캬웕톶 第10卷第4期Vol. 10 工业工程2∞7年7月July 2∞7 Industrial Engineering Joumal 约束理论在回收逆向物流中的应用陈雅敏，周根贵，曹振宇(浙江工业大学经贸管理学院，浙江杭州31∞14)摘要:将约束理论应用于回收逆向物流中，以有效产出作为决策目标，构建了一个逆向物流回收配送整合决策模型。针对模拟算例，通过对比基于TOC的决策模型和基于成本最小化的传统决策模型的运算结果，说明了约束理论在解决这类问题中的有效性。关键词:约束理论:回收逆向物流;有效产出;决策模型中图分类号:N36文献标识码:A文章编号:1∞7-7375(2∞7) 04-0078-04 Research on the Application of Theory of Constraints to Recycle Reverse Logistics CHEN Ya-min, ZHOU Gen-gui, CAO Zhen-yu ( CoIlege of Business Administration, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 31∞14， China) Abstract: Based on the the。可ofconstraints, a decision model of recycle and distribution in reverse logis›tics is set up, taking the measure of throughput as its decision objective. Meanwhile, the TOC-based mod›el is applied to an example which proves that it’ s more effective than the traditional model based on mini›mizˇng the total cost in solving these problems. Key words: theory of constraints ; recycle reverse logistics; throughput ; decision model 在市场竞争日益加剧的形势下，企业因各种原小化相区别，从一个新的角度来建立相应的线性规因回收的产品的数量和频率越来越高，有的企业产划优化模型。国内对TOC的研究起步较晚，尤其是品回收率可高达113，这无疑已成为现代企业面临的将它用于物流与供应链管理。目前，相关的研究成新课题。但许多企业的回收品往往并没有完全丧失果有:浙江大学的张景原[2]提出了约束理论在供应其使用价值，可以通过多种途径使其发挥最大的经链生产/分销整合决策模型中的应用，西南交通大学济效益。而要保证企业产品的性能完好，就必须通的陆阿妮[3]又将约束理论应用于第三方物流企业过有效的回收逆向物流来实现。整个回收逆向物流中。在本文的模型中，把TOC引人到逆向物流这个过程包含了收集、储存、分类、修复、配送和运输等活新的领域中，通过有效产出最大化来优化决策过程。动。基于整个过程的复杂性，很难对逆向物流的回1 约束理论的指导思想收、加工处理及配送等活动作出最优整合决策。目前，已有学者从成本最小化出发，进行逆向物流运作约束理论(Theoryof Constraints, TOC)是关于进过程的整合决策，如Tung-LaiHu等人川对该问题建行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念立了多周期的动态模型。和管理原则，它可以帮助企业识别出在实现目标的本文以约束理论(TOC)中的有效产出(Through›过程中存在着哪些制约因素一一TOC称之为"约put)这一新概念为决策衡量标准，与传统的戚本最束"，并进一步指出如何实施必要的改进来消除这些收稿日期:2∞6-03-23 基金项目:国家自然科学基金资助项目(70671095);浙江省哲学社会规划基金资助项目(NX05GL07);浙江省自然科学基金资助项目(YI04171) 作者简介:陈雅敏(1981-)，女，浙江宁波人，硕士研究生，主要研究方向为生产系统集成与优化.
캬웕톶 第4期陈雅敏，周根贵，曹振宇:约束理论在回收逆向物流中的应用79 约束，从而更有效地实现企业目标。TOC有一个假5)必须有对回收品的修复策略。定，一个企业的最终目标是在现在，也在将来赚取更多的利润。TOC理论强调以下3条途径来实现这个目标:1)增加有效产出(Throughput , T) ; 2 )减少库存( Invento巧，1); 3)减少运行费(OperatingExpense, OE) 0 TOC在全局性指导思想的基础上，提出了新的衡量指标问:有效产出、库存、运行费用。'弃置有效产出(T)是指单位时间内生产出来并销售圈1产晶回收物流系统模型{实线部分)出去的量，即一个系统通过实现产品或劳务的销售在上述问题的背景下，原生产企业或第三方逆来盈利的速度。生产出来但未销售出去的产品只能向物流企业在适应消费者或法律要求的同时，要使是库存。在生产企业中，T= 5 -VC。自身经济效益最大化，需要实施的策略有定类型这里，5为单位时间内已经卖出的产品的销售收的回收品从消费者那里弃置下来，在有限数量的回入，并不包括生产出来但没有卖出去的产品将带来的收点予以回收，即从供应地点回到回收物流系统。收入;VC是指单位时间内的纯变动成本，它也有别于每种产品都通过一定的修复战略(拆卸、再用、循环、传统意义上的变动费用。它主要是指原材料到达并弃置)进行处理[们。进入系统所需的费用，不包括生产过程中的费用。库存(1)为一切暂时不用的资源。它不仅包括3 基于TOC的模型建立为满足未来需要而准备的原材料、加工过程的在制在回收逆向物流系统中，经拆卸或处理后的回品和一时不用的零部件、未销售的成品，而且还包括收产品可以提供给制造企业进行再加工或者销售给扣除折旧后的固定资产。库存占用了资金，产生机二级市场作为收入的来源。以约束理论为指导思会成本及一系列维持库存所需的费用。想，把回1&产品的有效产出量(Throughput)作为衡量运行费(OE)为生产系统将库存转化为有效产企业回收物流盈利能力的标准。出的过程中的一切花费，其中包括所有的直接费用为了便于分析和说明问题，将回收逆向物流网和间接费用。络构建为回收点、检测中心及各需求点[6]。回收点如果以货币来衡量，T为要进入系统的钱，J为一般分布于消费群区域，用于收购消费者的废弃物存放在系统中的钱，OE为将I变成T而付出的钱。品;检测中心对由回收点运输过来的回收物进行检净利润(NetProfit, NP) = T -OE。企业在进行决策测、分类、拆卸、修复等各种处理。需求点由原料供时，不能仅仅考虑降低成本，成本的降低总是有限应商、再加工企业和二级市场构成，如图2所示。为的，还要考虑原材料输入和产品输出的关系，努力提便于模型的建立，对问题作了如下的假设和简化。高企业的有效产出，因为真正能为企业带来盈利的是有效产出的增加[4]。2 回收逆向物流回收逆向物流是指将最终顾客所持有的废旧物品回收到供应链上各节点企业的过程[剖，如图l所示。废品回收处理是一个新领域，由于消费者或法律的要求，原生产企业或通过向第三方逆向物流企业求助，对自己产品的回收修复承担起了相应的责任。产品回收物流管理中面临的主要问题如下。消费市场检测中心次级市场1)产品设计必须考虑拆卸方便，处理效果好，修圈2回收逆向物流网络构建国复后质量可靠;2)次级市场必须充分开发;1)回收点回收的同种废弃物品按照同-价格回3)产品回收要保证足够的数量和质量;收，而不考虑回收物因新旧程度不同或讨价还价造4)决策时要能得到相关的信息;成的价格上的差异。
캬웕톶 工业工程第10卷80 2)回收产品有保证足够的数量和质量，处理后上述模型是一个LP模型，可采用专门的线性规产品的供应能够实现连续供应。划软件()进行求解。3)经检测中心拆卸处理后的产品应该有充分的4 算例次级市场，可确实实现销售，否则回收物流将无利可图，在短期内就不会有其发展空间。某企业在消费者区域设有2个回收点，拥有14)这里只从全局的角度考虑回收配送量上的决个检测中心，本阶段计划回收4种废旧产品，经检测策，不考虑检测处理中的具体安排计划，企业对回收分类、拆解、修复等处理后生成2种可用产品，运往品已有了修复策略，处理效果好，修复后质量可靠。次级市场中的3个需求点。其它数据见表1-10: 5)有效产出中的S代表销售经处理后的回收产表1回收点对各种回收产品的最大可供应量万件品而产生的收入(包含可能带来的政府补贴收入)。回收点Y] Y2 Y3 Y4 6)有效产出中的vc代表回收物的回收价格及Q 10 11 13 15 由回收点运至检测中心的运输成本。R 12 14 虽然这些假设与现实有些不符，但它提供了一个研究的起点。表2转化为单位可用产晶消耗的回收产晶数量万件符号说明:~为经检测中心处理后的回收产品编产品Yt Y2 Y3 Y4 号d为回收产品编号;m为需求点编号(次级市场); X2 2 t u为回收点编号;t为检测中心编号。 2 决策变量说明:X为由第t个检测中心运往第itm表3检测中心可用处理能力限度万件m个需求点的第i种处理后产品的数量;X为由第ujUlμ 可用产品X]可用产品X2个回收点运往第t个检测中心的第j种回收产品的最小可用处理能力数量。最大可用处理能力8 10 模型参数说明以为第m个需求点对第i种处m理后的回收产品的可接受价格;C为将第j种回收jUl表4回收点到检测中心运输回收产晶的单位成本万元j件产品从第u个回收点运送至第t个检测中心的单位回收点Yt Y2 Y3 Y4 运输成本;C为将第i种处理后的回收产品从第t个itmQ O.∞4 o.∞22 O.∞2 O.∞60 检测中心运送至第m个需求点的单位运输成本;PjR O.∞2 O.∞30 O.∞1 O.∞48 为第j种回收产品的单位回收价格;8ju为回收点u对表5检测中心ilJ需求点运输处理后第j种回收产品最大可供应量;听为转化为单位第ia可用产晶的单位成本万元/件种处理后产品所消耗的第j种回收产品的数量加s为可用产品X]可用产品X需求点2第t个检测中心的可用检测处理能力;D;m为第m个A O.∞4 需求点对第i种处理后回收产品的需求量。B O.∞5 基于以上的假设和说明，笔者构建了如下的线C O.∞8 性规划模型。表6需求点的预测需求D万件immaxT=Z ZEMJEZ Z(仙咐轨。可用产品X可用产品X需求点t2A [1,5 J [ 4,lOJ s t ZZ Z川运缸，回收产品供应约束(1); B [2, [2, C [2,6] [2,8 ] LLηijXjtm运LXj时，回收产品耗用约束(2);表7回收产晶的单位价格万元/件mmμs运LLX;，m运max抖，检测中心可用检回收产品Y] Y2 Y3 Y4 测处理能力约束(3); Pj LXüm运D;m.需求约束(4);利用软件进行求解，结果如表9、表10。此时，有效产出T= 9。Xul~O.非负约束(5)。itm叫
캬웕톶 第4期陈雅敏，周根贵，曹振宇:约束理论在回收逆向物流中的应用81 表8备需求点对处理后可用产晶表12检测中心运往各需求点的处理后的可接受价格Pim万元/件可用产晶的分配置万件需求点可用产品X，可用产品X2次级市场可用产品X，可用产品X2A 需求点A4 需求点BB 2 2 C ∞ 需求点C2 2 合计5 8 表9回收点运往检测中心的各种回收产晶的分配置万件此时，有效产出T=，比模型一的求解结果少了 1。从约束理论的指导思想来看，由于消费者区域y, Y2 Y3 Y4 回收点。 11. 0 成本的节约是有限的，而真正能为企业带来盈利的回收点R12. 5 是有效产出的增加，企业在增加产出的同时也应当合计21. 0 21. 5 21. 0 相应地提升销售收入，故基于TOC模型的决策要优于基于成本最小化模型的决策。表10检测中心运往各需求点的处理后可用产晶的分配置万件6 结束语次级市场可用产品X，可用产品均从上面建立的两个模型对同一问题的求解结果需求点A4 需求点B2 2 可以看出，以有效产出为衡量标准，以TOC为指导思需求点C2 5 想的逆向物流回收配送整合决策要优于传统的以成合计5 11 本最小化为指导思想作出的决策。虽然，算例分析表明基于TOC的整合决策模型要优于传统模型，但5 传统的模型运算由于问题中条件的局限性，该模型本身还有许多值得改进的地方:本文仅从战略层整体决策的角度建在传统模型中，大多以成本最小化作为决策目立了模型，而没有涉及到与作业层具体生产计划相标。回收逆向物流系统的成本主要包括:回收物成关的决策方案，与运行费用相关的成本有检测成本、本、运输成本、检测成本、储存成本、设备成本和其他储存成本、缺货成本等等。这些与产量有关的变动变动成本等。在作战略层整体决策时有些成本可以成本要通过作业层的决策得到，从而计算出整个逆不予考虑，如检测成本、储存成本都是与局部的生产向物流系统产生的净利润。计划相联系，在进行操作层局部决策时再作考虑、[2]。所以在上述问题中，主要考虑了回收物收购价格成参考文献:本、从回收点运至检测中心以及从检测中心配送至[ 1 JH u Tung-la , Sheu J uh-b ng, Huang Kuan-hs ung. A reverse 各需求点的运输成本，得出如下以变动成本最小为log st cs cost m n m zation model for the treatment of hazard›ous wastes [ J J. Transportat on Research Part E, 2∞2 (38) : 目标的函数:457473. mnt=ZZZ归国叫)VZZZuu。[2J张景原.约束理论在供应链生产/分销整合决策模型中的应用研究[DJ.杭州:浙江大学管理学院，2∞2.约束条件和以有效产出最大化为目标的函数的[3J陆阿妮.约束理论在第三方物流企业中的应用研究[DJ. 约束条件相同。成都:西南交通大学经济管理学院，2∞4.基于传统方法的模型运算结果见表11和表12。[4J玉玉荣，孔祥云，约束理论(TOC)初阶[EB/OL].[2003，，(郑·表11回收点运往检测中心的各种18J. http://www. amteam. or吕Istat c/4335. html: ,32-34. 回收产晶的分配置万件[5J孙明贵.回收物流管理[MJ.北京:中国祀会科学出版消费者区域y, Y2 Y3 Y4 社，2∞5.回收点。 11 6 [6J马祖军，张殿业，代颖.再制造逆向物流网络优化设计回收点 6 12 14 模型研究[J J .交通运输工程与信息学报，2仪间，2(2):合计18 17 18 53-58.
