回收系统模型（通用9篇）
回收系统模型 篇1
再生物流的出现和发展必然要求有相应的信息系统提供支持。再生物流活动的参与者数目多、地域广,且其数据格式各不相同,因此,参与各方向信息交互与共享十分必要。在整个再生物流活动过程中,信息共享、事务协调、决策支持以及资源的合理分配,都离不开信息系统的支持,物流信息技术在逆向物流中起着至关重要的作用。目前,回收物流所面临的重要问题是回收产品的数量不确定性和复杂性。因此,建立面向回收物流服务的信息系统,提供准确、充分的回收产品信息对再生物流的顺利完成是十分必要的。
1 回收产品再生物流信息系统集成的概念模型
再生物流处理的过程伴随着众多参与者,这些参与者可以大致分为政府层面、企业层面(包括核心制造企业和再生物流处理企业)和社会层面。政府层面对再生企业、制造商和消费者以及客户制定的相应的再生物流法律法规、税收政策及罚款条例、再生品质量监督部门相应制定的质量标准都直接影响再生物流的处理和运作;社会层面上的消费者、客户、竞争者、环保组织或协会和二手市场也会影响到再生物流处理和运作。
理想的物流信息集成平台应充分集成各参与方信息,不仅利用Intranet技术集成再生企业(或制造企业)内部的信息,同时利用Internet或Extranet集成再生供应链运作层面信息和再生供应链的外部信息,包括合作伙伴、政府、社会等层面的信息。平台允许再生合作企业访问和传递共享的信息,达到支持和优化再生物流管理的目的。整个平台的概念模型如图1所示。
(1)基于Intranet技术的面向再生企业的网络平台。该网络平台是再生企业的内部信息网络,主要面向再生企业内部再生处理、管理等活动。通过信息资源的共享,完成数据处理和企业管理的各项功能。让内部员工共享重要的程序和信息(包括传递回收产品种类、数量、库存、运输、利润以及公司重要新闻和其他信息等),增强员工之间的合作与交流,简化工作流程,降低信息传递中的内容误差以及时间滞后,让企业内部运作更有效。
(2)基于Intranet或Extranet技术的面向再生企业与再生供应链合作伙伴信息交流的网络平台。该网络平台是连接废旧产品回收、再生处理、废弃处理等活动的信息平台。再生企业通过集成这些信息,不但可以促使制造企业优化改进产品设计,还可以优化再生流程和再生决策。通过该平台,使得再生处理的各个环节更加协调一致,使分散的业务更加统一、合理,从而使资金流动、成本和服务等活动得到改善。
(3)基于Internet或Extranet技术的面向再生企业和外部政府、社会层面的信息交流平台。该网络是再生企业与外部政府、社会层面进行信息交流的平台,通过该平台,再生企业可以获取政府制定的再生物流方面的法律法规、税收政策及罚款条例,获取相关的市场动向和旧产品再生现状,获取环保组织的态度、二手原料市场行情、消费者的环保消费喜好和客户对再生物料的需求信息等;消费者可及时把寿命失效产品的信息反馈给再生企业,获取相关再生产品、新产品信息、使用寿命等。
2 回收产品再生物流信息系统集成的功能模型
再生物流信息平台在再生物流管理过程中起着神经系统的作用,再生物流信息系统是以采集、存储、分析处理、传递和显示再生物流信息为目标的信息系统,可以帮助使用者及时掌握再生物流信息,能够对再生物流及时做出处理决策,以达到对资源的有效配置和充分利用。在构造再生物流信息平台时还必须充分考虑以下因素,即再生物流活动的众多参与者在地理位置上具有分散性,组织管理上具有独立性,所使用的信息系统具有异构性。从系统需求角度来看,信息平台的功能应具有以下一些特质。
(1)集成性。要求再生企业集成内部和外部合作伙伴信息,保证再生物流参与者之间具有信息交换和信息共享的能力。
(2)保证再生物流参与者之间信息的一致性。再生物流参与者往往分布在不同地点,使用各自的数据库和信息系统。
(3)保持各合作伙伴已有系统的相对自主性。各伙伴享有充分的自主权,通过一套灵活的处理机制和模式,企业处理各自特殊规则和流程,通过公共协议建立协同工作机制,按照伙伴的信息流反映各自的规则,保证合作伙伴信息系统的独立性。
(4)满足合作伙伴之间异构平台的需要。各伙伴已有系统在计算机硬件、操作系统、数据库系统、应用系统等方面可能是异构的,为达到伙伴之间有效的数据交换和信息共享,平台必须使它们能够相互兼容。
(5)提供必要的安全机制。各独立的伙伴系统之间在必要的时候应该能够实现良好的互操作性。但在信息存取控制中,外部伙伴从本地单元存取信息要由本地单元通过用户鉴定、小组鉴定、建立防火墙、限制存取等措施进行控制,以保证各合作伙伴信息数据的安全。
再生物流信息系统还包括以下功能,如图2所示。
(1)采集功能。信息采集是再生物流信息系统的重要功能。再生物流的发展将产生大量关于再生物流的信息,再生物流信息系统要把这些信息记录下来,并要把它们转化成再生物流信息系统可以接收的形式,以供进一步的处理。
(2)存储功能。再生物流信息进入再生物流信息系统后将会保存在系统中,或永久保存,或作暂时之用,以供处理、检索、查询和共享。再生物流信息系统应该有强大的数据库支持。
(3)分析处理功能。再生物流信息系统可以根据存储在系统内的废旧回收产品处理清单对存储在系统内的信息进行分类整理,然后进行统计分析和分类加工,转换成具有参考价值的信息。这个功能可以用于支持再生管理决策,优化再生物流管理。如,对产品再生处理信息进行分析,得出再生物流处理过程中的主要问题,利用该信息改进再生流程优化设计,相应降低再生物流处理成本。
(4)传递功能。逆向物流信息系统可以将各种有价值的信息在系统间进行传递,将有关再生物流的情况,如:回收产品的类别、性质、状态、恢复可能、价值大小及与之有关的再生物流信息实现远距离共享和快速传递。
(5)显示功能。再生物流信息系统建立的目的就是为了方便人们对再生物流信息的利用,显示功能便于人们进行检索和查询,并以报表、文字和图形等直观的形式输出。
(6)系统维护子系统。主要保证信息平台的正常运转和安全使用,包括用户管理、使用权限管理、数据库维护、界面管理和平台运行管理等。
3 回收产品再生物流信息系统集成的体系结构
Internet技术和面向对象技术的发展使用企业信息系统结构发生了新的变化。两层结构的客户机或服务器(C/S)模式已难以满足日趋复杂的应用系统业务处理的要求,因而人们提出了三层结构的浏览或服务器(B/S)模式。这种新兴的计算模式将桌面端繁杂的工作转移到被集中管理的服务器上,终端用户只需要浏览器就可以轻松访问所有的应用。多层B/S服务体系结构,实现了应用处理功能分布在网络上,服务器端提供数据存储、数据处理能力,客户端提供用户服务,可以大大提高系统的效率和运行灵活性。因此采用B/S结构设计,基于Internet或Extranet的企业管理信息系统可以更好的在信息时代实现企业内部与企业之间信息的组织与集成。
基于B/S模式的制造商主导型再生物流信息集成平台的系统结构如图3所示。信息平台中再生企业起主导作用,它和再生物流合作伙伴的信息共享传送可以采用点对点管理和集中管理相结合方式,而它和消费者以及客户的信息共享可以采用集中管理方式。这种体系结构使得每个合作伙伴在信息管理方式上具有自主性,而信息集成平台是开放、动态分布的,伙伴可以自主加入或退出,保持了各伙伴企业的自主性、多样性和地埋位置上的分散性。
再生物流信息集成平台整个系统结构分为三层:数据层、功能层和用户接入层。
第一层为用户接入层,用户通过WWW浏览器可以登录系统,并进行相关再生物流信息的检索和查询。如,再生企业员工、再生物流处理合作伙伴、客户、环保组织、消费者等可以通过一定的工具合法登录系统。通过该层,再生企业和再生物流处理合作伙伴进行信息共享。但不同的用户拥有不同的接口和用户界面。
第二层为功能层,功能层是一个逻辑层,用于存放系统功能模块及应用程序,完成数据加工请求、结果返回及动态网页生成等工作。这一层是体系结构的核心和关键部分。具体负责处理再生信息的采集、存储、处理和传递,接受用户端指令申请,并对其做出处理并反馈给用户。
第三层为数据层。用户输入的所有再生物流信息都被存储在这里,数据库对其进行分布式集中管理,便于用户进行处理、传递、检索和查询操作。再生物流信息系统采用集中数据存储管理与B/S方式的应用模式,可以满足系统管理的实时性要求,而且在用户端工作站上不需要安装特制的软件,即可实现数据安全传输,便于维护和升级管理。
摘要：随着社会化大生产的发展,生产领域、流通领域和消费领域每时每刻都会产生大量的废旧物资。如何更好地对废旧物资进行回收、处理和再利用,是当前值得研究的重要课题。然后,再生物流的出现和发展必然要求有相应的信息系统提供支持。文中对再生物流信息集成平台进行了详细分析,探讨了平台的概念模型和功能模型,并基于Web技术和B/S网络模式,分析了信息集成平台的支撑体系结构。
关键词：回收产品,再生,物流信息系统,集成模型
参考文献
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回收系统模型 篇2
关键词：废旧汽车 回收物流 选址-路径
0 引言
目前现有文献针对回收物流网络的构建的研究通常是将其细分为优化设施选址和车辆路径两个NP问题分别进行单独研究。如Kirca和Erkip、Chang和Lin对中转站选址问题进行了研究。而Angelelli 和Speranza 提出了用带中间设施的周期性车辆路径问题模型进行车辆路径规划。本文结合废旧汽车在回收过程中的特征，以费用为目标，协同优化中转场和拆解中心选址问题以及车辆运输路径的选择问题。
1 废旧汽车回收物流网络构建
废旧汽车回收物流网络构建的最终目标是要保证整个回收系统的固定投资和周期内的运行成本之和最低。我们将其归纳为混合整数规划问题，由此构建数学模型。
1.1 符号和变量说明
：废旧汽车回收物流系统中拆解中心候选点的集合；
：废旧汽车回收物流系统中中转场候选点的集合；
：废旧汽车回收物流系统中所有回收站点的集合；
：废旧汽车回收系统中拆解中心和回收站点的集合；
：废旧汽车回收系统中拆解中心和中转场的集合；
：废旧汽车回收系统中中转场和回收站点的集合；
：废旧汽车回收系统中拆解中心、中转场和回收站点的集合；
：所有收集车辆的集合；
：所有运输车辆的集合；
fh：在拆解中心候选位置h处建立拆解中心的固定费用；
fi：在j处建立中转场需要的固定建设费用；
ca：收集车辆单位距离的行驶费用；
cb：运输车辆单位距离的行驶费用；
ph：拆解中心h的拆解能力；
pj：中转场j的中转能力；
Qa：收集车辆的额定载重量；
Qb：运输车辆的额定载重量；
N：中转场建成后的使用年限
qir：在第r天回收站点i的收集量；
dij：从点i到点j的直线距离（其中i∈V，j∈V）；
模型变量定义如下：
1.2 模型构建
'
目标函数（3-1）式表示系统中拆解中心建设成本和车辆运行成本最低；
约束条件（3-2）式表示每个回收站点仅由一辆收集车辆负责收集；
约束条件（3-3）式路径连续约束，表示达到任何节点的车辆必须离开该节点；
约束条件（3-4）式为废旧汽车收集车辆容量约束；
约束条件（3-5）式保证每辆收集车辆在每条收集路径上只经过一个拆解中心或中转场；
约束条件（3-6）式表示拆解中心一旦为某个回收站点服务，则该拆解中心一定建设；
约束条件（3-7）式表示中转场一旦为某个回收站点服务，则该中转场一定建设；
约束条件（3-8）式表示周期内到达中转场的废旧汽车量不超过中转场的堆放能力；
约束条件（3-9）式表示周期内到达拆解中心的废旧汽车量不超过拆解中心的堆放能力；
约束条件（3-10）式表示周期内每个中转场只能被访问一次；
约束条件（3-11）式表示回收量平衡约束
约束条件（3-12）、（3-13）、（3-14）、（3-15）、（3-16）式为保证满足整数约束。
2 结语
废旧汽车回收是当前国家乃至整个社会最为重视的问题，但是目前我国对废旧汽车的回收物流网络构建处于落后阶段，因此合理优化废旧汽车回收物流系统，从而提高废旧汽车回收利用率，最大限度的实现废旧汽车的价值恢复势在必行。
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作者简介：
回收系统模型 篇3
废旧产品经过回收、拆卸、清洗、检测、分类、再制造等过程得到新产品,可实现资源的重复利用,减少环境污染。回收与再制造方面的研究已有许多研究成果,并集中在两个方面:内部控制因素和绿色绩效输出［１］。内部控制因素为回收与再制造系统的内部状态集合,绿色绩效为系统输出集合。在控制方面,文献[2-3]研究了政府政策奖惩、经济激励、教育宣传以及消费者意识等限制条件下回收与再制造问题;文献[4]研究了回收产品中回收定价策略;文献[5-7]论述了数量及时间不确定性条件下运输库存控制、物流设施选址、逆向物流网络优化等;文献[8-10]对再制造决策、再制造计划以及工艺路线设计等问题进行了研究;文献[11-12]对不同限制条件下再制造品定价以及供应链问题进行了研究。而在绿色绩效方面,文献[13-16]对经济、环境、资源、人因等方面作出了综合评价。现有的研究成果,从经济角度主要包含回收成本、运输与库存成本、拆卸回收成本与利润［１７］等方面;从环境角度,研究了三废排放、能耗问题,噪声污染等问题;从资源消耗角度,研究了电力资源、人力资源、设施资源和物质资源等;从人因角度,研究了工作环境改善以及环境污染改善、行业规模以及可持续性等人因因素。通过分析上述研究可知,目前文献对回收与再制造系统因素的研究日益广泛,但是研究中并未涉及回收与再制造系统整个框架模型以及系统边界问题,对回收与再制造系统中控制因素和绿色影响输出因素之间的关系缺乏因果表述,且对影响系统输出的主要关键性因素缺乏明确研究表述,只是从某一个角度考虑因素对系统的影响,缺乏系统因素整体结构框架以及系统因素之间的比对关系。本文从系统角度构建回收与再制造系统结构模型,进行系统结构仿真研究,分析了系统内部状态集合以及输出集合,并利用结构模型化技术建立了整体模型,分析了要素之间关联关系以及相互重要性程度。本文建立的系统结构模型,运用了关联仿真［１８－１９］、结构模型化技术［２０－２１］,并进行了数学形式化处理［２２］,具有较好的通用性。
1 回收与再制造绿色系统因素选取
1.1 回收与再制造绿色系统控制因素
在回收与再制造系统控制因素的研究中,阳成虎等［４］考虑了废旧产品的质量和用户心理回收价格等因素,制定了基于回收价格、回收数量和再制造成本阈值的最优回收策略。赵忠等［１０］论述了国内外废旧产品回收计划、拆卸计划、生产计划等方面的研究现状,阐述了再制造中不确定性特征、产品回收后状态、再制造生产计划控制方面的不足。倪霖等［１３］指出当前逆向物流研究主要集中于体系结构研究、回收策略、网络优化和逆向物流供应商选择上。王旭等［１４］讨论了技术属性所包含的装备先进性、管理手段先进性、物流技术先进性。韩小花等［２３］分析了闭环供应链回收渠道决策,得出制造商竞争、废旧产品回收的难易和再制造成本共同影响回收渠道演化结果的结论。代应等［２４－２５］对回收系统的主体功能,系统要素(主体、物流、信息、回收渠道),组织结构和内外环境因素进行了研究,建立了由生产商、消费者、报废回收中心等多节点集成的绿色回收系统结构模型;认为实现绿色回收需要提高全民意识且法律手段与经济杠杆并行,提高再制造技术理论应用,推行汽车绿色设计。 周丹等［２６］研究了回收中EPR(extended producer responsibility)的实施手段,包括强制法律手段以及非强制经济(价格补贴等)和教育手段(环境意识、绿色消费)等。刘笑萍等［２７］分析了用户主动返回的激励性因素,其中回收距离、手续的便利性、经济性、再制造能力、企业形象规模、个人的经济状况、社会责任感等都与用户主动参与回收息息相关。周育红等［２８］从法制建设、回收网络构建、回收技术研究、宣传教育等方面提出了针对回收与再制造的建议。 赵宜等［２９］针对回收产品收集、预处理和再制造等问题,建立了回收物流设施选址模型。毛玉如等［３０］从立法、循环经济、政策和回收体系等方面探讨了回收处理情况。周永圣等［３１］对政府监控行为进行了定量描述,研究了政府监视下的三种回收模式。刘志峰等［３２］探讨了废旧产品有效的回收途径,并基于工艺、环境、经济、设备等相关数据和专家知识,建立了回收工艺流程评价决策系统。谢家平等［３３］构建了废弃产品返回数量及时间、回收处理过程中的再造零部件和可再生材料的比例等预测模型。李清等［３４］从产品维(产品磨损),市场维(认可度、销售水平、价格水平),过程维(环境和处理成本、投资、处理能力、经济效益),政策维(政府支持与关注),环境维五个方面研究了回收处理策略的决策要素。顾巧论等［３５］在再制造系统信息网络模型研究过程中发现,再制造政策法规、废旧产品信息、新产品需求以及回收方式价格、相关宣传等会严重影响再制造与制造系统之间的博弈,此外,他们还研究了再制造库存问题。曹华军等［３６］以低成本、节能、环境友好为改进目标,提出了再制造技术框架。张萌等［３７］阐述了回收成本包括回收能力建设和投资以及支付给消费者的成本。
综上所述,回收与再制造系统是考虑回收、拆解、再制造、再利用各个过程环节,围绕主体、过程、技术、物流、资源、资本、政策、社会、人因等不同维度,将过程、主体、结构、功能等要素集成的系统。因此回收与再制造系统是在资本和技术的支撑控制下,寻找系统所需信息,将系统组织集成,在主体参与下实现绿色绩效输出的过程。本文从技术、过程、主体、组织、控制、信息、资本七个维度归纳出回收与再制造绿色系统中控制因素属性集,并提炼出分类属性集因素,形成回收与再制造系统项目控制因素集,如表1所示。
1.2 回收与再制造绿色系统绿色绩效输出因素
经济因素方面,倪霖等［１３］从利润率、运输储存、拆卸清洗、废品处理、管理服务等成本经济角度评价了回收与再制造价值;代应等［２４－２５］提出经济绩效水平包含盈利能力如资金周转、净资产利用率、总资产利用率,成本水平包含运输成本、投资成本、运营成本、补偿和监督成本,以及惩罚成本和环境污染治理成本;魏洁等［３８］考虑了回收物流主体的利润;黄祖庆等［３９］研究了回收中主体间期望收益及税收价格;李响等［４０］分析了回收价格对再制造企业收益的影响;董景峰等［４１］以物流成本最小为目标进行了网络设计;范体军等［４２］分析了考虑激励与不考虑激励情况下再制造产品成本对回收率和利润关系;李丽等［４３］分析了系统中回收价格、转移价格、回收量、制造商利益、分销商利益、消费者利益和政府利益之间的相互制约关系;谢家平等［４５］分析了废弃处理策略的成本和效益,从制造费用、销售收入、材料采购费用、环保费用等方面量化分析了再用收益、再生收益、填埋成本、回收净收益、再生项数等目标。在人因方面,倪霖等［１３］评价了体系中企业核心竞争力,包括顾客满意度、信誉度、快速响应、品牌保护、拆解利用技术水平、三废处理能力,社会角度涉及满足国家法律要求、改善环境等;代应等［２４?２５］提出改善员工素质、信誉度、工作环境等相关内容;陆莹莹等［４６］讨论了消费者的态度、主观性意识、习惯和回收信息及经济因素等主导回收行为的发生条件;余福茂等［４４］探究了知觉行为控制、环境意识、舆论宣传等因素对回收行为的影响。在环境方面,胡剑波等［１６］分析了基于绿色再制造的企业运营,从资源综合利用率、排放物利用率、环境污染率、原材料减量使用、减少三废排放、减少噪声产生、减少对工人健康危害等方面对环境污染进行了阐述;代应等［２４?２５］从环境方面出发提出研究总能耗以及三废处理问题的方法;刘志峰等［４７］提出环境污染包含大气影响、水质影响、固体废弃物排放和噪声影响。在资源方面,倪霖等［１３］研究了废旧汽车回收率、材料再利用率等指标;王旭等［１４］指出绿色资源属性方面包含人力、设备、再利用三个方面,具体包括员工素质、拆解设施利用率、环保设施利用率、材料回收率;代应等［２４?２５］讨论了材料利用率和包装利用率以及增加就业岗位等指标。结合引言中关于文献[13?16]的总结以及经济［４８］、环境［４９］、资源数据库［５０］对上述绩效指标进行总结归纳,最终得到绿色绩效输出为以下四个方面——— 经济集、环境集、资源集、人因集。表2归纳出了绿色绩效输出Tｒ,包含经济集Eｃ、环境集Eｎ、资源集Rｅ、人因集Hｆ。
2.1 关联模型
2.1.1 定义关联规则
分析系统结构因素,定义项目控制因素集合P、T、S、O、C、F、I;项目控制集合It={Tx,Py,Sz,On,Cm,Ij,Fl}(x,y,z,n,m,j,l∈N);序列δ={x,y,z,n,m,j,l};项目数据库;It中的任一子集X⊆D、Y⊆D;定义绿色事务输出集合Tr={Ec,En,Re,Hf},控制函数为fx,系统结构集合M={It,fx,Tr}。
规则1系统结构关联规则。绿色事务生成是指由主体S经过P向另一主体S变迁过程中产生的对特定属性影响的过程。系统形式:;其中为子系统(组织O),进而对子系统进行分解为局部组织,直到不能分解后停止,此过程中由技术T、信息I、资本F提供支撑,最终形成绿色事务集输出,如图1所示。记绿色事务集生成过程为控制函数fx;参与元素组成项目集合X,以及元素下标序列δ;关联仿真表述为项目子集X在函数fx控制下对应绿色事务输出,即:。
规则2 控制项目集优化。控制项目集X形成事务集Tｒｘ,数量为项目集X的支持数σｘ,支持度sup(X)=σｘ/∑|Tｒ|,sup(X)越大,则称X为大项目集,否则X为小项目集;X中项目元素出现在各项目集中的次数称为频数,如元素P出现在各项目集中的次数,记为|P|,频数越大,项目元素越重要。
规则3绿色事务集优化。若,则存在X⊆Y或Y⊆X;定义Y的置信度con(Y)=|X∩Y|/|Y|;X的置信度con(X)=|X∩Y|/|X|;|X|为序列δ元素个数。若X⊆Y,显然con(X)≥con(Y),称为强规则,为弱规则。关联规则以强规则执行,去除弱规则。
规则4 系统结构集合输出。根据规则1~3中控制项目集Iｔ与绿色事务集Tｒ以及关联控制函数f得到系统结构集合M(X,f,Tｒ)。
2.1.2 关联仿真程序流程
根据上述规则制定系统结构仿真程序流程如图2所示,具体步骤如下:
(1)数据库D根据规则1产生项目子集Xｉ,若Xｉ≠ Xｉ－ｎ转到步骤(2),否则继续执行步骤(1)。
(2)根据规则1判断Xｉ是否能通过控制函数fｘｉ产生事务集;若不能产生事务集,则i←i+1,返回步骤(1);否则,判断支持度与频数,输出大项目集Xｉ中元素,转到步骤(3)。
(3)判断事务目标数据库T中是否存在元素Tｒｘｉ;若存在,转步骤(4);否则返回步骤(1)。
(4)计算支持度sup(Xｉ),记录序列δ,记录关联；转到步骤(5)。
(5)判断是否存在;如果存在,计算con(X),如果不存在,记录，删除；若con(Xｉ)≥con(Xｉ－ｎ),则删除M中，记录；转到步骤(6)。
(6)判断项目数据库D是否能产生有效子集;若是,i←i+1,跳转到步骤(1);若不是,则输出系统结构集合M{X,f,Tｒ},程序结束。
2.2 回收与再制造绿色系统关联仿真结果聚类分析
(1)系统结构集合结果。根据表1和表2中因素,进行系统关联仿真,得到结构集合M{X,f,Tｒ},以环境事务集为例,结果如表3所示。
(2)绿色绩效输出聚类分析。针对表3环境子系统中未回收报废产品导致土地污染为例进行分析;项目集X = {T１,P１,８,S１,３,４,８,O１,６,７,C１,２,７,８,I５～７，９,F１，３},根据图1映射规则,对绿色事务集生成做出解释,在子系统中发生,即回收体系(O7)中的回收网络(O1)段,作用主体包括消费者、回收商、物流供应商和其他外部主体;事务形成的函数表达过程如下:
依据绿色绩效事务形成过程(式(1)~式(8),对回收与再制造绿色系统内绿色绩效输出进行聚类分析。环境事务集元素项目控制集均为(T5,P5,S6,8,O4,5,8,C4,I1,2,5~10,F1);的控制集因素均为(T1,P1,S1,3,6,8,O1,C2,7,8,I5~7,9,F1,3),控制集之间很相似,且形成过程一致;故可以将两元素进行合并,进而对系统结果进行简化,生成新的元素代替原有的两种元素,如将再制造气体排放和再制造污染水量合并为再制造污染,未回收品搁置土地污染和未回收品搁置气体排放合并为未回收产品导致污染;填埋固体废弃物与再处理(拆卸清洗)污染实行合并构成再处理污染,从而达到系统最简化的效果。具体聚类结果如表4所示。
3 回收与再制造绿色系统结构模型
3.1 回收与再制造绿色系统因素
总结系统结构集合中项目控制因素(表1)和聚类后的绿色绩效输出因素(表4),得到回收与再制造绿色系统因素,如表5所示。
*表示多属性因素
3.2 回收与再制造系统绿色系统解释结构模型
根据上述关联规则,根据系统结构集合M中映射关系、仿真结果(表3)以及过程分析(式(1)~式(8)),建立回收与再制造绿色系统有向图,如图3所示。
根据上述有向图信息确定邻接矩阵,运用布尔运算得到系统结构的可达矩阵如下:
在可达矩阵的基础上,划分系统要素之间的关联类型,分析要素类型,找出整个系统中重要要素。确定系统共分17层,并分析系统结构如图4所示。
3.3回收与再制造绿色系统解释结构模型分析
依据可达矩阵及可达集和先行集的概念,即可达集R(Si)为系统要素Si可达要素的集合;先行集A(Si)为可达系统要素Si要素的集合;计算系统元素可达总数和先行总数。可达总数为系统要素Si可达其他要素的总数(可达矩阵元素行1的个数总数),为系统驱动力因素;先行总数为可达系统要素Si要素的总数(可达矩阵中元素列1的个数总数),为系统依赖性因素;统计结果见图5。
为了更清晰地分清系统要素的依赖性和驱动性,并找出关键性的要素,将元素消除自身影响,建立可达数Y和先行数X坐标系,元素坐标为(X,Y)。构建因素可达性与因素依赖性为相对概念。第一步,将X,Y分别减去1。第二步,如果X =0,则X =-Y;若Y =0,则Y =-X;其他情况X、Y值不变。得到依赖驱动因素坐标如图6所示。由此可知,第一象限为中间元素集,要素具有驱动性,也具有依赖性;第二象限为纯驱动元素集,第四象限为纯依赖元素集,故第二象限内不分析因素依赖性,第四象限不分析因素驱动性,即图6中负值不予以考虑。
从图4的结构角度分析,S28基础设施建设投入成本和S49 经济水平及人口分布以及S11市场退役机电产品拥有总量为回收与再制造系统的基础输入层,经济性投入为系统人为主动发生因素,而经济水平制约下的机电产品数量是系统发生客观因素,主动发生因素以及客观因素分别对系统绿色输出起着决定性作用;技术设施类因素是系统技术层,是构建专业化生产体系的基础性因素。外部环境如S46、S45、S4、S23、S3等共同影响着消费者对产品的购买,市场需求、产品分布等是背景范畴系统性影响因素;S44和S40从回收角度影响报废产品回收率;S22和S9从再制造角度对系统中生产和协同等过程产生影响。中间层控制因素包含再制造生产计划、拆卸计划、运输物流网络等,属于决策执行结果层,在底层控制因素影响下由系统结构输出。最上层因素为绿色绩效输出因素,即经济、环境、资源和人因等,是系统结构集合输出的系统绿色影响因素。由图5和图6可知,在依赖区域内包含S21、S24、S34、S1、S2、S18、S48 等元素,此区域内元素为系统的输出要素,从坐标图中可以看出S34、S24与S21为第一梯队依赖性元素,在调节输出时外部环境的影响因素复杂;其次,S1、S2、S18、S48 属于依赖元素的第二梯队,依赖数值介于10~20 之间,为中等复杂输出因素;第三梯队中数值介于1~10之间,如S5、S14、S7、S27、S35、S37、S47 等系统输出,这类系统输出元素受到其他因素的影响较小;由图6可知,为了调节系统输出,首先应该针对依赖性较小元素进行改进,如S37、S7等,输出要素的影响因素少,改进时具有更加明确的针对性。在系统的输入要素区域(第二象限),S28 是整个系统根本驱动力因素;其次,S49、S22、S23、S43、S45、S46是系统次级重要影响因素;可达数越大说明元素的影响力越大,故在进行系统分析及改进时应该考虑驱动数大的因素,即应考虑S28、S49等。同理,在驱动因素和依赖因素交叉区域的第一象限内,S26、S17、S33、S29等依赖性明显大于驱动性,故应为系统上层因素;而S11、S12、S20、S25等系统元素驱动性比较大,为系统底层因素。S19、S39、S10 等依赖性与驱动性均很大,为较重要中间元素。
综上所述,找出关键绿色影响因子对回收与再制造系统进行优化,依据图4~图6 综合分析可知,从绿色输出的角度,政府投入收益、材料回收利用率、设施利用率、环境污染治理成本处于第一级依赖性指标,这类绿色输出指标的影响要素很多,优化过程需要涉及系统全过程,涉及诸多方面的因素,优化时需要重点控制,以保证有效的绿色输出;物质资源消耗、再制造成本与收益、节约总能耗、报废产品回收率处于依赖性第二级,仅次于第一级指标,为了实现有效的绿色输出同样需要对全系统进行控制;第三级依赖性指标为公众满意度、再处理成本与收益、工作环境和质量、创造职业岗位数量、报废产品回收便利度、支付消费者资金等,这类绿色输出指标的影响要素较少,为系统局部输出,只需要对系统某个局部组织加以控制就能得到很好的绿色输出,这类指标的调控应该放在首位,只有在这些指标较好输出的前提下才能对第一级和第二级的输出指标进行优化,最终取得全系统绿色输出最优。
为获得更好的输出,需要调节系统输入,故对系统的输入因素进行分析。首先从系统角度,基础设施投入、经济水平以及人口分布从根本上制约着回收与再制造系统,故应该考虑加大对再制造行业的投入,如再制造技术、回收技术和先进设施的研发和应用,增大行业的投入,促使技术的进步以提高资源利用率。其次研究外部环境,从市场的购买与回收等方面分析再制造系统,研究市场情况与经济水平、增强消费者意识以及相关环保意识,从再制造的源头提高回收利用率;加强宣传教育投入,增强再制造品的市场竞争力;调节再制造品销售价格以及策略,促进对再制造品的使用,提高消费者对再制造产品的接受认可度,只有在市场接受认可的情况下,再制造才能得到更深层次的发展。再次制定完善环境法律,制定行业技术规范,加强运行监管,只有强有力的市场规范,才能使再制造系统从宏观背景层上得以完善。最后,从回收与再制造系统中的骨架因素进行分析,第一,需要完善回收物流网络,保证回收产品的数量和质量,并赢得社会的认可;第二,对再制造生产系统,需要制定生产计划以实现生产过程有序控制,应用先进技术减少污染,在节约成本的同时改善生产环境;第三,建立信息化系统网络,实行节点间信息共享,充分节约资源和能源,节约成本,减少环境污染和资源浪费。
4 结语
本文从系统工程和智能仿真的角度分析回收与再制造系统绿色影响因素间的关联关系,充分挖掘出系统因素以及系统因素间的相关关系,通过制定关联规则进行关联仿真,消除主观影响,形成回收与再制造系统边界,得出回收与再制造系统内环境、资源、经济、人因等绿色影响子系统因素,并在找出因素相关性的基础上构建解释结构模型,得到系统递阶结构,清楚系统整体结构以及层级关系,找出关键影响因素,为系统结构研究优化提供理论依据。
摘要：从系统工程的角度分析提炼了系统的绿色影响因子,从技术、过程、主体等多维度归纳了控制因素集,从经济、资源、环境、人因等维度归纳了绿色绩效输出集。提出关联规则并进行关联仿真,结合仿真结果对绿色绩效输出集进行聚类分析,最终得到了50个系统因素。建立了系统结构有向图,基于解释结构矩阵建立了整体结构,分析了要素之间的层级关联以及对比关系,为回收与再制造系统绿色绩效输出提供了优化方向。
智能抄表系统对电费回收的影响 篇4
关键词：智能抄表系统；电费回收；电费收缴
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0070-02
很长时间以来，我国的燃气、电、水三表的抄表工作均由抄表人员定期挨家挨户进行读取和记录，以抄表结果为依据，计算出费用后，再分别到各家各户进行收取，而由此所导致的工作量和工作误差也通常较大，并会大大增加抄表人员和相关公司的工作难度。智能抄表系统是随着近年来我国科学技术发展而逐步出现和完善的技术，这一技术能够最大限度简化抄表流程，抄表员无需挨家挨户抄表记录数据，智能化电表能够对用户数据进行实时监控、定时发送和自动采集，这就大大提高了电力公司的工作效率，达到了节约物力、人力和时间的目标。另外，智能化电表能够准确统计用户的实时用电情况，同时确保了电表数据的真实性和准确性，因而有利于管理部门现代化管理水平的提高，也是整个电力系统实现整体自动化的基础，能够最大限度提高电力供应企业的工作效率。
1 电费收缴问题的主要影响因素
作为一种十分特殊的商品，电力资源已经渗透到了人们工作和生活的各个方面，但电费的收取却存在较大的难度，这大大增加了电力企业的工作负担和压力。导致电费收缴困难的主要影响因素包括：第一，我国居民的购电意识较差，电力企业只有通过多种行之有效的方式进行催费，才能够提高自身的电费收取率，但实际情况却是电费收缴工作并无明显的进展，因此，电费收缴模式的改变是势在必行的趋势，只有这样才能够化解现阶段电费收缴工作过程中存在的问题，例如，电力企业可逐步提高电费收缴人员的素质、完善相关的法律法规、严格执行电力供应合同、强化电费收缴工作人员的绩效考核制度、转变电费结算和收缴模式等等。第二，电费退补操作和用电的计价方面也存在一定的问题，频繁调整电费水平会对电力供应企业的经济效益造成严重的影响，也会大大增加用户缴费的困难性，进而不利于电费的收缴。第三，电力供应企业在电费收缴方式上存在明显的缺陷，缺乏明确的缴费监督机制，进而导致了人工抄表收费的缺陷，使得电力企业存在供电费用与电费收入不相符的现象。第四，国家宏观调控措施也会直接影响电费的收缴工作，其主要原因在于，作为高能耗企业，国家宏观调控政策会直接影响电力供应企业的经营管理制度和经济水平，进而增加电费收缴风险，造成坏账或死账。
2 传统抄表与智能抄表的差异
2.1 无人智能化抄表
无人智能化抄表是传感器技术与计算机网络技术的有机结合，利用电表传感器等设备，核算系统能够接收到智能化电表自动传送的用电数据。无人智能化电表能够实现所有电力用户用电情况的实时监测，用户用电和电费缴纳原则也是购电在先、用电在后，这一用电原则能够最大限度地降低电费拖欠现象的发生率。另外，智能化电表能够准确评估电力系统负荷情况，因而降低了电网维护成本以及用电事故的发生率。无人智能抄表系统的主要优势在于可以最大限度减少抄表员的工作负担，降低电网运行成本，及时发现和处理电力系统故障。
2.2 半智能人工抄表
半智能人工抄表是智能化电表的技术基础，能够利用手工读表仪进行电表数据的检查，并使用计算机技术计算和整理电量的使用情况。半智能人工抄表的优点是可以通过很少的用电统计数据，进行较为全面且准确的统计，从而最大限度降低拖欠电费和偷电现象的发生率。
2.3 人工抄表
人工抄表是我国传统上最为常用的抄表技术，即抄表人员对电力用户的电力资源使用情况进行挨家挨户的核查，根据核查结果对电费进行计算。人长期地处于工作状态，易出现错钞、漏抄等现象，而在工作中，管理人员也难以对工作质量实施有效的管理。由现实情况来看，这一抄表方法的技术投资较小，但无法严格限制窃电现象和电费拖欠问题，数据存在误差，且抄表人员的工作量较大。
3 智能抄表系统对电费回收的影响
3.1 智能抄表系统的社会效益
智能抄表能够在最短的时间内发现和处理电表异常状况，从而保证为所有电力用户提供最为可靠且优质的电力资源。无人智能抄表的应用有助于提高电力系统统计数据的说服力和科学性，避免各种人为因素对电表统计数据的影响，同时能够保证电力企业为用户提供更加优质的服务，降低电力用户与供电企业之间矛盾的发生率。
3.2 智能抄表系统的经营管理
智能化电表能够最大限度降低供电企业的经营成本，实现企业减员增效的管理目标，提高电力企业的工作效率，减少营销工作量，降低抄表人员外出工作的风险，节约人力、物力和实践资源，减少工作人员的工作负担。同时，能够对各级电压等级的损耗情况进行更加深入全面的了解。
3.3 智能抄表系统的优势
智能抄表系统能够防止窃电现象的发生，同时有助于降低回收电费后系统总电量核算的误差值。另外，智能电表能够通过传感器及时向系统报告窃电发生情况，因而有助于窃电现象发生率的降低，例如，通过传感器能够准确判断用户异常超载、反转窃电以及电压窃电现象发生的情况。智能抄表系统能够对数据情况进行实时统计，进而准确计算用户电费使用情况，并为用户购电提供方便。
3.4 智能抄表系统势在必行
随着农网、城网的改造，电表的需求量迅速增大，抄表的工作量也相应增多，所需的人员也越来越多，造成人力成本大幅度的上升。若采用智能抄表则能节约人力资源，降低人力成本。智能抄表不需要预约上门抄表的时间，居民用电量会自动抄收，不仅能实现收费的自动划拨，还能迅速地查询账单，更好地方便用户。智能抄表可提高抄表的准确性，减少账单的错误，使供用电部门能及时准确地获得数据信息，这有利于提高电业局的服务质量，并能树立其良好的形象，还可进一步与配电自动化系统、调度自动化系统和电费账单管理系统等网络联网，实现电网的全面自动化。
4 结语
综上所述，智能抄表系统是通信技术、仪表测量与网络技术的有机结合，随着近年来我国电力系统技术的逐步发展，智能电表的应用价值也逐渐受到了人们的认可，并得到了广泛的应用。智能抄表技术的应用为电费的回收提供了较为准确的依据，因而必然有助于整个电力系统的进一步发展。
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回收系统模型 篇5
2004年, 笔者在《关于废旧家电回收利用法之“付费制度体系”研究》[1]一文中提出了在法律框架内建立废旧家电回收利用的“付费制度体系”初步构想。2009年2月25日, 国务院《废弃电器电子产品回收处理管理条例》[2]正式公布。本文旨在通过全面分析电器电子产品生命周期内流转环节的传统模式及其存在的问题, 在阐述构建废弃电器电子产品回收处理 “付费制度体系”基本原则的基础上, 着重论述构建废弃电器电子产品回收处理的“付费制度体系”生命周期模型, 并就其运转方式和重要意义进行了讨论。
2 流转环节的传统模式与存在问题
废弃电器电子产品回收处理“付费制度体系”的建立应从分析电器电子产品生命周期内流转环节的传统模式[3] (图1) 入手, 才能做到目标明确、有的放矢, 具有较强的针对性。
在传统模式下, 废弃电器电子产品回收处理存在一系列不同程度的环境污染和资源浪费等问题, 主要表现在:①回收责任制度缺失问题。制造商在无环保要求及回收处理责任要求的情况下, 往往选择使用成本低廉但环境污染严重或回收处理困难的材料, 既不利于国家环境保护战略的实施, 又不利于技术进步和缩小与发达国家在技术上的差距, 并易遭受技术性贸易壁垒的阻击而不利于产品出口。②不能完全回收问题。由于各类主体间相互脱节, 废弃电器电子产品的回收率和回收利用率非常低, 导致资源被严重浪费, 特别是部分电器电子产品中所含稀有贵金属等国家短缺资源的浪费。③不规范回收问题。由于缺乏监管与跟踪, 一些体积小、价值低的电器电子产品往往不能按照规范要求回收而被随便丢弃, 夹杂在生活垃圾中被焚烧、填埋或散落于土壤和水体之中, 易造成有毒物质、放射性物质等对大气、水体 (包括饮用水源) 和土壤等的严重污染。④不按时回收问题。由于我国人民崇尚节俭美德, 在缺乏有效手段监督强制报废的情况下, 大量超过报废标准时限的电器电子产品仍在超期服役。随着相关器件的磨损和老化, 各类漏电、触电、爆炸及火灾等大小事故频繁发生, 给人们的生命财产安全造成了重大损失。⑤不规范处理问题。由于缺乏对回收处理废弃电器电子产品的跟踪监督管理, 各类处理机构的处理方式、处理能力和处理目的不尽相同, 导致其中可利用的资源得不到利用, 或被不安全焚烧和填埋, 对环境造成严重污染。
这些问题对我国的环境保护事业发展构成了极大挑战, 对人民群众生产和生活带来了严重威胁。同时, 也不利于我国新时期建设资源节约型、环境友好型社会发展目标的实现, 必须得到彻底有效的改革。
3 “付费制度体系”的基本原则
废弃电器电子产品回收处理工作涉及产品制造商、进口商、经销商、消费者、回收处理机构等多个环节, 且往往产品的使用寿命长短不一, 品种多、总量大, 流通过程复杂。笔者认为, 构建废弃电器电子产品回收处理的“付费制度体系”必须充分借鉴西方发达国家的立法经验, 结合我国现阶段的特殊国情, 以明确规定的《强制报废标准》为依据, 以制造商责任制[4]、消费者义务制[5]和全过程管理[6]等为基本原则, 做到在废弃电器电子产品的回收处理环节中使制造商、经销商、进口商、消费者、回收处理机构等在回收处理监管机构的监督管理下, 分工明确、职责清晰、环环相扣、传承有序。
其基本原则为:①必须以明确规定的“强制报废标准”为依据。目前, 国家标准化管理委员会虽然出台了《部分标准通则》和《家用电器安全使用年限细则》[7], 但并非强制报废标准, 大量早该强制报废的电器电子产品仍在超期服役, 这已成为制约废弃电器电子产品回收处理的主要障碍之一。②必须以“制造商责任制”为原则。西方发达国家的主流观点认为, 决定电器电子产品中有害物质含量的是制造商[8]。因此, 欧美各国均实行制造商责任制[9], 规定应由制造商承担废弃电器电子产品回收处理的费用和相应工作。在我国, 由于缺乏有效的制度配套, 制造商责任制一直不能得到落实。③必须以“消费者义务制”为原则。长期以来, 在废弃电器电子产品回收处理领域, 对消费者义务的约束多停留在道德范畴, 缺乏法律形式的硬性约束。在这种情况下, 消费者违背道德标准不需付出任何直接成本或代价, 从而直接导致了电器电子产品超期服役或随便丢弃。因此, 消费者主动协助废弃电器电子产品进行回收处理的义务应以法律的形式予以明确。④必须以“全过程管理”为原则。全过程管理原则要求废弃电器电子产品回收处理的监管机构能对电器电子产品在生产、流通 (进口) 、使用、再流通、回收处理等环节的责任主体变更情况进行登记管理, 建立电器电子产品整个生命周期内的生产、销售、使用、维修、转让直到回收处理所有环节在内的每台 (个) 产品身份及状态数据库, 从而使电器电子产品在自其“诞生”之日起至其回收处理为止的整个生命周期都处于监管机构的监督管理之下, 并保证在其报废到期之时能够准确追踪到当时的所有者或使用者和电器电子产品本身, 确保回收处理过程的完结。
4 “付费制度体系”生命周期模型及其运转方式
通过对电器电子产品生命周期内流转环节的传统模式分析, 以及对构建废弃电器电子产品回收处理“付费制度体系”基本原则的论述, 我们可构建废弃电器电子产品回收处理“付费制度体系”生命周期模型[10], 见图2。
注:undefined表示实物由主体A转移到主体B;undefined表示实物在主体A与主体B之间的双向转移;undefined表示主体A对主体B应承担的某种职责或义务;undefined表示主体A和主体B之间相互应承担的某种职责或义务。
该模型的核心内容和运转方式为:①设立废弃电器电子产品回收处理监督管理中心 (简称“废电产品监管中心”) 。废电产品监管中心隶属于国家环保部, 由其建立全面的电器电子产品信息数据库, 征收和返还价内回收处理费和价外回收保证金, 统一负责全国范围内电器电子产品本身及在其整个生命周期内各环节间流转状态信息的登记、变更工作, 并保证所有已售产品在生命周期内随时可以追踪到位, 且在报废期限到期后一定时期内 (如3个月) 完成回收处理工作。废电产品监管中心作为国家环保部下属的执法部门, 有权要求电器电子产品流转环节中的所有相关主体对其开展废弃电器电子产品回收处理工作予以全力配合。废电产品监管中心应根据需要在国家环保部的批准下分设各地派驻机构, 实行垂直管理, 以方便履行职责, 减少地方政府部门的干扰。②在废电产品监管中心之下设立废弃电器电子产品回收处理基金 (以下简称“废电产品基金”) , 基金资金由废电产品监管中心征收的价内回收处理费、价外回收保证金和按规定罚没的收入组成。价内回收处理费是指由废电产品监管中心根据不同电器电子产品的资源消耗率、回收处理难度和资源回收利用价值等因素核定的向国内电器电子产成品制造商和电器电子产成品进口商征收的税费, 包括回收费、处理费和环保公益金。回收费是指对废弃电器电子产品回收机构而言, 因缺乏回收收益而造成的回收成本的补贴费用。处理费是指对废弃电器电子产品处理机构而言, 因缺乏处理收益而造成的处理成本的补贴费用。环保公益金是指对因实物资源消耗和环保资源消耗而需要承担的社会公共资源成本的补偿金。价外回收保证金是指由废电产品监管中心根据不同电器电子产品的零售价格及回收利用价值的一定比例 (如零售价格的5%—10%) 核定的由消费者在购买电器电子产品时缴纳并在规定期限内主动进行回收后退还的保证金, 用以保证绝大多数消费者能在报废期限内主动回收电器电子产品。废电产品监管中心有权根据公众举报和监管检查等渠道, 对不按规定主动回收电器电子产品的消费者和违反规定冒领盗占、弄虚作假的回收处理机构等进行处罚, 罚没所得用于补充废电产品基金。为防止基金收入被用于废弃电器电子产品回收处理以外的用途, 应规定基金收入仅可用于支付对应的回收费、处理费和价外回收保证金, 剩余部分定期结算确认后用于经国家环保部批准的各类环保公益事业建设项目, 包括但不限于对优秀废弃电器电子产品回收处理机构及行业组织的补贴或奖励等。废电产品监管中心和废电产品基金的工作人员按公用事业单位性质参照公务员薪酬待遇予以全额拨款, 从而避免基金收入通过灰色渠道挪作他用的可能。③从国内电器电子产成品制造商和电器电子产成品进口商共同指向废电产品监管中心的①号箭头是指:国内电器电子产成品制造商和电器电子产成品进口商有义务根据废电产品监管中心的统一格式要求编制出厂电器电子产品的信息编码, 并及时上报废电产品监管中心建立统一的电器电子产品信息数据库。每台 (个) 电器电子产品必须拥有统一的格式, 以数字和字母组成的唯一的身份号码, 并对相关标签以防伪技术进行处理后置于产品的多个部位。身份号码字段可由电器电子产品类别、生产厂家、序列号、生产日期和报废日期等信息组成, 任何厂家出厂的任何产品之间均不得重复。随产品销售时, 生产厂家应配发由废电产品监管中心和生产厂家盖章确认的经过防伪处理的身份证书和维修卡。身份证书应预留终端零售机构及消费者信息登记格式空页及转让、回收及处理信息登记格式空页。身份号码、身份证书信息等与废电产品监管中心的电器电子产品信息数据库中的信息一一对应, 用作返还回收费、处理费和价外回收保证金的主要证明材料。④从国内电器电子产成品制造商和电器电子产成品进口商共同指向废电产品基金的②号箭头是指:国内电器电子产成品制造商和电器电子产成品进口商有义务根据废电产品监管中心核定的标准向废电产品基金缴纳价内回收处理费, 包括前述回收费、处理费和环保公益金三项费用。⑤从消费者1和消费者2指向各类终端零售机构的③号箭头是指:消费者1和消费者2有义务根据废电产品监管中心核定的标准在向各类终端零售机构支付购买产品费用的同时缴纳相应的价外回收保证金, 各类终端零售机构则需向消费者开具由废电产品监管中心专门提供的代收凭证, 用作日后返还价外回收保证金的凭据之一。⑥从各类终端零售机构指向废电产品监管中心的④号箭头是指:各类终端零售机构有义务根据废电产品监管中心的统一格式要求填制终端零售机构信息及消费者详细信息并报送废电产品监管中心, 用以建立电器电子产品信息数据库, 并同时在产品身份证书上进行详细登记签章。终端零售机构信息可由终端零售机构的名称、工商注册号或税务登记号、经营地址、法定代表人、联系人、联系电话等信息组成。消费者信息可由消费者名称、身份证号码、住址、联系电话等信息组成。⑦从各类终端零售机构指向废电产品基金的⑤号箭头是指:各类终端零售机构须将代收的价外回收保证金定期结转给废电产品基金。⑧位于二手货回收交易机构与废电产品监管中心之间的⑥号双向箭头是指:电器电子产品实现首次销售后在生命周期终结前的可由二手货回收交易机构回收后再次销售;二手货回收交易机构在将其自身信息和消费者信息进行变更登记和上报并得到实时确认后, 须如位于消费者1或消费者2与“二手货”回收交易机构之间的⑧号双向箭头所示, 受让方向转出方支付转出方此前已缴纳的价外回收保证金和“二手货”剩余价值;消费者私下达成交易的, 也必须到废电产品监管中心核准的二手货回收交易机构进行消费者信息变更登记和上报确认, 然后在“二手货”回收交易机构的指导下支付价外回收保证金和“二手货”剩余价值 (价格由买卖双方协商确定) 。⑨从各类废弃品回收机构指向消费者1、消费者2和“二手货”回收交易机构的⑧号箭头是指:各类废弃品回收机构通过与废电产品监管中心实时交换废弃电器电子产品回收信息数据并得到确认后 (如位于各类废弃品回收机构与废电产品监管中心之间的⑦号双向箭头所示) , 有义务向消费者或“二手货”回收交易机构预先代为返还价外回收保证金和支付废弃电器电子产品的剩余价值 (价格由买卖双方协商确定) 。⑩从各类废弃品处理机构指向各类废弃品回收机构的⑩号箭头是指:各类废弃品处理机构通过与废电产品监管中心实时交换废弃电器电子产品回收信息数据并得到确认后 (如位于各类废弃品处理机构与废电产品监管中心之间的⑨号双向箭头所示) , 有义务向各类废弃品回收机构预先代为返还价外回收保证金和废电产品监管中心在相应产品销售前核定的回收费, 并支付废弃电器电子产品的剩余价值 (价格由买卖双方协商确定) 。undefined从废电产品基金指向各类废弃品处理机构的第undefined号箭头是指:废电产品基金在得到废电产品监管中心的核准指令后向各类废弃品处理机构返还价外回收保证金和废电产品监管中心在相应产品销售前核定的回收费与处理费。
5 付费制度体系生命周期模型的重要意义
由上述生命周期模型和对运转方式的详细说明不难发现, 构建废弃电器电子产品回收处理的付费制度体系对有效解决传统电器电子产品流转模式下存在的诸多问题具有显著意义。主要表现在:①通过设立废电产品监管中心和废电产品基金, 建立电子电器产品信息数据库, 可将全过程管理真正落到实处, 做到对电子电器产品整个生命周期内的所有流转环节进行全过程管理, 可更加有效、彻底地解决不完全、不规范和不按时回收的问题, 真正做到对废弃电器电子产品回收处理的环环相扣、严密无缝。这也正是生命周期模型的核心价值所在。②通过价外回收保证金设置, 可将由道德规范约束的消费者义务落实到法制柜架中来, 是消费者义务制在废弃电器电子产品回收处理的法律体现, 可有效解决不完全、不规范和不按时回收的问题。价外回收保证金制度的运用, 将直接增加消费者违反国家废弃电器电子产品回收处理规定的成本, 从而通过经济杠杆作用达到为社会管理服务的目的。③通过价内回收处理费的设置, 制造商责任制可在废弃电器电子产品回收处理中得到有效实现, 解决回收责任制度缺失的问题, 使制造商或进口商为自己制造或进口的产品对资源占用和回收的费用买单, 既可避免废弃电器电子产品因回收处理成本高于回收处理收益而导致的回收率低的问题, 又能促使制造商进行技术革新, 降低单位资源消耗和回收处理难度, 以增强产品的竞争力。④在实际运转过程中, 将价内回收处理费拆分为回收费、处理费和环保公益金, 并将回收费和处理费的返还安排在最后环节兑现, 有效保证了废弃电器电子产品沿着规定的回收处理路线进入废电产品监管中心核准的各类废弃品处理机构进行处理, 从而避免不合格处理机构的非法盈利和产生二次污染。
摘要：从分析电器电子产品生命周期内流转环节的传统模式及其存在的问题入手, 系统阐述了构建废弃电器电子产品回收处理的“付费制度体系”, 以及制造商责任制、消费者义务制和全过程管理等基本原则, 并对废弃电器电子产品回收处理的“付费制度体系”生命周期模型的运转方式及其重要意义进行了论述。
关键词：废弃电器电子产品,回收处理,付费制度体系,生命周期
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废旧电脑回收网络规划模型研究 篇6
现如今废旧电脑量越来越大, 而电脑中一半以上的物质都对人的健康有害。如果对废旧电脑不好好处理, 对环境造成的危害将极为严重。必须考虑废旧电脑的回收问题, 因此构建一个高效的回收网络模式十分重要。
2 回收网络模式研究
2.1 国内外研究现状
国外学者物流网络构建方面的研究, 主要集中在一些具体产品的逆向物流网络规划。而在回收模式下, Savaskan 等人 (2004) 研究了制造商直接回收、制造商委托销售商回收和第三方回收三种回收模式下的效率, 结果销售商负责回收为最佳模式。
国内学者大多数都集中在逆向物流的概念, 成本, 效益以及管理方面的问题。黄祖庆和达庆利 (2006) 研究了需求确定条件下制造商和销售商决策权不同情况下再制造供应链结构的效率。钟德强和仲伟俊 (2004) 研究了一个供应商和多个零售商组成的二级供应链中, 零售商在斯坦尔伯格博弈中主从关系变化对效率的影响。
已有硕士论文研究了相关的领域, 如姜宁在其硕士论文中, 对前人提出的模型加以改进, 并考虑了正向与逆向设施相结合的规划, 同时对正逆向进行优化。陈文若在其硕士论文中论述了备件修复供应链的逆向物流网络设计问题。
2.2 存在的问题
近些年回收物流网络规划模型方面的工作, 取得了颇多的成果, 实际运用中收到了很好的效果, 但很多模型还存在一定的局限性:要么没有考虑到具体的运用情况;要么考虑的是单方面的, 不能满足现实的需求。还有些模型在原来的正向物流基础上建立了逆向的回收网络, 表面上固定投资减少了, 成本降低了, 但从长远来看, 这样的模式不能够形成规模经济。有的模型是在原来正向物流的基础上单独建立一个逆向物流回收网络, 造成不必要的浪费。
3 废旧电脑回收模式
3.1 第三方为主体的回收模式
交给第三方回收, 生产企业就可以集中精力做好自己的核心业务, 提高企业的竞争优势。但目前, 我国专业的第三方回收处理企业还很少, 规模也相对较小。随着我国废旧电脑的年增量迅速增加, 完全采用第三方为主体的回收模式, 回收能力显然不足, 满足不了回收的需要;如果一定要交给第三方来回收, 那就只能跟多个第三方合作, 这样势必会增加回收成本;这就违背了废旧电脑回收的初衷。
3.2 零售商为主体的回收模式
因为零售点分布的比较广泛, 交通也比较便利, 对相关产品的性能指标有一定的了解;同时因为零售商是跟电脑用户直接接触的, 所以能更好地熟悉用户的需求以及想法, 且零售商对客户的心理能更好地把握, 这样能更好地为回收服务;但是零售商技术与精力毕竟有限, 不能完全满足于回收的需要;且回收需要的检测设备与回收设施设备零售商不能一应俱全。
3.3 生产企业为主体的直接参与的回收模式
生产企业有足够的专业知识以及资金来满足回收的需求, 企业也能更迅速直接了解用户对电脑的需求与评价, 可以说一举多得。但生产企业的核心竞争力毕竟是生产技术, 不可能把太多的精力、资金以及人力资源放在回收项目上, 否则就会导致企业本末倒置。况且很多生产企业是迫于政府与社会的压力而从事废旧电脑的回收工作。因此, 如果生产企业必须自己进行废旧电脑的回收工作并拆解, 进行专业化的回收处理, 那么废旧电脑的回收工作就可能会成为生产企业的一项新的负担。所以生产企业将会选择与销售商或第三方合作来减少成本与风险。
4 回收模型的建立
4.1 建立回收网络模型过程中的不确定性因素
因为电子产品回收具有很大的不确定性, 给回收任务带来了较大的困难。比如在废旧电脑回收的过程中, 存在不确定因素有:
(1) 废旧电脑回收的质量指标问题;
(2) 废旧电脑回收的数量问题;
(3) 废旧电脑回收的价格问题;
(4) 二手市场对旧电脑的需求量问题;
(5) 废旧电脑回收的废弃率问题;
(6) 正向物流设施设备可被利用率问题。
因此, 在废旧电脑的回收过程中, 必须对一些不确定的因素进行人为的规定, 即提前假设性地设置好一些不确定因素为已知的条件, 这就要对模型的一些条件提出假设。
4.2 模型假设
(1) 假设各种类型的废旧电脑回收的所有材料都是通用的;
(2) 废旧电脑回收站点、检测中心、再制造点的供选择点是确定的;
(3) 假设电脑的废弃率是一定的;
(4) 旧产品返回二手市场率是一定的;
(5) 二手市场的最大需求量是一定的;
(6) 各种设施的最大最小处理能力及设施间的单位运输成本已知;
(7) 各种设施的固定成本是已知的;
(8) 回收过程中, 不考虑检测中心回收的情况;
(9) 假设网络模型只考虑单周期的运转。
4.3 模型的构建
模型中的下标符号:
K:表示回收点的集合, k
I:表示检测中心的集合, i
J:表示再制造厂的集合, j
R:表示二手市场的集合, r
模型的参数:
μ:废弃率;
θ:返回二手市场率;
ω:机会损失单位成本;
Xck :回收点k的回收量;
Aki :回收点k 运给检测中心i 的数量;
Bij :检测中心i 运给再制造厂j 的数量;
min-Xk :回收点k的最小回收能力;
max-Xk:回收点k的最大回收能力;
min-Ti :检测中心i的最小处理能力;
max-Ti:检测中心i的最大处理能力;
min-Sj :再制造厂j的最小处理能力;
max-Sj:再制造厂j的最大处理能力;
max-Zr:二手市场r的最大需求量;
Dir:检测中心i 运给二手市场r 的量;
Ek:回收点k 的单位库存成本;
Fi :检测中心i的单位库存成本;
Lj:再制造厂j 的单位库存成本;
Mki:回收点k到检测中心i 的单位运输成本;
Oij:检测中心i到再制造厂j 的单位运输成本;
Qir:检测中心i到二手市场r 的单位运输成本;
Pi :检测中心i 的单位处理成本;
PPj:再制造厂j 的单位处理成本;
Hi :检测中心I 对废弃品无害化处理的单位成本;
Nk:建回收点k最大的数量;
NNi:建检测中心i最大的数量;
Vj:建再制造厂j最大的数量;
Gk :建回收点k的固定成本;
Wi :建检测中心i的固定成本;
Yj :建再制造厂j的固定成本;
Xk :为0-1变量, 是否在第k地建回收点, 是则取1, 否则取0;
Ti:为0-1变量, 是否在第i地建回收点, 是则取1, 否则取0;
Sj:为0-1变量, 是否在第j地建回收点, 是则取1, 否则取0;
约束条件:
目标函数中所有变量为不小于零数值。
其中, (1) 是目标期望函数F, 表示期望其值最小, 即总的网络构建费用最小; (2～14) 是约束条件, (15) 表示整数规划模型中的0～1变量, 是选1, 否选0。
本文所建立的模型为混合整数线性规划模型, 该模型可以通过LINGO软件来进行求解, 从而可以直观的得出回收网络中各节点的位置与数量, 本论文模型从整个网络运行的总成本最小来规划的。
4.4 结 论
笔者对废旧电脑回收的模式进行了总结, 根据不同的模式, 分析各自的优缺点, 通过分析比较认为是生产商参与的回收符合现实状况;在假设的基础上对废旧电脑的回收网络模型进行构建, 也使得本文的模型有一定的局限性, 随着互联网技术的发展, 这些假设性问题以后都有可能得到解决。本文旨在为废旧电脑回收网络规划问题作一次大胆的探索和尝试, 由于笔者水平有限, 许多地方还存在不足, 恳请各位专家和学者批评指正, 定将虚心改正。
摘要：本文针对目前国内废旧电脑回收的情况, 提出了构建以生产企业为主导的废旧电脑回收网络模型;根据实际情况, 以总成本最小原则建立了一个具体的回收网络模型;同时本文还分析了网络模型中存在的缺点, 指出了以后研究需要关注的方向。
关键词：废旧电脑,回收网络,模型
参考文献
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[4]陈文若.备件修复供应链的逆向物流网络设计[D].北京:对外经济贸易大学, 2005.
随机现金流下的违约回收率模型 篇7
违约回收率RR (Recovery Rate) 指某一债项违约后, 债权人回收的金额占该违约债项风险暴露的比例, 信用风险是国内外银行面临的最大风险之一。新巴塞尔资本协议把违约回收率作为度量信用风险的重要参数, 是银行风险管理的基础[1]。中国银监会2008年10月1日起实施的《商业银行信用风险内部评级体系监管指引》第六章风险参数量化中, 对违约回收率估计有明确的要求, 我国的研究和实践刚刚起步, 违约回收率正成为信用风险的研究和管理热点。
估计违约回收率必须解决度量技术、分布和数量特征、影响因素等, 研究也就围绕这几个方面展开, 以前信用风险模型重点研究违约率, 现在对违约回收率也非常关注。在信用定价模型 (结构化模型、简约模型) 和信用在险价值两大类模型中, 对违约回收率的假设和处理相差很大。作为第一代信用风险结构化模型, Merton (1974) 是对风险债务定价的基础文献[2], 分析了信用风险管理中违约概率和回收率, 假设公司所有的负债完全由零息票债券表示, 在期权定价思想下, 得出了零息票风险债券定价的封闭表达式, 公司价值在到期日低于对债权人承诺的支付时, 违约就发生, 债权人获得公司的清算价值。清算时间点是外生的, Merton (1974) 没有区分违约时间点和清算时间点。在模型中信用风险元素, 包括违约和违约回收率等都是公司结构特征 (公司价值波动率呈现的经营风险, 财务杠杆率呈现的财务风险) 的函数, 因而是内生变量。违约率与违约回收率是逆向相关的。
第二代信用风险结构化模型, 如Kim (1993) 等放松了第一代结构模型中违约只能在债务到期日发生的假设, 而是公司价值低于一个阀值时, 在发行日和到期日之间, 违约都会发生, 这种考虑更接近实际。违约回收率不由公司资产价值决定, 而是分债务类别等根据历史统计数据取固定值。模型认为利率对信用风险有显著的影响[3]。
信用风险结构化模型有清晰的经典理论支撑, 但需要公司价值等不容易获取的参数, 不能表达违约的突然性, 这导致了简约形式模型的产生, 如Litterman和Iben (1991) [4]。在简约模型中, 假设违约过程不由公司资产的波动率、杠杆率等确定, 它们只对违约有影响。信用在险价值模型把违约回收率作为随机变量或常数。
有一些研究对Merton模型的进行了扩展。Black和Cox (1976) 考虑了债券的限制条款。Jones和Mason (1984) 考虑了多息票负债的情况, 但清算边界仍是外生的, 而且也不区分违约和破产[5,6]。Leland和Toft (1996) 通过内生化清算边界来扩展 Merton的模型, 可以求解出清算点, 股东可以发行股票来避免违约, 直至股权价值为零[7]。Anderson (1996) 也是考虑内生的破产清算点, 并模型化了债务人的战略行为[8]。
现金流是公司财务状况的重要指标, 但现有的信用风险模型都没有直接对此进行研究, 对违约回收率的实证研究也没有直接联系现金流的变化。本文试图在结构化模型的框架下, 区分公司违约和清算, 用随机微分方法分析随机现金流对违约回收率的影响, 用四川银行大额不良贷款数据对模型结论进行对比实证。
2 模型的构建
公司由于经营活动产生的现金流是衡量财务健康状况的重要指标。按标准普尔的定义, 现金流量等于税前利润减去资本性支出。现金流在公司价值评估方面的应用较为普遍, 基本思路是公司价值是未来现金流的现值之和, 公司的价值决定公司负债的价值, 对正常经营的公司用该方法来估计公司负债价值是合理的。但对于经营不稳定或处于财务困境中的公司来讲, 因为现金流的高度不确定性, 该方法缺乏科学性。本文用随机微分方法来求解这类公司负债的违约回收率, 从一个新的角度分析公司负债的价值, 把公司财务状况的关键指标与信用风险联系在一起, 从而扩展了第一代信用风险结构模型。利息对信用风险的影响与第二代模型类似。
2.1 模型的假设
回收率是债权回收的价值占债权面值的比例。假设资本市场的代理人是风险中性的, 这种假设不失一般性[9]。无风险债券的折现率为不变的r, 公司股东的财富有限, 通过长期债务合同来进行融资。银行的贷款期限足够长。模型对资本市场的完备性没有要求。
设公司财务健康状况完全由现金流确定, 公司的现金流x是几何布朗运动的随机过程,
其中, α是现金流漂移率, σ是现金流方差, dw是标准维纳过程的增量。
国内大多数银行贷款, 在借款人违约后, 银行不会立刻实施破产清算, 一般采取一些相对温和的措施来维护债权, 包括催收提醒、提供其它金融服务、贷款展期等。公司自己也可能有其他方法来从财务困境状态中恢复过来。因此模型区分违约和清算更符合国内实际。实际经济活动中, 公司欠息或贷款逾期一定时间后贷款将被列入五级分类的不良贷款, 而此时企业可能仍在正常经营, 只是出现公司财务的困境, 公司仍有现金流, 即使没有经营现金流, 在债务求偿过程中也会产生现金流, 但现金流的不确定性更高。本模型把各种阶段的现金流综合起来研究。
2.2 模型的推导
公司现金流x的两个阀值x*、
从ITO定理出发, 用无套利定价理论得出基于基础资产x的衍生证券f的价值满足偏微分方程
将现金流x作为基础资产, 基于现金流的银行权利价值为B (x) , 代入式 (3) , 得到常微分方程
求解该微分方程:在p (x) =b时, 即在正常区间, 通解为
在
其中, ξ1, ξ2是方程ξ (ξ-1) σ2/2+ξα-r=0的一正一负实数解。设ξ1为正实数解。
该微分方程的边界条件:
其中, 边界条件bc1表明当现金流很大时, 负债价值接近无风险负债的价值。bc2、bc3是在违约点的价值连续条件, 状态变量可以自由地在违约边界取值, 由于无套利机会, 价值的变化不可能突变。Dixit (1992) 论证了支付函数改变时, 价值函数不可能突变, 无套利决定了价值函数的一阶导数是连续的[10], Karatzas和Shreve (1991) 对此有更严格的讨论[11]。bc4是在清算点的收益价值。bc5是标准的平滑过渡条件。
为此, 可以由5个边界条件求5个待定参数C1, C2, D1, D2, RR.边界条件bc1的渐进性表明在ξ1为正时, C1=0, 使用条件bc2, bc4, bc5解出C2, D1, D2, 它们的表达式中将包含RR. 最后用边界条件bc3解出违约回收率RR的封闭表达式 (7) :
对于要研究的问题, 更关心清算分界点x*和正常情况下银行贷款的年收益b与
3 模型分析
对模型结果的分析包括现金流压力、违约区间相对长度、漂移率、波动率等参数对违约回收率的影响等。
命题1 违约回收率RR与公司现金流压力ε, 现金流漂移率α, 公司违约区间相对长度λ正相关, 与现金流波动率σ负相关。
证明 用下标表示违约回收率对该变量的偏导数, 用数学软件Matlab 7.1对RR封闭的表达式 (8) 求偏导数并分析, 可以得到式 (9) :
图2显示现金流压力和违约区间相对长度对违约回收率的影响。债务公司的现金流波动率高, 对公司的正常经营不利, 该命题说明, 一旦现金流波动率高的公司违约, 银行的损失也会更大, 所以无论是公司正常经营还是违约, 银行都愿意看到稳定的现金流。公司一旦违约, 为减少损失, 银行应尽快采取措施进入清算程序, 即缩短违约区间
命题2 正常经营的情况下支付给银行的利息占公司维持正常经营现金流的比例为ε, 公司被清算后银行对贷款的回收率正比于ε, 比例系数β>0, β由公司现金流状况的参数确定。
证明 代数变换式 (8) , 分离RR表达式中的变量ε, 可以得到式 (10) 。
在财务分析中, 对公司的融资能力有一个指标是利息保障倍数, 该倍数越高的公司, 银行越愿意放款, 因为这些公司会有很多的现金收入来保障还本付息。实际上, ε的倒数可以用来估计利息保障倍数 (在没有净营运资本变动时, 经营现金流=息税前利润) 。在正常经营的情况下, 该倍数越高的公司对利息的支付能力越强, 然而命题2说明, 利息保障倍数越高的公司违约回收率相反却更低, 一个合理的解释是公司治理理论中的现金流索取权, 在公司支付给银行的现金流占公司现金流的比例高的情况下, 银行对公司负债的控制权上要强, 所以债权在违约后回收的比例高。
命题3 现金流量大的公司违约回收率高。
证明 在其它变量固定时,
该命题表明现金流量大的公司, 其违约回收率高, 但注意模型中并没有引入公司注册资本、资产负债率等财务指标, 因此现金流量大与注册资本表征的公司大小可能没有关系, 因此不能简单地认为大公司的违约回收率高, 对实际的贷款违约数据分析也有类似结果 (陈光忠, 2008) 。公司正常经营时, 现金流主要受折旧、存货变动、无形资产摊销、以及应收账款变动等因素影响, 并且各影响因素均与现金流成正相关, 因此对违约回收率的分析应该关注这些因素。
4 实证检验
采用四川大额不良贷款监管决策支持系统数据, 验证模型的结论。该系统截至2007年底, 包含了四川各银行业金融机构1993年以来500万元以上大额不良贷款2119笔, 不良贷款金额426.8亿元, 各银行对每笔贷款给出 (或估计了) 损失数额。贷款数据各年度的分布情况如表1。
贷款企业现金流等财务数据来源于相关银行。在不良贷款数据库的1022户企业中, 现金流量表季度数据完备, 而且企业没有资产重组等外部事件, 能供本文研究的企业219家。现金流数据以季度数据为序列, 计算漂移率、波动率和现金流压力等现金流变量。现金流量x的金额按2000万元间隔分五个区间, 由小到大分别计0～4组别, 以组别变量代替绝墩金额对回收率回收。考虑到银行在估计损失时有低估损失的倾向, 为消除这个倾向的影响, 对不良贷款的三种形态分别以25%、50%、100%计算损失 (比例来自银监部门对贷款损失准备金提取的要求) , 最后把银行估计损失和该计算的损失取平均数, 作为违约贷款的损失。
用现金流变量对违约回收率, 违约回收率的自然对数进行单变量线性回归。表2是现金流压力ε, 漂移率α, 违约区间相对长度λ和波动率σ对违约回收率急其自然对数的回归系统和显著性t检验值。现金流压力, 违约区间相对长度, 现金流量和违约回收率都显著正相关, 波动率σ和违约回收率负相关。除漂移率α外, 实证数据较好地验证了本文模型的结果。
5 结语
违约回收率是信用风险的重要测度, 中国银监会和各家银行已经将违约回收率的估计作为信用风险管理的基础。公司经营活动产生的现金流是衡量财务健康状况的重要指标, 当公司遇到财务困难时现金流的不确定性非常高。本文用连续时间资产定价理论, 在信用风险结构化模型框架下, 研究了随机现金流条件下的违约回收率, 它是由公司现金流状况内生确定的, 违约回收率与公司现金流压力ε, 现金流漂移率α, 公司违约区间相对长度λ正相关, 与现金流波动率σ负相关。公司被清算后银行对贷款的回收率正比于公司现金流压力ε, 比例系数由公司现金流状况的参数确定, 现金流量大的公司回收率高。利用四川银行业的大额不良贷款数据, 本文用现金流变量对违约回收率进行单变量回归, 除现金流漂移率外, 其余变量和违约回收率的相关关系验证了模型的结果。本文对违约回收率的模型化研究是对信用风险结构模型的扩展, 一是区分了公司的违约点和清算点, 二是把现金流和信用风险的重要测度违约回收率联系在一起, 对理解财务因素对违约回收率的影响有帮助。应当指出, 本文模型没有考虑信用等级的离散变化, 而且采用连续时间模型, 不能呈现公司违约的突变。这是一个值得进一步研究的问题。
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回收系统模型 篇8
目前, 国内外很多学者从不同角度对闭环供应链管理的诸多问题进行了研究, 如闭环供应链结构设计问题、运作协调问题以及闭环供应链的不确定性问题[1 -3]。在闭环供应链的结构设计问题中, 回收渠道的选择是一个至关重要的方面。国外, Fleischmann[4]等人根据废旧产品的回收主体不同将闭环供应链回收渠道划分为三种形式。Savaskan[5]等运用Stackelberg博弈模型分析了由一个制造商和一个零售商构成的再制造闭环供应链系统的最优回收渠道决策问题。随后, Savaskan和Wassenhove[6]又将问题扩展到当存在竞争零售商时的回收渠道选择。国内, 王发鸿和达庆利[7]研究了回收产品的可再造率对双边垄断型闭环供应链回收渠道选择的影响。韩小花[8]基于制造商竞争的条件研究了二级闭环供应链回收决策问题。易余胤[9]又针对具竞争零售商的再制造闭环供应链, 建立了在制造商领导、零售商领导以及无市场领导时的回收渠道模型。聂佳佳[10]则研究了存在强势零售商下的回收渠道决策模型。和上述研究不同, 本文考虑到第三方回收可以凭借其先进的技术水平和专业的服务能力吸引到更多客户, 使其回收具有规模效应[11], 因此第三方回收渠道的平均回收努力成本就会低于零售商和制造商直接回收情形, 回收渠道的决策与规模效应密切相关。如欧洲一个与30 多家国际电气品牌合作的专营电子废弃物处理公司第三方回收公司MIREC Recycling, 凭借其技术、信息、人才、管理等方面的专业优势, 实现了回收处理集约化、效率化的规模经济[12]。本文建立了存在第三方规模效应下回收渠道决策的模型, 分析了规模效应对企业回收渠道决策的影响, 最后, 利用算例分析了规模效应对第三方回收模型中的回收率以及供应链上各成员利润的影响。期望所得到的结论能为现实中企业的回收渠道决策问题提供参考。
1 问题描述
考虑三种回收渠道 ( 如图1 所示) : 制造商回收 ( 模型M) 、零售商回收 ( 模型R) 和第三方回收 ( 模型3P) 。
1. 1 符号说明与模型假设
制造商同时对原材料和废旧产品进行制造和再制造, 再制造的产品与新产品在品质、性能等方面完全相同, 且在同一市场销售。用cm表示生产一单位新产品的成本, cr表示生产一单位再制品的成本, 故 Δ = cm- cr> 0 表示再制造节约的成本。制造商生产单位产品的平均成本则为c = cm- τΔ。其中 τ 表示废品回收率, τ∈[0, 1], 回收的产品将全部用于再制造。
零售商以批发价p从制造商处购得产品, 并以零售价 ω进行销售。
回收方从事废旧产品回收, 制造商从回收方那里回购产品的转移支付价格为B。为避免制造商无利可图, 要求 Δ≥B。
三种渠道中, 供应链上各个主体的利润函数用∏ji ( i = M, R, eP; j = M, R, 3P) 表示, i = M, R, 3P分别表示制造商、零售商和第三方, j = M, R, 3P分别表示制造商、零售商和第三方回收渠道, 即j回收渠道中i主体的利润。
假设一: 制造商作为领导者, 零售商以及第三方作为追随者, 在Stackelberg博弈决策的框架下进行博弈, 制造商通过比较几种回收渠道模型下利润值大小来选择回收渠道。
假设二: 市场的需求函数是确定的, 线性的, D ( p) = a -bp, 其中a为市场潜在需求, b为价格敏感系数[5]。
假设三: 制造商和零售商作为回收方时的回收努力成本由I = Clτ2表示, 其中Cl为投资成本系数, I为回收努力成本, 现实中, 可以理解为其为了回收产品进行的营销以及多种物流成本。I' ( τ) >0, I″ ( τ) >0 这表明随着回收比例的增加, 回收努力成本增加而且增加的速度加快, 所以过分的追求高回收比例是不经济的[5]。在第三方作为回收方时, 回收努力成本与规模效应有关, 即I = kClτ2 ( k为规模效应系数) , k∈[0, 1] ( k = 1, 第三方回收模式没有产生规模效应, 第三方回收需要花费与制造商和零售商回收一样的成本。k = 0, 第三方回收规模效应很大, 此时的回收努力成本为零, 显然, 这在现实中是很难成立的, 因此假设k > Bb ( Δ - B) /4cl, 即不存在规模效应可以使回收努力成本为零的情形)
假设四: cl> bΔ2/4 。这表示进行回收的成本不是很低, 现实中进行回收往往要花费大量成本, 这与现实是相符合的[10]。
假设五: 由于回收方支付给消费者的费用并不影响模型分析结果, 本文建模时假设其为零[11]。
2 模型建立
2. 1 模型M———制造商负责回收
在该回收渠道中, 制造商负责生产和回收废旧产品, 零售商只负责销售产品。零售商和制造商的利润决策模型分别为:
根据Stackelberg博弈理论, 首先得出零售商的零售价决策为pM ( ω) = ( a + ωb) / ( 2b) , 代入制造商利润决策模型得到最优的批发价格和回收比例分别为:
相应的, 最优零售价格为:
此模型中, 零售商和制造商最优利润分别为:
2. 2 模型R———零售商负责回收
在该回收渠道中, 制造商只负责生产产品, 零售商则负责销售产品及回收废旧产品。零售商和制造商的利润决策模型分别为:
根据Stackelberg博弈理论, 首先得出零售商的零售价决策和回收率决策分别为:
代入制造商的利润决策模型, 得到最优的批发价格为:
此时, 相应的最优零售价和回收率分别为:
将pR、τR、ωR代入零售商与制造商的最优利润分别为:
2. 3 模型3P———第三方负责回收
在该回收渠道中, 制造商只负责生产产品, 零售商也只负责销售产品, 而回收废旧产品则由专业的第三方负责。零售商和第三方的利润决策模型分别为:
根据Stackelberg博弈理论, 首先得出最优零售价和回收率决策为p3P ( ω) = ( a + ωb) / ( 2b) 和 τ3P ( w) = B ( a - ωb) / ( 4kcl) , 代入制造商的利润模型
得最优的批发价格为:
此时, 相应的零售价和回收率分别为:
将pR、τR、ωR代入, 零售商、制造商和第三方的最优利润分别为:
3 不同回收渠道的比较分析
命题1:三种回收渠道中回收率的大小关系如下:
①当8Δcl/ (Δ2b+8cl)
②当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤B ( bΔ2- 2ΔBb + 8cl) /8Δcl时, τ3p> τM; 当k > B ( bΔ2- 2ΔBb + 8cl) /8Δcl时, τ3p< τM;
③当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤ ( 4cl- Bb2) /4cl时, τ3P> τR; 当k > ( 4ct- Bb2) /4cl时, τ3p< τP。
该命题说明在制造商作为市场领导者的市场结构中, 制造商只要控制好合适的回收支付价格, 就能保证废旧产品的回收率在零售商回收渠道中高于制造商直接回收渠道, 现实生活中, 我们可以看到制造商愿意这样做, 以使自己有更多精力专注于核心业务; 从②我们得到当规模效益较大时, 即k较小, 第三方回收比制造商回收渠道下的回收率高, 否则, 制造商回收渠道的回收率更高; 从③得到当规模效应较大时, 第三方回收比零售商渠道下的回收率高, 反之, 零售商回收中回收率更高。综上, 当规模效应较大时, k∈[Bb ( Δ - B) /4cl, B ( bΔ2- 2ΔBb + 8cl) /8Δcl], 专业的第三方回收会使废旧产品的回收率大于其它两种回收模式, 此种情况无论是对供应链而言还是对环境都是最有益的。
命题2: 三种回收渠道中批发价的大小关系如下:
该命题说明前两种回收渠道中, 制造商通过制定合适的回收支付价格, 就能使零售商回收时的产品批发价较制造商回收时低, 批发价低, 就能刺激零售商降低零售价, 进而刺激市场需求的增加。综合②和③, 得出当规模效益较大, k∈[Bb ( Δ - B) /4cl, ( 4cl- Bb2) /4cl], 第三方回收渠道中的批发价会比前两者都低, 较低的批发价对需求的增加产生间接影响, 但当规模效应变小后, 第三方回收就不具备这一优势了。
命题3:三种回收渠道中零售价的大小关系如下:
①当Δ/2
②当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤2B ( Δ - B) / Δ2时, pM> p3P; 当k> 2B ( Δ - B) / Δ2时, pM< p3P;
③当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤ ( Δ - B) / Δ 时, pR> p3p; 当k > ( Δ - B) /Δ 时, pR< p3p。
该命题说明如果制造商选择的回收支付价格, 即B∈ ( Δ/2, 4cl/ Δb) , 零售商回收中产品零售价是小于制造商回收中的零售价的, 而零售价的降低对消费者是极具吸引力的, 会刺激产品的需求的增大, 提升整个供应链的利润, 因而制造商会乐意按照上述的范围选择回收支付价格。从②和③的比较得出: 当规模效益较大, 即k较小时, 第三方回收比其它两种回收模式下的零售价低, 此时选择第三方回收对市场需求的增加是有积极影响的。
命题4:三种回收渠道中制造商的利润大小关系如下:
①当Δ/2
②当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤2B ( Δ - B) / Δ2时, ΠM3P> ΠMM; 当k > 2B ( Δ - B) / Δ2时, ΠM3P< ΠMM;
③当Bb ( Δ - B) /4cl< k≤ ( Δ - B) / Δ 时, ΠM3P> ΠRM; 当k > ( Δ - B) /Δ 时, ΠM3P< ΠRM。
该命题说明制造商应选择合适的回收支付价格, 使得采取零售商回收模式比自己直接回收时所获得的利润高。从②和③得出: 当规模效应大时, 制造商所获得的利润在第三方回收渠道下比其它两种回收渠道下的高, 采用专业的第三方物流企业作为回收方, 不仅仅减少了其在回收基础设施上的投资, 而且利用其规模效应, 还可以给制造商创造利润。
命题5: 三种回收渠道中零售商的利润大小关系如下:
该命题说明制造商可以通过选择合适的回收支付价格, 使得自己的战略合作伙伴零售商在作为回收方时获得的利润大于不做回收方时的利润, 同时, 高的利润必然会提高零售商的回收热情, 从而增大回收率。从②和③我们可以得出, 规模效应大小会影响零售商获利, 当第三方回收的规模效应大时, 零售商在第三方回收渠道中获得的利润最高。
4 算例分析
本部分分析第三方回收渠道模型中, 规模效应对回收率以及各各成员利润的影响。
首先, 图2 证明了前文假设三, 即规模效应不能无限大, 否则回收率会大于1, 而回收率会大于1 的情况是不成立的, 故k并不能从原点开始取值。其次, 从图2 可以看出第三方回收渠道模型中, 回收率与规模效应正相关。可见规模效应越大, 第三方的回收热情也越高, 这对供应链的利润以及环境的影响越有益。随着规模效应的减小, 回收率也越来越小, 当k = 1 时, 即第三方会回收也没有规模效应, 回收率为0. 206 ( 此时, 零售商回收渠道回收率为0. 209) , 低于了这种假设下零售商回收渠道模型的回收率, 这表明第三方回收渠道已不是最优选择。在第三方物流发展迅速的今天, 规模效应普遍存在, 因而在进行回收渠道决策时, 规模效应因素是选择合适渠道的关键, 应予以重点考虑。
从图3 可以看出第三方回收渠道模型中, 当规模效应很大时, 第三方分得最多的再制造利润, 高于制造商, 零售商。随着规模效应逐渐变小时, 利润最大的依然是第三方, 而最小则变成制造商。当规模效应变小到一定水平时, 零售商则分得最多的利润。结合图2 分析, 这也许是由于此时的回收率依然较大, 制造商将成本节约转移给零售商, 希望通过刺激零售商降低零售价来增加产品需求, 从而使此时零售商获利颇丰。
5 结论和进一步研究方向
本文研究了第三方回收的回收努力成本受规模效应影响下, 由一个制造商和一个零售商组成的再制造闭环供应链的回收渠道决策问题。文章考虑了三种主要的回收渠道: 制造商回收、零售商回收、第三方回收, 建立了闭环供应链回收渠道决策模型, 对比分析了三个回收渠道的回收率, 批发价, 零售价以及制造商和零售商所获的利润。最后, 文章通过算例分析了第三方回收模型中, 规模效应对回收率的影响以及它对各成员利润的影响。结论如下: ①规模效应较大时, 第三方回收从回收率, 批发价, 零售价以及供应链上各成员的利润几个方面来看都是最优的回收渠道。②规模效应与回收率正相关, 随着规模效应的减小, 回收率也减小, 最后, 最优的回收渠道也会从最初的第三方回收变成零售商或者制造商回收。③规模效应还决定了供应链上各成员的利润分配方式, 当其较大时, 第三方得到最多利润, 当其逐渐变小时, 零售商则得到更多的利润。
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回收系统模型 篇9
近年来, 随着人们环保意识的增强和自然资源的日益枯竭, 许多国家纷纷加大环境保护方面的立法力度, 制定了一系列相关法律、法规, 要求制造业提高原材料的重复利用率, 进行绿色生产、绿色管理, 对废旧产品进行回收重新利用。在废旧产品进行回收处理方面, 目前, 日本采用的政策是废弃者付费制度, 即丢弃废弃物, 其所有人要支付相应的费用;美国和欧盟采用的是生产者责任制, 由生产企业负责产品的回收。我国从2003年开始要求电器制造企业必须负责废弃的电器产品的回收处理。同时, 许多著名的跨国公司如施乐、惠普、柯达等对废旧产品进行回收再造问题进行积极地探索, 将闭环供应链管理引入并且已经取得了不错的效果, 成功地提高资源的重复利用率和减少对环境的影响, 开辟了企业另一个利润源并且进一步提高企业形象。因此闭环供应链管理获得了政府、企业界和学术界的关注, 许多企业开始将闭环供应链管理纳入企业的战略管理中。
闭环供应链就是在传统的正向供应链上加入逆向反馈过程 (即逆向供应链) 而形成的完整的环状供应链体系 (Closed Loop Supply Chain, 简称CLSC[1,2]) 。虽然闭环供应链的研究起步比较晚, 但近几年来许多国内外学者都投入到闭环供应链研究, 使得这方面的研究取得了丰盛的成果。这些成果大致可以分为两类: (1) 闭环供应链结构的设计, 这方面主要是考虑产品销售中心、回收中心、处理中心等网络的布局问题, 一般运用混合整数规划、遗传算法等来求解问题。 (2) 闭环供应链契约协调问题, 由于闭环供应链面临的管理问题更加困难, 因此更加需要各个节点的有效衔接和协调。Savaskan[3]等人研究了在线性需求情况下, 一个制造商和一个零售商在闭环供应链中如何决策以及制造商如何选择回收渠道的问题。Savaska[4]等在以上研究的基础上研究了一个制造商与两个竞争零售商的闭环供应链回收渠道的决策问题。姚卫新[5]等人研究了在五种类型的回收渠道模式下供应链中各成员的最优利润和商品的价格, 并且对各种渠道模式进行了对比, 为各成员选择合适的回收渠道提供了理论依据。郭亚军[6]等人研究了零售商负责销售、第三方负责回收情况下, 节点企业在分散化决策情况下如何确定产品的批发价格、零售价格、回收价格, 最后提出通过收入—费用分享契约的协调机制来对闭环供应链进行协调定价。李新军[7]等研究了一个制造商为主、一个零售商为从的Stackelberg模型, 分析了分散决策下系统参数对供应链及成员利润的影响, 并引入收入共享契约来对闭环供应链进行协调定价。张克勇[8]研究了一个制造商和两个零售商构建的闭环供应链系统在分散决策和集中决策的定价模型, 得到了系统各成员的最优定价策略和利润, 并提出一种基于收益共享的协调定价机制, 实现闭环供应链系统的协调。
以上文献大都是从零售商回收、制造商回收或第三方回收的单一回收渠道角度来对闭环供应链的定价和协调进行研究, 没有考虑混合回收渠道的问题。生活上对于废旧产品的回收大多数是零售商和第三方同时负责, 因此本文旨在应用博弈论理论, 研究基于零售商和第三方同时负责回收的混合回收渠道的闭环供应链的定价和协调模型。
2 问题描述和符号说明
本文研究零售商和第三方同时负责回收的混合回收渠道的闭环供应链, 其结构如图1所示。
假设在该供应链中制造商生产一种产品并销售给零售商, 零售商再将产品销售给消费者;另一方面制造商以一定的回购价格对废旧产品进行回收, 之后对废旧产品进行处理形成再造品, 继续投入到市场进行销售。零售商一方面承担销售产品的角色, 另一方面也负责废旧产品从消费者回收的任务。第三方回收商对废旧产品进行回收并转售给制造商进行加工处理。模型假设如下:
(1) 假设制造商、零售商、第三方回收商都是完全理性的, 均以最大化自己的利润为目标。
(2) 假设市场是完全开放的, 制造商、零售商、第三方回收商都是基于完全信息、信息对称的情况作出决策, 即彼此清楚对方的成本、定价等信息。
(3) 假设再造品在质量上和新产品没有差异, 并且以同样的价格进行出售。
(4) 假设市场对产品的需求为零售价格的线性递减函数, 废旧产品的供给受到零售商回收价格和第三方回收价格的双重影响, 假设零售商和第三方回收商在回收市场表现为Coumot竞争[8]。
(5) 假设不考虑零售商销售产品和回收废旧产品过程产生的成本, 也不考虑第三方在回收废旧产品过程产生的成本。
符号说明如下:
cm, cr, cb:分别为制造商生产新产品、再产品的单位成本和处理单位回收废弃产品的成本;
α, β:分别为回收产品的再利用率、废弃率
w, pm:分别为制造商产品的批发价格和回购价格;
p, pr:分别为零售商的零售商价格和回收价格;
pd:第三方回收商回收价格, 并且pr, pd
Q:市场对产品的需求量, Q=ϕ-θp, 其中ϕ为市场最大的可能需求量, θ>0为零售价格敏感系数;
C1:零售商回收废旧产品的数量, C1=k+hpr-spd, h>s>0, k>0, 其中k为消费者自愿返还废旧品的数量, h表示消费者对回收价格的敏感系数, s为零售商和第三方之间的回收竞争系数;
C2:第三方回收废旧产品的数量, C2=k+hpd-spr。
由上述假设可得到制造商 (ΓM) 、零售商 (ΓR) 、第三方 (Γ3P) 以及整个供应链的利润 (Γ) :
ΓM= (w-cm) Q+α (cm-cr) (C1+C2) -βcb (C1+C2) -pm (C1+C2) (1)
ΓR= (p-w) Q+ (pm-pr) C1 (2)
Γ3P= (pm-pd) C2 (3)
Γ= (p-cm) Q+α (cm-cr) (C1+C2) -βcb (C1+C2) -prC1-pdC2 (4)
3 集中决策情况
集中决策是指供应链中制造商、零售商、第三方回收商以最大化整个供应链的总利润为目标, 协商来确定各自的决策变量。建立模型如下:
MaxΓC= (p-cm) Q+α (cm-cr) (C1+C2) -βcb (C1+C2) -prC1-pdC2 (5)
通过联立求解一阶偏导条件:
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可以得到以下结论:
结论1:集中决策情况下的最优定价策略为:
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结论2:通过采取最优定价策略CLSC的利润为:
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4 分散决策情况
在分散决策情况下, 假设制造商、零售商和第三方回收商博弈为Stackelberg博弈, 并且制造商处于领导者地位, 其他成员为跟从者。博弈的顺序为:
(1) 制造商首先根据市场需求来确定生产计划和回收计划, 决定批发价格和回购价格。
(2) 零售商和第三方回收商根据制造商的价格分别来决定零售价格、各自的回收价格。
因此可以采取归纳法来进行博弈求解:
首先求解零售价格、零售商回收价格、第三方回收价格的最优值, 即:
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对联合方程式分别进行求解Γundefined关于p和pr一阶偏导, 求解Γundefined关于pd一阶偏导, 并令其为零, 联合解得:
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接着把表达式 (10) 代入方程式 (1) 得到下面的方程式:
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分别进行求解Γundefined关于w、pm一阶偏导, 并令其为零解得:
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再将表达式 (12) 代入表达式 (10) 可以得到:
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结论3:将表达式 (12) 、 (13) 代入 (4) 式可以得到分散决策情况下CLSC的利润:
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结论4: (1) p**>p*; (2) pundefined=pundefined< p*r=p*d; (3) ΓC>ΓM.
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由假设条件h>s, 可以得到ΓC>ΓM成立。
通过结论4表明, 分散决策情况下零售商价格大于集中决策下的价格, 同时分散决策下零售商回收价格和第三方回收价格都小于集中决策下的价格, 而且分散决策下的CLSC利润小于集中决策下的CLSC利润, 因此说明分散决策下存在双重边际化, 造成CLSC的效率损失, 废旧产品的回收效果不理想, 也说明集中决策对消费者有利。
5 闭环供应链协调模型
从上面的结论我们知道, 集中决策情况下的闭环供应链的利润水平大于分散决策情况下的利润水平, 说明分散决策情况下的CLSC系统存在效率损失, 因此必须通过有效地衔接、协调来使得闭环供应链系统的利益最大化。在研究供应链的协调问题方面, Giannoccaro[9]提出收入共享契约机制来协调供应链的利益分配, 使得闭环供应链系统总利润达到集中决策的水平, 并且使得各成员的利润水平都比分散决策情况下有所改善。但是闭环供应链还要产生回收费用问题, 所以仅仅依靠收入共享契约很难达到理想的协调效果, 因此本文引入收入—费用分享契约机制来协调各成员的利益分配[10]。假设制造商、零售商、第三方分别以1-Φ1-Φ2、Φ1、Φ2比例来共享销售收入和回收费用, 因此可以建立如下模型:
Γundefined=Φ1pQ-wQ+pmC1-Φ1 (prC1+pdC2) (15)
Γundefined=Φ2pQ+pmC2-Φ2 (prC1+pdC2) (16)
Γundefined= (w-cm) Q+[α (cm-cr) -βcb-pm] (C1+C2) + (1-Φ1-Φ2) pQ- (1-Φ1-Φ2) prC1- (1-Φ1-Φ2) pdC2 (17)
ΓRS= (p-cm) Q+α (cm-cr) (C1+C2) -βcb (C1+C2) -prC1-pdC2 (18)
对 (15) 、 (16) 分别求Γundefined关于p、pr一阶偏导, 求解Γundefined关于pd一阶偏导, 并令其为零, 联合解得:
undefined
想使得协调机制下的供应链利润水平和集中决策的供应链利润水平一致, 那么协调机制下的零售价格、回收价格和集中决策下的价格相等, 即:pRS=p*, pundefined=p*r, pundefined=p*d, 得到:
undefined
结论5:当undefined时, 闭环供应链系统到达协调状态, 使得分散决策的利润达到集中决策的水平。
结论6:要保证闭环供应链系统达到协调还必须保证协调后零售商、第三方、制造商的利润都大于分散决策时各自的利润。制造商为了系统达到协调, 有时还必须降低批发价格甚至低于成本, 但制造商通过大幅度节约生产成本来盈利。
6 总结
本文研究了零售商和第三方回收是同时负责回收的混合回收渠道的闭环供应链的定价和协调问题, 结论表明, 在分散决策情况下系统存在“双重边际化”, 造成系统效率的损失, 因此通过引入收入费用共享契约机制来对闭环供应链中各成员利益进行分配, 使得系统的利润水平达到集中决策的水平, 最终实现了闭环供应链的协调。
摘要：在零售商和第三方同时负责废旧品回收情况下, 以博弈论为研究方法, 对闭环供应链系统在分散决策和集中决策下的定价模型进行分析, 得到两种情况下各成员的最优利润策略, 发现分散决策情况下存在双重边际化, 造成系统效率的损失。因此引入收入费用共享契约协调机制, 来对系统中各成员进行协调, 使得闭环供应链系统总利润达到集中决策的水平。
关键词：闭环供应链,stackelberg模型,供应链协调,收入费用分享契约
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