家电产品再制造再利用逆向物流库存模型

家电产品再制造再利用逆向物流库存模型

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单位代码:103巧分类号:F253.4学号:20密级:公开13110174冬化乂令乂义HefeiUniversitofTechnoloygy硕dr学位论文M乂STERDEGREETHESISI家电产品再制造/再利用逆向物流库存模型论义煙口:学化炎训:学历硕±工业工程?(I‘巧额域)作巧蛛名:许泽莖巧师肿名:刘志峰教授完成M间:2016年4月.令托气讯。,名?与备专^ 10359密级井单位代码::公学号:2013110174分类号:F253.4冬^化A令义老HefeiUniversityofTedmology硕±学位论文MASTERSDISSERTATION论文题目:家电产品再制造/再利用逆向物流库存模巧学位类别:学历硕击专业名称:工业工程作者姓名:许浑董导师姓名:刘志峰教授:2016年4月完成时间 合肥工业大学学历硕±学位论义家电产品再制造/再利用逆向物流库存模型作者姓名:许泽葦指导教师:刘志峰教授:工业工程专业名称研巧方向:工业工程系统理论、分析及决策方法研究2016年4月 ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterRemanufacturin/ReusinggReverseLogisticsInventoryModelofHouseholdAppliancesByXuZeinygHefeiUniversityofTechnologyHefeiAnhuiR民.China,,Aril2016p, 合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合合肥工业大学学历硕±学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称、姓名)主席:合肥工业大学副教授委员;安徽江淮汽车股份有限公司高高王合肥工业大学教授合肥工业大学副教授如^合肥工业大学副教授濟鮮导师:合肥工业大学教授 学位论文独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知,论文中不包含,除了文中特别加W标注和致谢的内容外其他人已经发表或撰写过的骄究成果,也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体,本人已在论文中作了明确的说明。,并表示谢意学位论文中表达的观点纯属作者本人观点,与合肥工业大学无关。y:学位论文作者签名:签名日期年^月日/学位论文版权使用授权书乂举仿论义作者完含了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:除保密期内的涉密学位论文外,学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件巧电子光盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥工业大学可W将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库,允许采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)?:学位论文作者签名:指导教师签名签名曰期:备年备月>戸签名曰期:年日/、论文作者毕业去向工作单位;-mail联系电话;E:通讯地址:邮政编码; 致谢时光甚巧,岁月如梭,转眼间H年的研巧生生涯即将落下帷幕。这H年里,我在科研、学习和生活等方面都有了不小的提升,其中包含了太多人的关屯与帮助,]表感谢之情。谨1^此致谢1^1感谢我敬爱的导师刘志峰教授感谢他对我H年的悉屯、,培养,他渊博的学识、严谨的治学精神、独特的科研视角都在潜移默化的影响着我,为我树立了学习榜样。我在研巧生阶段取得的任何一点成绩都离不开刘老师的教导和帮助。本论文顺利的完成得益于刘老师细也的指导,在此成文之际,向导师致W最崇高的敬意和衷也的感谢。感谢项目组黄海鸿教授感谢他H年来对我的教导与帮助一丝,,他精益求精和不苟的科研态度给了我巨大的教诲和启迪,让我能够更快更好的进步与成长。感谢研巧所刘光复老师、宋守许老师、王玉琳老师、张雷老师、李新宇老师和柯庆铜老师对我研巧生学习生活的帮助。感谢李磊、高梦迪、赵鹏、王勇、秦利民等对本论文给予的帮助。感谢赵孰?、姜石林、查辉、齐森、冯燕等已经毕业的师兄师姐对我学习和生活上的关也与帮助。感谢沈丙涛、季杰、张雅壁、薛雅琼、赵鹏等863项目组成员的协助与支持。感谢成焕波、部董堇、殷燕珍、谭浩、杨成、王勇、石方亮、李海军、赵志培、钱正春、唐秦汉等所有缘色所的成员们,感谢他们一营造了个浓厚的学术氛围。感谢室友薛雅琼、张中敏、张萌对我生活、学习上的建议与帮助。特别要感谢一、。张中敏薛雅琼两位屯年室友的陪伴,与她们同度过走年的时光,我感到很幸运感谢养育了我二十几年的父母,是他们的爱让我能够快乐的成长,他们是我学习和生活的坚强后盾。感谢努力的自己,,虽然在学习生活中难免会遇到各种困难己一。与问题,还好我都坚持和克服下来了,使自步步成为更好的自己最后,向在我生命中给予我关也、支持和帮助的所有亲人、老师、同学和朋友们,送出我最诚挈的祝福和衷必的感谢。作者:许泽堇2015年4月I 摘要随着科技的日益发展,家电产品的更新换代逐渐加快,为了满足家电回收行业发展的经济性与环保性要求,家电产品的再利用和再制造不仅能提升家电回收业的资源能源效率和绿色化水平,还能为企业带来经济效益,提高市场竞争力。结合""国家863课题退役家电产品逆向物流关键技术研巧与示范,W家电产品为研究对象,结合回收处理工厂回收率与二手市场需求率的关系,针对回收处理工厂提出了合适的推动式和拉动式的库存策略,建立了回收处理工厂逆向物流的库存控制模型。主要内容包括W下几个部分:1)在回收处理企业,建立了具有回收品库存和成品库存两个库存点,再利用、再制造和报废处理H种处理方式的家电产品逆向物流的库存控制系统。同时,分析了回收处理工厂逆向物流库存控制的持点,明确了库存的影响因素。2)家电产品通过再制造/再利用处理后获得的成品速率小于二手市场的需求量时,提出了PUSH(推式)策略,分析了在该策略下的各部分成本的主要特征参数,综合考虑了回收品和成品的库存成本、再利用和再制造的处理费用及缺货成本/等费用,W平均总费用最小为控制目标,建立了PUSH策略下家电再制造再利用逆向物流库存控制模型一,确定了最优处理周期,获得了最低费用。另外,给出了个算例对其进行求解分析,并探讨了模型中的两个特征参数对平均总费用的作用,同时对参数进行了忌著性分析,找出了关键因素。3一二)进步研究了家电产品通过再制造/再利用处理后获得的成品速率大于手市场的需求量的情况,由于PULL(拉式)策略中含有巧单量和订货周期这些变量,可W更好的规划回收处理工厂的运作策略。在考虑各类费用的基础上,仍Ui均总l平费用最小为控制目标,建立了PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型。并进行算例求解,比较了模型中的不同参数对回收处理工厂中平均总费用的影响,获,利用方差分析得了关键因素。关键词:再制造、再利用、PU細策略、PULL策略、库存 ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceand化chnology,householdappliancesUpdatefast.Tomeettheeconomyandenvironmentalprotectionrequirementsofrecycling,householdappliancesreusingandremanufacturiniUnotonlimrovetheKsourceeficiencandgwypyreenlevelbutalsobrineconomicbenefits化theenterriseincreasinarketg,gp,gm",competitivene^.Combiningwithnational863projectReverselogisticskey"technologiesKsearchanddemonstrationofretiredhouseholdappliances,householdappliancesaretakenastheobectofstudy.Accordingtotherelationshiofvaluebetweenjpthe巧cledrateoftreatmentplantandthedemandrateofusedmarketthearoriate巧^pppPUSHandPULLinventoiystrategiesareputforward,thencorrespondingreverseloisticsinventorcontrolmodelsofatreatmentlantarebuilt.Themaincontentsareasgyp化Hows:1Atthetreatmentlantofhouseholdaliancesreverseloisticsinventorcontrol)ppp,gysystemwiththetwoinventoriesincludingusedinventoiandfinishedoodsinventorygy,threetreatmentsincludinreusinremanufacturinanddisosalisestablished.Whilegg,gp,theinventoicontrolcharacteristicsareanalzedaswellasinfluencefactorsofinvtryy,enoyraremadeclea.2)Whentherateoffinishedoodswhichareobtainedbremanufacturing/reusingygrocessislessthanthedemandratefudmarketPUSHinventortrtired.osesaesoosp,ygyppThenmainfeaturearaetersfromeverartcostsareanalzed.Considerininemvntory,pypygcostsofusedinventoryandfinishedgoodsinventory,remanufacturingcost,reusingcost,shortagecost,etc.remanufacturing/reusingreverselogisticsinventorycontrolmodelforhouseholdappliancesxmderthePUSHstrategyisbuiltThetaretoftheinventoicontrolgy風odelistheminimumofaveragetotalcosts.Inadd姐on化esolutionsofotimal,pprocessingccleandminimumaveraetotalcostsareconductedwith过secificexamle.ygppAndtwoparticularparametersofthemodelefecting0打average化talcostsarediscussed,thekeyarameterbeindeterminedbsini巧canceanalsis.pgygy3)Whenthefinishedgoodsrateisgreaterthanthedemandrate,usingPULLstrategycanbetterplantheoperationscheduleofthetreatmentlant,becauseoftwovariablesplikeorderuantitandorderccletime.Stillhavetheoalofminimumaveraetotalqyyggcostsremanufacturin/resinreverseloisicsinventrCO打trolmodelforhouseholdiuto,gggyaliancesunderhePULLateistforwardwihartscoss.Severalarameerststrutttppgyp,ppofthemodelefectino打averaetotalcostsarestudiedwitharildgnumecaexamle.AngpIII thekeyarameterisbeindeterminedbysinificanceanalysisandANOVA.pggKEYWORDS;reusinremanufacturinPUSHstratePULLstrateinventorg,g,gy,gy,yIV 目录第一章绪论11.1选题背景及意义11丄1选题背景11丄2研巧意义31.2逆向物流和库存控制的概念与特点41.2.1逆向物流的概念41.2.2逆向物流的驱动因素及原因512..3库存控制的定义51.2.4库存控制的基本要素61.3逆向物流库存的国内外研巧综述71.3.1逆向物流确定型库存模型71.3.2逆向物流随机型库存模型81.4本文的研巧内容101.4.1问题的提出10142研..究目标和内容10143论文的结构框架..111.4.4论文的创新点12第二章家电产品逆向物流库存拉制132.1家电产品逆向物流的特点132丄1废旧家电的特点132丄2家电产品逆向物流的来源132丄3家电产品逆向物流的处理方式142.2家电产品再制造/再利用和库存策略的概念与特点152.2.1家电再制造/再巧用的概念152.2.2家电再制造/再利用的库存协调策略152316.家电产品再制造/再利用的库存控制综述2.3.1再制造/再利用的库存系统结构分析162.3.2再制造/再利用的库存控制特点17?2.3.3再制造/再利用的库存控制模型的影响因素分析18第兰章PUSH策略下家电产品再制造/再利用逆向物流库存控制模型203.1模型描述203.2模型变量及参数说明21V 3.3模型建立223.4模型求解243.5算例分析253.5.1数值算例253.5.2参数分析6:2330.6本章小结第四章PULL策略下家电产品再制造/再利用逆向物流库存控制模型314.1模型描述314.2模型变量及参数说明334.3模型建立344.4模型求解%45巧.算例分析4.5.1数值算例394.5.2参数分析404.6本章小结45第骑案例分析465.1数据获得465.2数据处理475.3模型计算4851PU49.3.SH策略下的库存模型计算5.3.2PULL策略下的库存模型计算505.4本章小结51第六章总结与展望巧6.1总S526.2展望53参考文献54攻读硕±学位期间的学术活动及成果情况58VI 插图清单图1.1废弃电器电子成品处理量和理论报废量2图1.2论文框架12图2.1家电产品逆向物流回收处理工厂库存控制系统17图3.1再制造PUSH库21/再利用的存策略图326.2PUSH策略下的平均总费用图3.3平均总费用随废旧回收过趕中的可再利用比例的变化趋势278图3.4平均总费用随废旧回收过程中的可再制造比例的变化趋势2图3.5平均总费用随废旧回收过程中的可再利用率变化的总趋势图巧图3.6平均总费用随废旧回收过程中的可再制造率变化的总趋势图29图4.1再制造/再利用的PULL库存策略31图4/32.2再制造再利用的PULL库存策略控制步骤图439.3最优化方法的流程图图4.4PULL策略下的平均总费用40图441.5平均总费用随回收率和退货回收率的变化图图4.6平均总费用随回收处理工厂再制造能力r的变化图42图4.7平均总费用随废旧回收过程中的可再利用比例的变化趋势43图4.8平均总费用随废旧回收过程中的可再制造比例的变化趋势44VIIi 表格清单-表1.120152020年我国废弃电器电子产品预测量22表.1正向物流与逆向物流的对比5表3.1PUSH策略下基本参数25330表.2废旧回收过程中可再利用比例和可再制造比例的方差分析表440表.1PULL策略下基本参数44表4.2回收率及再制造能为的方差分析表44表.3废旧回收过程中可再利用比例和可再制造比例的方差分析表5表547.1废弃CRT电视机处理情况表548表.2CRT电视机回收和需求情况表表5.3南京某公司基本参数485PUSH策略下的49表.4最优平均总费用5549表.PUSH策略下的实际平均总费用表5.6PULL策略下的最优平均总费用50表5.7PULL策略下的实际平均总费用50VIII 第一章绪论第一章绪论1.1选题背景及意义111..选题背景,家电产品的生命周期在不断缩短随着社会的快速发展和科技的日益进步,产品种类和数量也在迅速增长,直接导致退役家电产品数量不断增加。废旧家电产品的再制造一レ、再利用活动引起了人们的广泛关注。家电产品的再制造方面可ッ重新获得可用零件和材料,减少对地球原始资源的消耗,提高资源的利用率,保护生态环境一;另方面可W在为企业降低制造成本和带来更多的经济利益的同时,提供物美价廉的产品。家电产业在我国的发展共经历了四个阶段,首先是自1984年我国商业体制改。革进入了全面推进阶段W后,我国家电产业得到了迅猛的发展家电产品不再是少一数人能够拥有的短缺、紧俏、高档的耐用瓣费品而是转变为般的耐用消费品,并且在城镇和农村市场得到了快速普及与发展。紧接着由于我国改革开放的逐渐深入、现代企业制度的建立,我国家电产业从旧家电进曰到简单散件组装一,再到技术引进与改化最终开展自主研发,走出了条自主研发和规模化生产的发展道路。从而使得国内家电产品市场得了快速的发展,出口市场也开始有了起步。到了在二十一世纪初期,中国加入了世界贸易组织,国内家电市场开始从外资品牌主导向国产家电品牌主导,出口市场开始从ODM或者OEM加工出口方式向""""策略自主品牌出曰方式转变。中国家电产业从引进来的策略转向走出去,一口在海外设点开厂大踏步前进,走出了条从家电生产大国、进大国,到家电制造大国、出口大国的国际化发展新道路。而国内的市场在国家家电下乡、W旧换新两一。大政策的影响下,家电产品的覆盖率得到了进步提升近几年则是进入了家电产品的转型升级阶段。我国家电产业逐渐从节能家电到智能家电,从技术创新到技术创造,从自动化生产到智能化生产,从家电制造大国到家电智造强国迭代升级。经过多个阶段的发展,家电产品的种类也在不断增加,功能也在日益优化。W电视机为例,,从最初的黑白电视机,九十年代的CRT彩色电视机,大背投电视机LCD电视机到现在的曲面电视机,W及未来的智能电视机,可W说经历了深刻的技术革新一般的耐用消。家电产品在技术高速发展的今天,人们不再将其仅仅看作费品一,更多的是转变为种生活方式和生活态度来对待,所W大量的家电产品不会。到报废才被废弃,更多的家电在成品的更新换代过程中被淘汰下来家电产品的生1 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文命周期逐渐缩短,直接导致废旧的家电产品数量逐渐增大。加之自普及至今,产品使用年限己经过去20年,家电产品的报废进入了高峰期。如图1.1所示,2014年1[1我国的废弃电子电器理论报废量有11378万台,实际报废量也达7000万台。。000巧巧011至化110000■Hp8000m1 ̄ ̄i^-3\6000-一—1-^|圓47善U1IIIII20102011201220132014燦实际处理盘(万台)■理论报废量图1.1废弃电器电子成品处理量和理论报废量Fi1h化illiwrcaerg.1Teeoryuanttyandactuayuanttyofasteelectillectonicroductsqqp〇%-同时我国电子电器产品的报废量的增长速度达l15%,预计到2020年,我"一"W2030631国四机脑的报废数量将达到.万台,具体如表所示。20-表1.1152020年我国废弃电器电子产品预测量Table1.1Predictionoftheuantitofwasteelectricalandelectroniceuimentamountfromqyqp2015化2020却巧莖()马自-——————.洗衣机电冰箱空调电视机电脑报废量20152138.71777.41354.65854.64634.85760.1120162283.31889.41464.76372.35100.3171102017237531981.815536812254.3181616..巧.20182497.32064.91604.770W.8W94.61明18.320192545.82109.317077288.1巧57.11%07.320202652.222276740226090320306.3...^另外,发达国家和地区就家电产品的回收处理都颁布了相关的法律法规。2003年1月欧盟颁布了《关于报废电子电气设备指令》,对报废电子电气设备采取再利W,。2010528日用、再循环使用和其它形式的回收W减少废弃物的处理年月,美国纽约州出台的《纽约州电子设备回收和再利用法案》采用的是生产者责任延伸的模式。法案要求,,从2011年4月4日起出售电脑、电视机等电子设备的制造W商要履行收集、回收、利用或者再使用电子废弃物的责任。1991年10月,日本2 第一章绪论通过颁布《关于促进再生资源利用的法律》,强力推行资源的再生循环利用;接着在2001年4月,正式实施了《家电再生利用法》,该法案明确建立了家电产品回收再利用的制度,家电生产制造企业必须承担起回收W及利用废弃家电的义务,家电销售商有回收废弃家电并将其送至生产制造企业进行再利用的义务,消费者也"""一生产一有承担家电处理、再利用的部分义务,将循环模式从使用废弃向生"一一一口]产使用回收再生利用转变。韩国自2003年1月起实施新的生产者责任、延伸,制造商废弃物再利用企业和政府机构等对电子废弃物循环再利用承担不同的责任。近年来,我国也在此方面颁布出台了针对性的政策法规。其中,《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》明确了从生产企业、销售商、回收企业到拆解处理企业各个责任方的义务和职责,并且很好的规范了废旧家电产品的回收处理行为,促。进资源循环的再利用,从而保护环境,保障人民健康2011年1月,国务院颁布的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》规定了废旧电器电子产品处理活动、相。关方责任及法律责任另外,2006年4月国家商务部颁布的《旧货品质鉴定1(第-部分:通则口B/T10398.12005》和《旧货品质鉴定旧家用电器》))标准不仅规定了旧货定义、旧货分类、旧货晶质分类化及使用年限,同时也明确了旧货品质鉴定的方法、旧货品质鉴定的要求和旧货品质保证的要求。而且所有需要进入二手市场的旧家电,必须经过旧货质量鉴定;未经鉴定的,将不得出售。《二手货品质鉴定通GB/T21667-200》二手则(巧标准规定了货、二手货业务等术语和定义、二手货的分类、品质鉴定方法和品质保证。1.12研究意义.在家电产品在生产制造过程中,为了满足外观和功能的需求,需要用到大量的一些可回收资源和材料还包括金黑色金属、有色金属、塑料、橡胶和玻璃等,另外属络一些有毒、聚氯乙締(PVC)、铅、領、乗、六价络、锁、彼、漠化物阻燃剂等678[,][]有害物质。如液晶显示屏含有铅、隶、PBD巧多漠联苯厳)、PBBs侈漠联苯),其中的乗元素遇到水之后,会转化成为甲基隶,经等有害物质,然后进入食物链过多级的传递,最终会进入人体,对人造成伤害;电视机显像管中含有铅、乗等具有高毒性的物质,当显像管老化后极易引起爆炸,对人身安全造成威胁;电冰箱的发泡剂、制冷剂和空调的制冷剂都是破坏臭氧层的物质。正是因为家电产品中存在着这些有毒有害物质,如果对其进行随意丢弃或者简单填埋处理的话,有毒有害物质就会渗入进±壤、进入地下水,将会对±壤和地下水造成污染,直接或间接对当地的生物和人民的健康带来影响。另外家电产品中还存在大量的有用资源,如铅、铜、铁W及各类稀有贵重金属、。二玻璃和塑料等材料,具有很高的再利用价值废物资源在我国被称为第资源,在3 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文国外被称为二次原材料。通过二次资源的再生途径获得资源的成本远远低于直接从原材料、矿石等冶炼加工获取资源的成本,且节约物资消耗。有研巧分析结果显9[]1、2示,从吨电子板卡中,可分离出143kg铜、化5kg黄金、40.8kg铁9.5kg铅、2.0kg锡、IS.lk、10.0k。g镶g鲜为了延长产品的生命周期,对旧货在二手市场上进行再流通可W充分发挥家电产品的使用价值,节约资源。这对具有经济发展不平衡、地区差别大特点的中国尤其重要。要想让回收产品能够顺利进入二手市场,便离不开拆解处理工广对家电的再制造、再利用处理。近年来,在绿色制造的大背景下,再制造企业得到了重视,一再制造理论、技术与应用得到快速发展,套包括回收、检测、拆卽、修理、再利用、再制造、再销售、再运输几大方面的完整流程也被建立,这也逐步替代了填埋、焚烧等传统方法来处理废旧产品,凸虽了更加节能、更加环保、更加创收的特点。一故对家电产品的回收处理势在必行,通过对家电产品的回收再利用,方面可一{^^重新获得家电中的可用零件和材料,而减少对地球原始资源的消耗;另方面则可W减少因家电的丢弃造成的环境污染。在我国,再制造已成为发展循环经济、实现可持续发展的重要策略。通过对废旧产品的再制造不仅可W最大限度的提高资源利用率,而且为企业降低制造成本和带来更多的经济利益。1.2逆向物流和库存控制的概念与特点1.2.1逆向物流的概念1981年JamesStock和DoulasLambert最早提出了逆向物流的概,美国学者g""tw念。他们将逆向物流描述为与大多数货物正常流动方向相反的流动。1992年,美国物流管理协会首次正式的提出了逆向物流的定义。逆向物流是指在循环利用、废弃物处置和危险物质管理方面的物流活动,它广义上包括废弃物的源头削减一、循环利用、替代利用及重新利用与处置等各方面与物流相关的切活动。在2006年,我国也给出了正式的定义,在《中华人民共和国国家标准物流术》(畑/T-语183542006)对逆向物流下的定义如下;逆向物流也称反向物流,111,ni是指物品从供应链下游向上游的运动所引发的物流活动。人们对逆向物流的一个不断变化认识经历了、不断发展的过程。[u]MW正向物流和逆向从Guide、Daugherty.、Krumwiede等人的研巧显示,物流之间从方向、控制目标等方面都存在明显的区别,具体如表2.1所示.4 第一章绪论表2.1正向物流与逆向物流的对比Table2.1Comparisonbetweenforwardlogisticsandreverselogistics;正向物流逆向物流方向由供应商至消费者由消费者至供应商品质功能完好报废或故障价值产品价值剩余回收价值包装妥善包装、标准尺寸无固定包装运输数量依据订单、事先规划未知,不确定基本目标?成本、环保1.2.2逆向物流的驱动因素及原因逆向物流的存在不仅取代了传统物料的单向运行方式,减少因不合适处理所带来的环境污染和因填埋、焚烧带来的资源浪费等问题,同时还降低了企业处理废旧家电产品的成本,改善企业与整个供应链的绩效,产生巨大的经济效益和社会效16[,益。从企业的角度来看,逆向物流形成的驱动因素主要包括W下四个方面叩一1)经济效益。作为个企业来说最直接的也是最重要的便是经济效益。拆解处理企业可W通过逆向物流活动获得直接或者间接的经济效益。若企业能对逆向物流进行很好的管理过程,便可W降低成本,获得竞争优势。另外,逆向物流管理还可W给企业在与消费者关系改善和绿色形象等方面带来间接的经济收益。2)法律法规约束。目前,己经有多个国家通过相关的法律法规约束企业对产品的全生命周期负责,其中就包括对产品的回收处理。例如,欧盟的《废旧电子电器设备条例(WEEE)》规定了生产制造企业的回收和处理废弃电子电器设备的标准和规范,并要求企业为这些活动提供资金支持。3一一)企业责任和义务。作为个企业,它是需要负担定的社会责任,而在履行社会责任的时候,能提升企业的形象和价值,使得消费者对企业产生好感,为长一足发展奠定基础。逆向物流活动便是履行企业责任和义务的种体现。4)生态环境效益。企业如果将保护环境的目标融合企业的实践和战略规划中去,更能有利于获得政府和消费者的支持,获得更多的资源,从而树立企业的竞争。另外优势,生产环境友好型产品的绿色形象已经逐渐成为企业非常重要的营销要is[]。素,激励着越来越多的企业对产品进行回收1.2.3库存控制的定义对于库存的定义比较权威的是来自于美国生产及库存管理协会(APICS所下)"的定义:库存是用于支持生产、生产相关活动^及满足顾客需求时所需要使用到15 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文"的料件[气我国,其中包括原物料、零组件、备用零件、在制品、半成品与成品《》GB/T-在中国国家标准物流术语(修订版)(18%420063.2)中将库存的定义为处于储存状态的物品,即企业在生产经营过程中为现在及将来的耗用或者销售而储备的资源。库存控制是指在保障正常供应的前提下,为了使库存物品的数量最小而进行有效管理的技术经济措施。它是控制库存量为目的的方法、手段、技术W及操作过程的集合,是对企业的库存,包括原材料、零部件、半成品化及产品等进行计划、P01协调和控制的技术措施。1.2.4库存控制的基本要素根据库存系统的不同目的及特性可W建立起不同的库存模型,与库存系统有’Piui关的几个轉性如下;1)需求一需求通常分为独立性需求和相关性需求两种。独立性需求是指对种产品的需求不受其他产品需求的影响,多种产品么间是相互没有关系的,例如零售商对某一一。相关性需求是指企业对某类产品的库存种原材料或零部件的库存,此类库存的需求会依赖于成品或者其它零部件的需求。另外,在独立性需求中,根据需求时间的特征可W分为连续性需求与离散性需求两部分,而根据需求数量的特征又可W分为确定性需求与随机性需求两种。2)前置时间前置时间是执行某个行动所需的时间,即从发出订单到产品能够满足顾客需求所需要的时间。通常来说,通过付出额外的成本可W缩短前置时间,主要包括管理、运输及供应商为提髙生产率所支出的成本等H部分。3)订购周期订购周期是指两次订货动作之间的时间间隔,主要分为连续性盘点和定期性一盘点两种类型。连续性盘点方式比较适用于些比较重要的高价值产品或者是像超市等地方装各了条形码可W及时跟踪库存量的变化系统一。而对于些比较普通的产品,像本文的家电产品多采用周期性盘点的方式。4)库存补货库存补货的方式通常分为瞬间送达和连续均衡补货两种。瞬间补货是指订货一,通常是向供应商巧货数量全部并且次性到达;连续均衡补货则是指订货产品在一段时间内不断地到法,送通常是出现在工厂内部生产过程。5)库存品种一一一些特殊的库存系统般文献中研巧的库存系统只为单品种的产品,而在。可能同时拥有多品种的产品,此类模型称为多品种库存模型6 第一章绪论6)库存成本一库存成本是指与库存控制系统相关的系列经营成本,它是建立任何库存控制模式的基本参数。主要包括几大核也部分:①采购成本一采购成本指的是供应商发出订单化及如理与采购业务相关的成本。它包括、次订货所需要的固定订货费,例如签订合同最低起运费、监督交货等仅和订购次数有关的费用,W及正比与订购数量的成本费用。②库存持有成本库存持有成本指的是与库存物资存储业务相关的各方面费用成本,其中包括仓库保险费、使用费、积压所造成的损失、存货陈旧、损耗、变质、降价等所造成的损失等:、,可归纳为W下四种资本成本空间成本、库存风险成本和库存服务成本。。库存持有成本大致与持有的平巧库存量成正比③缺货成本缺货成本是指存储数量不能满足市场需求而造成的损失费。如货物脱销而造成的机会损失、。、停工等料造成的生产损失延期交货所需支付的缺货罚金等在某。些特殊的情况下是不允许出现缺货的,在送种情况下缺货费用可W被视为无穷大7)仓储限制在企业的实践中,。,库存的仓储空间往往是有限的会存在最大库存量8)目标函数目标函数是企业选择最优的库存控制策略的准则,是企业追求利益最大化的根据。目标函数通常是最小平均总成本或者是最大的平均总利润,从企业者角度来说这两者基本是等价的。1.3逆向物流库存的国内外研究综述1.3.1逆向物流确定型库存模型PWSchrady是首位对可修复的库存控制进行研究的学者。其研巧是在传统的EOQ模型的基础上,假设需求率、回收率是确定连续且己知,生产和再制造的提前期也是固定的,同时假设产品的订货启动费用是固定的,回收产品不考虑废弃处理惰化不允许出现缺货的情况。Sc虹ady提出了外部采购的订货量,回收产品的次数及回收产品的修复批量为控制策略。在W上基础上,建立了最优的库存控制模型,得到了类似于经典EOQ模型的表达式。而当回收品库存和修复品库存的""。持有成本相同的情况下,最优订购量等于EOQ模型的净需求量TPgeunter指出不同产品的库存持有成本会受到来自生产和回收的成品库存量的影响,建立了模型,并给出了受回收速度及不同库存持有成本影响下的最优制7 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文2627造和再制造的生产批量l,]。Richter假设制造企业的生产与再制造的批量相同,并且假设回收率和需求率均为常数,通过探讨制造批量和再制造批量的愤调问题,推导出最优批量函数表达式,证明了最优解就是连续批量与回收数量或采购数量相同的时候。P8国内近年来也开始对逆向物流的再制造库存进行研巧]。陈阳结合电子产品的自身特点,假设回收电子产品经过再处理之后仍能W原有价格销售,建立了确定性需求下的多再制造周期与单制造周期的含有逆向物流的生产企业的EOQ库存模型,得到了最优再制造周期W及最优生产批量,同时也分析了不同回收率与不同价值衰减率对最优解的影响。陶琴等人在允许消费者退回产品并且由销售商与制造商巧同处理的前提下,构建了逆向物流累积批量处理的EOQ库存模型,推导出了最佳处理批量及其最优的库存成本函数。上都是逆向物流确定型库存模型,其中主要的库存参数如回收率、需求率等一般是确定的一。另外,为了研究方便,在堅研究文献中将库存成本参数如库存持、订货成本有成本、甚至缺货成本也假设为常数。然而,作为逆向物流,它的基本特征就是回收产品数量和时间的高度不确定性,确定性的假设往往与企业的实际情况不符,因此目前对逆向物流的随机化库存控制问题的研究也越来越多。1.3.2逆向物流随机型库存模型8年一在197,Simpson是第个提出将可修复产品库存和合格品库存区分讨论tW的。Simpson认为需要在重新利用回收产品而节约的成本与额外产生的运输费用31[]n的逆和库存成本之间进行权衡。Kdle等对Simpso向物流随机性库存模型进斤了扩展。他们假设采购成本是固定的,平均净需求是正的,且不考虑废弃处理,建立了累计净需求的近似值为基础的整数规划库存模型,这个模型可转化为净需P2]求可能为负值的动态批量模型。VanderLaa等比较H种不同的库存策略在考虑订购成本、缺货成本、储存成本等参数下的总库存成本,提出最优的库存模型,同时研巧了回收产品进行再利用或废弃处理时的不同安全库存量对总库存成本的影3一eP一响。Flischmalm堪于单库存点提出了个优化结论,认为如果需求率与回收率相互独立且不受影响,再生活动具有最短的前置期,且没处畳方式选择的情况下,34[]传统的(S,S策略是最优的库存策略。S.SebnemAhiska等综合考虑通过制造和再)制造过程来满足客户的服务水平一,对单产品再制造采用马尔科夫决策过程优化库存控制方法,在此基础上,考虑制造的启动成本W及不同的制造和再制造提前期Psi的情况。AdnanCorum等研究了制造和再制造混合的库存系统,对比了传统策略、PULL策略、PUSH策略W及PULL和PUSH混合策略对库存成本的影响。pe在国内l,黄祖庆在假设消费者退货数量服从巧松分布的情况下,研巧了销3售商采取的退回产品处理方式对其订货决策方式的影响分析[乃。赵道致等人构建8 第一章绪论了一个退货量与需求量都服从泊松分布的逆向物流累计批量处理的库存控制模型,PS1并计算出了其最优库存控制下的参数。缪周等研巧了废旧电器电子产品的回收为随机情况下的制造/再制造混合系统库存控制模型,并考虑了废弃处置。模型将订货批量、再制造率、再制造周期作为决策变量,从成本方面考虑回收产品再制造S一PI或废弃处置,建立了个多变量的非线性规划模型。粪山佐等在假设库存水平变化由无负跳跃L的V过程描述情况下,利用更新过程和執理论,构建了系统期望。折扣总费用模型,并采用交叉赌法确定最优的生产速率W及调整阔值陈丽华建立了在回收率受到回收产品质量影响下的制造/再制造混合系统的EOQ模型。董WU美曾针对准备时间、回收质量和加王时间等再制造系统中的多种不确定因素,在满足交货期、加工次序等约束条件下,W加权完工时间最小化为控制目标,建立wsi了模糊环境下的混合整数规划调度模型。陈错考虑最低质量水平,并且制造与再制造均采用经济生产批量,W总生产库存成本最小化为目标,建立逆向物流生产。库存模型,最后针对目标函数的复杂性提出了粒子群优化算法针对废旧回收再制造不仅需要对库存进行单独研究,还需要将库存结合逆向物流W回收网络进行综合考虑。Mutha和Pokharel对逆向物流和再制造过程中的新旧产品部分进行网络设计,网络的设计W及能力的分配都取决于回收产品的质量[^和再制造利用的需求率。8油拘化\11的研巧了闭环供应链的库存管理,在考虑相关需求和回收率下的成本结构下建立了确定型和随机型库存模型。AdelA.45一一心3[]11111建立了新产品和再制造产品生产集成统的般库存模型,该模型包括tW回收产品再制造工厂、制造工厂及存储回收再制造产品工厂的兰类库存。Guo等研巧考虑回收产品质量水平最低情况下的制造与再制造系统模型。假设产品的回收率、回收成本W及制造成本都取决于回收产品中最低的质量水平,并且回收质量水平服从指数分布。另外还研究了回收、制造与再制造的策略。并用粒子群优化、47遗传算法W及敏感分析方法验证了该模型的有效性f>W构建了包括回。沈丙涛等收点、回收中也和回收工厂的多级回收网络,结合家电产品回收数量和时巧的随机性给出了定时、定量运送策略下的库存模型。孙浩研巧了再制造电子产品在二手市场进行销售的问题,W电视机为例,用系统动力学方法建立开环结构下再制造逆向供应链系统的仿真模型,然后根据二手市场的两种需求情况分别模拟该系统。的长期动态行为,并对设施扩建的相关参数对总利润的影响进行了灵敏度分析陈秋双比较了不同参数情况下的传统制造系统和混合系统中库存控制分别采用PU細策略和PULL策略情况下系统的平均生产费用。综上,在逆向物流库存方面国内外学者不仅在库存模型的确定性和随机性方面做了很多的研究,也结合考虑了产品的再制造和制造相结合的协调库存。但是针对专口进行再制造和再利用处理的回收企业的库存研究相对较少,故本文在此方9 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文面进行针对性研究。1.4本文的硏究内容L4.1问题的提出伴随着家电产品的快速发展化及科技的进步,家电销售量急剧増加,同时由家一二手电产品的新品市场衍生出的市场市场,也得到了飞速发展和繁荣。二手家电一些在偏远地区的低消费水平者或者是居住流动性强的人群的主要消费者是,像刚步入社会的毕业生或者是外来务工人员,主要是租房生活,因为并非长期固定居住,所W会购买相对便宜且功能完好的二手家电过渡性使用。W上便是家电二手市场具有巨大需求量的原因。规范的二手市场是由政府部口设置并管理的二手家电交易场所,其所交易的一二手家电产品和零部件都必须是经检验合格的,但其产品的标准般来说低于新品市场PU。第H方物流服务商将经检验合格的旧家电送给二手市场,然后再卖给最终用户。而规范的二手市场的来源相对较缺少,若回收处理企业对家电进行再制造/再利用处理能很好地増加二手家电的数量,从而更好的满足市场的需求。而在回收处理工厂受到库存数量、处理策略、需求与回收的相关性等因素的影响,库存策略会大不相同,故本文研究在多种因素影响下的库存,建立合理的库存控制横型,从而获得最优的库存控制策略。142研究目标和内容..本文主要针对的是回收处理工厂的库存,包括成品库存和回收品库存两个库存点,根据回收数量与二手市场需求量的关系,提出对应的PUSH和PULL策略下的回收处理工厂的再制造/再利用库存控制模型。本文主要内容包括:1)在现有的家电产品回收处理体系的基础上,研巧家电再制造内涵,结合拆解处理方式和二手市场特点,分析家电产品库存中回收数量随机性、产品质量模糊性等的特点,探讨家电产品的处理后的主要流向。2)当通过废旧回收和退货回收的数量远远小于需求量,提出PU細控制策略,综合考虑回收品库存和成品库存的库存成本、再制造/再利用处理的费用W及缺货成本,,建立PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型W平均总费用为控制目标,获得最优库存策略,并对其状态下的个别参数进行分析。3)当随着废旧回收和退货回收的回收量变大,PULL控制策略更加适合回收处理工厂,综合考虑回收品库存和成品库存的库存成本、再制造/再利用处理的费用及缺货成本,建立PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,W平均总费用为控制目标,获得最优库存策略,并对该状态下的代表性参数进行分析,10 第一章绪论找出关键因素。14.3论文的结构框架.本论文的选题来源于国家863计划课题—退役家电产品逆向物流关键技术研究与示范2013AA040205。()如图1.2所示,本论文在对家电产品逆向物流和再制造库存现状进行研巧,并对家电产晶再制造过程中的相关特性进行分析,在考虑再制造特点的基础上对家电产晶再制造逆向物流库存变量进行研究,分别建立PUSH与PULL策略下的家电产品再制造/再利用逆向物流库存控制模型,最后分别对两个模型进行实例计算和分析。具体包括W下几个部分。一第章是绪论。首先分析了本文的选题背景和研究意义,总结了国内外逆向物流库存方面的研究现状,结合研究现状和实际情况,提出了本文的研巧问题,给出了研究内容和主体框架。第二章是全文的理论基础。首先介绍了家电产品逆向物流的来源,逆向物流产/品的处理方式。然后给出了再制造再利用的相关概念,并分析了两种主要的库存控制策略。最后结合本文的研究内容,对回收处理工厂家电产品再制造/再利用的。库存控制进行描述,并对其特点和影响因素进行分析介绍第H章是针对能进行再制造/再利用处理的回收处理工厂,W及其具有两个库存W及回收数量小于二手市场需求的特点,结合PUSH(推式)策略下的各部分库存、、、成本的主要特征参数,综合考虑回收品处的库存成本再利用费用再制造费用成品处的库存成本W及缺货成本等费用,W平均总费用最小为控制目标,建立PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,确定最优处理周期,获得最低费用。并进行实例计算,参数分析和讨论。第四章主要是针对与第H章不同的回收数量大于二手市场需求量的情况。结合PULL(推式)策略中具有订单量和巧货周期的特点,综合考虑回收处理工广五类成本,,仍W平均总费用最小为控制目标建立PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,确定最优处理单位周期和总周期,获得最低费用。并给出数。值算例,对其进行分析,找出模型的关键因素/第五章是案例分析,选取南京某公司为家电产品再制造再利用库存模型的实例对象,,,结合工厂的实际情况选择每月合适的策略,制定合理的处理周期获得最优平均总费用。第六章是总结与展望。对全文的内容进行了总结和概括,重点分析了PUSH和PULL两种策略方式下的库存模型的异同点,并对未来研究方向的展望。11 合肥王业大学学历硕±研究生学位论文研充患义与背巧国内外研巧现状JIIIi提出巧宛问屈(家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型)i家电产品逆向物流再利用/再制造库存的持点'J—模型建立!I'PUS财5E巧下PULL巧咯下!的库存拉制模型的库存巧制模型!I一■一.—.一.一.—.——.—■—.—■—.一1I案I例分析i总结与展望图1.2论文框架Fi1.2FrameofthethesisgL4.4论文的创新点本文创新点在于:一体1)回收处理工厂是集回收、检验、再利用、再制造为,同时库存控制回收品库存和成品库存两个库存,并将二手市场的需求量引入库存策略中去。2)针对能进行再制造和再利用的回收处理工厂,结合回收数量与二手市场需求量的关系,综合考虑回收处理工厂的回收品处的库存成本、换件再利用费用、再制造费用、成品处的库存成本W及缺货成本,并W平均总费用为目标,建立PUSH(推式)和PULL(拉式)两种策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型。3)针对PUSH(推式)和PULL(拉式)两种策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型的实例,选取具有代表性的参数对模型的影响进行讨论,并且对参数进行显著性分析。12 第二章家电产品逆向物流库存控制第二章家电产品逆向物流库存控制2.1家电产品逆向物流的特点2丄1劇日家电的特点在我国颁布的《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》中提到废旧家电主要分为废家电和旧家电两种。废家电是指己经丧失使用功能或者是在经济适当条件下经过维修处理后仍达不到旧家电性能标准和安全标准的家电,旧家电是指经过测试达到旧家电安全标准和性能标准,可W作为二手商品继续销售、使用的家口a电。目前,我国大多数消费者对废旧家电认知,更多地认为是旧的家电,对于直。到完全不能正常使用时消费者才会认为是废家电但是,随着人们生活水平的逐,家电的更新换代速度也会变得越来越快渐提高W及科技的不断发展,家电被淘汰的理由也从废家电向旧家电的方向转变一般很难判断是旧家电。由于在回收时P3"i。还是废家电,所W将其统称为废旧家电回收本文所指的废旧家电,是指四一"机脑即电视机、电冰箱、洗衣机、空调及电脑。2.1.2家电产品逆向物流的来源家电产品逆向物流的发起原因会因途径、成因等方式不同而不同,总体可W分为下凡类1)问题退货。家电产品在生产制造过程中的质量问题或者销售中的存储、运输。发生时间是在产品出售短期内。、装卸过程中发生的损坏等原因引起的退货一般的情况下企业的客户售后服务部口会对此类问题进行受理、确认问题原因并、做出相应的处理,如退换货补货。2)商业退回。是指在正向供应链上的下游成员,包括批发商、代理商、零售商及终端客户等,由于市场的不正确预估,带来的库存积压,将未使用过的。商品退回至上游成员而产生的逆向物流目前,家电行业普遍的规则是经销商在一定期限内未销售的产品,可按照合同价格全数退还给厂家,这些商品通过快速正确的回收处理,^直接再销售、再使用或者进入到再生产过程,从而使商便可1品价值得到运用。3)维修退回。它通常是发生在产品全生命周期的中期阶段,当产品出现缺陷或损坏后,根据售后服务承诺条款内容,产品将被从消费者手里退回给销售商一般来说是由制造商负责进行维修再到制造商。,再通过正向的销售渠道返回到用户手中。但是也存在根据服务条款可W无条件退货的情况,针对此种情况,制13 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文造商在维修之后可W通过专口销售返修品的渠道进行再次销售。4)终端退回。这种原因是逆向物流活动的主要原因,在产品出售较长时间之后,家电产品会因失去使用价值而被消费者淘汰或丢弃,而在送些被丢弃的产品中还存在一定的剩余价值,可W被回收、再利用,从而形成终端退回的逆向物流。2.1.3家电产品逆向物流的处理方式关于逆向物流过程中回收产品的处理方式,最早是由Stock在美国物流管理协会发布的白皮书中提出的,包括了源头减量、回收、置换和废弃处理等四种方式。之后也有其他学者对其进行了研究,像Guideetal.认为回收产品的处理方式56一[]有H种:第种是再利用。送主要是将回收来的金属、非金属材料恢复成为可用的原材料,再进行新的制造活动;第二种是再制造。这主要是对回收产品进一,些可用的组件经过修复之后行拆解处理将其中,然后再与其它的新组件结合=成新的产品种是修理。;第这主要是对回收产品作局部功能恢复性的工作。其中,对于逆向物流回收产品是否需要进行废弃处置,不同学者态度相差比较大一,如郝梅玲等认为如果回收产品在进行回收、修复、再制造等系列活动时,出现了回收产品的质量不合格或者再制造失败的情况,通常情况下可对产M[]品进行报废处理。相反的,Kosteretal则认为如果废旧产品回收之后再被废弃处置就体现不出实施逆向物流的意义所在,因为进行逆向物流就是希望能减少废弃物的直接产生,甚至希望能够达到全面的回收再利用的最终目标。口9]口1MGuidehien]hdHwan[本文结合,Ty,Oang驅出的观点,将废旧家电产品的处理方式归纳如下:1)直接重新利用。简称直接重用,即将回收的家电产品在不需要经过分解、,仅需简单地清理或者是最小程度的维护之后即可直接投入使用修复等作业,流入二手市场,""2)再制造或翻新。产品通过替换、重制等过程将回收产品变为新的状态,即对回收获得的家电产品更换部分失效或者严重影响功能的旧部件,而不改变产品原有结构;3)再生。回收产品通过拆卸、粉碎等复杂作业进行原材料的循环再利用过程,获得金属、塑料等原材料,而不再保留废旧家电产品的原有结构。需要特别说明的是,对于回收产品维修处理的这种方式,大部分文献将其作一61[]为逆向物流过程种特殊类型单独进行研究,如孙鹏专口研巧了关键维修备,且相关研巧成果也比较多件库存系统,故本文对此不进行研究讨论。14 第二章家电产品逆向物流库存控制2.2家电产品再制造/再利用和店存策略的概念与特点2.2.1家电再制造/再利用的概念废旧家电的再利用是指对通过正当回收途径获得的废旧家电进行循环利用的过程。再利用是指对具有使用价值的旧家电经过分类、清洗、消毒、维修、检测等处理步骤后,可通过旧货市场销售给消费者直接再使用的过程。""20世纪90年代,美国在3R原则上最先提出再制造的概念。再制造是、指将产品全生命周期理论作为指导,W实现废旧产品性能的提升为目标,W高效、、、优质节材、节能环保为准则,W先进技术W及产业化生产为手段,修复改一6263,[1造废旧产品的系列技术措施或工程活动的总称。简而言之,再制造就是废旧产品高技术修复、改造的产业化活动。它利用报废设备中的原有的零部件、W现代化的生产方式、采用高新表面工程技术和其他加工技术,使零部件恢复具有。原本尺寸、形状和性能,,形成了再制造产品从而使回收产品或零部件在对环。境的负面影响最小,资源利用率最高的情况下重新达到最佳的性能要求在国外""""再制造主要采用换件修理法和尺寸修理法:换件修理法是指将废旧产品中损伤的零件整体更换为新品零件,然后获得新产品,尺寸修理法是指将失配的。零件表面尺寸加工修复到可配合的范围,从而获得新产品2.2.2家电再制造/再利用的库存协调策略无论是连续盘点库存模型还是定期盘点库存模型,采用的库存协调策略都可64[]W归结为两种;推动式(PUSH)策略和拉动式(PULL)策略。1)推动式(PUSH)策略推动式(PUSH)策略在正向物流中是W制造商为核也企业,根据产品的生产和库存情况,有计划地把商品推销给客户,其驱动力源于供应链上游制造商的生产一。这种运作方式是属于卖方市场下供应链的种表现,各节点比较松散,同时由于缺少对客户需求变化的了解,导致送种方式下的库存成本相对较高,对市场变化反应较迟纯。一在家电产品的逆向物流中,PUSH策略是种相对比较简单的策略,在回收处理工厂中,只要回收获得的家电产品经过检测,质量符合立刻进行再利用、再制造和拆解处理。PUSH策略的优点是可W防止回收的家电产品在回收处理工厂的长时间堆积,,从而影响家电产品的质量水平同时,可W缩短回收处理工厂的。周转周期,及时满足市场的需求2)拉动式(PULL)策略拉动式策略在正向物流中是整个供应链的驱动力产生来自于最终的顾客,产品生产是受到需求的驱动。生产是根据顾客实际需求而不是预测需求进行协调的。15 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文在拉动式模式中,需求存在不确定性很髙,周期较短的特点,主要的生产战略是。按订单生产,按巧单组装和按订单配畳整个供应链需集成度高,信息交换迅速,可根据最终用户的多样需求实现定制化服务。一在家电产品的逆向物流中,PULL策略相较于PUSH策略,是种比较复杂的策略,当废旧家电产品达到回收处理工厂,经过质量检测后,需要进行决策,是否需要立刻处理还是放置在回收品库存等待处理。当家电产品的回收率非常高,而市场的需求率较低时,若采用PUSH策略,则会出现成品库存出现堆积,库存成本过高,而采用PULL策略则能很好的避免送种现象的出现。2.3家电产品再制造/再利用的库存控制综述2.3.1再制造/再利用的库存系统结构分析根据家电产品的质量不确定性,W及本着资源再利用,延长产品寿命周期的.1原则下,规划家电产品逆向物流回收处理工厂库存控制系统。如图2所示,在一回收处理工厂内主要有两个库存点,是回收品库存,二是成品库存。家电产品的回收主要来源于两种原因;1)废旧回收。即家电产品巧消费者手上因为达到使用年限、更新换代、损旧回收一坏等原因被进行的废。般情况下包括个体回收、W日换新等方式回收获得。2)退货回收。退货回收主要是针对新产品在销售过后的短时间内,因为运一输、储存等过程中发生的损坏或者是生产制造过程中的质量问题等引起的。般的情况下企业的客户售后服务部口会对此类问题进行受理、确认问题原因并做出相应的处理,如退换货、补货。家电产品经过常规回收和退货回收后无差异进入回收处理工厂的回收品库存中,而家电会因品牌的不同、使用频率差异等傾因,出现不同的质量水平。回收来的家电产品需要进行质量检测,按照检测结果进行分类处理,主要包括W下三种处理方式:1)直接换件再利用。对于家电产品质量等级较高的产品,只需要将部分损二""坏的零部件进行简单的更换处理,便可得到符合手市场产品标准的新产品,从而进入成品库存等待出库。一2一)维修再制造。相对家电产品质量般或者需要整体维修的家电,经过定""的维修再制造处理后方能获得新产品,接着进入成品库存,按照库存策略进行出库。3)对质量极差、完全没有再制造价值,就算进行再制造再利用处理后仍然达不到二手市场标准的家电进行全部拆解报废处理,使其变为塑料、金属、非金16 第二章家电产品逆向物流库存控制属等原材料。需要特别说明的是在换件重用和再制造过程中会获得一些报废的零部件,将这些产品再进行拆解处理。不管是整机拆解处理还是零部件拆解后获得的原材料,直接运送给对应原材料制造企业,在回收处理工厂不停留/,故在本再制造再利用库存体系中不考虑原材料库存。家电回收广I ̄一巧旧回收?、退货回做?换件再利用I—IX—^维修再制造又^报废零部件回收品库存W一?拆解处理?原材料回收图2.1家电产品逆向物流回收处理工厂库存控制系统Fig2.1Inventorycon杠〇1巧stemsofthereverselogisticsofhou化holdaliancesinrecyclinppglantp2.3.2再制造/再利用的库存控制特点在传统的库存管理中,上游企业通常需要根据下游买方的需求数据做出预测和决策,逐级预测返回到上游企业,导致预测结果呈逐步放大的趋势。而市场大量的不确定性、多重预测所导致的预测不准确性和预测信息不对称性都将会产生牛鞭效应。但是在再制造过程中,由于家电产品种类型的多样性、使用时间的差异性、回收点的分散性及回收量的差异性等都将导致了家电产品再制造的不确定因素和随机因素的增加。再制造/再利用泡合系统库存控制的将点主要体现的下方面:1)回收数量的不确定性家电的回收数量是由产品的寿命、质量、使用时间、使用习惯和使用环境等多种因素决定的。同时也会受到新品市场、国家政策等相关因素的影响。2)损坏情况的不确定性回收的家电产品损坏程度有捏有重,损坏的部位不同、原因也各不相同,只有在家电产品回收之后,在处理工厂通过检测,才能确定各自的损坏情况,确定家电质量等级。3)处理方法的不确定性根据回收的家电产品质量等级的不同,对其需要进行不同的处理。并且回收17 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文品情况的不确定性,造成了产品加工时间长短的不确定W及原材料需求数量的不确定。4)回收产品需求的不确定性同正向物流系统一样,需求会随市场情况而发生变化,而在逆向物流中,家电产品二手市场远远没有普通新品市场成熟j,所^l存在更大的随^机性和不可预测性的特点。5)回收和再加工成本的不确定性在逆向物流系统中废旧品的存储成本、运输成本和再加工费用,都会随着家电产品质量情况的变化而发生变化。6)产品可再制造率的不确定性相同的旧产品拆卸后所得到的可W用来再制造的部件是不一且会根样的,而据零部件状态的不同,会被用作多种途径。除了被再制造W外,还可W当作备件、一级回收商卖给下、当作材料再利用等等功能,这个不确定性给库存管理和采购带来很多问题和考验。7)再制造加工时间和路线的不确定性再制造加工时间和方式的不确定,是实际生产和规划的时候最值得关注的问题一。加工路线的不确定主要是回收产品的个体情况不定的种直接反映,高度变化的加工时间也是家电产品可利用状况的函数。物料管理、资源计划、调度、车间作业管理等,都因为这些的不确定性因素而变得更加复杂。2.33再制造/再利巧的库存控制模型的.影响因素分析通过对再制造/再利用混合系统库存的分析,发现其主要影响因素为主要几个方面。1)家电回收数量的随机性在本文中家电主要是通过废旧回收和退货回收两种方式获得,因为退货发生在新产品销售后的初始阶段,所与当期销售量有关,如果销售数量较大则退货数量也会相应增加,反之则减小,同时不同产品,不同品牌的退货率也不完全相同。但是正常情况下退货率相对较低,故废旧回收的数量将远远大于退货回收数量。2)回收产品的处理方式选择在回收处理王厂的系统中,回收产品的处理方式是其首先要考虑的因素。如果不根据回收产品的质量行分类处理,模型会存在缺陷。在实践生产中每次回收来的家电不是都能进行再制造或者再利用处理的,如果对所有产品都进行再制造,一些质量较差的产品经过处理后不能达到二手市场标准,则就增加了回收处理工厂的再制造成本。而如果对只需要经过再利用便可获得新产品的家电进行再制造,81 第二章家电产品逆向物流库存控制这就会造成自然资源的浪费。所W回收产品的处理方式的选择至关重要。3)二手市场的需求量与回收数量的关系在回收处理工厂整个库存体系中,起始点为家电回收即回收数量,结束点为二手市场的需求量。当在单位时间内获得回收数量远远小于需求量,同时回收处理工厂经过再制造和再利用处理后获得的新产品不能及时满足二手市场需求时,。应该缩短回收品库存的等待时间,立即进行处理从而尽可能多的满足市场需求而当单位时间内回收处理工厂经过再制造和再利用处理后获得的新产品大于二。手市场需求时,则要减缓再制造和再利用处理速度,减少成品库存的堆积19 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文第H章PUSH策略下家电产品再制造/再利用逆向物流库存控制模型回收家电的时间、数量的随机性W及家电产品质量的不确定巧都会影响库存的控制策略。换件重用和再制造的周期及二手市场的需求都是会对成品库存数量造成影响。经过检测分类后将家电回收品分类放置在回收品库存中,而回收处""理后获得的新产品放置在成品库存中,等待出货。目前,由于回收体系的不完善,回收家电数量较少,回收品控制库存可采用推动式(PUSH)库存管理方式,即通过对回收产品的及时处理,有效地降低了回收产品的持有成本。本章主要讨论推动式(PUSH)库存管理方式。3.1模型描述在家电产品逆向物流回收处理工厂库存控制系统下采用PUSH库存策略,由回收品库存来控制整个库存,如图3.1所示。在r时间段内家电产品不断回收,回收品库存数量达到0?;在扔时期内W再制造速率A完成对回收产品进行再制造处理r-d的速。,成品库存W率増长另外,由于家电直接换件重用的处理时间较短,所W回收品中能换件重用的家电在打再制造周期初期就瞬时完成换件到达成品库存;在打结束后,库存达到0。然后Wd的速率在打时间段内降至零。成品库存中7V期间为缺货时间。建立PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型的模型需要建立在W下假设的基础之上;1.家电产品的回收分为废旧家电回收和退货回收两种途径,且相互独立。2.在各个时间段内的家电回收率服从A的泊松分布和二手市场的需求率d都是确定且连续的,同时也是相互独立且不受影响。r>^r>d3.再制造速率大于产品回收速率和二手市场需求率(,),同时二手市场需求率大于产品回收速率4.产品的换件重用可W立即提高成品库存,不考虑处理时间,通过再制造得到的家电产品具有与换件再利用产品具有相同的品质。5.回收过程考虑的成本包括;固定成本、持有成本、再制造成本、再利用成本。6.成品库存允许存在缺货,且缺货不补回。.采用周期性盘点策略7,管理工作量和成本相对较低。20 第兰章PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型回收品库存牟必式抽71^/aMT'—t)^<—。<T—;i,4一4T?时间成品库存IA<—。山 ̄r山4;37时间带^7?图3.1再制造/再利用的PUSH库存策略Fi3.1PUSHcontrolstrategyf^manufacturinandreusingogg3.2模型变量及参数说明在模型中所涉及的参数及说明如下所示;1.单位周期为7\n为回收品库存中只进行家电回收的时间,扔为再制造时间,扔为二手市场需求出货时间,n为缺货时间。2.乂为回收率,家电回收到达过程和维修退货过程分别为斗,斗的泊松过程,乂=>?+两者相互独立■。,)古3.谷*是打时间段内到达的回收品库存的数量。4.Q为回收品库存的固定成本。5.6/为回收品库存单位产品单位时间的持有成本。6.Cs为成品库存的固定成本。7.沁为成品库单位产品单位时间的持有成本。.。为换件重用的再利用成本8。9.q为单位时间单位产品换件重用的再利用成本。10.G为再制造成本。11.G为单位时间单位产品换件重用的再制造成本。12.八为缺货成本,本模型中体现在二手市场向回收工广订购时,会发生缺货的情况。13.^/为二手市场在单位时间内的需求量。21 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文14.r为单位时间内处理工厂能够再制造的数量。15.Wr,nr(Wr+W占1)为通过废旧家电回收途径获得的家电中可再利用比例和可再制造比例。16.W6W6+W£1,W为通过销售退货回收途径获得的家电中可再利用比例和()可再制造比例。17.化为单位周期内获得的家电可再利用的数量。18.为单位周期内获得的家电可再制造的数量。19.&为单位周期内经过再利用和再制造获得的成品数量。3.3模型建立模型研巧的单位周期为r;T=T+T=T+T+T(3.1),^^^,r时间段内到达的回收家电产品数量为0:=+r3a^A(.2)()r时间段内获得的家电产品中可再利用的数量为(3.3)r时间段内获得的家电产品中可再制造的数量为(3.4)r时间段内获得的家电再制造所需的时间为扔;马=么=应四巡。別rr打时间段内回收品库存成本为a;C=+*与A油/Jo少。.6)=与+A+A如)叶r时间段内获得的家电换件再利用成本为。:==0Q.7)r时间段内获得的家电再制造成本为C:?()QC-3.8(rA22 第H章PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型"在再制造过程中乃时间段内回收品处的库存成本为C:a"=&G公A'/[)私J。(3.9)A=&+/2的斗巧A代主m在再制造过程中打时间段内成品处的库存成本为C:?-C=C+H+rdtt:,,[〇,{)y\(3.10),、/、/W、2+-m讯+1r"A+2(,本*本aA%本2W)(叫(=C了6了IAIf'2*r27经过扔时间后成品库存量为换:a=a+r-d(巧;结束再制造周期后,成品库存降至零所需的时间为乃Wr+"+"A+r0"(rA本)('A(VU二二^(312)3打时间段内成品处的库存成本:C=-dtd=-thQd。K(Qn)snTss巧£备2(313)+ ̄ ̄wW;tM;+nn+nil;iAA1(A6J(rr6^)(^^,,)=&妒,dr[在打周期内成品库存的缺货成本为Cp;2=戶山1_应兰^^411^^(:妒,'广如"「1(3.14)Jo2dL单位r周期内的库存怠成本:C=C+C+C+C+C+C+C(3.15)r*",;;"f23 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文整个回收处理过程中的平均库存成本Q;奇=亭2-&^=争+扣化+W牛宁叫"為++C+一+C年""+"+"r"K:(乂*本}、公('年如U16)C/?+讯。乂+。,(,韦*本)(*本)II&了I&Tr22化+化 ̄ ̄+""+1**。"(乂本)('本*^)(r本*本I&^^了「^;,3rL-—?3";;L>通过1^1上模型建立,对逆向物流再制造的库存研究转变为对函数与的优化问题,目标函数为:Mi屯=争(3.17)3.4模型求解在库存模型中单位周期r的决策就变成式(3.16)所示的二元函数的极值问题,对r求偏导数,有=-++-应达+甘年/如告妥如坤宁V妾可2W+"+"r—Aldn+M(rA%A)(6^()(乂jA)_鱼)+&|A—(3.18)广?2mA+m+n+n+1(,yi,^)(,^,^)的年巧本)+片d!5^rL-__2(wA+w*>^)+("A+"*A)12d在上式等于零时,即为最优点可得:iIrdic+C\,f,、r=z ̄^-(31.9)5d+r-A2++"2++rV(W[KA*A)[(年A)]'-i+h/m+m+hdn+{^\^\))J/{^\)[22*+戶-/dWJ;!++"/l+?(,^r^)][I24 第三章PU細策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型此时对应的平均总成本最低为:M=(3.20)in^^3.5算例分析3.5.1数值算例由于中国大陆地区家电回收体系并没有完全建立W及一些数据涉及企业机密等原因,故对基本参数不能由回收处理企业完全提供。所W结合家电报废量、销售量和企业数据,获得下基本参数,具体如表3.1:表3.1PUSH策略下基本参数Table3.1Basicarametersof化ePUSHcontrolstratepgy基本参数参数符号巧值回收率(台巧)1000退货回收率(台/天)\50回收品库存的固定成本(元/次)Cf3000回收品库存单位产品单位时间的持有成本(元/台/天h1)f成品库存的固定成本(元/次)Cs6000成品库单位产品单位时间的持有成本(元/台/天)hs3单位时间单位产品换件重用的再利用成本(元/台)C:15单位时间单位产品再制造的再制造成本(元/台)C;50成品库存单位产品单位时间的缺货成本(元/台/天)P。20单位时间内回收家电的再制造数量(台/天)r10000二手市场在单位时间内的需求量(台/天)d1100废旧回收过程中的可再利用比例mr0.1废旧回收过程中的可再制造比例nr0.5退货回收过程中的可再利用比例mb0.8退货回收过程中的可再制造比例0.2^=结合基本参数和式(3.19),求解获得当r1.67天为最优解,处理工厂平均总成本最低为37774.1元/天。在此期间回收产品的到达数量为17巧台,通过处理获得的成品家电为1086台,其中通过可再利用处理获得是234台,再制造为852台。回收品处的库存成本为4358.7元,成品处的库存成本为7498元,拆解工厂总成本为63082.8元。25 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文另外利用MATLAB对式(3.16)平均总费用进行计算获得处理工厂平均总费用随周期r的变化,具体如图3.2所示。由于回收品库存和成品库存的固定成本较高,所W在r较小的情况下,平均总费用较高,随着周期时间的增长平均费用在迅速下降.67,但当平均总费用下降到最低点1天处后,随着r的增加而逐渐稳步上升,,。平均总费用在周期很短时出现费用极高的现象是由于回收品和成品库存处存在固定成本引起的,随着时间的增加,回收家电的数量在增加,固定成本对平均总费用的影响逐渐减小.67,在1天固定成本与其他成本达到均衡,故成为最优情况,在这之后随着r的增加而费用增加的情况与家电回收数量有关。'x10,0I1iIIIs4\m\觀\巧4.5\一i髮\一3fIII]I1I10.511.522.533.544.55周期(天)图3.2PUSH策略下的平均总费用Fi3.2Averaeto;alcoofPUSHCO打trolsraegg1stttgy3.5.2参数分析由于一些基本参数是基于实际情况进行的假设,而数值的变化都会对最终结果带来或多或少的影响。为了找出其中的关键变量,更好地建立模型,故接下来将对其中几个变量进行分析。由于最优的处理周期为1.67天,但考虑实际情况中企业主要W整数天数为工作度量,所W在基本参数影响的研究中,W单位周期为2天,其他基本数据除研究对象外均保持不变的情况下进行研究分析。我们从基本参数中获得缺货成本较高,约是成品库存持有成本的7倍,所W要平均总费用最低,,应首先要缺货数量尽可能的少要想缺货数量少,应该让周期内获得的成品尽量满足二手市场需求量。而在到达率和需求率确定的情况下,在回收和退货品中的可再制造和再利用的数量将直接影响成品数量。所WWr,内r,m6,W的变化将对,平均总费用产生影响。26 第H章PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型1)废旧回收过程中的可再利用比例Wr对平均总费用的影响。首先研巧通过回收方式获得的家电中的可再利用比例(mr)在四种不同可再制造比例-025(所,0.,0.5,0.75)的情况下,对回收处理工厂平均总费用的影响。如图3.3所示,在四种不同的再制造比例的情况下,平均总费用随可再利用比例的变化而出现明显的不同。当?2尸0和0.25时,平均总费用随Wr比例的増大是先降低后增加,分别在0.5和0.25左右处达到最低点;而当W尸0.5和0.75时,平均总费用是随可再利用比例的增大而增大。平均总费用在不同情况下的最大值与最小值相差范围在4000元至6000元之间。而nr的值越大平均总费用越大,特别注意的是在四种情况下(00.250.50.75)后者的平巧总费用的最小值大,,,于前者情况下的最大费用。A/-""00.10.20.30.40.50.60.7江80.9100.10.20.30.40.50.60.70.8化91=#?00m?加)抑产巧54^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄____.4,5,,,,,,p.2^5.15//"4//ivI""00.10.20.30.40.50.60.70.80.?....I0010203040.50.60.70.80.91"=0#11=07Wr(r巧如r.巧图3.3平均总费用随废旧回收过程中的可再利用比例的变化趋势Fig3.3Averagetotalcostvari巧wi化化ereusableratioin化eproc巧Sofwast;erecycling2)废旧回收过程中的可再制造比例心对平均总费用的影响。由于在上述四种情况中发现,nr的值对平均库存成本有较明显的影响,故接下来将废旧回收过程中的可再制造比例作为变化量进行研究。如图3.4所示,在W尸0,0.25,化5,化75四种情况下,平均总费用都随着废旧回收的家电中可再制,且增长比较明显。从四种情况的起始点(26854造的比例增加而增加,22721,2=1202,222%)可yX看出Mr的值对平均总费用的影响较小,且在Wr0时,费用27 合m:业大学学历硕±研究生学位论文最大。^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄.5 ̄___6?,5_____,,,.5^,,,,p^'::I^rr^Z^'i11I2.51111I.,,,* ̄ ̄00 ̄ ̄.10.20.30.40.50.60.7化,0.,1〇〇l〇204^〇6^^^j=imlr(r〇)w0抑产.2巧 ̄^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄_.‘_,._,_//j:l/,4-J^//,,,I/fl/^*0化10.20.30.40.S0.6比70.80.9100.10.20.3江4O.S0.60.?江g〇.9I产0巧Hr(m产0.7S)图3.4平均总费用随废旧回收过程中的可再制造比例的变化趋势Fig3.4Average化talcostvarieswi化化eremanu拉cturableratioin化erocessofwashprecycling从w上两种研究可得废旧回收过程中的可再制造比例与可再利用对平均库存成本都有一定的影响。但是两者对比来看,可再制造比例的变化对费用的影响较大,且呈现递增的趋势;可再利用比例的值对总费用的影响较小,且受到可再制造比例值得影响,在可再制造比例小于0.5时呈现先降低后增加的趋势,相反当可再制造比例在大于0.5和小于1之间时,平均总费用则随可再利用比例的值的增加而增加,具体趋势如图3.5、3.6所示。28 第H章PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型60000I5誦=^?0.25.1-?50000"0.5!rIK=0!*",.75一45000;誦寡一挪3如00**^*"°^**'"°"°^**^**"?"*"'"**^*°??"*" ̄** ̄*??*>^?????异30000^o^a^^IIWI.、…山化II-20000、00?!(U(U0.4(K50.6比70>80*91^图3.5平均总费用随废旧回收过程中的可再利用率变化的总趋势图Fi35Generaltrendof化eavera呂e化化1costvari巧wi化化ereusableratioin化eroce巧g.pofwas化recycling60000I=55000?w0JK^-m/=?r\025Js麵=_?^ml0.5t<,^"**=*45000075Mm^.卢苗^巧35000誦j一25000^200000.80.910.102OJ0.4050.60.70.图3.6平均总费用随废旧回收过程中的可再制造率变化的总趋势图nlrei化化remturableratioi化eFi3化reto化1costvariesweanufacg.6Generatndofeave巧processofw化化recycling将废旧回收过程中的可再利用比例(Wr)和废旧回收过程中的可再制造比例3。n25组具有代表性的数值进行方差分析.2所查F分布表(r)取,结果如表示==416..013.01124<3,,所W废旧回收过程中的可再利用可得巧,因为巧〇5()^=156>3.08.01,比例对平均总费用没有显著影响;因为巧所^^废旧回收过程中^^的可再制造比例对平均总费用有显著影响。综上所述可得,两者比较再制造率是平均库存成本的关键因素。29 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文表3.2废旧回收过程中可再利用比例和可再制造比例的方差分析表Table3.2Analysisofvarianceform,and化factorsin化eprocessofwasterecycling方差来源偏差平方和自由度f平均偏差平方和VFMr14405e+0641.36012e+061.24n,6.胜3閒e+0841.70的2e+0815t08误差e1.74876e+07化1.09298e+06总和T7.05297e+08M由于退货回收和废旧回收过程相互独立且不受影响,故退货回收过程中的可再利用比例和可再制造比例对总费用的影响趋势应与nr的趋势相近,所W本文不对其进行重复研究。对于本策略为推式库存,从式子(3.16)中可W看出其。他变量与平均总成本都为正相关,故本章对其他变量不作具体分析3.6本章小结*于目前回收数量小于处理工厂的处理能力的现状,结合PUSH推式策略()、下的各部分库存成本的特征参数,综合考虑回收品处的库存成本换件再利用费用、再制造费用、成品处的库存成本及缺货成本的情况下,W单位平均总费用最小为目标,建立PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,确定最优处理周期,获得最低费用。并给出数值算例,对其进行分析,找出模型的关键因素。30 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型第四章巧ILL策略下家电产品再制造属利用逆向物流库存控制模型在第H章研究了PUSH策略下的库存控制模型,二手市场来说相对比较被动,tW主要由回收数量占据主导作用,缺货数量较多。但是随着家电回收网络的完善,和回收方式的规范,越来越多的家电可W被回收不会再出现回收率小于需求率的现象,二手市场的需求将逐渐成为整个逆向物流的主导因素,所本章研究PULL671[策略下的库存模型,主要是由二手市场的周期性需求来拉动回收处理工厂的库。存变化,从而影响整个控制策略4.1模型描述回收品库存夺义■+!如/^-7W>—rH—4—TTT?!时间成品库存II:伞i言.一—---^::二汗-’*-^Tr->叫r。^打+2-__><—r>*^7—f ̄ ̄1+H|时间图4.1再制造/再利用的PULL库存策略F4.1PULLcon〇1Sam历cturinandreusinig化化teofreanuggyg,由二手市场对成品的产生周期性需求在PULL策略下,从而带动回收处理工二r时间发出一厂的运作。如图4.1所示,手市场每隔次订货订单指令,订货量为0。在家电回收处理工厂收到订单指令后,如,首先检验成品库存数量是否有成品果有则立刻进行出库,否则,处理工厂对当前回收品库存中的家电产品进行再制造31 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文/再利用处理。在7;时期内回收处理工厂W再制造速率r完成对回收产品进行再制造处理-r++r,回收品库存W年A,而成品库存则的速率增长,()的速率减少。经过孔时间后达到公的需求量后,便结束再制造再利用处理在处理工厂中,优先进行再利用处理,待家电产品中可再利用的被全部处理后,若仍未满足公的需求量,余下的需求量再通过再制造处理来满足。另外,由于家电直接换件重用的处理时间较短,所W回收品中能换件重用的家电在只再制造周期初期就瞬时完成换件到达成品库存;当再制造再利用产品经过打时间后全部到达成品库存后,再统一出库。?二手巧场单D将成品織成品库存中出否臟有库存I巧库存,是Irj处理工厂进巧再制I造I、再利用处理进行再制造/再利用处I理,直至回化品库存为;'I丄,1D.达到,立巧停止J"再制造/再利用处理T成巧库存变为D1I丈是回收库吉I停觀r回化品库存I进行回收家电业吁图4.2再制造/再利用的PULL库存策略巧制步驟Fi4g.2ControlstesofthePULLcontrolstrateofremanufacturinandreusinpgygg32 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型一直在进行需要特别说明的是,回收处理工广的回收工作,而在每次周期中再制造工作全部结束时,即r。时间段后,需要检査实时的回收品处的库存量。如果,直到单位周期结束回收品的库存量大于需求量〇时,立马停止家电的回收,在一下个周期开始时,再恢复家电回收。而同时也立刻进行再制造处理,直至回收品处的库存量为零为止。当回收品库存中的家电经过再制造后全部进入成品库存后,在成品库存中进行存放一,等到下周期收到二手市场订货的指令,将所有的库存量进行出货去满足需求量,再此期间可能会出现缺货现象,具体步骤见图4.2。建立PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型的模型需要建立在W下假设基础之上:1.家电产品的回收分为废旧家电回收和退货回收两种途径,且相互独立。2.在各个时间段内的家电回收率服从义的泊松分布,二手市场的需求率C/,'=在r时间二手市场的需求量为公況,同时也相互独立且不受影响。3.家电的回收数量是大量的,回收量大于二手市场需求量。4.产品的换件重用可立即提高成品库存,不考虑处理时间,通过再制造得到的家电产品具有与换件再利用产品具有相同的品质。5.对于不能进行再利用再制造的家电产品,不考虑处理时间,在每周期开始时瞬间出库进入下游拆解企业。一6.处理工厂处理的家电对象为每周期的巧始家电,即上周期结束时的家电,不考虑本周期的回收家电。7.当成品库存数量经过再利用再制造后到达公,便立即瞬时出库,即成品库存量瞬间减少〇。8.回收过程考虑的成本包括:固定成本、持有成本、再制造成本、再利用成本。""9.回收品库存的家电产品符合先进先出的原则。10.成品库存允许存在缺货,且采用不补回策略。11.。采用周期性盘点策略,管理工作量和成本相对较低12.库存周期从回收品库存收到二手市场指令开始计算。4.2模型变量及参数说明在模型中所涉及的参数及说明如下所示:1.总周期为r"单位周期为r。.打为第《个周期时回收处理工厂处理已有产品的再制造时间2,TV回收工厂只进行回收的时间。3.乂为回收率,家电回收到达过程和维修退货过程分别为斗,,韦的泊松过程=+乂>两者相互独立,斗^。33 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文4.貧是了时间段内到运的回收品库存的数量。5.C/为回收品库存的固定成本。6.V为回收品库存单位产品单位时间的持有成本。7.。为成品库存的固定成本。8.沁为成品库单位产品单位时间的持有成本。9.。为换件重用的再利用成本。10.q为单位时间单位产品换件重用的再利用成本。11.C为再制造成本。■12.q为单位时间单位产品再制造的再制造成本。13.fw为缺货成本。14.D为二手市场在r时间段内的需求量。15.r为单位时间巧回收家电的再制造数量。16.Wr1旧家电回收途径获得的家电中可再利用比例和可,含为通过废)再制造比例。17.m,》6(/?6+%封为通过销售退货回收途径获得的家电中可再利用比例和可)再制造比例。18.0?为单位周期内获得的家电可再利用的数量。19.&为单位周期内获得的家电可再制造的数量。20.&为单位周期内经过再利用和再制造获得的成品数量。4.3模型建立r时间段内到达回收产品数量为06:=公从(4.1)r时间段内获得的家电可再利用的数量为=公巧(4.2)(r时间段内获得的家电可再制造的数量为=+r公心(4.3)的年6)一一第个周期r时间初始的库存量:,即上周期结束时刻的库存量==+r与公斗A(4.4))(一第一个周期r开始进行再利用再制造后的瞬时初始的库存量,即是由前周期回收获得的可再制造的量:《=="+r(4.5)r1公(A%A)34 第四章即LL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型一第n-1了开个周期始进行再利用再制造后的瞬时初始的库存量,即是由前周期回收获得的可再制造的量和前一周期剩余的可再制造量: ̄Q(4.6)一r时间第个周期段内需要进行的家电再制造的数量:=—=—W+4谷公公〇(.7)(f年巧-第nl个周期r时间段内需要进行的家电再制造的数量:=-=-+見公公〇巧斗呵(4.8)1(一第个周期需要进行的家电再制造的处理时间为:-D-D+mXr谷aiMj了__—(49)1rrr《-第l个周期需要进行的家电再制造的处理时间为:〇-w+呵&('ALgz^===T(4.10)wrrr一在第个周期中经过时间段剩余的家电再制造的数量:=-="++4A呵(.11)SQ(A(巧A-在第《1TV:个周期中经过i时间段剩余的家电再制造的数量-=+-=+r++-化4;7(4.似*巧A^>44么4公知巧42知I的)()2一r在第个周期中经过i时间段内回收的家电数量为:=+4巧化本巧(.13)-扣时间段内回收的家电数量为在第《1个周期中经过:及一(4.14)Wpli一在第个周期中经过了:1时间段剩余的家电数量为==S-?^A+4+i0iA15)r-=r+?D7|乂+w++/I(A)(年t);-在第nl个周期中经过扔时间段剩余的家电数量为:=+_+4毎4.16)4^如如(一个周期结束剩余的时间为奸到第:f=r-T47(.1)ii35 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文n-1r到第个周期结束剩余的时间为;?=T-T4^(.18),一在第个周期中经过巧时间段内回收的家电数量为:’’=+巧从本巧(4.19)《-r在第1个周期中经过时间段内回收的家电数量为:?毎(4.20)一r第个周期结束后的回收品库存的数量为:怎=如+公11;(4.21)=^^+m-+Ji?+?+?*TD+AT(rr4^)(A^^){^^)第M-1个周期r结束后的回收品库存的数量为:’=+知聲(4.22)4如-《经过n1个周期后,在第个周期时,经过扣再制造结束时刻的回收品库存量Mn大于公,便立即停止家电回收,并继续进行再利用再制造处理。瞬时的库存量为:="与+A+A^(4.23)%()^需要进行的家电再制造的处理时间为:'ML?+(n^A^+ni,\)T?,一、---==tn(4.24)在第《个周期中在r。时间段内回收获得可再利用的数量为谷:=rn+mr4货(.25)(AiX)n当第n个周期r结束时刻,回收品库存数量为;左=〇(4.26)。第个周期开始时刻的回收品库存为:S==〇(4.27)?fi&循环结束后,总周期为r,:r=ir4?+(.28),()在第《+1个周期时期内,只进行回收,不进行再制造再利用处理,结束时的库存量为:36 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型=(4.29)i-扣1时间段内回收品库存成本为qr:=+A_+44矿不训4(.30)与护/也卡(w'c>7vr时间段内回收品库存成本为:i’-1)=A+呼-(4.31)/的1^木如如J^n-1前个周期回收品库存的库存成本为:.rr,‘=C+-r_(4.32)C+>,油+AJI/+>1,1‘Z/、{A[化g]/[,^)中「J〇}J〇WL-在第n个周期回收品库存的库存成本为:C=C+A-r-+;A-"1+M(4;//化^)/n.33)J〇仪[]抑J。(片在第K+1个周期回收品库存的库存成本为:"|i=CC+A+姑(4.34)f//A)从£每个周期r时间段内获得的家电换件再利用成本为G:c==+?^r(4Q6.35)iLC(wAvj)-i前n个周期r进行的家电换件再利用成本为G:C=="-l+?Gw?r(4.36)uXG公()(AV6)=11在第n个周期r进行的家电换件再利用成本为""C=+=C+4m.37CA()":公"(到()片巧)n-前1个周期r进行的家电再制造成本为G;--C=C="l〇-="1。-+所冶(4.38)rZ()G(公)()巧的乂如巧=Z1在第n个周期r进行的家电再制造成本为C:’I==公-C+%+C:似)G(公%)(439)=C-公;1+r+王?+:^)。(乂[柄巧]-1r成品前n个周期库存的库存成本为Q:'。=c++灯'却,i>,r似yW=L'〇」(4.40)="-+ic+(),W公巧^|37 合肥工业大学学历硕±研究生学位论文在第《个周期r成品库存的库存成本为’?c=C+h+n+h+t;::(a如:但[啤[(4.41)D-政,、Q。、J=C+A+,,似巧下在第n+1个周期r内成品库存的缺货库存成本为C:f’"C=戶-M-r(4公0.42)"。",()单位r周期内的库存总成本:C=C+++c+c+C+c+c++C皆;u.43)rhq";:r;?q:p经过w+i个周期r之回收品库存状态回到最巧的状态,在整个回收处理大周期内的平均库存成本Q:Cr扩-rn+lr(、),(4.44),+ic+c+c+c+c+C+!+C+c+C>;;":rqn;;p—通过W上模型建立,对逆向物流再制造的库存研究转变对函数与的优化问题。在满足W下几个约束条件的基础上,求解最优值,获得最优库存控制策略。目标函数:MinQ=(4.45),%。啤(■〇<r:^7;〇<7<r;sMt<T(4.46)??Q+>DraN〉\4.4模型求解对目标函数式Min覃(r)求最优解,由于模型中多个变量,故选用优化方法对模型求解。=令乂7\目标函数为MinQ托,对上述目标函数在其约束条件内进行计算。)如图4.3所示的具体计算步骤如下:心=1:1100〇步骤给定初始点乂(,户,确定收敛精度0,k38 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型。>步骤2;若马满足约束条件且收敛精度满足要求,此,则停止计算时乂一为最优解,否则,进行下步;—1於)=W+3:般地,0,置乂步骤根据目标函数及约束条件给定合适的步长乂么进行迭代计算,若计算结果同时满足约束条件和收敛精度,则停止,否则进行下一步;步骤4:根据补偿及约束条件计算直到在约束条件范围内达到精度要。求为止,即可停止初始点义,化效巧度C,步长3Ik=0h51£I计策Ct(A沪W)图4.3最优化方法的流程图Fig4.3Flowchartoftheoptimizationmethod4.5算例分析4.5.1数值算例结合家电报废量一、销售量和企业数据,且为了保持两种策略的致性,基本参一H章实例基致.1。数与第本保持,只有二手市场需求量有所差别,具体如表439 合肥工业大学学历硕壬研究生学位论文表4.1PULL策略下基本参数Table4.1Basicparame化rsofthePULLcontrolstrategy基本参数参数符号数值回收率(台/天)年1000退货回收率(台/天)乂。50二手市场单位时间内的需求量(台/天)d550通过最优化方法=,当如550时r4.,,求解获得3天时库存模型为最优,处理工厂平均总成本最低为32231元。当在第5个周期结束再制造处理时,回收品库存数量超过二手市场的需求量,故立刻再进行再制造/再利用处理,整个总周期是由6个单位周期组成的,时间为25.8天。在此期间通过旧货回收和退货回收两种回收途径一共获得家电产品22巧3台,通过处理获得的成品家电为14089台,其中通过再利用处理获得是3034台,再制造获得11055台,缺货数量为101台。用MATLAB软件绘制最优解附近的平均总费用随单位周期r和需求量公的-,.4。从图中可W看出1变化图具体如图4,在周期r为10天内,总体来看,平均总费用在32000元/天至38000元/天之间变化。总费用随着单位周期的增加,先迅速减少后逐渐上升。。,1III3".0門r,1;1s\i:l\/--3.2i1:111311‘12345678910单位周期T(天)图4.4PULL策略下的平均总费用Fig4.4Averagetot:alCO巧ofPULLcontrolstrategy4.5.2参数分析由于在本策略中总周期是由n+1个周期,而n的值是除了受到单位周期和需求量的影响外还受到家电回收数量、可再制造率、可再利用率、再制造处理能力等一因素的影响,从而影响到平均总费用。另外任何个基本参数都会对平均总费用产40 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型生直接的作用。接下来选取几个具有代表性的基本参数,分析其变化趋势。在进行=参数分析时,单位周期取最优解情况下的值r4.3天。1)回收率;和退货回收率斗对平均总费用的影响由于家电产品的逆向物流存在回收数量的随机性的特点,家电回收数量会随季节、政策、科技、市场等的变化,而发生巨大的数量。如在2010年6月,国家为了进一步促进扩大消费需求,提高资源能源利用效率,减少环境污染,促进循环经济的发展而颁布的《家电W旧换新实施办法》,在其实施阶段,会出现回收数量68[]集中増加。所W家电正常回收的回收率^和退货回收的回收率斗对平均总费用的将会产生不同的影响。旧品回收率年在850台至1300台之间呈现箱齿形快速增长,并且银齿在逐渐变大300,;当旧品回收率在1台之后平均為费用随着年的增加而快速减少。平均总费用在28000元/天至41000元/天波动。退货回收率^在0台至500台之间,平均总成本变化图也为据齿状,每个银齿的最高点在增大,但幅度不明显。每个银齿的上升段为瞬间上升,而在下降段则相对缓慢,且每个银齿也在逐渐变大。平均总费用的最大值约是最小值的1.8倍,具体如图4.5。'"。"IE111111I11r111E.I1I:\:i争]\■,/\!.!〇0900lOM11001200UOO14001500l<001700%50IM1502002S0]〇0350455000A44图.5平均总费用随回收率和退货回收率的变化图Fig4.5Averagetotalcostvarieswi化化erecyclingrateandreturningrate2)回收处理工厂的再制造率r对平均总费用的影响在模型中,再制造率的变化会直接影响再制造时间即打的值,从而会导致单位周期r内成品库存成本和回收品库存成本的大小,从而对平均总费用产生作用。如图4.6所示,当回收处理工厂的再制造率r在1000台化至20000台/天之间平均总费用呈现阶梯形下降,当r增大时,再制造时间就会相应地减小,当再制造率远远大于回收率时,r,平均总费用最低且的变化对总费用影响较小。41 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文4.8,.,.4-.6-A4.4-4?一.2喷-4.鶴1姐3.8I3-L.4I1I3,200.522.5.5114rxi〇图4.6平均总费用随回收处理工厂再制造能力r的变化图Fi4.6Average!:〇化1CO巧varieswi化化eremanu枯cturingcaacitygp3)废旧回收过程中的可再利用比例Mr和可再制造比例nr对平均总费用的影响。废旧回收过程中的可再利用比例Mr和可再制造比例nr的变化会直接影响,回一、可再利用的数量系列影响,收处理工厂的可再制造,从而对整个处理过程产生从而导致平均总费用的变化。首先研究通过回收方式获得的家电中的可再利用比例(Wr)在四种不同可再制50.75),对回收处理工厂平均总费用的影响。造比例(n戸0,0.25,0.,的情况下,平均总费用随可再利用比例的如图4.7所示,在四种不同的再制造比例的情况下。变化而出现明显的不同。当n尸0时,平均总费用总体来说费用较低当Mr在((0,〇.7〇.8)之间先出.550.7)范围内时平均总费用逐渐增加,但增幅较小;在,,=现明显的下降后又迅速回升的现象;从Wr0.8开始,随着mr的增大,平均总费用-。快速减少1时获得。最高值的总费用是最低值时的15倍当《尸0.25,,最低值为所^0总费用随Mr变化的总趋势与口戸0是基本相同,不同的是Wr的取值范.5时,平均。0.75时,平均总费用在围分别在(0.30.75)和(0.050.05)么间变化而当n尸,:。而n大,且平均总费W尸00.25之间呈现直线下降的趋势r的值越大平均总费用越(,)用在1000元至45000元之间波动。42 第四章PU化策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型--rr-^ ̄ ̄^111.1.Ir,..11600026{1—::V\\八、'VS--誦\5J\"\!\.\巧.巧600016\巧\容\护4000.\\j\-■\1.22000,A?r11IItIIII^I)II10.......SS0.60.650.70.7508O.W0.90.95103504045050550.60.6S0.70.7S讯乂。尸巧前乂。产0.巧)————————,,;,,4.6^,,,,::\A:\§-,g\gj,-.‘Ji\i::\\巧\-巧-Y:*^*1.05O.t0.150.20.250.30.350.40.4¥OS00.050.10.150.20.25饥/巧产化讯打产0.7(巧/(巧4图.7平均总费用随废旧回收过程中的可再利用比例的变化趋势Fi4.7Averaetotalcostvarieswiththereusableratiointherocessofwasterecyclinggpg接下来研究通过回收方式获得的家电中的可制造比例(nr)在四种不同可再利W尸0,。用比例(,化250.5,0.75)的情况下,对回收处理工厂平均总费用的影响如图4.8所示,在四种不同的再制造比例的情况下,平均总费用随可再制造比例的变化而出现差异。当W尸0平均总费用在n尸(0.55,1)之间首先呈现快速上升,在达到最高点后有开始平稳下降,最高费用和最低费用之间相差10000元/天,当W尸0.25和0.5时,平均总费用均呈现银齿状上升,但是Mr和平均总费用值的范围有所差异=,W尸0.25时,平均总费用明显高于W尸化5时。当Wr0.75时,平均总费用在nr为(0,0.05)阶段快速上升,在0.05处达到最大值后在,在(0.05,0.25)之间直线减少。综合四种状态,平均总费用随着nr的增加,先増加后减少的趋势,且在10000元至45000元之间波动,同时各个状态的最大值在依次减小。43 合肥王业大学学历硕±研究生学位论文*'〇,Xl。"-■I1111113J,,,,,,广1|uIS。/XIg/\IJ\""y::/I***''I*I''''''U2J''<.70.巧〇■?0友〇.?0化WW0-W0J0J50.40.450.50.5S0.60.650.70.75W!=〇=加')W如f'0.2巧""s\i/-杳/忍。/X^!气::/\?111111?''1<I乂i10.050.10.150.20-25OJ0J50.40.5..4050OOS0.10.15(L20.25=0巧.75/lr(/?r)图4.8平均总费用随废旧回收过程中的可再制造比例的变化趋势4rawUh"Fi.8Aveetotalcostvaries化eremanufactuiablertiersoggaoin也ocesfwasterecyclinpg对W上变量进行分析,将1)和2)两类的H个因素综合考虑,进行方差分析=可得获得种因素的贡献率,2具体见表4.。退货回收率^和再制造速率r对平均总费用的贡献值比较大且两者比较接近,分别是48.7%和41.6%。而回收工厂的再制造能力r对平均总费用的贡献率较小,只占到0.0055%。表4.2回收率及再制造能力的方差分析表Tab'le42lifvarancr.A打ayssoieforandrfactosin化erocessofwas化recclin^pyg方差来源偏差平方和自由度f平均偏差平方和V方差率贡献值\4.431026+0422.21551e+040.000550.00巧%〇31+1+.9316696e072.96558348e070.4870748707〇\./r3.35612016e+0721.67806008e+070.4158241.582%总和T8.07109176e+078而将3)中的废旧回收过程中的可再利用比例(Wr)和废旧回收过程中的可再制造比例(nr)取25组具有代表性的数值进行方差分析,结果如表4。.3所示差F416=233=4>233分布表可得巧.,.1.,因为巧,所^废旧回收过程中的可再利,.()_^44 第四章PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型=〇用比例对平均总费用有显著影响.32<2.巧;因为巧,>所W废旧回收过程中的^可再制造比例对平均总费用没有忌著影响。综上所述可得,两者比较可再利用率是平均库存成本的关键因素。表4.3废旧回收过程中可再利用比例和可再制造比例的方差分析表?抑dTable4,3Analsisofvariancefor沉化factorin化erceofwaseccliny;sosst巧pyg方差来源偏差平方巧自由度f平均巧差平方和VF++Mr1.1443960842.86098e074.1Hr8.790巧e+0642.1976軒060.32误差e1.11598e+08166.97486e+06+总和T2.34827608M4.6本章小结随着回收网络的完善和回收管理的到位,家电产品的回收量会逐渐增大,开始大于市场需求量,从而PULL(拉式)策略将更加适合回收处理工厂。结合各部分库存成本的特征参数,综合考虑回收品处的库存成本、换件再利用费用、再制造费用、成品处的库存成本W及缺货成本的情况下,W单位平均总费用最小为目标,建立PULL策略下/再利用逆向物流库存控制模型家电再制造,确定最优处理单位周期、总周期和单位周期需求量,获得最低费用。并给出数值算例,对其进行分析,找出模型的关键因素。45 合肥工业大学学历硕古研巧生学位论文第五章案例分析一南京某拆解处理企业,是南京市大中型高新技术企业之。2012年,获得了""南京市环保局颁发的废弃电器电子产品处理资格证书,批准的年处理量为150万台废旧家电。通过国家环保部、财政部、发改委、王信部的审核,成为全国首批""根据国务院551号令的精神享受废弃电器电子产品处理基金补贴的43家企业一之。""四机一公司具有国内先进水平的脑废弃电器电子产品回收处理生产线,采用目前国际公认的最环保的纯物理干法拆解方法进行处置。其中,电视机、电脑拆414CRT全自动电分解设备主要是由有条机械流水输送带W及台离装置组成,曰处理4000台180、立能力高达,平均年产能万台,无论从运行效率式设计,还是从物流管理、环保控制等方面,均能够达到同行业先进水平。冰箱拆解的整套设备均采用全自动无害化处理生产线,配备联合国蒙多利尔多边基金赠送的冷媒回收系统,平均年处畳能力达到10万台。洗衣机、电动机和空调拆解主要设备有内胆轴承挤出机,辅助W拆解电机、压缩机的等离子切割机、铜线切割机、铜线拉出"机,,平均年处理能力20万台。家电旧换新期间该公司共处理了411万台废旧家电,占江苏省总量的33%,占全国105家拆解单位总处理量的4.5%,位居全国第二。5.1数据获得在我国一,目前专口集回收、再制造、再利用W及再销售为体的回收处理企业较少,而随着回收网络的规范,人民回收意识的增强、家电产品再利用、再制造技、术的发展,可在现有的回收拆解处理企业内进行再制造再利用处理。南京的该拆解处理企业正是符合本文条件的一家企业,它的生产经营和管理服务的主要内容是对废弃电器电子产品处理、再生资源回收及利用,故本文选取其为实例的主体。""家电产品四机一脑在处理过程中比较不同,W及从近几年家电产品报废数,电。同时量的预测度示来看视机的回收数量远远大于其他家电产品,受国家补贴等政策化及报废数量的影响,电视机目前是回收处理企业拆解处理的主体产品,故本文选取CRT彩色电视机为研究产品。选取该公司在2015年上半年的CRT彩色电视机处理情况5.1,具体如表,进行实例分析。接收数量是每月从指定回收点获得的报废电视机的数量;拆解数量是指每月实际处理的废旧电视机数量,:库存量是指每月拆解处理结束后剩余的回收=-品库存数量,本月库存量上月库存量+接收数量拆解数量。46 第五章案例分析表5.1废弃CRT电视机处理情况表Tl-abe.1DilittitCTV5sposasuaonofwaseRT接收数量拆解数呈库存量月份(台)(哺)(台)(贿)(台)(吨)14610158.86557251236.86617769283.4226658207.2125巧65125.7865204化364.8463541111415.4622761495.712297284■巧4414261088.041474451238.5435化78134.08355667191480.9605650151435.917982179.1346:36047817.822533028716.839511001280.1175.2数据处理SH和PULL策为了能更好的对应前两章PU略下的库存模型,需要做出W下假设;1、假设相同月份每天的回收数量、拆解数量保持均衡,每月按照30天计算;2、假设回收点获得的家电产品分为废旧回收和退货回收两大类,且废旧回收=:201的数量退货回收的数量:;3、假设通过废旧回收方式获得的家电产品中可再利用比例与可再制造比例分别是化1和化5;在退货回收获得的家电产品中可再利用比例与可再制造比例分别是0.8和化2;4、假设每天通过拆解处理获得的家电产品为二手市场的需求量。结合废弃CRT电视机处理情况和W上假设,计算获得了每月CRT电视机回收和需求情况,具体如表5.2所示。47 合且E工业大学学历硕±研究生学位论文表5.2CRT电视机回收和需求情况表Tab-le5.2RecyclingandreuirementsituationofCRTTVq废旧回收退巧回收回收数量处理获得的家拆解处理二手市场月份数量数量总计电产炼数量数量需求量(台/天)(台/天)(台/天)(台/天)(台/夭)(台巧)114671549524215022111122214613282317188618041117207612854131566138190815829795211810622241扣72167134261144urnm682^另外,除上回收数量和二手市场的需求量外,在PUSH策略和PULL策略下的废旧家电逆向物流再制造/再利用库存模型中的基本参数,通过结合公司的实际情况和合理假设获得,具体如表5.3所示。表5.3南京某公司基本参数Table5.3BasicarametersofthelantinNaninppjg基本参数参数符号数值回收品库存的固定成本(元/次)C巧18f回收品库存单位产品单位时间的持有成本(元/台/天)hf1成品库存的固定成本(元/次)Cs21巧成品库单位产品单位时间的持有成本(元/台/天)hs4单位时间单位产品换件重用的再利用成本(元/台)C:15C单位时间单位产品换件重用的再制造成本(元/台);50成品库存单位产品单位时间的缺货成本(元/台/天)F.20单位时间内回收家电的再制造数量(台/天)r10000废旧回收过程中的可再利用比例mr0.1废旧回收过程中的可再制造比例打r0.5退货回收过程中的可再利用比例WA0.8退货回收过程中的可再制造比例0.2里5.3模型计算结合PU細和PULL策略的使用范围和表5.2CRT电视机回收和需求情况表48 第五章案例分析1、/中的数据显示:在205年的13、4月份,对回收的家电产品进行再制造再利用处理后,实际获得的家电产品的数量小于二手市场的需求量,回收的产品不能满足二手,故选取PUSH策略对废旧家电进行处理5、6市场的需求;而在2、月,经过再制造/再利用处理后,实际获得的家电产品的数量能满足二手市场的需求量,故PULL策略下的逆向物流库存模型更加的适合。51.3.PUSH策略下的库存模型汁算将2015年1、3、4月份的数据代入第H章的PUSH策略下的家电产品再制造/再利用逆向物流库存模型中,获得各月的最低平均总成本,具体如表5.4。从表中可W显示一,月份和H月份最优情况下的单位周期的天数不是整数,在实际生产中通常是^一,,(个工作日为计划单位故需要根据实际情况对策略进行调整结果如表5.5所示。表5.4PUSH策略下的最优平均总曼用Table5.4MinaveragetotalcostofPUSHcontrolstrategy月份策略单位周觀巧最低平均总巧用(元/天)1PUSH策略2.96813.93PUSH策略0.9555124PUSH策略143453一月化,该公司对家电产品进行再制造/再利用处理3,每个处理周期应为天,8一相应的平均总费用为614.9元,即每3天启动次再制造/再利用处理,每H天内处理4巧台CRT电视札能获得285台符合二手市场要求的电视机,但同时出现165台的缺货情况。H月和四月处理计划则相同一个工作日,每个处理周期即为,相应的平均总费用分别为555口和43453元,即每天都需要进行再制造/再利用处理,每天处理的废旧CRT电视机为1804和1382台,便能获得1117台和908台去满足二手市场,但同时分别会出现168台和71台的缺货状况。表5.5PUSH策略下的实际平均总费用Table5.5AveragetotalcostofPUSHcontrolstrategy月份巧略单位周期(天)平均总费用(元/天)1PUSH36814.9策略3PUSH155544策略4PU細策略14345349 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文5义2PULL.策略下的库存模型计算将2015年2、5、6月份的数据代入第四章的PULL策略下的家电产品再制造/再利用逆向物流库存模型中,获得各月的最低平均总成本,具体如表5.6。并根据。实际情况对策略进行调整,结果如表5.7所示表5.6PULL策略下的最优平均总费用Table5.6Minaveragetotalco巧ofPULLcontrolstrategy月份策巧单位周期(天)周期数里最低平均总巧用(元/天)2PULL策略725089.25PULL略1.43264544策6PULL策略2.1n35686表5.7PULL策略下的实际平均总费用Table5.7AveraetotalcostofPULLcontrolstrateggy月份策略单位周期(天)周期数量最低平均总费用(元/天)2PULL725089.2策略5PULL13264883策略6PULL策略2n35694二月份,该公司对家电产品进行再制造/再利用处理,需遵循单位周期为7天的处理周期一二手,且在第个周期结束再制造处理时,回收品库存数量已经超过市场的需求量,所W整个大周期由两个单位周期组,立即再进行再制造/再利用处理二一成。每周的手市场需求量为574台,其中在第个周期通过再利用获得的电视一个大周期结束时化为210台,通过再制造获得364台。在,缺货165台。另外,二月份恰好能完成两个循环周期。一在五月,处理企业需每天进行次再制造/再利用处理,且在第31天再制造处理结束后,回收品库存数量开始超过二手市场的需求量,所W整个大周期由32天一二。组成。因五月只有31天,故多出天顺延至六月份在此期间,手市场每天的需求量为1342台,其中有297台电视机可通过再利用处理获得,每天需要通过再制造获得的电视机为1045台,在32天的大周期结束时出现148台的缺货情况。2天一/在六月,单位周期为,即每两天进行次再制造再利用处理,整个大周期由11个单位周期姐成,共计22天。在此期间,二手市场的每单位周期时间内的需求为1364台,其中通过再利用处理可满足320台的需求,剩余的1044台需要通过再制造处理获得,在22天之后会出现缺货422台电视机的情况。另外,该在一6月中剩余的周的策略可结合7月的情况进行调整。50 第五章案例分析5.4本章小结选取南京某拆解处理企业为案例主体,该企业2015年上半年的回收情况、拆解情况为分析对象,结合PUSH和PULL策略下的逆向物流再制造/再利用库存模型的特点与要求,选择合适的库存策略,确定处理周期,获得最优平均总费用,规划每月的处理计划。51 合肥工业大学学历硕±研巧生学位论文第六章总结与展望6.1总结在工业发展的推动下,家电产品种类和数量迅速増加,产品的更新换代速度加快,产品的使用年限缩短,直接导致退役家电产品数量不断増加。故对家电产品的回收处理势在必行一,通过对家电产品的回收巧利用,方面可重新获得家电中的可用零件一方面则可W减少家电的丢弃、材料,而减少对地球原始资源的消耗;另造成的环境污染。本文W家电产品为研究对象,研究现有家电产品的逆向物流的回收处理体系和拆解处理的多种途径,探讨再制造拆解处理中的多种库存特点;通过分析再制造库存与二手销售市场需求之间的关系,分别建立PUSH和PULL策略/下的回收处理工厂再制造再利用库存模型。具体包括W下凡个部分:1)在了解了国内外研究现状W及家电回收逆向物流特点的基础上,本着尽量延长产品的使用周期,减少资源浪费的原则下,回收获得的家电产品,经过检测后根据质量水平差异被分为再制造、换件再利用和报废处理H种处理方式,规划了家电产品逆向物流回收处理工厂库存控制系统。在回收处理工厂内主要有两个库存一点,是回收品库存,二是经过再制造/再利用处理获得的成品库存。2)当回收处理工厂通过退货回收和常规废旧回收获得家电速率小于二手市场的需求量时,为了让回收来的产品尽快地得到处理变成成品库存去满足二手市场的需求,回收处理工广主动进行处理工作。结合PUSH策略下的各部分成本的主要特征参数,综合考虑回收品处和成品处的库存成本、再利用和再制造处理费用W及不能满足二手市场需求时出现的缺货成本等,W平均总费用最小为控制目标,建立了PUSH策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,确定了最优处理周期,获得了最低费用。在这个模型上,对其进行算例分析,并探讨模型中的两个特征参数对平均总费用的作用,找,同时对参数进行显著性分析出T关键因素。3)当回收数量大于二手市场需求量时,在PUSH策略下成品库存便会出现大,此时由于PULL策略中含有订单量和巧货周期这些变量量库存的堆积,对回收处理工厂库存控制更加的适合。所W在综合考虑回收品处和成品处的库存成本、再利用和再制造处理费用W及缺货成本等费用的基础上,仍然W平均总费用最小为控制目标,建立了PULL策略下家电再制造/再利用逆向物流库存控制模型,确定了最优处理单位周期一、总周期和单位周期需求量,获得最低费用。并给出个实例,对其进行了最优解的求解,并且研究了横型中的多个参数对平均总费用的作用,。进行了方差分析,相互之间进行了对比,获得主要因素52 第六章总结与展望〇展望本文对PUSH和PULL策略下的家电产品再制造/再利用逆向物流库存模型进。行了研巧但是由于家电产品再制造/再利用逆向物流库存涉及多种因素,随着社,在该领域还将会出现新的特点和问题会环境、科技环境等的不断变化,因此家电一产品再制造/再利用逆向物流在理论方法和实际应用上还需要进步的充实和完善1)本文研究了回收处理工厂存在回收品库存和成品库存两个库存源的情况,但在换件再利用和再制造过程中会涉及新零件的购置,而新零件的购置数量、周期、提前期等都是会随着处理的进行而变化,新零件品的库存成本会对平均总费用带来影响,未来可对回收处理工厂中的H个库存源进行研究探讨。2)本文在模型建立之时,考虑了常规回收和退货回收两种回收方式,且服从一定值的巧松分布,但是在实际倩况中家电逆向物流的来源还包括生产次品回收、。维修回收等多种方式,不同的方式存在不同的到达率未来可对回收处理工厂的回。收数量进行细化研究,从而改变库存策略3)本文结合二手市场需求量和回收量的关系,分别建立了PULL和PUSH单独策略下的家电产品再制造/再利用逆向物流库存控制模型。库存策略不管是由回二一。收数量主导还是手市场需求主导,都只由方对库存进行控制未来将会对回收二一数量和手市场需求同控制库存,集成PULL和PUSH策略,提出更优化的再制造/再利用逆向物流库存控制策略。4)在本文中考虑到了回收产品的可再制造和可再利用的比例,但是比例是确定的。由于回收家电不同于新产品,回收家电的使用年限、品牌、回收原因W及产品在消费者使用中的使用习惯,如使用频率、维修次数等,都会对家电产品的质量。产生影响,家电产品质量存在高度的模糊性故未来可对可再制造和可再利用比例进行针对性研究。53 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