竞争与发展

再制造闭环供应链中存在两个市场，即新产品市场和再制造产品市场。由于在再制造闭环供应链中，无论新产品或者是再制造产品都需要通过市场销售从而真正转化为企业收益，因此这两个市场共同决定了再制造闭环供应链的经济价值是否能够最终实现。

新产品市场当中，研究问题主要集中在新产品的定价策略上，即在考虑旧产品回收与再制造时，不同情境下企业对于新产品不同的最优定价策略。葛静燕和黄培清在两阶段闭环供应链中研究了制造商和零售商对于批发价、零售价、旧产品回收价以及回收转移价的最优定价策略[38]。Wei和Zhao在存在零售竞争的情况下，研究了集中与分散的模型中分别探讨了最优批发价、最优零售价和最优再制造率，并在消费者需求、再制造成本以及收集成本上引入了模糊理论[39]。Ma和Zhao研究政府消费补贴对于双渠道闭环供应链中各成员最优定价策略的影响，这种影响主要以消费者、闭环供应链规模以及企业繁荣三个层面表示[40]。林杰和曹凯在双销售渠道和双回收渠道并存下的闭环供应链中，分别以制造商和零售商为领导者建立闭环供应链定价决策模型，研究对比了两种不同市场力量结构对各方最优定价决策的影响[41]。Wei等在对称与不对称信息状态下研究闭环供应链中的最优批发价、零售价以及回收率的决策问题[42]。Genc和DeGiovanni在两阶段闭环供应链博弈中考虑产品质量（技术水平）对于制造商和零售商最优定价策略的影响[43]。除此之外，还有学者在考虑定价决策的基础上考虑多种最优决策问题。Gao等就在三种不同的渠道力量结构下，研究考虑了收集努力和销售努力时的最优定价策略[44]。

而对于再制造市场，研究问题主要集中在原始设备制造商（OEM）和第三方再制造商之间的竞争关系，以及再制造产品对于新产品的吞噬效应。Majumder和Groenevelt首次在再制造商品的再销售过程中考虑竞争问题，即考虑了OEM和第三方再制造商之间产生了竞争[45]。Ferrer和Swaminathan在Majumder和Groenevelt研究的基础上进行扩展，考虑了有限多期竞争与产品差异[46]。Ferguson和Toktay则认为OEM不仅仅第三方再制造商的竞争伙伴，更是第三方再制造商的行业准入阻碍[47]。Atasu等的研究支持了Ferguson和Toktay的观点，他们发现，即便再制造在垄断情况下是无利可图的，但是它却是一种用以阻止其他厂商低成本竞争产品进入市场的有效方式[48]。Debo等通过使用巴斯扩散模型，研究了多期竞争状态的新产品和再制造产品的市场渗透发展[49]。Guide和Li首次使用实证的方法来研究再制造产品对新产品销售量的吞噬效应[50]。Chen和Chang研究再制造闭环供应链在合作与竞争两种情况下的战略问题，他们发现，再制造成本和竞争强度在很大程度上决定企业再制造战略的关键[51]。Agrawal通过行为实验研究再制造产品以及再制造商的身份对于消费者产品价值感知的影响[52]。Abbey等以消费者偏好模型研究了新产品与再制造产品的最优定价问题时发现，通过调整新产品价格，OEM可以缓解再制造产品对于新产品的吞噬效应并增加收益[53]。

4 总结与未来方向

本文从实现再制造闭环供应链经济价值的角度出发，综述了国内外的研究现状。随着对再制造闭环供应链研究的不断深入与展开，未来在这四个领域中的研究存在如下趋势：

4.1 旧产品跨期回收与战略意义问题

除了研究影响旧产品回收的主要因素之外，旧产品回收管理的跨期整合与协调拓展了旧产品回收假设，引入产品多生命周期条件，能够为企业旧产品回收管理提供更加实际指导建议;除此之外，旧产品回收管理作为一种经营方式，对企业市场竞争力产生影响，能够帮助企业优化战略决策。

4.2 大数据与全球化闭环供应链网络设计问题

随着信息技术的不断升级，大数据与云计算的广泛使用，通过新的求解算法来研究更加复杂的网络模型能够进一步为企业提供更加富有实际意义的决策建议。此外，全球化的不断发展也将对闭环供应链网络设计从地区延伸至全球范围，因此需要考虑更加复杂的现实条件假设，比如关税和国家货币政策。

4.3 回收渠道选择中非理性行为与博弈模型进化问题

再制造闭环供应链成员间非理性行为往往导致企业最优决策发生改变甚至逆转。通过对各成员间非理性行为的研究能进一步帮助企业了解市场异象与决策偏差，从而更加合理的制定最优战略;同时，随着博弈论的不断发展与运用，基于合作博弈与演化博弈更能够充分反映现实中复杂的关系。

4.4 消费者的感知与策略选择问题

目前，对于再制造产品与新产品销售与市场发展的研究都集中市场中企业的决策问题。而事实上，消费者在再制造闭环供应链中也具有举足轻重的作用。消费者不同的价值偏好对旧产品的回收和新产品的销售同时产生的影响，消费者对再制造产品与新产品感知差异，以及在购买新产品与再制造产品时消费者的策略行为等问题都需要未来进一步的探索。

参考文献：

[1]GuideVDR. WassenhoveLN. Business aspects ofclosed-loop supplychains [M] Pittsburgh.PA：CamegieMellonUniversityPress2 003.

[2] Guide Jr V D RVan Wassenhove L N.OR FORUM-Theevolution of closed-loop supply chain research [J]. Operationsresearch. 2009. 57（1）： 10-18.

[3] Atasu. Atalay. Guide. Daniel R V，Wassenhove. Luk N.ProductReuse Economics in Closed-Loop Supply Chain Research [J].Production and Operations Management. 2010. 17（5）： 483-496.

[4]Souza G C.Closed-Loop Supply Chains：A Critical Review. andFuture Research [J]. Decision Sciences. 2013. 44（1）： 7-38.

[5] Guide V D RWassenhove L N.Managing product retums forremanufacturing [J]. Production and operations management.2001. 10（2）： 142-155.

[6] Blackbum J D，Guide Jr V D R，Souza G C.et aluReversesupply chains for commercial retums [J]. Califomia managementreview. 2004. 46（2）： 6-22.

[7] Krikke H，Hofenk D，Wang Y Revealing an invisible giant：Acomprehensive survey into retum practices within original （closed-loop） supply chains [J]. Resources. Conservation and Recycling，2013. 73： 239-250.

[8] 熊中楷，曹俊，劉克俊.基于动态博弈的闭环供应链回收质量控制研究[J].中国管理科学，2007. 15（4）： 42-50.

[9] Ostlin J， Sundin E， Bjorkman M.Importance of closed-loop supplychain relationships for product remanufacturing[J]. InternationalJoumalofProduction Economics. 2008. 115（2）： 336-348.

[10]王文宾，达庆利.零售商与第三方回收T闭环供应链回收与定价研究[J].管理工程学报，2010. 24（2）： 130-134.

[11] Kim D S.Pricing and return policy under various supply contractsin a closed-loop supply chain [J]. Intemational Joumal ofProduction Research. 2015. 53（1）： 106-126.

[12] Giri B C，Chakraborty A，Maiti T Pricing and retum productcollection decisions in a closed-loop supply chain with dual-channel in both forward and reverse logistics [J]. Joumal ofManufacturing Systems. 2017. 42： 104-123.

[13] Ray S. Boyaci T. Aras N. Optimal prices and trade-in rebates fordurable. remanufacturable products [J]. Manufacturing & ServiceOperations Management. 2005. 7（3）： 208-228.

[14] Das D. Dutta P. Performance analysis of a closed-loop supplychain with incentive-dependent demand and retum [J].Intemational Journal of Advanced Manufacturing Technology.2016. 86（1-4）： 621-639.

[15] Geranmayeh A F. Rabbani M. Taleizadeh A. Cooperativeadvertising in a closed-loop supply chain to encourage customersto retum their used products [J]. Intemational Joumal of InventoryResearch. 2017. 4（1）： 4.

[16] Gene T S. Giovanni P D. Optimal Retum and Rebate Mechanismin a Closed-Ioop Supply Chain Game [J]. European Joumal ofOperational Research. 2018. 269（2）： 661-681.

[17] Guide V D R. Souza G C. Wassenhove LNV et al.. Time Valueof Commercial Product Retums [J]. Management Science. 2006.52（8）： 1200-1214.

[18] Hammond D. Beullens P. Closed-Ioop supply chain networkequilibrium under legislation [J]. European Joumal of OperationalResearch. 2007， 183（2）： 895-908.

[19] Pishvaee M S. Torabi S A. A possibilistic programming approachfor closed-loop supply chain network design under uncertainty [J].Fuzzy Sets & Systems. 2010. 161（20）： 2668-2683.

[20] Qiang Q. Ke K. Anderson T. et al.. The closed-loop supply chainnetwork with competition. distribution channel investment. anduncertainties [J]. Omega. 2013. 41（2）： 186-194.

[21] Amin S H. Zhang G. A multi-objective facility location model forclosed-loop supply chain network under uncertain demand and retum[J]. AppliedMathematicaIModelling. 2013. 37（6）： 4165-4176.

[22] Khatami M. Mahootchi M. Farahani R Z. Benders'decomposition for concurrent redesign of forward and closed-loopsupply chain network with demand and retum uncertainties [J].Transportation Research Part E： Logistics and TransportationReview. 2015. 79： 1-21.

[23] Uster H. Hwang S 0. Closed-Loop Supply Chain NetworkDesign Under Demand and Retum Uncertainty [J]. TransportationScience. 2016. 51（4）： 1063-1085.

[24] Zeballos L J. Gomes M I. Barbosa-Povoa A P. et al.. Addressingthe uncertain quality and quantity of retums in closed-loop supplychains[J]. Computers & Chemical Engineering. 2012. 47 ：

237-247.

[25] Zeballos L J. Mendez C A. Barbosa-Povoa A P. et al. Multi-period design and planning of closed-loop supply chains withuncertain supply and demand [J]. Computers & ChemicalEngineering. 2014. 66： 151-164.

[26]張桂涛，胡劲J松.王磊，等 .考虑消费者渠道偏好的多期闭环供应链网络均衡 [J].系统i程理论与实践， 2016. 36（2）： 347-362.

[27] Hamdouch Y Qiang Q P. Ghoudi K. A closed-loop supply chainequilibrium model with random and price-sensitive demand andretum[J]. Networks and Spatial Economics. 2017. 17（2）： 459-503.

[28] Chen Y W. Wang L C. Wang A. et al.. A particle swarm approachfor optimizing a multi-stage closed loop supply chain for the solarcell industry [J]. Robotics and Computer-IntegratedManufacturing. 2017. 43： 111-123.

[29] Amin S H. Baki F.Afacility location model for global closed-loop supply chain network design [J]. Applied MathematicalModelling. 2017. 41： 316-330.

[30] Savaskan R C，Bhattacharya S，Wassenhove L N V Closed-LoopSupply Chain Models with Product Remanufacturing [M].INFORMS， 2004.

[31]

SavaskanRC，Van Wassenhove LN. Reverse channel design： the caseofcompetingretailers[J].Management science.2006.52（1）： 1-14.

[32]樊松，张敏洪.闭环供应链中回收价格变化的回收渠道选择问题[J].中国科学院大学学报，2008. 25（2）： 151-160.

[33]韩小花.基于制造商竞争的闭环供应链回收渠道的决策分析[J].系统工程，2010. 28（5）： 36-41.

[34] Hong I H. Yeh J S.Modeling closed-loop supply chains in theelectronics industry： A retailer collection application [J]Transportation Research Part E：Logistics and Transportation Review. 2012. 48（4）： 817-829.

[35] De Giovanni P，Zaccour G.A two-period game of a closed-loopsupply chain [J]. European Joumal of Operational Research.2014. 232（1）： 22-40.

[36] Huang M. Song M. Lee LH et al.. Analysis for strategy of closed-loop supply chain with dual recycling channeI[J]. Intemational Journal of Production Economics. 2013. 144（2）：5 10-520.

[37] Choi T M. Li Y Xu L Channel leadership. performance andcoordination in closed loop supply chains [J]. IntemationalJournal of Production Economics. 2013， 146（1）： 371-380.

[38]葛静燕，黄培清.基于博弈论的闭环供应链定价策略分析[J].系统工程学报，2008. 23（1）： 111-115.

[39] Wei J，Zhao J. Pricing decisions with retail competition in a fuzzyclosed-loop supply chain [J]. Expert Systems with Applications，2011. 38（9）： 11209-11216.

[40] Ma W. Zhao Z，Ke H Dual-channel closed-loop supply chainwith govemment consumption-subsidy [J]. European Joumal ofOperational Research. 2013. 226（2）： 221-227.

[41]林杰，曹凱.双渠道竞争环境下的闭环供应链定价模型[J].系统工程理论与实践，2014. 34（6）： 1416-1424.

[42]

Wei J. Govindan K. LiY et al.. Pricing and collecting decisions in aclosed-loop supply chain with symmetric and asymmetric information[J] . Computers& Operations Research.2015.54 ： 25 7-265 .

[43] Gene T S. De Giovanni P. Trade-in and save： A two-period closed-loop supply chain game with price and technology dependent retums [J]. Intemational Joumal of Production Economics. 2017. 183： 514-527.

[44] Gao J. Han H. Hou L et al.. Pricing and effort decisions in aclosed-loop supply chain under different channel power structures[J]. Joumal of Cleaner Production， 2016. 112： 2043-2057.

[45] Majumder P. Groenevelt H. Competition in remanufacturing [J].Production and Operations Management. 2001. 10（2）： 125-141.

[46] Ferrer G， Swaminathan J M. Managing new and remanufacturedproducts [J]. Management science. 2006. 52（1）： 15-26.

[47] Ferguson M E. Toktay L B. The effect of competition on recoverystrategies [J]. Production and operations management. 2006. 15（3）： 351-368.

[48] Atasu A. Sarvary M. Van Wassenhove L N. Remanufacturing asa marketing strategy [J]. Management science. 2008. 54（10）：1731-1746.

[49] Debo L G. Toktay L B. Van Wassenhove L N. Life cycledynamics for portfolios with remanufactured products [J].Production and Operations Management. 2006. 15（4）： 498-513.

[50] Guide. Jr V D R. Li J. The potential for cannibalization of newproducts sales by remanufactured products [J]. Decision Sciences.2010. 41（3）： 547-572.

[51] Chen J M. Chang C I. The co-opetitive strategy of a closed-loopsupply chain with remanufacturing[J]. Transportation Research PartE：Logistics and Transportation Review. 2012. 48（2） ： 387-400.

[52] Agrawal V V. Atasu A. Van Ittersum K. Remanufacturing. third-party competition. and consumers' perceived value of newproducts [J]. Management Science. 2015. 61（1）： 60-72.

[53] Abbey J D. Blackbum J D. Guide Jr V D R. Optimal pricing fornew and remanufactured products [J]. Joumal of OperationsManagement. 2015. 36： 130-146.