汽车零部件闭环物流网络设计模型研究
摘 要：将汽车再制造逆向物流网络与现有的正向物流网络相结合，提出运用混合整数线性规划法（MILP）建立汽车零部件闭环物流网络设施选址的数学模型，对模型的目标函数、能力约束和流量平衡等条件进行了详细解释与分析；利用Lingo11.0软件对模型进行求解，通过实际算例验证了模型的有效性。
关键词：闭环物流网络；混合整数线性规划法；汽车
中图分类号：F713.2 文献标识码：A
Abstract： The object frame of the combination of the auto-mobile re-manufacturing reverse logistics network and the existing forward logistics network by using mixed integer linear programming（MILP）were established to optimize the closed-loop logistics network of automobile parts. A detailed explanation and analysis was made in the conditions of the objective function， the flow balance and capacity constraints. In the end， through the Lingo software， the effective of the model is verified though a practical example.
Key words： closed-loop logistics network； mixed integer linear programming（MILP）； automobile
0 引 言
随着汽车工业的大规模的发展以及汽车的生命周期的不断缩短，汽车制造业已经成为了工业领域中最大的资源使用者之一。其结果为汽车废旧零件及模块报废致使资源浪费、环境污染以及生态破坏问题日益严重，废旧汽车资源的再利用问题引起了政府、企业以及社会的高度关注。本文基于经济和环境的可持续发展战略，从汽车零件及模块的回收再利用、资源节约和保护生态环境等方面出发，探讨废弃汽车的逆向闭环物流网络设计，促进废旧汽车逆向流动的有效运行，从而提高企业的经济效益、社会效益和综合竞争力，最终促进企业和社会经济的可持续发展。
闭环供应链是一种不仅包含传统供应链的各环节，而且还要考虑废旧产品的收集、分类、处理、再配送、再制造/再利用、再分销等活动所形成的一个封闭的物品供应链。图1为闭环物流供应链的基本框架。
1 问题描述和模型假设
本文在研究汽车零件闭环逆向物流网络结构的基础上，运用混合整数规划（MILP）方法结合汽车制造/再制造工厂、分销/回收中心、拆解中心、消费区域和填埋点来构建汽车零件闭环物流网络优化模型。
1.1 问题描述
本文构建一个由制造/再制造工厂、分销/回收中心、拆解中心、消费区域集成的多级正、逆向物流网络。对报废汽车的零部件经过检测、分类和维修后进行再制造或者废弃处理。分销/回收中心负责新产品的分配运输到各个销售区域以及从消费区域收集报废的汽车，并将其运往拆解中心进行拆卸、检测、分类和维修等流程。不可再利用的部分运往处理填埋场，而可再利用的零部件经过一系列处理后运送至再制造工厂，再制造的汽车通过分销中心进行销售。
报废汽车闭环逆向物流网络结构如图2所示，包括五个部分：分销/回收中心、拆解中心、制造/再制造工厂、处理填埋点。
1.2 模型的假设
（1）每一个消费者的需求必须得到满足；
（2）在相同功能的节点设施之间没有相互的物流运输，例如生产商1和生产商2之间没有物流互运；
（3）各个节点设施的开设数量和处理能力，均有最大限制；
（4）回收率和填埋率是已知的；
（5）在回收中心经过检测分类，能够维修的产品经过维修后便可重新投入市场，不能维修的产品依照检测结果，分别拆卸成模块和零件后，全部运往制造/再制造集成工厂，其中不可再制造的一部分则进行拆成零件进行废弃处理，并且维修后的产品和新产品能够同等程度满足市场需求。
2 报废汽车闭环物流网络模型
2.1 符号、参数和变量的说明
2.2 模型建立
通过对以上正逆向物流网络的分析，以报废汽车正向物流和逆向物流网络的总成本最小化为目标，构建了如下的混合整数规划模型：
（1）闭环物流网络总成本最小化的表达式
上述优化模型为混合整数线性规划模型，采用LINGO11.0软件编程求解。本文结合具体算例，较好地解决了汽车再制造逆向物流网络设计问题。
3 算 例
（1）各个职能中心的选址数量
（2）汽车模块和零件类型数量
（3）参数设定
（4）原材料供应商相关数据
（5）制造商/再制造商相关数据
（6）分销/回收中心相关数据
（7）消费群需求量
（8）拆解中心相关数据
（9）原材料供应商至制造/再制造厂商的单位产品的运输成本（元）
（10）制造/再制造厂商至分销/回收中心的单位产品的运输成本（元）
（11）分销/回收中心至消费者的单位产品运输成本（元）
（12）消费者至分销/回收中心的单位产品运输成本（元）
（13）分销/回收中心至拆解中心的单位产品运输成本（元） （14）生产零件n的单位成本（元）
（15）生产模块p的单位成本（元）
（16）模块1（n=1）从拆解中心到制造/再制造中心的单位产品运输成本（元）
模块2（n=2）从拆解中心到制造/再制造中心的单位产品运输成本（元）
（17）零件1（p=1）从拆解中心到制造/再制造中心的单位产品运输成本（元）
零件2（p=2）从拆解中心到制造/再制造中心的单位产品运输成本（元）
运用LINGO11.0对算例进行求解，运算结果显示该模型的目标函数最优值为：
4 结束语
本文研究了汽车再制造逆向物流网络优化设计问题，在考虑到正向和逆向物流网络中的设施集成和运输集成后，以废弃汽车零件和模块的逆向物流网络体系成本最小化为目标建立混合整数线性规划模型，最后通过算例验证了网络设计的有效性。由于汽车再制造逆向物流网络设计涉及众多要素，而且随环境变化而不断变化，该领域还将不断出现新的特征和问题，所以不确定因素的有效引入模型之中是未来研究需要考虑的问题。
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