4 以集装箱运输为例建立系统模型
集装箱运输是一种现代化的先进运输方式,具有迅速、安全、简便等优点,促进了货物流通过程中各个环节的变革,提高了物流质量和效率,被喻为“20世纪的运输革命”,其地位日显重要。而集装箱也成为现代运输包装集合的一个标志。因此,本文选择集装箱作为运输包装容器的研究对象是极具代表性的。
4.1 确定集装箱逆向物流系统功能
根据图2可再用运输包装容器的物流网络,结合集装箱交接过程中的各个程序以及空箱的回收利用涉及的方方面面,确定了集装箱逆向物流系统应具备如图3所示的六部分功能,即:收集用后空箱、检测、修复、清洗、堆存、运输跟踪。而图3中的前期配送所包括的调拨、交接、提箱并非属于逆向物流系统,故不作深入研究。
(1)收集用后空箱。通过货主、货代或场站,将分散在各地的空箱收集起来,运往处理地点。该过程涉及的运输费用很高,在逆向物流总成本中占据相当大的比重。
(2)检测。对回收的空集装箱的质量进行检测,以确定合适的处理方案。将无再利用或难修复的集装箱送入零部件回收或材料回收阶段。这一功能的实现需配备昂贵的设备。
(3)修复和清洗。将能够进行修复的空箱进行维修,如:零部件的替换等。修复完后对污染较严重的空箱进行清洗工作。
(4)堆存。对复原的集装箱送到各个所属场站或直接进入下一次的循环使用。
(5)运输及跟踪。这一功能贯穿在整个系统运作的各个环节,是逆向物流成本的重要因素,且不容易降低。
4.2 建立网络优化的MILP模型4
将上述六项功能中的检测、修复和清洗集合在检修中心进行。此处模型的建立只考虑了检修中心作为一独立运作的场所,而非是集装箱所属的场站、货代隶属下的检修部门。即考虑的是将空箱检修这一业务外包的情况。
(1)在建立模型前,先作如下假设:
①集装箱检修中心数量已确定;
②使用后的空箱的回收量,检修中心设施的投资、运营成本及其处理能力,各个功能环节间的运输成本都是确定已知的;
③经检测可以修复或重复利用的空箱在回收处理过程中无材料损耗;
④空箱需求方是按区域划分的。
(2)构建MILP(混合整数线性规划)网络优化模型
模型的目标:是指逆向物流网络设计中,检修中心所需的各项成本(包括:各种物流设施的投资、运营成本)、各个功能环节衔接的运输(跟踪)成本、修复后空箱的堆存成本之和达到最小化。即:
MinZ=TkiXki+TijXij+m(Cs+Cm)+ν·γ·CW+ ν(1-λ)Cd (1)
S.t. 物理量守恒条件: Xki=v或Xij=(1-γ)Xki
(2)
检修中心处理能力的限制,即i≤Xki≤i(3)
变量的取值范围:Xki,Xij≥0;i∈1m,j∈1n,k∈1u,γ∈01。
式中:①下标
m--检修中心i的数量;
n--空箱堆存在装货场站j的数量;
u--卸货后空箱所在区域k的集合;
ν--回收的空箱数量。
γ--回收的空箱中检测不合格的最小废弃处理率。
②决策变量
Xki--区域k运往检修中心i的空箱数量;
Xij--检修中心i调运至装货场站j的空箱数量;
Tki--区域k运往检修中心i的单位运输(跟踪)成本;
Tij--检修中心i调运至装货场站j的单位运输(跟踪)成本;
Cs--检修中心i的固定成本;
Cm--检修中心i的运营成本;
Cw--不合格空箱的废弃单位处理费用;
Cd--修复后空箱的单位堆存费用。
由于上述模型是一个MILP模型,故可以采用专门的线性规划问题求解软件(如LINDO Systems公司开发的软件LINDO6.1)进行求解。本文就不再进行举例计算了。
5 结束语
本文通过对逆向物流发展背景的分析,阐述了逆向物流在现代社会、经济领域将带来的各种效益,并将视角放在回收运输包装容器这一对象上,建立相应的逆向物流网络,确定系统功能,并运用了MILP模型,对集装箱的逆向物流网络进行优化设计。由于该模型建立在一系列假设条件基础上,现实中也不能排除集装箱的检修由其所有者--货运代理、站场码头等自建检修中心或者合建共用等不确定因素,所以模型存在很多变动之处,在此仅作参考之用。
同时,运输包装容器的逆向物流网络设计中,是利用正向物流的某些通道还是重新建立专用网络,或两者结合,这对物流成本的节约大有裨益,有待进一步研究。
作者/黄 芳,李宗平
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