摘 要

近些年国家大力号召绿色经济，提倡可持续发展。家电行业作为国家一个重要的产业模块，在保护环境方面有着必要的责任。这是因为废旧家电的处置不当不仅造成资源的浪费，也会严重污染社会环境。出于绿色发展理念，家电的回收利用日益成为各企业降低企业成本，增加营收的重要手段。由于企业单独的开展物流配送和回收物流体系会造成企业成本上升。本文研究通过Arena软件，仿真模拟出一个企业整合正逆向物流配送中心的模型。通过模型运行得出该配送中心向客户配送过程中延迟时间、人时效率、平均延误等评价指标，并在满足多目标的条件下，分别对不同运输线路模型进行仿真，得出必要参考数据带入总成本函数，找出总成本最优的线路组合。指导配送方案选择。本文的主要创新点是用Arena仿真软件研究含有物流时间窗的物流配送路径问题，为解决车辆路径问题提供新的思路。

关键词：正逆向物流，整合，车辆路径，Arena仿真

Abstract

In recent years, the state has vigorously called for a green economy and promoted sustainable development. As an important industrial module of the country, the home appliance industry has the necessary responsibility to protect the environment. This is because the improper disposal of used household appliances not only causes waste of resources, but also seriously pollutes the social environment. Due to the concept of green development, the recycling of home appliances has increasingly become an important means for enterprises to reduce corporate costs and increase revenue. As a result of the company's separate logistics distribution and recycling logistics system, the cost of the enterprise will increase.

This paper studies and simulates a model of enterprise integration of reverse logistics distribution center through Arena software. Through the model operation, the evaluation indexes such as delay time and human time efficiency in the distribution process in the distribution center are obtained, and under different conditions, the different transportation route models are simulated respectively, and the necessary reference data is brought into the total cost function. Find the line combination with the best total cost. Guide the selection of distribution options. The main innovation of this paper is to use the Arena simulation software to study the logistics distribution path pro blem and provide new ideas for solving the vehicle routing problem.

Keywords: forward and reverse logistics, integration, vehicle routing, Arena simulation

第1章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 基本内容和技术方案 2

1.3.1 研究内容 2

1.3.2 主要技术路线 2

第2章 整合正逆向物流的家电配送流程分析 3

2.1 正向家电物流配送概述 3

2.1.1 正向物流的涵义 3

2.1.2 家电企业正向物流配送模式 4

2.1.3 家电企业正向物流配送特点 4

2.1.4 家电企业正向物流配送框架 5

2.2 逆向家电物流回收概述 5

2.2.1 逆向物流的涵义 5

2.2.2 家电企业逆向物流回收模式 5

2.2.3 家电企业逆向物流回收特点 6

2.2.4 家电企业逆向物流回收框架 6

2.3 家电企业正逆向物流配送的整合问题分析 6

2.3.1 家电企业正逆向物流的区别。 6

2.3.2 整合正逆向家电物流配送的意义 7

2.3.3 整合正逆向家电物流配送结构的分析 8

第3章 整合正逆向物流的家电配送车辆路径仿真模型构建 8

3.1 车辆路径问题 8

3.1.1 车辆路径问题概述 8

3.1.2 车辆路径问题的分类 9

3.2 仿真软件Arena简介 9

3.2.1 Arena模块介绍 10

3.3 整合正逆向物流的家电配送仿真模型构建 10

3.3.1 本文车辆路径问题描述。 10

3.4 正逆向物流家电配送系统仿真目标设定 12

3.4.1 系统仿真目标的确立 12

3.4.2 系统评价指标及成本函数的确定 12

3.5 系统模型的构建及各子系统的模型构建 13

3.5.1 回收订单产生子系统。 13

3.5.2 新配送订单子系统 15

3.5.3 订单装车子系统 16

3.5.4 配送子系统 19

3.5.5 整合正逆向物流家电配送系统仿真模型 20

3.6 整合正逆向物流仿真参数设定 21

第4章 整合正逆向物流的家电配送优化策略 22

4.1 整合正逆向物流家电配送系统仿真运行数据分析 22

4.2 整整合正逆向物流的家电配送优化分析 25

4.2.1 服务水平及成本函数分析 25

4.2.2 仿真优化方案对比 25

4.2.3 服务水平指标的优化方案对比 27

4.3 本章总结 28

第5章 总结及展望 29

5.1 论文总结 29

5.2 工作展望 29

参考文献 30

致谢 31

绪论

选题背景及意义

近些年，由于技术的不断提高，家电产品种类越来越丰富，导致家电行业的竞争渐渐猛烈，家电业务量也随之不断增加，这就需要一个成熟的配送体系来支撑起整个公司的发展。“当然我们也可以看到随着家电业的高速成长，家电产品也逐步从市场的求过于到供大于求，行业的利润也逐渐下降到薄利，家电产品日益丰富，种类繁多，但家电价格却在逐年下滑，与此同时原材料和燃油电力等成本的增添，使家电企业必须再次重新审视家电物流。物流在家电行业受到更多的重视，是家电企业在市场上得以竞争的必要之选”。^[1]同时随着社会的快速成长，家电商品的生命周期在不断减少，产品的类别和量数也在急剧增长，直接导致报废家电产品数量不断增加。“废弃家电的回收再制造活动引起了人们广泛关注。一方面，家电再制造可以重新获得可用的零部件和材料，减少地球原始资源的消耗，提高资源利用率，保护生态环境; 另一方面，它可以降低制造成本，为企业带来更多的经济效益。 同时，提供价格实惠的产品。”^[2]

目前，很多企业对于正向物流的各类设施投资规模大，因而使正向物流发展较为成熟。对于逆向物流虽然还没有像正向物流引起企业的足够重视和投资，但是已经有不少企业将逆向物流作为公司长远发展的战略。从而整合正逆向物流的研究也随之而来。本文将通过AREAN仿真软件将整合正逆向物流家电配送进行仿真优化，从而达到降低企业物流成本，对于家电企业来说，探索家电物流配送路径可以更好地满足客户的需求，服务客户，拿到更多份额。这会让企业能创造出更多的利润。对企业的健康发展具有重大意义。

国内外研究现状

目前国内外对于整合正逆向物流配送的研究不多，然而对于单独的正向物流配送或逆向物流回收的研究则较多，且逆向物流的研究大都围绕逆向物流网络构建和回收中心选址展开^[3]。在国外1996年，Saloman、Thierry 等人在利用已有的正向物流设施基础上，设计出逆向物流网络，并建立了逆向物流决策系统^[4]。1997 年，Fleischmann、Jacqueline 等试图进行逆向物流网络的构建，在此过程中创造性地提出了在构建逆向网络中最重要的问题是正逆向物流的渠道是否可以整合，但是最终并没有建立完善的整合逆向的物流网络^[5]。2011年，Tuzkaya 以土耳其白色家电行业为背景，对逆向物流网络设计及其应用进行了研究，最终以土耳其某家电企业为研究对象，为其设计了逆向物流网络^[6]。 Huscroft 等也探索利用补充信息技术提高工艺性能支持逆向物流发展^[7]。然后Saurabh等提出了一种基于平衡计分卡和图论的逆向物流外包决策框架，即通过考察逆向物流活动基于平衡计分卡的利益相关者、内部业务流程、学习和成长以及财务与可持续发展等四个传统层面表现，提出了基于特定情境的备选方案，并计算所有备选方案的“外包指数”来进行逆向物流活动的外包决策^[8]。Ellen和Geraldo在2017年针对在收集中心回收处理单一的设备提出了产能一定下的逆向物流再制造工厂选址的模型(CPL-RL)^[9]。

相较于国内，向盛斌在2001年首先引入了逆向物流这一概念，探究了逆向物流和生态保卫间的联系以及逆向物流供应链的组建等^[10]。吴峰在2001年比较早的介绍了欧美日等发达国家对电子废物的管理情况，并对我国电子废物的处理提供了设想和建议^[11]。吴季松2003年提出建立以物质闭环流动为特征的循环经济，试图通过对发展循环经济的研究来减少对环境的破坏，此研究中提及了逆向物流，但是并没有进行更加深入的针对逆向物流的研究^[12]。李彩凤针对我国城市的家电逆向物流回收情况进行了分析和总结，在此基础上设计了基于家电回收的逆向物流网络模型，试图通过分析逆向网络模型，解决我国城市家电逆向物流配送存在的诸多问题^[13]。在201 3年徐云以动态实时的观点对整合正逆向物流的家电配送车辆实时路径优化方法进行深入地研究，运用添加局部搜索功能的改进遗传算法进行初始路径的规划^[14]。程华亮等2015年分别研究了精益思想与逆向物流的现状，提出了精益思想下的逆向物流管理模型，并进一步研究了精益在流程管理和产品生命周期管理领域的应用，探讨了企业ERP系统要怎样更新才能支持逆向物流与精益的整合^[15]。

基本内容和技术方案

研究内容

本文通过分析国内外关于企业正向和逆向物流配送（回收）体系，用Arena仿真软件模拟出一个整合正逆向的家电物流配送体系，提出车辆路径的优化方案。

第1章：绪论部分。介绍本文研究背景和意义。并对正逆向物流研究现状进行了分析。

第2章：讨论了家电企业正逆向物流的内涵，特点等。并比较二者的异同，最后总结整合正逆向物流的家电配送的意义和结构。

第3章：介绍Arena软件并分析车辆路径问题。并用Arena建立了一个整合正逆向物流的家电配送模型。

第4章：多次运行仿真模型，比较不同配送方案，对配送路径进行优化。

主要技术路线

本文以家电配送和回收为研究对象，将正向和逆向物流整合起来，利用仿真软件建立一个多目标的配送路径仿真模型。并提出正逆向物流家电配送的优化策略和选择方案。路线图如下所示：

图1.1 本文技术路线图。

整合正逆向物流的家电配送流程分析

正向家电物流配送概述

正向物流的涵义

正向物流是指一般意义上的物流（或配送）概念。英国管理协会物流管理中心很早将物流定义为“物流是指企业内部广泛的活动，涉及到商品和原材料从生产地到客户的有效流动。”在我国物流的定义是，“物品从供应链向接收地的实体流动过程。根据需要，将运输、存储、装卸、装卸搬运、包装流通加工、配送、信息处理的基础功能实施的有机结合。”^[16]

家电企业正向物流配送模式

当前，我国的家电零售企业的正向物流配送发展多元。大致分为三部分：物流一体化的配送模式、共同化配送模式和第三方配送模式。

1.自营配送模式

此类配送模式是指企业按照自己的经营规划，考虑场地等因素，成立一个或多个自用配送中心。配送中心的管理属于公司的一部分。企业的经营销售通过订单信息和销售需求由配送中心向各个连锁店进行配货，并最终到达顾客手中。这种模式可以为企业的销售服务提供很大的支持。同时也会为顾客提供更自由灵活的服务，所以这种模式服务水平很高。

2.共同配送模式

这种模式表示很多企业联合起来，商议共同组建一个物流中心，前提条件是在这些企业都有相同的利益诉求，通过这种模式都能满足自己的服务需求。由此可以在一定的区域内开展物流中心的建设。这种模式的优势是各个企业在物流环节可以节省自己的投入成本，分散自己的风险，各企业间形成命运共同体，互惠互利。

3.第三方配送方式

种类方式是企业将自己的所有物流需求都交给专业的物流公司，自己是不需要投入很大建设成本去成立配送中心的。在这种第三方配送方式下，企业可以充分利用物流公司的设施和服务，这会使企业后期的使用成本较高，但是可以节约企业大量的建设成本，释放的资金可以去发展的其核心业务。

家电企业正向物流配送特点

本文主要研究的是自营配送下的家电企业。其配送过程有一下特征。

1. 通常对大型家电而言，配送十分讲究技术的要求，会因为操作不当而产生的碰撞，震动可能会对产品产生影响。所以要有专门人员进行安装以及调试服务。
2. 根据各企业的销售统计来看，家电需求有显著地季节性的性质，这会导致企业正向的配送也有忙闲特点，家电企业可以根据这种性质做好规划。
3. 由于大多数情况下有配送需求的消费者一般对时效性要求很高，但在配送过程中可能会遇到复杂的天气、道路等情况。这就需要找出一条既能最大满足消费者需求，又能满足企业对于成本的考量。由于存在这种复杂性，这类研究充满着挑战。

家电企业正向物流配送框架

依据供应链协同工作模式，配送业务一般划为两级：

1. 一级配送服务：表示和企业有合作或自己的零售商的采购向供应方下需求订单，供应商会向其发货，这和企业的采购政策联系密切。

（2）二级配送服务：短距离调配到门店、零售配送到客户。一种是分发到零售店（分发中心到商店）。根据门店订单信息，经采购部批准后下发订单，由区域配送中心或城市配送中心补充到门店。这种分配主要针对小型家用电器。另一种是分销给消费者客户（零售分销给商店）。顾客在商店下订单后，商店将订单信息传送给配送部门。配送中心根据采购信息向消费者送货，这种配送针对的是大型家电。

家电零售企业正向物流的结构：

图2.1 正向物流框架图

逆向家电物流回收概述

逆向物流的涵义

“早在2001年中华人民共和国（GB/T18354-2001）《物流术语》中就把逆向物流划分为回收物流和废弃物流。回收物流是指把不达标商品的返修、甚至退货或者把周转使用过的包装，从需求一方返送到供应方中所形成的物品实体流动；废弃物流是指将经济活动中失去本身使用价值的商品，按照实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、存储，并分送到专门处理场所时所形成的实体流动。以上对逆向物流含义的表述虽然不同，但共同之处是指产品从消承担费地到产品生产地的物理流动，但同时伴随着信息流、现金流、价值流、商务流”。^[17]

家电企业逆向物流回收模式

对比正向物流，家电企业逆向物流的来源和流向均与之相反。可以将其分成两类：

（1）消费者逆向物流：有消费者对家电产品不满意或产品故障而产生的退换过程：企业出于降低成本考量，对报废的资源材料进行的回收。

（2）门店逆向物流：主要包括门店因某种原因造成销售不良，而导致产品堆存过多需要返回配送中心。

家电企业逆向物流回收特点

1. 不确定性：大多数情况下，企业很难确定某一物流回收的数量、质量、回收处理的要求和方法、回收产品的流向、回收和再加工的成本。使得逆向物流的结构设计、工作规划，都具有很高的复杂性。
2. 柔性：逆向物流相关流程需要在设施、退货信息的多级传递会造成信息扭曲失真，运输和其他相关服务方面具备足够的柔性以确保需求不稳定的回流物料可以实现预期的目标。特别是逆向物流往往烦需要面规模小、需求波动大和不确定因素等特殊问题。
3. 多方协调性：逆向物流一般有很多主体，需要成立一个体系，方便沟通，使各个主体之间可以有效、及时交流。避免出现低效的状况。

家电企业逆向物流回收框架

家电企业逆向物流回收框架只要可以分为：消费者-零售门店、零售门店-回收中心、回收中心-供应商、零售门店-供应商、零售门店-零售门店之间的商品流动。如下图所示：

图2.2