針對逆向物流網絡存在的高復雜性與不確定性，運用計算機仿真構建了一個四級的固體廢棄物逆向物流網絡系統(tǒng)，運用該仿真模型研究了廢棄物處置中心的選址問題，并運用實際算例驗證了模型的有效性。
[關鍵詞]固體廢棄物；逆向物流網絡；仿真；選址定位
1引言
隨著科學技術的快速進步和全球經濟的快速發(fā)展，消費品生命周期日漸縮短，更新?lián)Q代的速度也隨之加快。而由高經濟增長和產品快速更新?lián)Q代導致的廢棄物污染也引起了各國政府和學者重視。20世紀90年代以來，循環(huán)經濟(Circular Economy)思想受到了政府和社會的認可。一種與環(huán)境和諧，充分運用“資源－產品－再生資源”反饋式模式的減量化循環(huán)經濟發(fā)展模式逐步受到各國政府重視與運用[1]。而我國在2004年的中央經濟工作會議上提出了大力發(fā)展循環(huán)經濟的決議，把發(fā)展循環(huán)經濟、建立循環(huán)型社會看作是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑和實現(xiàn)方式。
作為循環(huán)經濟的重要理論支撐，逆向物流理論的研究和完善也在歐美學者的帶動下逐步興起。國際權威組織美國后勤管理協(xié)會，在其公布的《供應鏈全景-物流詞條術語2003年9月升級版》中，對逆向物流給出如下解釋：“由于修理和信譽問題，對售出及發(fā)送到顧客手中的產品和資源的回流運動實施專業(yè)化的物流管理。”在《中國國家標準•物流術語》則將逆向物流分解為兩大類：“回收物流（Returned Logistics)：不合格物品的返修、退貨以及周轉使用的包裝容器從需方返回到供方所形成的物品實體流動。廢棄物物流（Waste Material Logistics)：將經濟活動中失去原有使用價值的物品，根據實際需要進行收集、分類、加工、包裝、搬運、儲存，并分送到專門處理場所時所形成的物品實體流動。”
在國內外有關逆向物流的研究中，逆向物流網絡的設計、混合庫存管理策略，以及生產計劃與調度，再制造產品定價策略問題等等都是逆向物流研究的熱門領域[2-4]，而其中逆向物流網絡是產品回收循環(huán)的載體。在逆向物流中，無論采用什么樣的回收分類方法，都必須基于一個優(yōu)良的逆向物流網絡，因此對逆向物流網絡結構的研究非常有意義。目前對于逆向物流網絡結構的研究早期以定性分析居多，近幾年在定性分析的基礎上，一些學者通過運用簡化、假設的手段,用建立數(shù)理模型的方法定量研究分析了在特定情形下回收系統(tǒng)網絡結構的優(yōu)化設計,其研究重點主要集中在逆向物流網絡層級的構建，成員的確定以及成員選址定位上[5]。大多學者運用的數(shù)理模型通常是多級的混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)模型。其目標函數(shù)主要考慮模型運行周期中平均成本最小，模型的約束條件一般為庫存容量、設備數(shù)量、運輸能力以及生產處理能力等約束條件。
通過簡化和假設，以數(shù)理模型來進行定量分析的研究方法在研究具有不確定性、高復雜性的對象情況下往往受到很大制約。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，計算機仿真的研究方法逐步受到一些學者的重視[6]。仿真技術對于一些不確定性因素影響下的復雜性系統(tǒng)的研究非常有效。逆向物流網絡系統(tǒng)具有高度的系統(tǒng)復雜性與“從多到少”的特性[5]，因此非常適合運用仿真技術來進行研究。本文主要運用仿真模型來研究逆向物流系統(tǒng)中，固體廢棄物逆向物流網絡的建立與結構優(yōu)化。
2模型建立
假設在一個區(qū)域內有很多固體廢棄物產生點存在,根據固體廢棄物產生點的區(qū)域范圍在其附近設置廢棄物回收站，廢棄物通過回收站的收集統(tǒng)一送至固體廢棄物處置中心進行處理。處置中心負責對廢棄物進行檢測、分拆。能夠利用的部分進行回收,不能夠利用的部分送至廢棄物焚燒、填埋點集中處理。
在建立模型之前,給出以下的假設和說明：（1）固體廢棄物類型可設，產生的數(shù)量與時間不確定，服從隨機分布；（2）廢棄物產生(收購)成本可設定,根據廢棄物到回收站的距離遠近設置不同的回收成本；（3）廢棄物回收按照“產生點－回收站－處置中心－回收(銷毀)”的設定流程運作；（4）考慮到廢棄物處置過程的特殊性，各個備選地址已知；（5）廢棄物的運輸費用與距離成線性關系；（6）廢棄物回收站和處置中心有處置能力限制；（7）廢棄物處置成本約束包括收購成本、運輸成本、檢測成本、處置(分拆)成本、銷毀成本。模型建立的目標為：逆向物流系統(tǒng)運行周期內滿足選定區(qū)域內固體廢棄物處置平均成本最小。按照模型建立目標，我們建立以下模型運作流程如圖1所示。
3仿真平臺與模型運作規(guī)則
3.1物流系統(tǒng)建模仿真平臺
Flexsim作為一款專門面向離散事件系統(tǒng)仿真的軟件，特別適合用于生產制造、倉儲配送、交通運輸?shù)任锪飨到y(tǒng)領域。它以VisualC++.Net為編譯平臺，是一個面向對象的、圖形化的、集成建模仿真與數(shù)據處理功能的優(yōu)秀的物流系統(tǒng)仿真平臺。由于其支持在軟件平臺上運用C++程序語言進行再開發(fā)，因此本文基于該軟件平臺進行計算機仿真建模。（

.2仿真模型運作規(guī)則
由于仿真模型是通過運用計算機程序語言建立的一種虛擬現(xiàn)實的模型。在模型建立的過程中需要運用一定的規(guī)則去對其約束和引導，以期能夠實現(xiàn)我們需要的結果。在本文所建立的模型中，我們運用以下規(guī)則對其進行約束，如圖2所示。

圖1固體廢棄物回收網絡運作流程

圖2仿真模型運作規(guī)則
4模型算例
以某城市作為目標區(qū)域，研究某種固體廢棄物的回收處理逆向物流網絡系統(tǒng)構建。假設該城市某廢棄物處置企業(yè)準備在幾個備選區(qū)域中選擇建立廢棄物處置中心，建立廢棄物處置中心的數(shù)量根據實際需求測算之后確定。模型依據如下情景假設建立：(1)廢棄物產生來源為城市周邊的工業(yè)企業(yè)；(2)由于廢棄物收集需要考慮環(huán)境影響，故各備選地點確定；(3)廢棄物產生的數(shù)量與產生時間服從隨機分布；(4)廢棄物產生點按回收點距離的不同分為近中遠三類；(5)廢棄物回收點按照工業(yè)企業(yè)集聚區(qū)域劃分設置五個；(6)廢棄物回收點只送至距離該點最近的兩家處置中心；(7)廢棄物處置中心按照選定地點設置，最大容量為三家；(8)廢棄物（單位）運輸成本、回收成本、銷毀成本固定已知；(9)廢棄物檢測、處置成本、廢棄物處置中心構建成本各點不同。模型數(shù)值假設（按比例無量綱折算）如下：廢棄物產生點根據其離開廢棄物回收點的距離不同，運輸成本按近中遠計算可以折算成1，2，3。廢棄物回收點的單位物品回收成本為5。根據情景假設，各廢棄物回收點至處置中心的運輸成本數(shù)值假設見表1。
表1廢棄物回收點成本假設

廢棄物處置中心成本可以分為：檢測成本、單位處置成本（資源、時間）與運輸成本，各個廢棄物處置中心備選方案的成本數(shù)值假設見表2。
表2廢棄物處置中心成本假設

依據模型情景假設與數(shù)值假設，建立固體廢棄物逆向回收網絡模型如圖3所示。

圖3廢棄物逆向回收網絡仿真模型
由于固體廢棄物產生點所產生的廢棄物數(shù)量在單位運行周期內是隨機的，因此需要將模型多次運行。在模型運行200次以后，根據運行結果發(fā)現(xiàn)，在模型假設前提下，模型在運行一段時間后，各個固體廢棄物回收點逐步穩(wěn)定于將廢棄物送入備選處置中心A與C進行處理(如圖4所示)，B由于在距離和處置成本上不占優(yōu)勢而被淘汰。由于處置中心C周邊廢棄物回收點較多，因此在運行一段時間后，便達到其處置能力的80％，因此回收點Q4有選擇的將廢棄物運送至處置點A進行處理（如圖5所示）。經過長時間的運作后發(fā)現(xiàn)，在A點和C點建立兩家處置中心將滿足整個區(qū)域內固體廢棄物的處置要求。

圖4固體廢棄物進入處置中心A和C

圖5廢棄物從回收點Q4進入處置中心A
5結論
由于逆向物流網絡系統(tǒng)受到高度的復雜性與不確定性影響，運用數(shù)理模型通過簡化和假設的方法對逆向物流網絡進行研究，很難滿足實際逆向物流系統(tǒng)的構建需求。而運用仿真的方法則可以根據實際情況，建立模型運行規(guī)則，考慮一些數(shù)理模型難以分析的隨機因素影響，從而獲取對于實際逆向物流系統(tǒng)構建有指導意義的結論。
本文以逆向物流網絡系統(tǒng)的定性研究為基礎，構建了“廢棄物生成－回收－處置－回收(銷毀)”的四級逆向物流網絡仿真模型，通過實際案例驗證了模型的有效性。進一步的研究將在模型運行規(guī)則上繼續(xù)深化，考慮各個層級之間的多階段交互，以期獲取更有說服力的結論。
參考文獻略