中图分类号:X705;O224 文献标识码:A 文章编号:1008-7729(2021)03-0013-11 一、引言 网络购物已经成为人们日常工作和生活所需,这一购物方式造成快递产品包装材料的极大消耗,甚至浪费。2020年,全国快递业务量达830亿件,包装废弃物接近1500万吨,给资源环境带来极大压力[1]。如何快速有效地减少快递运输和快递包装过程中产生的大量垃圾,已经成为整个社会亟待解决的问题。 逆向物流是正向物流的反向流动流,与正向物流相比,逆向物流的结果具有高度不确定性。开展逆向物流研究,关键是要解决各回收点、回收中转站的选址和它们之间的运输线路规划等问题,快递包装逆向物流回收处理网络优化研究已成为一项十分紧迫的任务。 Alshamsi等[2]建立了一个复杂的逆向物流网络规划系统,包括设施位置的选择、逆向物流中心和再制造设备的容量设计以及运输方法的选择等。Trochu等[3]分析了回收点的位置和回收中心的容量以及不确定的需求因素,建立了混合线性规划模型,并以最小化成本为目标。Ayvaz等[4]从第三方回收公司的角度建立逆向物流回收网络,考虑到逆向物流网络设计优化上具有的不确定性因素,提出具有多级、多产品和资源限制的通用两阶段随机规划模型。 国内学者米宁[5]构建了两个模型:一个是基于现有正向物流系统的产品回收网络模型,另一个是通过整合和优化正逆向物流而构建的网络模型。岳辉[6]介绍了涉及第三方的逆向物流网络的建设和具体决策,包括重复使用和再制造两部分。马祖军等[7]分析了再制造物流网络系统,提出一种再制造物流优化模型,该模型可以最小化再制造物流设备的投资和运营成本以及设施之间的运输成本。Kang等[1]构建了自适应环境影响评估模型,对我国快递业包装废弃物产生量和快件物流运输和配送过程中产生的环境影响(碳排放量)进行估算,并采用情景分析方法和预测模型对快递业减排模式和潜力进行了深入探讨和可行性分析。徐娟等[8]提出企业自营物流回收模式,即自营物流企业通过建立回收点和再制造中心对循环箱进行回收、处理、再利用的逆向物流过程,以回收网络总成本最低为目标函数,建立混合整数规划模型。慕晶晶[9]采用聚类分析法分析各个地区的消费水平和居民购买力,并据此对快递包装回收中转站进行等级划分。程博等[10]针对高校快递包装回收问题建立包含垃圾回收工厂、高校回收站点、各寝楼与菜鸟驿站的三级逆向物流网络模型,所建模型为整数模型,运用重心法进行选址决策。黄周[11]构建了包含客户群、快递回收点、回收中转站以及包装制造厂四级网络节点的逆向物流网络,并利用遗传算法解决选址决策和流量分配问题。 然而,快递包装逆向物流在包装供求、回收数量、回收时间和回收质量方面还有很多不确定性因素,这为逆向物流网络的运行和管理带来了很大的困难。 一是快递包装的供求具有不确定性。在快递包装供应方面,包装来源广泛、数量较大、种类繁杂、原材料使用寿命各不相同,导致很难对回收的快递包装进行快速处理并再次投入使用。在快递包装需求方面,很难准确预测一定时间内快递包裹的数量,而回收的纸箱作为快递纸箱的部分来源,其供应量如果不足将会影响快递包裹的交付。因此,提高对快递包装交付的期望和对快递包装需求量作出准确预测都与所设计回收网络的有效性有关。 二是回收数量具有不确定性。回收数量的不确定性不仅与快递包装交付的不确定性有关,而且与回收率的不确定性有关。影响回收数量的因素主要包括回收价格、回收商之间的竞争、广告投资的回报率和遍及度、消费者对回收包装的便利性要求等,这些因素均可能影响到消费者对快递包装价格的心理期望,进而影响快递包装的回收数目。 三是回收时间具有不确定性。广泛的原材料来源、快递箱的类型、产品生命周期和技术的更新等因素均会对快递回收时间带来影响,进而影响快递运送、库存治理和包装回收成本等。 四是回收质量具有不确定性。通常,不同质量水平的废弃物品具有不同的回收方法和不同的再利用价值,回收质量的不确定性将影响回收产品的收益和再生数量。回收快递包装的目的是获得用于再制造的原材料,因此,在回收快递包装盒时,有必要确定其是否满足原材料再生的要求。 在设计和运行逆向物流网络的过程中,存在诸多不确定性因素,决策者无法提供许多参数的准确值或无法用概率来对其进行描述;因此,有必要在逆向物流过程中使用模糊理论对模糊不确定性进行描述。笔者拟基于快递的回收数量、回收处理时间和丢弃率不明确的情况对快递包装回收网络进行优化设计。 二、模型构建 (一)问题描述 快递包装将由专门的人员收集到回收点,快递行业可以有效利用这些包装资源,而剩余资源将被运到预先安排的回收中转站进行统筹处理,从而实现快递包装资源的有效回收利用,并最大限度地降低回收成本。 假设每一个回收中转站都具有足够的库存能力,并且在产品的每个回收周期都有足够数量的回收车辆从回收中转站出发,然后到达每个负责收集工作的快递包装回收点,每个回收点的位置是恒定且已知的。车辆根据最佳运输路线在快递回收点之间行驶,到达回收点后对回收的快递包装进行简单处理,然后将其运至回收中转站存放,最后根据指定的库存策略对回收的快递包装进行统筹处理。