基于回收质量不确定的闭环供应链回收渠道选择

      引言

      废弃产品若不进行有效的回收处理，不仅造成资源的浪费，而且会产生严重的环境污染。随着经济发展人们生活水平的提高，人们的环保意识不断增强，资源、环境和经济发展之间的矛盾日益突出，逆向物流作为发展循环经济、促进社会可持续发展的重要途径，受到越来越多的关注。

      如何在闭环供应链系统中选择适合的回收渠道，通过合理的回收再制造，使各企业的利润最大化，已成为越来越多企业关注的问题。闭环供应链中，废旧品的回收渠道可以分为制造商回收、零售商回收、第三方物流商回收、联合回收4种，不同的回收渠道会影响废旧产品的回收价格和回收数量，最终会影响闭环供应链中企业的利润。现有研究大多是运用博弈论的方法，比较各回收渠道制造商和系统总利润进行决策。文献[1]分析了闭环供应链的最优渠道结构问题，建立了单一制造商和单一零售商的闭环供应链模型，并得出了零售商负责回收可以使制造商利润最大的结论。文献[2]考虑了生产商直接销售情况下的回收渠道选择问题。文献[3]主要考虑了不同回收渠道下回收商的回收成本不同，对各回收模式下闭环供应链成员进行博弈分析，得到的各成员的最佳定价策略和最终利润。文献[4－5]假设回收率是回收价格线性函数的回收渠道选择模型，通过引入初始投入系数，以区分不同供应链成员的回收难易程度。文献[6－8]研究了在竞争环境下，多个竞争制造商或多个竞争销售组成的闭环供应链中回收渠道的选择问题，研究表明制造商之间的竞争程度是影响回收渠道决策的主要因素。

      以上文献都是考虑需求确定和回收确定情形，而与正向物流相比，回收物流更为复杂，尤其是废旧品回收的时间、数量及质量的不确定性，给回收渠道选择及其管理带来了困难。文献[9－11]研究了随机需求下，制造商和零售商构成的闭环供应链中的回收渠道决策问题，运用博弈理论，对比分析了闭环供应链成员的成本、价格和利润。现有文献大都只考虑产品需求的不确定，很少考虑到回收过程中的不确定性。文献[12]假设了制造商再制造成本是不确定的，研究了不确定性对闭环供应链回收渠道的影响。

      目前很少有文献研究废旧品回收质量的不确定性。参考文献[13]，通过废旧产品的维修率、拆解率、分解率来描述废旧品的回收质量，但是维修率、拆解率、分解率仍然是确定的实数。本文进一步假设维修率、拆解率、分解率是区间数情形，这是因为相对其他不确定形式，决策者很容易做出这些参数在哪个区间内的判断，因而更符合实际情况。

      本文将研究在确定需求，回收质量不确定情形下闭环供应链回收渠道的选择问题，通过Stackelberg博弈模型，对各回收模式下闭环供应链各方的最优定价策略和最终利润进行比较分析，为制造商选择最优回收渠道提供指导。

      1 模型说明和模型假设

      模型仅讨论单一制造商、零售商和回收商构成的闭环供应链，制造商制造产品批发给零售商；零售商销售产品给消费者；回收商从消费者手中回收废旧品，并对废旧品进行初步处理，实现废旧品的分类；制造商以一定的价格从回收商处购买可再利用的废旧品，并对废旧品进行处理，最终实现废旧品的再制造。模型中维修处理后的产品、再制造的产品与新产品没有区别，可重新进入市场进行销售。

      1.1 模型参数说明

      文中所有的符号及其表示的意义如下：

      

      

      2 基于回收不确定的回收渠道选择模型

      由于以下各个模型中的目标函数含有区间参数，且模型是非线性的，是非线性的区间数规划模型。现有的研究区间非线性规划的文献，大都把不确定规划转化为确定性问题，只是转化的方式有所不同。如文献[15]为了找到让决策者满意的有效解，将单目标问题多目标化，引入最大绝对后悔度最小化、最大期望值和最小决策偏差3个目标。文献[16]蒋峥提出了一种含有决策风险因子的区间参数不确定非线性规划问题，并运用遗传算法，采用优化递阶方式求解。文献[17]侯勇超定义了区间数的排序函数，并利用排序函数将含有区间数系数的非线性规划模型转化为一般的非线性规划问题。