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1、废旧手机逆向物流模式的选择模型及求解方法第15卷第1期2012年2月工业工程IndustrialEngineeringJournalVo1.15No.1February2012废旧手机逆向物流模式的选择模型及求解方法侯东亮,聂金权,邹律龙(广东海洋大学工程学院,广东湛江524088)摘要:针对废旧手机回收现状,研究了废旧手机逆向物流模式的选择问题,建立了基于网络层次分析法的废旧手机逆向物流模式的选择模型.为了验证模型的可行性和有效性,通过对某手机企业中层以上管理人员进行问卷调查,采用德尔菲法对调查数据进行评判,运用网络层次分析法并借助于SuperDecisions决策软件求解模型中复杂的网络关
2、系结构.结果表明:针对手机生产企业来说,逆向物流选择的3种模式中,外包模式比重占43.9%,联合模式和自营模式分别占31.9%和24.2%,从而得出外包模式是手机企业逆向物流运作模式的较佳选择.关键词:废旧手机;逆向物流;网络层次分析法;超级决策中图分类号:F713.2;F253.7文献标志码:A文章编号:1007-7375(2012)01005005TheSelectionofReverseLogisticsModesforUsedCellPhoneProductsHouDongliang,NieJinquan,ZouImlong(EngineeringCoHege,GuangdongOce
3、anUniversity,Zhanjiang524088,China)Abstract:Theproblemofhowtoselectareverselogisticsmodefortherecyclingoftheusedcellphonesisaddressedinthisstudy.Amodelbasedonanalyticnetworkprocess(ANP)isproposedfortheinvestiga-tion.Tocarryouttheinvestigation,questionnaireswithquestionsabouttherecyclingoftheusedcell
4、phonesaresenttomiddleandhighermanagementstaff.Then,thedataobtainedfromthereturnedquestionnairesareassessedbyusingDelphimethod.ThefeasibilityandeffectivenessoftheproposedmethodarevalidatedbysimulationontheSuperDecisionsplatform.Theresultsshowthatoutsourcingmodetakesupto43.9percentoftherecycling,joint
5、businessmode31.9percent,andselfsupportingmode24.2percent.Therefore,amongthethreereverselogisticsmodes,theoutsourcingmodeisthebest.Keywords:usedcellphone;reverselogistics;analyticnetworkprocess;superdecisionsplatform随着经济的快速发展,顾客的需求多样化,产品的生命周期越来越短.在消费的同时,废旧产品的大量丢弃引起高度重视,逆向物流逐渐成为一个热点研究领域.1引.近年来,手机的使用呈现
6、出递增的趋势,手机市场的膨胀进而导致了废旧手机的大幅增加.如何回收和处置废旧手机,减少对环境的污染,逐渐成为政府和企业共同面临的一个重大环保难题.废旧手机的回收和再次利用,不仅可以减少电子垃圾污染,而且可以提取手机中可二次利用的稀有贵重金属,实现资源的循环利用4J.因此,合理选择废旧手机逆向物流模式,并二次利用必将产生良好的环境和经济效应.在废旧手机逆向物流研究方面,LouiseCanning等_7提出了信息网络环境下的手机回收和再利用的机制,并考虑了顾客参与的重要性;Silveira等提出了一套全面的废旧手机再循环流程并针对翻新和贵重金属的再利用方面建立了回收系统;RolandGeyer等从
7、逆向物流角度详细分析了废旧手机回收和再利用带来的经济效益;何益波和李立清10总结了废旧手机回收和利用的几种形式,从多角度定性分析了回收利用的措施;邢光军和卢子芳提出了生产商延伸责任制下手机逆向物流渠道构建的模式,并针对回收渠道模式选择的关键因素进行了详细的分析,但在选择备选方案时没有给出定量化分析;张继收稿日期:2011?05-18作者简介:侯东亮(1979一),男,内蒙古自治区人,讲师,主要研究方向为工业工程与管理,物流管理第1期侯东亮,聂金权,邹律龙:废旧手机逆向物流模式的选择模型及求解方法5l和周建勤1建立废旧手机逆向物流回收体系,并在体系中各流程详细分析的基础上构建了成本效益回收模型.
8、上述研究主要从系统建立,回收渠道构建模式以及成本效益方面进行了分析.但是针对回收渠道模式方面,现有研究只是定性分析了逆向物流运作模式选择中的关键因素,并没有定量化分析.本文针对废旧手机回收模式选择问题,从经济,管理,技术以及环境四方面构建废旧手机逆向物流运作模式的选择模型,运用网络层次分析法(analyticnetworkprocess,ANP)并结合SuperDecisions软件求解模型,优化方案可为手机制造企业以及相关企业的废旧产品回收和再利用提供一定的借鉴.1建立逆向物流运作模式的选择模型企业逆向物流运作模式的合理化选择对企业实现低成本,高质量,环境保护等目标和提高企业的竞争力有重要的
9、意义.由于在逆向物流模式选择中要考虑的因素多,因此需要一个能够解决多因素决策问题的方法.本文以逆向物流中经济,管理,技术和环境等关键因素为前提,借鉴网络层次分析法的思想构建废旧手机逆向物流模式的选择模型.该模型结构由控制层和网络层两部分组成,如图1所示.图1废旧手机逆向物流运作模式的选择模型Fig.1Thechoicemodelofthereverselogisticsmodeoftheusedcellphoneproducts在模型中,第1部分控制层为模型的目标层,是逆向物流运作模式的整体权重指标,通过网络分析方法计算出各个方案(企业自营模式,联合经营模式,外包模式)的整体权重,经过权重的比
10、较得出最终方案.模型中的第2部分网络层包括决策层,准则层和方案层.决策层是在目标层的基础上,确定影响目标的各关键因素并对其给予一定权重,该层元素彼此独立并受目标层支配;准则层包含了决策层各关键因素的子因素,其中经济因素包含投资总额,盈利性,运营成本,管理因素包含设施,设备管理能力,人员管理和沟通能力,信息管理能力,技术因素包含分拣加工技术,技术创新能力和库存控制能力,环境因素包含噪声控制,顾客满意,污染物排放;方案层则包含了可供企业选择的逆向物流运作模式的具体方案.2网络层次分析法2.1网络层次分析法的基本思想网络层次分析法是由美国Pittsburgh大学Saaty教授提出的一种基于原理,技术
11、和专家经验的多属性的系统的决策分析方法.它是在层次分析法(analytichierarchyprocess,AHP)的基础上考虑了同一层次之间或相邻层次之间各因素的相互影响,利用超矩阵对各影响因素进行综合分析从而得出其综合权重的一种方法.ANP方法由2个部分组成.第1部分为控制层,主要包括问题目标及决策准则,该层可以没有决策准则,但至少应有一个目标.控制层中每个准则的权重均可由传统AHP方法获得.第2部分为网络层,由所有受控制层支配的元素组成的,这些元素之间相互依存的关系组成复杂的网络结构.网络中各组成元素相互影响且各元素之间自身也存在反馈关系,这种影响和反馈在决策时必须考虑.2.2ANT法解
12、决逆向物流模式选择问题的可行性在许多实际问题中,影响问题目标的各关键要素往往是相互依存的,除了目标因素对低层因素起支配作用外,低层元素对高层元素亦有支配作用,即存在反馈.由于ANP理论能更准确地描述客观事物之间的联系,是一种由AHP延伸发展得到的更加有效实用的决策方法.基于这一特点,ANP越来越受到企业决策者的青睐,并逐渐成为企业管理人员解决许多复杂实际问题时的有效决策工具.应用ANP理论方法解决逆向物流模式选择问题的可行性主要体现在以下3方面:1)ANP是建立在AHP技术广泛使用的基础上的,且ANP能够灵活表达不同层次或同一层次内各元素相互依赖的关系;2)ANP方法宽松的网络结构使得任何决策
13、问题的表述成为可能,而不用考虑同一层级中的子准则或者元素的先后顺序;3)ANP是一个循环的非线性卜.卜控制层t._网络层52工业工程第15卷结构,但同时它又具有线性层级的形式,即最高层次是目标层,最低层次是可供选择的方案.3模型的求解与验证3.1模型的求解步骤根据逆向物流运作模式选择的问题特征,并结合网络层次分析法的求解步骤,废旧手机逆向物流模式选择模型的求解步骤如下.步骤1:收集数据.采用问卷调查获取数据,并用德尔菲法对数据进行评判.步骤2:构建判断矩阵并进行一致性检验.根据模型中控制层和网络层的元素之间的相互依存以及反馈关系,构建判断矩阵,计算权重,并进行一致性检验.步骤3:复杂网络关系求
14、解.借助于SuperDeci.sions软件作为辅助计算工具,分别计算未加权超矩阵,加权超矩阵以及加权超矩阵的极限矩阵.3.2模型的求解过程3.2.1收集数据为了使选择模型的实施对企业废旧手机的回收和再利用具有实践性指导作用,数据的收集采用问卷调查的方式.问卷调查对象为某手机制造企业中采购,生产,财务,销售等各部门的中层以上管理人员,由于这些管理人员熟悉企业的具体运行状况,他们的见解具有一定的代表性.根据问卷调查,对收集的数据主要采用德尔菲法进行评判.3.2.2构建判断矩阵并进行一致性检验为了评价选择模型中各因素之间的相对重要程度以及对目标层的影响程度,需要分别构造各准则下的判断矩阵.限于篇幅
15、,仅以物流模式,自营模式,运营成本和库存控制为准则构造判断矩阵,其它准则下的判断矩阵没有列出.以物流模式为准则,构造的判断矩阵如表1所示,其中判断矩阵的构建均按Saaty提出的19标度法进行两两比较表1以物流模式为准则的判断矩阵Tab.1Thejudgingmatrixofthelogisticsmode对表l中的判断矩阵进行归一化处理,并计算一致性指标;根据Saaty给出的平均随机一致性指标RI的参考值,计算判断矩阵的随机一致性比率CR:0.0995.当CR<O.1说明判断矩阵的一致性是可以接受的,不用对判断矩阵作适当修正.从表1中判断矩阵的权重可看出,在逆向物流模式的选择中,经济因素
16、(0.554)是最重要的,其次是技术因素和环境因素,最后是管理因素.同理,可构造以自营模式,运营成本和库存控制为准则的判断矩阵,如表2一表4所示.表2以自营模式为准则的判断矩阵Tab.2Thejudgingmatrixoftheserf-supportingmode表2中判断矩阵的随机一致性比率CR=0.0176.从表2中判断矩阵的权重可看出,在自营模式中,顾客满意是首先考虑的,其次是污染物排放,最后是噪声控制.表3以运营成本为准则的判断矩阵Tab.3Thejudgingmatrixoftheoperatingcosts表3中判断矩阵的随机一致性比率CR=0.0025.从表3中判断矩阵的权重可
17、看出,在以运营成本为准则时,外包模式是首先要考虑的,其次是联合模式,最后是自营模式.表4以库存控制为准则的判断矩阵Tab.4Thejudgingmatrixofinventorycontrol表4中判断矩阵的随机一致性比率CR=0.从表4中判断矩阵的权重可看出,技术创新对库存控制的影响较大.3.2.3复杂网络关系求解在模型的网络层部分,由于3个方案的影响因素之间存在着复杂的相互依赖和反馈关系,因此,在用ANP方法评估这3个方案时,为了更有效地求解第1期侯东亮,聂金权,邹律龙:废旧手机逆向物流模式的选择模型及求解方法53模型中方案的影响因素之间的复杂网络关系,需构建复杂网络关系结构的ANP模型,
18、并借助于SuperDeci.sions软件进行求解.SuperDecisions对决策问题采用类结构化分析,将问题的判断标准分为不同的族,然后在族的下面建立多个具有决策标准的结点,对决策问题进行网络化分析,从而将一个复杂问题分解为各元素组,使复杂问题趋于简单化_l.本文案例的复杂网络关系结构的ANP模型如图2所示.图2所示的是从技术,管理,经济和环境4个方面构建的复杂网络关系结构的ANP模型,双箭头表示两个元素集的元素之间相互影响,环形箭头表示元素集内部元素之间的相互影响.网络模型全部构建输入完成后,将各准则下判断矩阵依次输入SuperDecisions软件中,借助软件来构建各准则下的超矩阵.
19、限于篇幅,本案例只列出了物流模式准则下的未加权超矩阵,加权超矩阵和极限矩阵来说明各元素之间的相对重要程度,其它准则下的超矩阵的构建与此类似.图2复杂网络关系结构的ANT模型Fig.2ThenetworkChartbasedonANPmodel下面以物流模式为准则构建各超矩阵.在构建的复杂网络关系结构的ANP模型的软件原始界面中,单击菜单栏中的Computations,然后选择UnweightedsuperMatrixGraphical生成全局未加权超矩阵,计算结果如图3所示.该矩阵表示废旧手机逆向物流模式选择中以物流模式为准则的各关键因素的相对重要性程度.同样,在模型的原始界面中,单击菜单栏C
20、om.putations,再选择WeightedSuperMatrix生成全局的加权超矩阵,计算结果如图4所示.该矩阵表示废旧手机逆向物流模式选择中以物流模式为准则的各层之间以及同层内部各因素的混合权重.图3SuperDecisions中计算未加权超矩阵Fig.3ThecalculationoftheunweightedsupermatrixbySuperDecisions工业工程第l5卷图4SuperDecisions计算的加权超矩阵Fig.4ThecalculationoftheweightedsupermatrixbySuperDecisions在网络层次分析法中,为了反映元素之间的相互
21、依存关系,还需要对加权超矩阵作一个稳定性处理,即计算加权超矩阵的极限矩阵.在图2模型的原始界面中,单击菜单栏Computations再选择LimitMatrix,生成全局的加权超矩阵的极限矩阵,计算结果如图5所示.图5中每一行相同的数字表示该行相应指标的全局权重.从图5中可以看出,通过软件计算,在物流模式准则下,从经济,管理,技术以及环境四方面考虑,外包模式所占的比重较大./tlt*mntim貅环曩Cs吖NeL井忸目鲁簿虹露酬戳嘶嚣|整噼井乜nM螂&l9埔nI埔n珊nH9搬n嘲ngl棚矗抽口I崴台蛏nB撇e蕾nB粕蹦in】DB搬n啪如B06土aB撇a咖蛊t佣2蝣O盼强an佣2,鳃n2翦
22、Bn刁酗n捌嘧a瑚2|aoB瑚瓣虹no57805&葛n船78筇no5Z&黔Qo!8n桶78Oi糟no58茹篓牟州no一52QDOO29IO晒2铒QOeD晒0奄04520nO勤笳晰nO2.nO9no5彻no54nO5.gno540n.5堋o!i4舶环039enOgIGn9l两n9la0tgCt6Q9梆n师矗039476|l啉OO帕1妇OO1妇衄陵【13nO归Bn9mO蚓l13n049113n.0l站_L薅黪i露鬻蘩溪翳鬻嚣鬻翳一De图5SuperDecisions计算的极限矩阵Fig.5ThecalculationofthelimitmatrixbySuperDecisions以
23、此类推,在软件中依次输入模型中各准则下的判断矩阵,分别导出各准则下未加权超矩阵,加权超矩阵以及极限矩阵,限于篇幅,在这里不再列出.最后,单击图2模型界面中按钮,可得到废旧手机逆向物流运作模式的最终选择方案,如图6所示.由图6的最终优化方案可知,外包模式,联合模式和自营模式分别占的比重是0.439,0.319,0.242,从而得出相对于其它两种模式,外包模式是该手机企业逆向物流运作模式的较佳选择.从分析结果可知,就该企业目前废旧手机回收和再利用的现状而言,外包模式是最佳的选择.图6最终优化方案Fig.6Thefinallyoptimizationscheme4结论选择合适的废旧手机回收模式不仅可
24、以使手机生产企业节约成本,而且有着重要的现实意义.本文针对某企业废旧手机逆向物流模式的选择问题,应用网络层次分析法的基本思想和表达复杂问题的灵活性,通过理论分析和实证研究,结果表明:针对手机生产企业来说,逆向物流模式的最佳选择是外包模式.本文的不足之处是判断矩阵中两两元素比较是主观的,打分取决于评估专家对有关问题判断的准确程度.后续研究将针对供应链环境下的废旧手机回收模式进行研究,重点研究如何选择合作伙伴以及组建逆向物流回收体系.参考文献:1MoritzFleischmann.ReverselogisticsnetworkstructuresanddesignM.Netherlands:ERI
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