（載運工具運用工程專業(yè)論文）基于逆向物流的庫存控制策略研究.pdf

摘要 經(jīng)濟的全球化和生產(chǎn)力的快速發(fā)展 帶來了社會產(chǎn)品的極大豐富和人們物質(zhì)生活的 極大滿足 然而與此同時 商品流通的各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生了大量回流產(chǎn)品 經(jīng)濟建設對可再 生資源的過度開發(fā)和對環(huán)境破壞的壓力等制約著經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展 為此各國紛紛建立 了針對本國回流產(chǎn)品處理問題的法規(guī)政策 逆向物流作為解決這個問題的一種先進管理 理念 現(xiàn)已成為近年來新興的研究領域 庫存控制與管理是物流管理系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng) 庫存持有成本占到了產(chǎn)品成本 的2 0 到4 0 逆向物流中經(jīng)修復的返回品可作為庫存持有量的一個重要補充部分 因此 研究逆向物流庫存問題具有較大的經(jīng)濟意義 本文在上述背景下 提出了基于逆 向物流的庫存控制理論 通過建立逆向物流的庫存控制模型 進而制定有效的逆向物流 庫存管理策略 按照產(chǎn)品的需求和回流特征 本文將逆向物流庫存控制模型分為確定型模型和隨機 型模型 在確定型模型情況下討論允許缺貨和不允許缺貨的情形 提出了具有一定理論 和實用價值的數(shù)學模型 在隨機型模型情況下 討論庫存的單周期和多周期訂購策略 對基于經(jīng)典報章模型的單周期模型進行了改進 由于多周期庫存模型是典型的多階段決 策問題 本文應用動態(tài)規(guī)劃理論對其進行建模 求解 分析在不同參數(shù)情況下對庫存成 本的影響 通過運行m a t h e m a t i c a 計算軟件 得出了在多周期情形下不同庫存水平的最 優(yōu)訂購策略 研究表明 本文建立的模型具有較大的實用參考價值 關鍵詞 逆向物流 庫存控制策略 返回產(chǎn)品 動態(tài)規(guī)劃 a b s t r a c t g l o b a le c o n o m i ca n dt h ef a s td e v e l o p m e n tp r o d u c t i v ef o r c e sb r i n gt h ee n o r m o u ss o c i a l p r o d u c ta n dp e o p l e sm a t e r i a ll i f eh a v eb e e ns a t i s f i e dm a s s i v e l y h o w e v e r t h e r ee x i s t sl o n g t i m eg a m eb e t w e e nt h e ma n db a c k f l o wp r o d u c tp r o c e s s i n go fc o m m o d i t i e s a sw e l la sh a s o v e r d e v e l o p m e n tt ot h er e n e w a b l er e s o u r c e s a n dt ot h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o np r e s s u r e a t p r e s e n t t or e a l i z e t h ee c o n o m i c a ls u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t v a r i o u sg o v e r n m e n t sh a v e e s t a b l i s h e dt h eb a c k f l o wp r o d u c tp r o c e s s i n gl a w sa n dr e g u l a t i o n sp o l i c yt ot h e i ro w n c o u n t r i e s a sa no u t s t a n d i n gm a n a g e m e n ti d e a r e v e r s el o g i s t i c sh a sa l r e a d yb e c o m et h e e m e r g i n gr e s e a r c ha r e ai nr e c e n ty e a r s t h ei n v e n t o r yc o n t r o la n dt h em a n a g e m e n ta r ea ni m p o r t a n ts u b s y s t e mi nl o g i s t i c s m a n a g e m e n t t h eh o l d i n gc o s to fs t o c kh a so c c u p i e d2 0 t o4 0 o f t h ep r o d u c tc o s t t h e r e p a i r e dr e t u r n e dp r o d u c t so fr e v e r s el o g i s t i c sc a nb et h en e c e s s a r ya d d i t i o n a li t e mt ot h e i n v e n t o r yt h e r e f o r e i ti sab i ge c o n o m i cs i g n i f i c a n c et os t u d ys t o c kp r o b l e m so fr e v e r s e l o g i s t i c s u n d e rt h ea b o v eb a c k g r o u n d t h i sa r t i c l ep r o p o s e di n v e n t o r yc o n t r o lt h e o r yb a s e d o nt h er e v e r s el o g i s t i c s b ye s t a b l i s h m e n tr e v e r s el o g i s t i c si n v e n t o r yc o n t r o lm o d e l t h e n f o r m u l a t i o ne f f e c t i v em a n a g e m e n ts t r a t e g yf o rr e v e r s el o g i s t i c s a c c o r d i n gt ot h ep r o d u c td e m a n da n dt h eb a c k f l o wc h a r a c t e r i s t i c t h i sa r t i c l ed i v i d e st h e r e v e r s el o g i s t i c si n v e n t o r yc o n t r o lm o d e li n t ot h ed e t e r m i n i s t i cm o d e la n dt h es t o c h a s t i c p a t t e r nm o d e l i nt h ed e t e r m i n i s t i cm o d e ls i t u a t i o n w ed i s c u s s e ss i t u a t i o n so fp e r m i ts t o c k o u ta n dn o n p e r m i ts t o c ko u t p r o p o s e dm a t h e m a t i c a lm o d e l st h a th a v ec e r t a i nt h e o r ya n dt h e u s ev a l u e i nt h es t o c h a s t i cp a r e mm o d e ls i t u a t i o n t h ea r t i c l ed i s c u s st h es i n g l e c y c l i c a la n d t h em u l t i c y c l i c a ls t o c k o r d e rs t r a t e g y t oi m p r o v es i n g l e c y c l i c a li n v e n t o r yc o n t r o lb a s e do n t h ec l a s s i c a ln e w s b o ym o d e l b e c a u s et h em u l t i c y c l ei n v e n t o r ym o d e li st h et y p i c a l m u l t i p o l i c y m a k i n gq u e s t i o n t h i sa r t i c l ea p p l i e st h ed y n a m i cp r o g r a m m i n gt h e o r yt oc a r r y o nt h es o l u t i o nt oi t a n a l y z e st h ed i f f e r e n tp a r a m e t e rt ot h ei n f l u e n c eo fi n v e n t o r yc o s t b y r u n n i n gt h es o f t w a r em a t h e m a t r i c a t h ea r t i c l eg e t st h ec o n c l u s i o no ft h eb e s tp u r c h a s i n gp o l i c yu n d e rt h e m u l t i c y c l i c a ls t o c ko r d e rs i t u a t i o n t h er e s e a r c hi n d i c a t e dt h a tt h em o d e l sw h i c h e s t a b l i s h e d h a v et h eg r e a tu s ev a l u et ot h er e a l i z a t i o n k e y w o r d r e v e r s el o g i s t i c s i n v e n t o r yc o n t r o lp o l i c y r e t u r n e di t e m s d y n a m i cp r o g r a m m i n g 論文獨創(chuàng)性聲明 本人聲明 本人所呈交的學位論文是在導師的指導下 獨立進行研究工 作所取得的成果 除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 對論文的研究做出重 要貢獻的個人和集體 均己在文中以明確方式標明 本論文中不包含任何 未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的成果 本聲明的法律責任由本人承擔 論文作者簽名 歹幺字加屯g 每j 員硝b 論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明 本人在導師指導下所完成的論文及相關的職務作品 知識產(chǎn)權(quán)歸屬學 校 學校享有以任何方式發(fā)表 復制 公開閱覽 借閱以及申請專利等權(quán) 利 本人離校后發(fā)表或使用學位論文或與該論文直接相關的學術論文或成 果時 署名單位仍然為長安大學 保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定 論文作者簽名 歹欠歹捫v 苫年j 月矽日 導師簽名 鋼呻 加晌 e 長安大學碩士學位論文 1 1 選題背景與研究意義 第一章緒論 1 1 1 選題背景 在經(jīng)濟全球化和各國將發(fā)展經(jīng)濟作為本國第一要務的全球大環(huán)境下 資源獲得的空 間日漸狹窄和社會生產(chǎn)力的大幅提高 促使各國更加注重如何提高資源的利用率 物流 管理作為一種先進有效的優(yōu)化配置有限資源的管理手段 被稱為 第三方利潤源 逐 漸成為世界范圍研究的熱點問題 物流這個概念自上個世紀八十年代傳入我國 立即引 起我國理論界和實業(yè)界的廣泛研究和實踐 尤其是近幾年來 很多企業(yè)更是調(diào)整戰(zhàn)略 將物流管理的優(yōu)劣作為本企業(yè)的核心競爭力之一 l 3 1 傳統(tǒng)物流管理可分為正向物流和逆向物流 目前研究最多的是針對供應鏈的從原材 料的采購 配送 生產(chǎn)加工 分銷直至到達最終客戶 即正向物流 逆向物流是指針對 各類產(chǎn)品從消費終端開始 在消費者 分銷商 生產(chǎn)商 原材料供應商等過程中產(chǎn)生的 廢棄 折舊 更換的產(chǎn)品進行收集 再加工等處理過程 從物品的流向上來看 可以簡 單地認為逆向物流是正向物流的逆過程 隨著近幾年來在全球范圍內(nèi)對自然資源的過度 開發(fā) 各種原材料的同漸枯竭及購買成本的大幅增加 以及商品在各個流通環(huán)節(jié)所產(chǎn)生 的廢棄物對環(huán)境所造成的巨大壓力 逆向物流已經(jīng)得到各個國家相關能源 環(huán)保部門和 經(jīng)濟研究團體的關注 逐漸成為物流研究領域一個新的研究熱點1 4 巧 世界各國已就廢 舊商品的回收處理或再利用制定了多項適合本國國情的法律法規(guī) 在德國 1 9 9 1 年的 包裝條例強制工業(yè)企業(yè)回收所使用的包裝材料 2 0 0 4 年9 月 芬蘭修改了 垃圾法 旨在減少包裝垃圾的同時提高包裝廢棄物的再利用率 我國也頒布了多項法律法規(guī) 如 環(huán)境影響評價法 可再生能源法 廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理條例 等 目前我國共頒布了2 8 部環(huán)境保護法律 3 0 部行政法規(guī) 6 5 個環(huán)保規(guī)章制度 1 3 部自 然資源管理法律和3 4 項環(huán)境保護法規(guī) 環(huán)境保護部門出臺了9 0 多項全國性環(huán)境保護規(guī) 章和1 0 2 0 多件地方性環(huán)境保護法規(guī)睜7 1 從中可以看出我國政府部門對加強環(huán)保和提高 資源利用率的決心和執(zhí)行力度 1 1 2 研究意義 1 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 實現(xiàn)經(jīng)濟 能源可持續(xù)發(fā)展的必由之路 循環(huán)經(jīng)濟 詞 是由美國經(jīng)濟學家波爾丁首先提出的 是指在人 自然資源和 第一章緒論 科學技術的大系統(tǒng)內(nèi) 在資源投入 企業(yè)生產(chǎn) 產(chǎn)品消費及其廢棄的全過程中 把傳統(tǒng) 的依賴資源消耗的線型增長的經(jīng)濟 轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽可鷳B(tài)資源循環(huán)來發(fā)展的經(jīng)濟 可以最大 限度地減少人類社會活動對環(huán)境產(chǎn)生的破壞作用1 8 1 2 1 世紀是可持續(xù)發(fā)展的世紀 是循環(huán)經(jīng)濟的時代 循環(huán)經(jīng)濟按照生態(tài)原則指導經(jīng) 濟活動 按照生態(tài)效益規(guī)范經(jīng)濟活動 以 減量化 再利用 資源化 為基本原則 是 一種建立在物質(zhì)充分循環(huán)利用基礎上的經(jīng)濟發(fā)展模式 作為循環(huán)經(jīng)濟的核心內(nèi)容 循環(huán) 物流能使有限的自然資源得以充分利用 并有利于保護生態(tài)環(huán)境 它是我國實現(xiàn)可持續(xù) 發(fā)展的必由之路 因此 企業(yè)實施逆向物流 政府 社會促進和構(gòu)建逆向物流系統(tǒng)是我 國經(jīng)濟發(fā)展必然的選擇 2 增強企業(yè)競爭力和建立節(jié)約型社會的有效途徑 在競爭日益激烈的今天 企業(yè)實施逆向物流戰(zhàn)略有助于提高企業(yè)競爭力 提升企業(yè) 的社會形象 在買方市場的新市場結(jié)構(gòu)下 消費者在供應鏈中的地位得到了前所未有的 提升 企業(yè)為爭奪市場 滿足更多消費者需要 實施了層次不同的退貨政策 很多企業(yè) 甚至提出無條件退貨的政策 由各種原因造成的各種數(shù)量不等的返回品的出現(xiàn) 使得逆 向物流在供應鏈中的地位驟然上升 逆向物流已成為企業(yè)管理的重要環(huán)節(jié) 表1 1 是一 些產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品及其返品率 9 表1 1 各項逆向物流產(chǎn)及其返品率 產(chǎn)業(yè)名稱返品率 雜志出版5 0 書籍出版2 0 3 0 分類零售商 1 8 3 5 賀t z 2 0 3 0 書籍配送 l o 一2 0 計算機制造商 1 0 2 0 電子產(chǎn)品配送1 0 1 2 光盤1 8 2 5 印刷 4 8 促銷商1 4 1 5 從表1 1 可以看出 首先 在原材料的費用及運輸費用成本同漸增高的今天 如果 將回流的產(chǎn)品充分利用 能極大的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 提高企業(yè)的庫存管理水平 其 次 這可以增強企業(yè)的社會形象 提高企業(yè)的公信力和在消費者心中形成良好的口碑 2 長安大學碩士學位論文 第三 在我國政府大力提倡建立節(jié)約型社會的政策下 有效的開展逆向物流的運作與管 理 有助于在全社會形成一種倡導節(jié)約 保護環(huán)境的良好社會風氣 庫存控制是物流管理研究中的一個重要問題 正向物流庫存控制著重于確定庫存數(shù) 量的多少以及何時補充庫存 補充多少庫存 而逆向物流庫存控制除了要考慮以上問題 外 還要考慮的是何時有返回庫存及返回數(shù)量 可見 回流在庫存系統(tǒng)中扮演著重要的 角色 是庫存系統(tǒng)的重要入口之一 大部分回流產(chǎn)品在經(jīng)過回流處理后能夠重新返回庫 存進行銷售 這在降低企業(yè)的生產(chǎn)成本的同時 也使企業(yè)在制定庫存系統(tǒng)的訂購決策時 還要充分考慮到回流帶來的庫存量增加 然而 實際情況是回流量往往是一個不確定的 隨機的數(shù)值 尤其在多周期逆向物流庫存系統(tǒng)中 各個周期的回流量不盡相同 逆向物 流庫存系統(tǒng)的訂購決策因此而變得更為復雜和難以估計 如果此時仍按傳統(tǒng)的庫存訂購 決策來制定逆向物流庫存系統(tǒng)的訂購策略 可能會造成大批滯銷商品的出現(xiàn) 不僅占用 大量資本和存貨空間 也會影響到庫存系統(tǒng)的正常流通與運轉(zhuǎn) 綜上所述 隨著回流量的增加 逆向物流己對傳統(tǒng)庫存體系產(chǎn)生重大影響 有必要 將庫存系統(tǒng)訂購決策放到逆向物流環(huán)境中來重新考慮 可以說 逆向物流庫存系統(tǒng)訂購 決策技術的發(fā)展是市場充分競爭的必然趨勢 而作為供應鏈中的各級企業(yè) 在關注多級 庫存系統(tǒng)問題的同時 更希望得到一套解決自身逆向物流庫存系統(tǒng)訂購決策的方法 1 2 逆向物流及其庫存控制問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 物流管理作為一種有效配置 管理商品供應鏈的運作思想和管理方法 目前已經(jīng)深 入人心 但是很長時間以來 逆向物流遠沒有正向物流那樣引起業(yè)界的廣泛關注和研究 隨著供應鏈的全球化和原材料的緊缺與采購成本上漲 人們逐漸認識到逆向物流潛在的 巨大經(jīng)濟效益 零售巨頭西爾斯公司的物流副總裁曾說 逆向物流也許是企業(yè)在降低成 本中的最后一塊處女地了 逆向庫存控制問題已在國內(nèi)外引起了一股研究熱 1 2 1 國外研究現(xiàn)狀 1 有關對逆向物流的研究 近年來 隨著環(huán)保法規(guī)約束力度的加強以及在商品供應鏈中產(chǎn)生了大量的返回品 學術界和企業(yè)界對逆向物流理論的建設和實踐越來越關注 在上個世紀九十年代初期 美國物流管理協(xié)會曾有兩項關于逆向物流的研究 第一項是1 9 9 2 年s t o c k m 1 的研究成 果 他提出了逆向物流的概念 闡述了逆向物流領域與商業(yè)和社會的相關性 一年后 k o p i c k i i l lj 等學者對逆向物流的實際操作和規(guī)則作了研究 指出產(chǎn)品再利用和再循環(huán)的 第一章緒論 觀點 f l e i s h c m n a nm t l 2 1 是較早主張從供應鏈角度研究逆向物流的學者 作者將回收產(chǎn) 品研究領域零散的定量模型進行了歸納整理后將其統(tǒng)一置于逆向物流的框架之內(nèi) 并且 主張采用定量方法解決逆向物流問題 為此后的研究拓寬了道路 1 9 9 8 年 s t o c k 1 3 詳 細闡述了如何設置和實施逆向物流策略 r o g e r s 和t i b b e r l e m b b k e 介紹了逆向物流廣 泛的商業(yè)應用 1 4 2 0 0 0 年g u i d e 等人做了關于逆向物流制造再加工系統(tǒng)方面的特征研 究 m i n n e r 等 研究在動態(tài)需求和回收的確定型模型中的最優(yōu)生產(chǎn)和再制造的策略 k l e b e r 等 1 6 1 研究了回收系統(tǒng)中的多種再制造選擇 i n d e r f u r t h 等 1 7 認為在再利用選擇為 處置和再制造的情形下存在簡單的近似最優(yōu)控制政策 2 有關逆向庫存控制問題與模型的研究 逆向物流的庫存管理要求將逆向物流整合到生產(chǎn)計劃中 逆向庫存控制機制是該領 域的研究重點 庫存控制的目標就是控制外部的訂單水平以及內(nèi)部的產(chǎn)品回收流程以便 在滿足服務水平的前提下將固定成本以及可變成本降至最低 按照需求量和回流產(chǎn)品的 返回量的特點 可以將庫存模型可以分為確定型模型和隨機型模型兩類 1 確定型模型 確定型模型是指在一個庫存管理過程中 需求和回流量都是已知的 s c h r a d y l l 8 1 9 6 7 提出了一個假定需求率 回收率 固定提前期都是常數(shù)的確定型模型 他得到的結(jié)果與e o q 模型類似 d o b o s 和r i c h t e r 2 0 0 4 也對需求和回收率為確定情況 下再循環(huán)產(chǎn)品庫存問題進行了研究 1 9 文中基于產(chǎn)品的回收速度和使用速度給出了使總 成本最小的產(chǎn)品循環(huán)時間和生產(chǎn)與回收產(chǎn)品的數(shù)量 并給出了基于e o q 和不基于e o q 的兩種模型 n a h m i a s 和r i v e r a 1 9 7 9 2 0 1 則針對有限循環(huán) 修復率的情況對這個模型進行 了擴展研究 r i c h t e r 在1 9 9 6 年提出了一個和s c h r a d y 模型相等價的模型 但他所用的 控制策略不剛2 在模型中r i c h t e r 用e o q 模型研究了生產(chǎn)和回收再制造 相協(xié)調(diào)的問 題 他在模型中將產(chǎn)品需求和產(chǎn)品回流假定為連續(xù)不斷和恒定的 并給出了最優(yōu)控制參 數(shù)的值 探討了這些參數(shù)和回收率的關系 2 隨機型模型 與確定型模型不同 隨機型模型是指無論從訂貨周期和訂貨量或是返回品方面 這 些都是隨著需求的改變而變 按照庫存計劃時間 隨機型模型可分為單周期和多周期模 型 單周期逆向庫存模型 w e b s t e r 2 2 和g u i d e r 2 3 從零售商的角度研究了易腐爛物品從零售商返回制造商的 4 長安大學碩士學位論文 處理策略 作者以最大化零售商的利潤為目標函數(shù)制定相應的零售價格 k l e b e r t 2 4 等人針 對需求和返回均是隨機的情況 考慮了一個多庫存點的問題 作者以最小化系統(tǒng)的總費 用建立了數(shù)學模型 然后通過轉(zhuǎn)化為h a m i l t o n 函數(shù)進行了求解 多周期逆向庫存模型 c o h e n t 2 5 等人針對有些返回品可以直接利用來滿足新的客戶需求這一實際情況 建 立了一個單一庫存點模型采用周期盤點策略對庫存進行控制 作者通過比較庫存持有成 本和缺貨的損失費用得出具體的訂貨策略 k e l l e i 2 6 等人在此基礎上進行了擴展 他們假 設訂貨有固定成本并且已售出的產(chǎn)品在市場上的返回時間是一個隨機變量 作者運用動 態(tài)批量的方法對此進行了研究 f l e i s c h m a n n t 2 7 等人對一個單品種單一庫存點問題進行 了較為深入的分析 作者基于傳統(tǒng)的 s q 庫存模型 通過對凈庫存水平均值和方差的求 解進而以最小化長期平均成本建立了 s q 庫存模型 1 2 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 由于物流研究在國內(nèi)的起步時間相對不長 國內(nèi)學者對逆向物流庫存問題的研究也 處于初級研究階段 黃祖慶 達慶利 2 8 提出了一個允許退貨的庫存控制模型 模型假設 銷售商允許顧客退貨 回收商品經(jīng)過處理后仍然能以原價賣出 在此條件下 提出了一 個最優(yōu)訂購模型和求解方法 并用數(shù)值和算例討論分析了不同回流率 庫存成本和缺貨 損失對銷售商的最優(yōu)訂購量和期望收益的影響 黃祖慶 達慶利和王東東 2 9 提出了逆向 物流具有時滯的一個e o q 擴展訂購模型 他們考慮了退回產(chǎn)品修理的滯后期和修復成 本 將訂購周期分為前時間l 和t l 階段 假設銷售商在一個訂購周期t 內(nèi) 允許消 費者退貨 退回物品經(jīng)過時間l 簡單修復處理后仍然可以和 新產(chǎn)品 一樣銷售 但在 t l 后退回的產(chǎn)品則被直接處理 據(jù)此得到了一個e o q 擴展的銷售商訂購模型 并分 析討論了回流率對銷售商的收益及訂購策略的影響 益宇鳴 3 0 根據(jù)回流品不同性質(zhì)及不 同處理方式 將逆向物流庫存問題劃分為自治復原庫存問題和管理復原庫存問題兩大 類 并分別給出了庫存控制模型及實例分析 儲洪勝 王京春和金以慧 3 1 1 建立了一個兩 級最優(yōu)庫存策略模型 該模型包括一個回收源 一個訂貨補充點 考慮固定單位訂貨成 本 固定維修成本 庫存成本和缺貨成本 在不考慮訂貨提前期的情況下 首先對單周 期決策問題進行了分析 在此基礎上分析建立了兩級最優(yōu)庫存策略的求法 郝梅玲 3 2 介紹了幾種常用的返回品預測模型 然后在一個現(xiàn)有的庫存控制模型基礎上 對其進行 改進 提出了一個更符合實際的新模型 董甜甜 3 3 分析了在缺貨補足和不再補足兩種情 況下的逆向庫存情況 并采用馬爾科夫理論給出了相應庫存控制策略 袁霄 3 4 在考慮多 第一章緒論 周期庫存控制的情況下 分析了局部庫存最優(yōu)與本期庫存最優(yōu)之間的關系 并采用預測 方法和計算機測試模擬給出了結(jié)論 綜上所述 雖然國內(nèi)外對確定型和隨機型逆向物流庫存模型有一定的研究 但是在 確定型模型中考慮允許缺貨條件下的逆向物流庫存模型研究較少 在隨機型模型中 單 周期回流產(chǎn)品的不同處置策略以及多周期庫存策略的研究也相對匱乏 本文研究內(nèi)容和架構(gòu)安排 1 3 1 研究內(nèi)容 基于逆向物流及逆向物流庫存問題對于指導實踐生產(chǎn)和理論研究具有的重大意義 本文將在已有對該問題的研究基礎上 首先闡述了逆向物流及其庫存問題的基本概念 理論 然后按照回流產(chǎn)品的返回特性 穩(wěn)定返回或隨機返回 將逆向物流庫存控制模 型分為確定型逆向物流庫存問題和隨機型逆向物流庫存問題兩大類 在確定型庫存控制 決策下 考慮了生產(chǎn)允許缺貨和不允許缺貨情況的庫存控制模型 針對隨機型逆向物流 庫存控制模型 本論文分析了單周期和多周期逆向庫存的情況 并給出相應問題的數(shù)學 模型 求解方法以及數(shù)值算例 模型參數(shù)分析 對于這些問題的研究 旨在將實際逆向 物流庫存操作問題納入到理論研究的層次內(nèi) 通過研究理論模型 從而可以更好的指導 實踐操作 1 3 2 本論文架構(gòu)安排 第1 章緒論 指出研究本問題的背景和意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本論文的主要研 究內(nèi)容 第2 章逆向物流及庫存控制理論 闡述了逆向物流的概念 分類 特征及發(fā)展的 驅(qū)動因素 闡述了庫存控制理論的含義 分類 組成要素 庫存處理策略和庫存模型 分析了逆向物流庫存控制的含義 簡要介紹了目前研究逆向物流庫存問題的最新理論 c m i c o l l e c t o rm a n a g e di n v e n t o r y 收集商管理庫存 最后做了本章小結(jié) 第3 章確定型逆向物流庫存控制研究 首先對本章的確定型逆向庫存問題進行了 描述 接下來提出了生產(chǎn)中不允許缺貨和生產(chǎn)允許缺貨 缺貨需補足 情形下的模型假 設 模型的建立和求解 然后給出了數(shù)值算例進行驗證 對模型中的關鍵參數(shù)進行系統(tǒng) 分析 文末對本章的研究內(nèi)容做了小結(jié) 第4 章隨機型逆向物流庫存控制研究 首先對本章研究的問題進行了簡要描述 然后分析了單周期庫存模型 在經(jīng)典報童問題的基礎上 應用a b c 分類控制的管理思 6 長安大學碩士學位論文 想 針對返回品的三種處理策略進行較詳細的分析 然后提出了本文的改進單周期模型 并以實例驗算 本章第二部分分析了在多周期情形下的逆向庫存模型 首先介紹了動態(tài) 規(guī)劃的基本問題 然后用動態(tài)規(guī)劃理論方法建立了本文的多周期數(shù)學模型 求解模型確 定了模型的 s s 策略 考慮到模型的復雜性 最后本文采用m a t h e m a t i c a 5 0 進行了 計算 得出各階段的多周期數(shù)學求解公式 文末是本章小結(jié) 第5 章結(jié)論和研究展望 本章主要對本論文的研究內(nèi)容進行了總結(jié) 然后指出本 文研究的局限性 存在的問題和未來研究的方向 7 第二章逆向物流及庫存控制理論 第二章逆向物流及庫存控制理論 2 1 逆向物流概述 2 1 1 逆向物流的涵義及分類 1 逆向物流的涵義 自1 9 世紀以來 社會生產(chǎn)力的極大發(fā)展和人們物質(zhì)生活需求的提高 社會產(chǎn)品極 大豐富 在商品流通的原材料采購 生產(chǎn) 配送等各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生了大量的廢棄 折舊 破損的可回流產(chǎn)品 與此同時 各種可再生資源的不斷減少和過度開發(fā) 破壞大自然所 帶來的資源和環(huán)保危機正日益加劇 如何充分利用供應鏈的回流產(chǎn)品 使之既能補充供 應鏈庫存 減少原材料采購成本 實現(xiàn)經(jīng)濟價值 又符合環(huán)保要求 實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 在這種環(huán)境下 逆向物流應運而生 從供應鏈的角度看 產(chǎn)品 零部件和材料沿著與正 向物流流通渠道相反的方向 從產(chǎn)品的下游向上游回流的過程 稱之為 逆向物流 圖2 1 35 1 圖2 2 3 6 反映了簡單和復雜逆向物流流程 符號說明 正向物流 逆向物流 物流設施 一廢棄物排放 圖2 1 簡單逆向物流系統(tǒng) 正向物流 一 退貨逆向物流 一 回收物流 圖2 2 復雜的逆向物流系統(tǒng) 長安大學碩士學位論文 逆向物流雖然具有重要的理論和實踐價值 但目前學術界對此還沒有一個統(tǒng)一的定 義 美國物流管理協(xié)會 c l m 的s t o c k 1 9 9 2 首先提出r e v e r s el o g i s t i c s 這個用詞 s t o c k 認為 逆向物流狹義上指循環(huán)利用 垃圾處理以及危險品管理這類物流活動 廣義上是 指所有與資源減量 循環(huán) 置換 材料再使用 歐洲的r e v l o g t 3 7 將逆向物流定義為 逆向物流 是將原材料 半成品 產(chǎn)成品從 制造商 經(jīng)銷商或消費者處流向回收地點或適當處理地點的規(guī)劃 實施和控制的過程 以及棄置有關的物流活動 f l e i s c h r n a n n 3 8 1 提供了一個新的定義 逆向物流是有效地規(guī)劃 實施和控制二手產(chǎn) 品的流入和存儲以及相關信息的過程 它與傳統(tǒng)的供應鏈方向相反 其目的是為了產(chǎn)品 的價值恢復和恰當處理 f l e i s c h m a n n 的定義用了一個更加寬泛的概念 二手產(chǎn)品 這 樣就包含了沒有使用過的產(chǎn)品 我國國家標準 物流術語 g b t1 8 3 5 4 2 0 0 6 對逆向物流的定義為 物品從供應鏈 下游向上游的運動所引發(fā)的物流活動 一般說來 從產(chǎn)品實體的運動過程中逆向物流可以看作是傳統(tǒng)物流的 逆過程 而且從不同的供應鏈環(huán)節(jié) 如分銷商 零售商等 的角度看 其概念也不盡相同 在上述定義的基礎上 本文對逆向物流做出如下定義 逆向物流是指將原材料 半 成品 產(chǎn)成品和包裝從制造商 經(jīng)銷商或消費者等供應鏈的各個節(jié)點處沿供應鏈返回其 上級節(jié)點直至最初的原材料供應商 也可以返回至第三方回收商再由回收商進行處理 其目的是重新獲取價值或?qū)ζ溥M行適當處理 逆向物流包括產(chǎn)品再利用 再制造 整修 材料再生 廢品處置等活動 以及伴隨而產(chǎn)生的收集 運輸 庫存管理等物流活動 2 逆向物流的分類 狹義的逆向物流是指對己經(jīng)廢棄的產(chǎn)品進行再制造 再使用或再循環(huán)的過程 廣義 的逆向物流還包括減少資源使用以及有效的退貨管理等含義 1 按照逆向物流的回收方式可分為 再使用 主要指容器 包裝等能進行簡單的處理就能再次投入使用 再制造 對于復雜的裝備或機器進行處理 一般需要制造商才能處理 再循環(huán) 分為法規(guī)驅(qū)動和經(jīng)濟驅(qū)動 前者主要指減少廢物 后者主要指廢物利用 銷毀處理 對那些沒有經(jīng)濟價值或嚴重危害環(huán)境的回收品或零部件 通過 機械處理 地下掩埋或焚燒等方式進行銷毀 2 按照逆向物流的退貨來源可以分為 9 第二章逆向物流及庫存控制理論 制造業(yè)退回 對于生產(chǎn)出的產(chǎn)品不滿意質(zhì)量或者是過剩的退回 商業(yè)退回 根據(jù)商業(yè)協(xié)議包含逆流供應鏈中的相關活動 其中b 2 b 一般指的是 過期的產(chǎn)品的退回 b 2 c 一般指的是時間和產(chǎn)品質(zhì)量問題不適應需求和供給的退回 產(chǎn)品召回 有缺陷的產(chǎn)品進入供應鏈后導致該產(chǎn)品的退回 保修退回 在質(zhì)量保證期或維修期內(nèi)被退回并修理 終端使用退回 使用期滿后產(chǎn)品被收集進行重新制造 回收或者焚燒 2 1 2 逆向物流與正向物流的比較 從圖2 1 和圖2 2 對簡單和復雜逆向物流系統(tǒng)的分析圖中可以看出 逆向物流和正 向物流是處于同一供應鏈系統(tǒng)中不同產(chǎn)品 新品和返回品 的流向鏈 在正向物流的運行 過程中 由于存在可能的新產(chǎn)品缺陷 這部分產(chǎn)品直接就通過逆向物流渠道返回到上級 銷售商或生產(chǎn)商手中 同時 逆向渠道中的部分經(jīng)修復或再加工后的產(chǎn)品又可以以新產(chǎn) 品價格或折扣價格在正向物流渠道中售出 因此可以看出兩者的緊密聯(lián)系 既獨立又相 互關聯(lián) 1 逆向物流與正向物流的相同點 1 處于同一供應鏈配送系統(tǒng)中 在實際的產(chǎn)品配送過程中 為實現(xiàn)成本最低 效益最大化 同一個配送中心既可以 是新產(chǎn)品的集散地 又可以在庫存和管理允許的情況下作為回流產(chǎn)品的收集區(qū) 運載車 輛在將需配送的產(chǎn)品卸載后 又可以將需維修的回流品取回 提高車輛返程的實載率 這對與降低企業(yè)的回流運輸成本有較大的意義 2 運作目的相同 正向物流旨在合理選擇車輛配送路線和配送設施的定位來降低整個產(chǎn)品的配送成 本 逆向物流通過對問題產(chǎn)品的回收和再加工 再售出 來降低企業(yè)的生產(chǎn)成本 提高 顧客的滿意度 進而提高企業(yè)的經(jīng)濟收益和社會知名度 因此 從這個意義來說 正向 物流和逆向物流的實施目標是一致的 即提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和降低生產(chǎn)經(jīng)營成本 2 逆向物流與正向物流的不同點 正向物流的產(chǎn)品從初始配送點出發(fā) 按照訂單需求 逐級配送到分銷商 零售商以 及最終用戶 因此 它的產(chǎn)品流向是以需求為導向的 而逆向物流的產(chǎn)品流向 是回收 品從顧客或次級分銷商等向供應鏈的上一級的收購商或第三方回收商的一個產(chǎn)品回流 過程 它是一個產(chǎn)品逐級責任流動的過程 從實際運作來看 逆向物流管理的重要特征 就是不確定型 不確定型主要體現(xiàn)在產(chǎn)品回收地點 回收數(shù)量 回收產(chǎn)品的質(zhì)量 回收 l o 長安大學碩士學位論文 時間的不確定以及產(chǎn)品處理選擇的不確定 因此 從這個角度來看 逆向物流要比正向 物流復雜的多 表2 1 從產(chǎn)品的訂購數(shù)量 訂貨周期等方面對正向物流和逆向物流的特 點進行了比較 表2 1 正向物流和逆向物流特點比較 3 9 1 川 項目正向物流逆向物流 數(shù)量大批量的標準產(chǎn)品小批量的不同產(chǎn)品 不確定型不確定型因素影響較小不確定型因素影響較大 成本因素更透明 簡單更隱蔽 復雜 起訖點數(shù)目一個起點 多個終點多個起點 一個終點 反應速度 比較快比較慢 流動方向生產(chǎn)商到消費者消費者到生產(chǎn)商 預測性難易程度預測相對比較直接預測難度大 回流渠道標準化渠道特殊的渠道 定價策略 定價策略相對一致 定價需依賴很多因素 2 1 3 逆向物流的發(fā)展驅(qū)動因素 從逆向物流的產(chǎn)生 發(fā)展情況來看 可以從以下幾個方面來了解逆向物流發(fā)展的驅(qū)動因 素 4 1 1 1 國家法律法規(guī)要求為實現(xiàn)各國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展 許多發(fā)達國家已經(jīng)強制立 法企業(yè)回收處理所生產(chǎn)的產(chǎn)品或包裝物品等 如荷蘭要求汽車制造商對所有廢舊汽車實 行再生 在德國 1 9 9 1 年實施的包裝條例強制工業(yè)企業(yè)回收所使用的包裝材料 我國 在2 0 0 3 年出臺并實施了 電子垃圾回收利用法草案 該 草案 明確規(guī)定制造商有義 務對廢舊產(chǎn)品回收再處理 目前我國已制定并實施了大量對回收品處理利用的法律法 規(guī) 2 企業(yè)的生產(chǎn)競爭壓力和收益企業(yè)通過廢舊物品回收再利用 一方面可以減少 生產(chǎn)成本 減少物料的消耗 挖掘廢舊物品中殘留的價值 可以直接增加經(jīng)濟效益 另 一方面 可以在激烈的競爭環(huán)境中 提升企業(yè)的 環(huán)保 形象 改善企業(yè)與消費者的關 系 間接地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益 3 環(huán)保要求由于垃圾填埋和焚化不但會造成資源損耗 而且還會造成環(huán)境污 染 不利于生產(chǎn)活動的健康持續(xù)發(fā)展 故要求生產(chǎn)商對產(chǎn)品的整個生命周期負責 以節(jié) 約資源 保護生態(tài)環(huán)境 第二章逆向物流及庫存控制理論 4 社會效益生產(chǎn)企業(yè)回收利用所生產(chǎn)的產(chǎn)品 符合社會發(fā)展的 綠色 思路 從 而有利于企業(yè)在社會中樹立良好的公眾形象 產(chǎn)生巨大的社會效益 以上幾種驅(qū)動因素在實際生產(chǎn)實踐中往往是互相影響 例如 若增加廢棄物的處理 成本 則會使得廢棄物減少更多 產(chǎn)生更大生態(tài)效益和社會效益 而消費者的環(huán)保意識 又表現(xiàn)出另一種新的市場機會 間接促進了經(jīng)濟效益的提高 2 2 供應鏈庫存控制理論 2 2 1 庫存控制內(nèi)涵及分類 在構(gòu)成物流系統(tǒng)的各個組成要素中 庫存是物流大系統(tǒng)中的一個重要子系統(tǒng) 據(jù)統(tǒng) 計 庫存持有成本占到了產(chǎn)品成本的2 0 到4 0 4 2 1 因此 研究庫存以及庫存控制 具有較大的現(xiàn)實意義 1 庫存及庫存控制的涵義 根據(jù)我國的國家標準 物流術語 g b t 1 8 3 5 4 2 0 0 6 中對庫存的定義 庫存是指 作為今后按預定的目的使用而處于閑置或非生產(chǎn)狀態(tài)的物品 廣義的庫存還包括處于制 造加工狀態(tài)和運輸狀態(tài)的物品 庫存控制是在保證生產(chǎn)和銷售正常供應的前提下 以訂貨點 周期 訂貨量為研 究目標 按照庫存費用最小的原則 來對庫存進行計劃和管理的手段 其目的是在提高 客戶滿意度的前提下 降低庫存成本 以強化企業(yè)的競爭力 2 庫存的分類 4 3 1 1 4 4 4 5 從產(chǎn)品的生產(chǎn)過程 庫存物品所處的狀態(tài) 經(jīng)營過程或積累的角度可以分為以下幾 種 1 按生產(chǎn)過程可分為原材料庫存 零部件及半成品庫存 成品庫存三類 2 按照庫存物品所處的狀態(tài)可看分為靜態(tài)庫存和動態(tài)庫存 靜態(tài)庫存 指長期或暫時處于儲存狀態(tài)的庫存 動態(tài)庫存 也叫廣義庫存 是指包括處于制造加工狀態(tài)或運輸狀態(tài)的庫存 3 按經(jīng)營過程或積累的角度可分為 周期庫存 是指由補充過程導致的庫存 它可用來滿足確定條件下的需求 也 就是說 企業(yè)能夠正確地預測需求和補貨時間 提前期 在途庫存 是指從一個地方到另一個地方處于運輸線路中的物品 安全庫存 緩沖庫存 由于需求和提前期等方面存在著不確定 需要持有超過 1 2 長安大學碩十學位論文 周期庫存的安全庫存或緩沖庫存 投機庫存 是指為除滿足正常需求之外的原因而備的庫存 如由于預期價格會 上漲或材料匱乏 可能出現(xiàn)罷工等 為了批量折扣而購買的多余需求的材料 季節(jié)性庫存 它是投機庫存的一種形式 指在某季節(jié)開始前進行的庫存積累 這種情況常發(fā)生在農(nóng)產(chǎn)品和季節(jié)性產(chǎn)品中 閑置庫存或稱呆滯庫存 它是指在某些具體的時期內(nèi)不存在需求 呆滯庫存可 能在任何地方都是過時的 也可能只在某一個庫存點是過時的 4 在庫存理論中 根據(jù)物品需求的重復程度和庫存計劃時間的長度 庫存可分為 單周期庫存和多周期庫存 單周期庫存 單周期庫存也叫一次性庫存 這種需求的特征是偶發(fā)性和物品生命周期短 研究的 是單周期或時令性商品的庫存問題 因而很少會重復訂貨 例如 沒人會在中秋節(jié)后預 定月餅 這就是單周期需求 多周期庫存 絕大多數(shù)的需求都是多種周期需求 多周期需求是在長時間內(nèi)的反復發(fā)生 庫存需 要不斷補充 多周期庫存又分為獨立需求庫存和相關需求庫存 a 獨立需求庫存 獨立需求庫存是指需求變化獨立于人們的主觀控制能力之外 因而其數(shù)量與出現(xiàn)的 概率是隨機的 不確定的 模糊的 對于一個相對獨立的企業(yè)而言 其產(chǎn)品是獨立的需 求變量 一般是無法預先精確知道的 只能通過一定的預測方法得到 b 相關需求庫存 相關需求庫存是指企業(yè)庫存的需求數(shù)量和需求時間與其他的變量存在一定的相互 數(shù)量關系 可以通過一定的數(shù)學關系推算得出 2 2 2 庫存控制系統(tǒng)的組成要素 庫存控制系統(tǒng)有需求 補充 庫存成本 缺貨處理 盤點方式 存貯策略 目標函 數(shù)等組成 1 需求 庫存的目的是為了滿足需求 為了盡可能滿足需求 存儲管理者應設法了解和掌握 需求規(guī)律 一般可通過銷售量歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和預測 或者基于對市場銷售量的調(diào)查與 分析來獲得 需求是庫存系統(tǒng)的輸出 可以是常量 如某一地區(qū)一年內(nèi)的蔬菜需求平均 1 3 第二章逆向物流及庫存控制理論 量 或是某一居民區(qū)的生活用水量 需求量也可以隨機的變量 如夏季某一商場每天對 啤酒的需求量 圖2 3 是幾種常見的需求模式 需求 r 圈 1丌赫鑿呵的霎書焙音曲雄 2 補充 庫存由于外界的需求不斷減少 因此必須加以補充庫存以滿足需求 庫存的補給是 庫存系統(tǒng)的輸入環(huán)節(jié) 它可以通過向供貨廠商訂貨來補充 也可以自己組織生產(chǎn)來補充 需求是外界提出的 不受控制 補充與輸入則是可以控制的 庫存的補充供應是一個過程 需要一定的時間 這種從訂購某貨物到它實際加入庫 存之間的延續(xù)時間稱之為拖后時間 換個角度看 為了在某一時刻能補充庫存 必須提 前訂貨 那么這段時間也可稱之為訂貨提前期或備貨時間 3 庫存成本 庫存成本是指與庫存系統(tǒng)經(jīng)營相關的成本 它是建立一切庫存控制模式的基本參 數(shù) 主要包括采購成本 庫存持有成本以及缺貨成本 4 缺貨處理 由于需求或供貨滯后時間可能具有隨機型 因而缺貨是可能發(fā)生的 對缺貨現(xiàn)象通 常采取如下兩種方式處理 對未能滿足的需求 其不足部分在訂貨到達后立u p j i 上 即 延遲交貨 對未能全部滿足的需求其不足部分將損失掉 就是說不再補充供應 5 盤點方式 可以分為連續(xù)盤點和周期盤點 在連續(xù)盤點的情況下 任意時刻庫存水平都為已知 在周期盤點模式下 每隔一個周期對庫存進行盤點 不同的盤點方式會影響存貯決策 6 存控制策略這將在下文詳細闡述 7 目標函數(shù) 目標函數(shù)是選擇最優(yōu)策略的準則 常見的目標函數(shù)有平均費用 或利潤 及折扣費用 或利潤 最優(yōu)策略的選擇應是平均費用最小或平均利潤最大 使平均費用最小的策 略等價于使平均利潤最大的策略 1 4 長安大學碩士學位論文 2 2 3 庫存控制策略 庫存控制策略即為控制庫存所采取的方法 主要解決的問題是 何時補充 補充數(shù)量 庫存系統(tǒng)的安全庫存量 周轉(zhuǎn)率和缺貨次數(shù)等 常見的策略有 1 q s 策略 對庫存進行連續(xù)盤點 為連續(xù)型盤點類固定補充量方法 當庫 存降低到訂貨點水平s 時 即進行補貨 每次的補貨量保持不變 都為q 如圖2 4 2 5 庫 訂 圖2 4 q s 庫存控制策略 時間 2 t s 循環(huán)策略 周期盤點模型 每隔t 時間補充存貯量 使存貯達到s 如圖 庫存量 訂貨量s t2 t3 t 時間 圖2 5 t s 策略 3 s s 策略 與 q s 類似 為周期連續(xù)型盤點類補充方法 每當存貯量x s 時不補充 當x s 時不補充 當 第二章逆向物流及庫存控制理論 x s 時 使之達到s 庫存 jl 萋 s s t 2 t 3 t 刑間 圖2 7 t s s 庫存控制策略 2 2 4 經(jīng)典庫存控制模型 上述較為完整說明了一個庫存控制系統(tǒng)應該包括一個生產(chǎn)過程 或周期 的庫存需 要 補貨的方法 庫存成本 對于缺貨如何處理 庫存費用結(jié)構(gòu)以及使庫存成本最小所 建立的目標函數(shù) 存儲策略 決策者通過何時訂貨 訂多少貨來對系統(tǒng)實施控制 若采 用周期盤點時 訂貨周期的長度也是一個決策變量 從整體研究來看 庫存控制模型可 分為確定型庫存控制模型和隨機型庫存控制模型 2 2 4 1 確定型庫存模型1 4 6 l 在確定型庫存模型中 需求和產(chǎn)品回流在每一個時點都是已知的 即需求不隨時間 變化 模型的目標函數(shù)是最優(yōu)化固定成本和庫存持有成本 假定需求 供給及供貨滯后 等相關量都是確定的 或為服從某已知函數(shù)的變量 確定型庫存控制模型主要是針對經(jīng) 濟訂購批量模型 e o q 及在e o q 基礎上的建立的其他模型 主要有以下幾類 1 經(jīng)濟訂購批量模型 e o q 經(jīng)濟訂購批量模型又稱為整批間隔進貨模型 英文為e c o n o m i co r d e rq u a n t i t y 此 模型是在假設需求量和提前訂貨時間是確定 已知的情況下給出的 因此只要確定每次 訂貨數(shù)量的多少或進貨間隔期為多長 就可以做出存儲策略 經(jīng)濟訂購批量模型是典型 的 q s 策略模型 模型假設 t 存儲或訂貨周期 r 單位時間需求速率 q 每次訂購量 c o 每次訂貨費用 1 6 長安人學碩士學位論文 c l 單位庫存存儲成本 t 瞬時補貨 即補貨提前期為0 基本e o q 模型庫存存儲變化圖 q s o r2 t3 tt 圖2 8 基本e o q 模型庫存存儲變化圖 一個存儲周期內(nèi)需用該種物資q i 汀