○陳凌櫻 洪國(guó)彬

(華僑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，福建 泉州 362021)

基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的逆向物流回收模型:以生活垃圾為例的實(shí)證分析

○陳凌櫻 洪國(guó)彬

(華僑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，福建 泉州 362021)

在不斷探索作為“第三利潤(rùn)源泉”的物流所起巨大作用的進(jìn)程中，我們往往忽視了逆向物流的“節(jié)流”效果。同時(shí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念被世界各國(guó)所極力提倡，已成為當(dāng)今世界的主題?；谶@樣的背景下，提出了基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，構(gòu)建居民生活垃圾逆向物流網(wǎng)絡(luò)并建立混合整數(shù)規(guī)劃模型，借助LINGO 9.0軟件進(jìn)行編程求解，最后以泉州市區(qū)居民生活垃圾為例驗(yàn)證模型的有效性，并以具體數(shù)據(jù)分析石獅市垃圾綜合處理廠的運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行實(shí)證。

循環(huán)經(jīng)濟(jì);逆向物流;生活垃圾;混合整數(shù)規(guī)劃模型

一 引言

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展促使生產(chǎn)力水平不斷提高，并帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，消費(fèi)品更新?lián)Q代的速度也隨之加快，由此導(dǎo)致了廢棄物污染問題。傳統(tǒng)的廢棄物一般的處理方法是焚燒、填埋和堆肥。但是，這些方法會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響。如焚燒投資大，且會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣污染環(huán)境;由于大量廢棄物的產(chǎn)生，填埋堆放場(chǎng)地有限，不僅造成處理費(fèi)用不斷提高，不利于經(jīng)濟(jì)核算，并且一些不可降解甚至有毒的廢棄物不經(jīng)過處理就被隨意填埋還會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染，給人們的生活造成極大的負(fù)面影響，其影響力更可能波及子孫后代。如今，資源枯竭、環(huán)境惡化已經(jīng)成為抑制經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸和障礙。

在如此嚴(yán)峻的形勢(shì)下，通過漫長(zhǎng)的摸索歷程，人類探索出一條可持續(xù)發(fā)展道路，因此世界各國(guó)紛紛推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想也隨之興起。循環(huán)經(jīng)濟(jì)本質(zhì)是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)，要求將傳統(tǒng)的以“資源——產(chǎn)品——廢棄物”的物質(zhì)單向流動(dòng)為特征的開放式線性經(jīng)濟(jì)，轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源——產(chǎn)品——再生資源”的反饋式或者閉環(huán)流動(dòng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式［1］61－62。在對(duì)物質(zhì)資源和產(chǎn)品等循環(huán)利用的過程中，被視為“第三利潤(rùn)源泉”的物流所起作用不容小覷，而作為一種特別的物流管理方式——逆向物流更是起到了往往容易被人們忽視的“節(jié)流”的效果。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下，逆向物流能夠帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的可能性已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所重視，因此逆向物流管理成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的最前沿。通過構(gòu)建及優(yōu)化逆向物流網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，以及提高客戶滿意度、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，具有重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

在國(guó)內(nèi)外，關(guān)于逆向物流的研究成果可以劃分為逆向物流定性研究和定量研究?jī)蓚€(gè)方面。定性方面的研究主要是關(guān)于逆向物流的基礎(chǔ)理論，定量方面的研究主要是從網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方面考慮。由于逆向物流網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建具有顯著的地理位置特征，因此許多文獻(xiàn)對(duì)于逆向物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃都針對(duì)特定的區(qū)域、特定的產(chǎn)品進(jìn)行分析，研究重點(diǎn)主要集中在網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的構(gòu)建，成員的確定以及成員選址定位上［2］523－530。

目前，很多學(xué)者基本上是采用混合整數(shù)規(guī)劃MIP(Mixed Integer Programming)方法研究逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題。如孫開釗利用線性規(guī)劃方法構(gòu)建了北京市生活固體廢棄物物流網(wǎng)絡(luò)模型［3］22－32。任鳴鳴和楊超考慮在多生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合回收情況下，建立返修與回收處理的混合整數(shù)規(guī)劃模型［4］34－36。他們通過對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施選址模型進(jìn)行修改或拓展來對(duì)該問題建模及求解。一般以總成本 (包括設(shè)施設(shè)備的固定投資成本、營(yíng)運(yùn)成本、運(yùn)輸費(fèi)用等)最小化為目標(biāo)，約束條件包括物流量守恒，設(shè)施處理能力限制，參數(shù)非負(fù)約束等。其一般優(yōu)化的模型［5］27－52是:

二 基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）問題描述

生活垃圾是指居民在生活和消費(fèi)過程中產(chǎn)生的各種固體廢棄物。生活垃圾的回收在一定程度上也屬于逆向物流的范疇。從社會(huì)效益的角度看，垃圾的回收、處理和循環(huán)利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從經(jīng)濟(jì)效益的角度看，大多數(shù)的城市生活垃圾的確還存在著巨大的經(jīng)濟(jì)再利用價(jià)值，回收的生活垃圾通過分揀、加工、分解，可以重新進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域。對(duì)于生活垃圾回收而言，物流過程是實(shí)現(xiàn)其資源化的重要環(huán)節(jié)。

從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，居民生活垃圾的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是以社會(huì)效益為主，其投資目的主要是實(shí)現(xiàn)居民生活垃圾的減量化、無害化和資源化，從而減少其對(duì)環(huán)境的危害。就其提出的本質(zhì)而言，生活垃圾的“三化”原則的管理思想與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“3R”原則 (即減量化、再利用、資源化)具有異曲同工之妙。在本文中，以居民生活垃圾為例考慮一個(gè)帶有填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的逆向物流網(wǎng)絡(luò)，在保證符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的前提下使總成本最小化。該逆向物流網(wǎng)絡(luò)具體包括居民區(qū)、回收站、分解再生廠、填埋場(chǎng)、環(huán)保設(shè)施、銷售市場(chǎng)、制造廠等幾種節(jié)點(diǎn)設(shè)施。該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，需要確定回收站、分解再生廠、制造廠、填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的數(shù)量及候選位置，居民區(qū)和銷售市場(chǎng)是已知存在的，網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)設(shè)施設(shè)備都是由政府下屬的專業(yè)化公司承擔(dān)的，因此其固定投資成本及運(yùn)營(yíng)成本是由政府財(cái)政承擔(dān)。

我國(guó)一般將生活垃圾分為四大類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾?？苫厥绽糠诌M(jìn)行簡(jiǎn)單處理之后回收進(jìn)入銷售市場(chǎng)，另一部分則需要通過綜合處理、分解再生之后進(jìn)入各個(gè)制造廠進(jìn)行再制造，對(duì)于不可回收和有害的部分運(yùn)往填埋場(chǎng)或環(huán)保設(shè)施進(jìn)行安全處理。因此，在進(jìn)行逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，為充分利用資源，減少總逆向物流成本，本文構(gòu)建起正向物流與逆向物流相結(jié)合的逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型。其中，基于研究對(duì)象生活垃圾是一種特殊的回收物，其正向物流方向是指從居民區(qū)的生活垃圾產(chǎn)生點(diǎn)開始，流向回收站等各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)，其逆向物流方向則是生活垃圾經(jīng)過回收處理后，成為可再使用的物品再次從銷售市場(chǎng)進(jìn)入消費(fèi)區(qū)域 (如居民區(qū))。該逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型是站在政府角度建立的。因此本文考慮了如圖1所示的生活垃圾物流回收作業(yè)流程圖。

圖1 生活垃圾物流回收作業(yè)流程圖

（二）模型假設(shè)

在符合逆向物流原則的基礎(chǔ)上，不失一般性地作出如下假設(shè):

1.考慮規(guī)模經(jīng)濟(jì)量，居民區(qū)人口越多，生活垃圾產(chǎn)生得越多，即逆向物流費(fèi)用與各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間回收的生活垃圾的流通量呈非線性關(guān)系。

2.各居民區(qū)的生活垃圾產(chǎn)生量能被預(yù)測(cè)，按照一定周期計(jì)算并保持相對(duì)穩(wěn)定。

3.環(huán)保設(shè)施、填埋場(chǎng)同其他節(jié)點(diǎn)設(shè)施一樣，均需要考慮到固定投資成本和運(yùn)營(yíng)成本，而且兩者無處理能力限制。

4.能大致確定回收站、分解再生廠、制造廠、填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的候選區(qū)域及數(shù)目。

5.每個(gè)回收站有足夠的容量滿足任何一個(gè)居民區(qū)的生活垃圾回收需求。

6.假設(shè)從各居民區(qū)到回收站，回收站到分解再生廠、填埋場(chǎng)、環(huán)保設(shè)施和銷售市場(chǎng)，分解再生廠到制造廠、填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的單位生活垃圾的單位距離運(yùn)費(fèi)是相同的。從制造廠到銷售市場(chǎng)，銷售市場(chǎng)到居民區(qū)的單位可再用物品的單位距離運(yùn)費(fèi)相同。

7.不考慮生活垃圾在運(yùn)輸過程中的材料損耗。

8.生活垃圾的回收量、各種設(shè)施的處理能力以及固定投資成本和運(yùn)營(yíng)成本、各設(shè)施間的運(yùn)輸成本是確定已知的。

9.假設(shè)一個(gè)居民區(qū)的生活垃圾只能運(yùn)往一個(gè)回收站，而且一個(gè)回收站可以接收多個(gè)居民區(qū)的生活垃圾，即居民區(qū)與回收站是“多對(duì)一”的關(guān)系?；厥照痉謩e與分解再生廠、填埋場(chǎng)、環(huán)保設(shè)施、銷售市場(chǎng)均是“多對(duì)多”的關(guān)系，分解再生廠與制造廠也是“多對(duì)多”的關(guān)系。

（三）參數(shù)設(shè)置和決策變量定義

1.模型參數(shù)符號(hào)

i∈I:居民區(qū)的下標(biāo);j∈J:回收站的下標(biāo);k∈K:分解再生廠的下標(biāo);l∈L:制造廠的下標(biāo);m∈M:填埋場(chǎng)的下標(biāo);n∈N:環(huán)保設(shè)施的下標(biāo);s∈S:銷售市場(chǎng)的下標(biāo);Fj:回收站j選中后的基建投資成本;Gk:分解再生廠k選中后的基建投資成本;Hl:制造廠l選中后的基建投資成本;Pm:填埋場(chǎng)m選中后的基建投資成本;Qn:環(huán)保設(shè)施n選中后的基建投資成本;dij:居民區(qū)i到回收站j的距離;djk:回收站j到分解再生廠k的距離;djm:回收站j到填埋場(chǎng)m的距離;djn:回收站j到環(huán)保設(shè)施n的距離;djs:回收站j到銷售市場(chǎng)s的距離;dkl:分解再生廠k到制造廠l的距離;dls:制造廠l到銷售市場(chǎng)s的距離;dsi:銷售市場(chǎng)s到居民區(qū)i的距離;dkm:分解再生廠k到填埋場(chǎng)m的距離;dkn:分解再生廠k到環(huán)保設(shè)施n的距離;β:單位生活垃圾的單位距離運(yùn)輸成本;γ:單位可再使用物品的單位距離運(yùn)輸成本;Cj:回收站j的單位運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，包括對(duì)生活垃圾的收集、存儲(chǔ)、處理等費(fèi)用;Ck:分解再生廠k的單位運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，包括對(duì)生活垃圾的存儲(chǔ)、處理等費(fèi)用;Cl:制造廠l的單位運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，包括對(duì)生活垃圾的存儲(chǔ)、處理等費(fèi)用;Cm:填埋場(chǎng)m的單位運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，包括對(duì)生活垃圾的存儲(chǔ)、處理等費(fèi)用;Cn:環(huán)保設(shè)施n的單位運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，包括對(duì)生活垃圾的存儲(chǔ)、處理等費(fèi)用;Ti:居民區(qū)i產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量;MAX_Jj:回收站j的最大回收能力;MAX_Kk:分解再生廠k的最大處理能力;MAX_Ll:制造廠l的最大處理能力;r1:表示進(jìn)入回收站的生活垃圾可分解再生比率;r2:表示進(jìn)入回收站的生活垃圾填埋比率;r3:表示進(jìn)入回收站的可再使用物品的再售比率;r4:表示進(jìn)入分解再生廠的生活垃圾的填埋比率;r5:表示進(jìn)入分解再生廠的生活垃圾的再制造比率;r6:表示進(jìn)入制造廠的可再使用物品經(jīng)過物理變化后的再售比率。

2.模型決策變量定義

Xij:從居民區(qū)i運(yùn)往回收站j的生活垃圾數(shù)量;Xjk:從回收站j運(yùn)往分解再生廠k的生活垃圾數(shù)量;Xjm:從回收站j運(yùn)往填埋場(chǎng)m的生活垃圾數(shù)量;Xjn:從回收站j運(yùn)往環(huán)保設(shè)施n的生活垃圾數(shù)量;Xjs:從回收站j運(yùn)往銷售市場(chǎng)s的可再使用物品的數(shù)量;Xkl:從分解再生廠k運(yùn)往制造廠l的生活垃圾數(shù)量;Xls:生活垃圾經(jīng)過物理變化后，從制造廠l運(yùn)往銷售市場(chǎng)s可再使用物品的數(shù)量;:生活垃圾經(jīng)過化學(xué)變化后，從制造廠l運(yùn)往銷售市場(chǎng)s的數(shù)量;Xsi:生活垃圾經(jīng)過物理變化后，從銷售市場(chǎng)s運(yùn)往居民區(qū)i可再使用物品的數(shù)量;生活垃圾經(jīng)過化學(xué)變化后，從銷售市場(chǎng)s運(yùn)往居民區(qū)i的數(shù)量;Xkm:從分解再生廠k運(yùn)往填埋場(chǎng)m的生活垃圾數(shù)量;Xkn:從分解再生廠k運(yùn)往環(huán)保設(shè)施n的生活垃圾數(shù)量。

3.數(shù)學(xué)模型

由此，該問題的目標(biāo)函數(shù)如下:

約束條件如下:

(1)物流量守恒

模型中，目標(biāo)函數(shù) (1)為最小化總成本，共有二十二項(xiàng)，前五項(xiàng)分別給出了建立回收站、分解再生廠、制造廠、填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的固定投資成本。第六至第十項(xiàng)分別為回收站、分解再生廠、制造廠、填埋場(chǎng)和環(huán)保設(shè)施的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。最后十二項(xiàng)為各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)輸成本。

約束條件中，式 (2)－(14)分別表示回收站、分解再生廠、填埋場(chǎng)、環(huán)保設(shè)施和銷售市場(chǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的物流量守恒。其中，式 (2)表示各居民區(qū)產(chǎn)生的垃圾數(shù)量等于該居民區(qū)到某個(gè)回收站的運(yùn)輸量;式 (3)表示回收站j到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)輸量之和等于從居民區(qū)i運(yùn)往該回收站的生活垃圾數(shù)量;式 (4)表示進(jìn)入分解再生廠k的垃圾量等于進(jìn)入回收站的垃圾可分解再生量;式 (5)表示從回收站j進(jìn)入填埋場(chǎng)m的垃圾量等于進(jìn)入回收站的垃圾填埋量;式 (6)表示從回收站j進(jìn)入銷售市場(chǎng)的可再使用物品量等于進(jìn)入回收站的可再使用物品再售量;式 (7)表示從回收站進(jìn)入環(huán)保設(shè)施的垃圾物流量守恒;式 (8)表示分解再生廠k到制造廠l以及填埋場(chǎng)m和環(huán)保設(shè)施n的運(yùn)輸量之和等于從回收站j運(yùn)往該分解再生廠的生活垃圾數(shù)量;式 (9)表示從分解再生廠k進(jìn)入填埋場(chǎng)m的垃圾量等于進(jìn)入分解再生廠的垃圾填埋量;式 (10)表示從分解再生廠k進(jìn)入制造廠的可再使用物品量等于進(jìn)入分解再生廠的再制造量;式 (11)表示從分解再生廠進(jìn)入環(huán)保設(shè)施n的垃圾物流量守恒;式 (12)表示垃圾經(jīng)過物理變化后，從制造廠進(jìn)入銷售市場(chǎng)的可再使用物品量等于進(jìn)入制造廠的可再使用物品的再售物品量;式 (13)表示垃圾經(jīng)過物理變化后，回收站j到銷售市場(chǎng)s的運(yùn)輸量與制造廠l到銷售市場(chǎng)s的運(yùn)輸量之和等于從銷售市場(chǎng)s運(yùn)往居民區(qū)i的產(chǎn)品數(shù)量;式 (14)表示垃圾經(jīng)過化學(xué)變化后，制造廠l到銷售市場(chǎng)s的運(yùn)輸量等于銷售市場(chǎng)s運(yùn)往居民區(qū)的總量;式 (15)－(17)分別表示回收站、分解再生廠和制造廠的處理能力限制，其中，式 (15)表示回收站的最大處理能力限制;式 (16)表示分解再生廠的最大處理能力限制;式 (17)表示制造廠的最大處理能力限制;式 (18)和式 (19)為決策變量的取值范圍。

(四)模型求解

該模型是一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃 (MIP)模型，可以用分支定界法求解，也可以采用專門的數(shù)學(xué)規(guī)劃軟件包進(jìn)行求解。本文利用專門的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件LINGO 9.0對(duì)該模型進(jìn)行求解。

三 算例與實(shí)證分析

（一）算例

我們用一個(gè)例子來驗(yàn)證該模型的有效性。根據(jù)資料收集的結(jié)果，目前許多居民生活垃圾的回收以農(nóng)村為典型，一般采用“村一級(jí)收集、市一級(jí)轉(zhuǎn)運(yùn)并處理”的運(yùn)作模式。本文以泉州市區(qū)居民生活垃圾回收處理為例進(jìn)行算例驗(yàn)證。該市區(qū)包括四個(gè)區(qū)，分別是豐澤、鯉城、洛江和清濛開發(fā)區(qū)。根據(jù)本文需要，將豐澤區(qū)劃分為東湖、豐澤、泉秀、清源、華大、城東、東海、北峰等八個(gè)居民區(qū)，鯉城區(qū)劃分為海濱、臨江、鯉中、開元、浮橋、江南、金龍、常泰等八個(gè)居民區(qū)，洛江區(qū)劃分為雙陽、河市、萬安、羅溪、馬甲、虹山等六個(gè)居民區(qū)，清濛開發(fā)區(qū)為一個(gè)工業(yè)區(qū)，在此不予以劃分，單獨(dú)作為一個(gè)居民區(qū)。因此，該市區(qū)共劃分為23個(gè)居民區(qū)。據(jù)泉州市政府規(guī)劃，將在市區(qū)大坪山隧道和普賢停車場(chǎng)旁各建一座垃圾中轉(zhuǎn)站，分別設(shè)為中轉(zhuǎn)站1、2，經(jīng)過垃圾中轉(zhuǎn)站接收的可用于焚燒發(fā)電的生活垃圾東運(yùn)石獅市垃圾綜合處理廠焚燒發(fā)電，不可用于焚燒發(fā)電的垃圾則運(yùn)往洛江室仔前填埋場(chǎng)填埋處理。根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，前文模型中提到的環(huán)保設(shè)施、制造廠與銷售市場(chǎng)均不存在，模型因此大大簡(jiǎn)化。垃圾綜合處理廠所產(chǎn)生的電輸送到某電力公司，最終由該電力公司將電輸送往各個(gè)居民區(qū)，滿足居民用電需要。各節(jié)點(diǎn)具體分布圖如圖2所示，逆向物流流程圖如圖3所示。各居民區(qū)分別至兩個(gè)備選中轉(zhuǎn)站的距離和各居民區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量①本文數(shù)據(jù)資料來源均來自泉州市環(huán)衛(wèi)處。如表1所示。中轉(zhuǎn)站至備選填埋場(chǎng)、綜合處理廠的距離如表2所示。中轉(zhuǎn)站、垃圾綜合處理廠和填埋場(chǎng)的基建投資成本及單位運(yùn)營(yíng)成本如表3所示。中轉(zhuǎn)站、垃圾處理廠的最大處理能力限制如表3所示。令β=2元/公里/噸，γ=3元/公里/噸，r1=0.8，r2=0.2，r3=r4=r5=r6=0。

圖2 泉州市區(qū)各節(jié)點(diǎn)具體分布圖

圖3 居民生活垃圾逆向物流流程圖

表1 各居民區(qū)至備選中轉(zhuǎn)站的距離和各居民區(qū)垃圾產(chǎn)生量

表2 中轉(zhuǎn)站至備選填埋場(chǎng)和綜合處理廠的距離

表3 各節(jié)點(diǎn)的基建數(shù)據(jù)

此模型是混合整數(shù)規(guī)劃模型 (MIP)，將算例具體數(shù)據(jù)代入上述LINGO 9.0程序中，得到最小總成本為382243300元，Y(j=1)=1，Y(j=2)=1，Y(k=1)=1，Y(m=1)=1，其他決策變量的最優(yōu)解如下表4:

表4 各節(jié)點(diǎn)之間的垃圾分配量 (噸)

由于受到LINGO程序語言不識(shí)別下標(biāo)的限制，求解結(jié)果中的符號(hào)標(biāo)識(shí)與式 (1)－(19)的符號(hào)標(biāo)識(shí)不一致。解釋如下:結(jié)果中X1、X2、X3分別表示從居民區(qū)到中轉(zhuǎn)站，從中轉(zhuǎn)站到綜合處理廠以及從中轉(zhuǎn)站到填埋場(chǎng)的運(yùn)輸量，括號(hào)中字母標(biāo)識(shí)與模型一致，如X1(I1，J1)表示從居民區(qū)1運(yùn)往中轉(zhuǎn)站1，其他以此類推。

根據(jù)求解結(jié)果，運(yùn)往中轉(zhuǎn)站1的居民區(qū)有:東湖、豐澤、清源、華大、城東、北峰、開元、雙陽、河市、萬安、羅溪、馬甲、虹山、清濛開發(fā)區(qū)，其余居民區(qū)均運(yùn)往中轉(zhuǎn)站2，運(yùn)輸量為各居民區(qū)的垃圾產(chǎn)生量。從中轉(zhuǎn)站1和中轉(zhuǎn)站2運(yùn)往綜合處理廠的垃圾量分別為433.6噸、320噸。從中轉(zhuǎn)站1和中轉(zhuǎn)站2運(yùn)往填埋場(chǎng)的垃圾量分別為108.4噸、80噸。

本文從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，建立了一個(gè)包括居民區(qū)、回收站、分解再生廠、填埋場(chǎng)、環(huán)保設(shè)施、銷售市場(chǎng)，以及制造廠等在內(nèi)的相對(duì)完整的多層正向物流與逆向物流相結(jié)合的物流網(wǎng)絡(luò)模型。

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)逆向物流的發(fā)展尚不完善，城市生活垃圾管理體制不健全，主要體現(xiàn)在:第一，廢棄物處理設(shè)施簡(jiǎn)易、建設(shè)投資不足，大部分以填埋場(chǎng)為簡(jiǎn)易填埋處理場(chǎng)或堆放場(chǎng)，或者以有待規(guī)范的垃圾焚燒處理獲取發(fā)電收益，多以相對(duì)簡(jiǎn)易的方式方法進(jìn)行垃圾處理;第二，目前對(duì)于生活垃圾綜合利用缺乏統(tǒng)一、綜合利用為主的鼓勵(lì)政策，往往只重視正向物流過程而忽略了逆向物流在生活垃圾綜合利用中所起的巨大社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益。事實(shí)上，生活垃圾的最終出路應(yīng)該以綜合利用為主，無論是理論研究還是具體實(shí)踐都應(yīng)該讓生活垃圾作為有用資源返回到社會(huì)生產(chǎn)、生活中或者直接返回到生態(tài)環(huán)境中?；谖覈?guó)國(guó)情與國(guó)內(nèi)逆向物流現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況，綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念并未完全融入，本文所建立的正向與逆向物流的理想模型在應(yīng)用于實(shí)證上面臨到了難題，實(shí)踐當(dāng)中逆向物流的不完善造成了模型中幾個(gè)節(jié)點(diǎn):環(huán)保設(shè)施、制造廠、銷售市場(chǎng)的簡(jiǎn)化。然而，事實(shí)上，生活垃圾運(yùn)送至填埋場(chǎng)填埋或者進(jìn)入垃圾綜合處理場(chǎng)焚燒發(fā)電僅是垃圾處理中的簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)，并不能完全替代綜合處理，只有充分考慮了有毒物質(zhì)的環(huán)保處置以及可回收利用的物品進(jìn)入制造廠經(jīng)過再制造之后返回到銷售市場(chǎng)這兩個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于生活垃圾綜合利用的逆向物流過程才能最終得以實(shí)現(xiàn)。因此，在現(xiàn)實(shí)生活中上述不足亟待改進(jìn)，這有賴于我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的深入和逆向物流的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

（二）實(shí)證分析

由于石獅市垃圾綜合處理廠是整個(gè)逆向物流網(wǎng)絡(luò)的核心，其運(yùn)營(yíng)狀況對(duì)該模型的總成本最小化起到舉足輕重的作用，因此有必要對(duì)其運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行分析。

根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查收集結(jié)果，已知該綜合處理廠固定資產(chǎn)投資總計(jì)3.1億元，其中廠房投資1.6億元，服務(wù)期為30年，預(yù)計(jì)凈殘值按會(huì)計(jì)上5%計(jì)算，設(shè)備投資1.5億元，服務(wù)期為10年，預(yù)計(jì)凈殘值按5%計(jì)算。該廠設(shè)計(jì)的處理能力可達(dá)1800噸/天，實(shí)際日處理垃圾量達(dá)1000噸，每天每噸處理成本為75元，發(fā)電量日均15萬千瓦時(shí)，輸送到某電力公司按每千瓦時(shí)0.63元計(jì)算。該廠員工總數(shù)為258人，平均每人月工資2500元。處理環(huán)節(jié)中，每無害化處理1噸垃圾市政府需補(bǔ)貼該廠55元?，F(xiàn)計(jì)算該廠運(yùn)營(yíng)狀況。

1.每天補(bǔ)貼收入:55元/噸×1000噸=55000元/天

2.每天電費(fèi)收入:0.63元/千瓦時(shí)×150000千瓦時(shí)=94500元/天

3.每天總收入:55000+94500=149500元/天

4.每天每噸人力成本:2500元×258人/30天/1000噸≈22元/噸/天

5.每天每噸固定資產(chǎn)折舊額:(按平均年限法計(jì)算)

每天每噸廠房折舊:(160000000元－160000000元×5%)/30年/365天/1000噸≈14元/噸/天

每天每噸設(shè)備折舊:(150000000元－150000000元×5%)/10年/365天/1000噸≈39元/噸/天

每天每噸固定資產(chǎn)折舊額:14+39=53元/噸/天

6.每天每噸運(yùn)營(yíng)成本 (每天每噸人力成本+每天每噸固定資產(chǎn)折舊額+每天每噸處理成本):22+53+75=150 元/噸/天

7.每天運(yùn)營(yíng)成本:150元/噸/天×1000噸=150000元/天

由上述計(jì)算可看出，每天運(yùn)營(yíng)成本為150000元大于每天總收入149500元。因此該廠處于虧損狀態(tài)，虧損額為500元/天。欲扭轉(zhuǎn)該廠經(jīng)營(yíng)虧損的局面，可考慮從以下幾個(gè)方面改進(jìn):

1.增加補(bǔ)貼收入。一方面應(yīng)該增加該廠的日處理量，盡量達(dá)到滿負(fù)荷，即1800噸/天;另一方面市政府按無害化處理垃圾補(bǔ)貼該廠55元/噸，對(duì)于目前該廠的運(yùn)營(yíng)狀況，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有必要提高。

2.增加電費(fèi)收入。其方式有兩種，一是通過提高人員或改進(jìn)機(jī)器設(shè)備的處理效率來增加該廠的日發(fā)電量;二是提高輸送到電力公司的每千瓦時(shí)電費(fèi)。

3.在降低每天運(yùn)營(yíng)成本方面可以采取兩種方式。一是削減人員數(shù)量，盡量采用機(jī)器設(shè)備運(yùn)作代替人員操作，實(shí)行機(jī)械化;二是降低處理成本，在處理的各環(huán)節(jié)中改進(jìn)垃圾處理的工藝技術(shù)。

四 結(jié)論

生活垃圾其實(shí)是一種人造資源，也是一種放錯(cuò)了位置的資源。生活垃圾的循環(huán)再利用已經(jīng)成為環(huán)境與資源共同呼喚亟待解決的問題，節(jié)約型社會(huì)建設(shè)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)可以為社會(huì)節(jié)約巨大的經(jīng)濟(jì)成本，為整個(gè)社會(huì)資源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面帶來利益。垃圾回收經(jīng)濟(jì)化在一定程度上也推進(jìn)垃圾處理在逆向物流上的發(fā)展。對(duì)生活垃圾而言，采用逆向物流對(duì)垃圾盡可能地進(jìn)行充分的資源化利用，使更多的垃圾作為“二次資源”進(jìn)入新的產(chǎn)品生產(chǎn)循環(huán)領(lǐng)域，不僅可以減少最終需要排放到環(huán)境中的生活垃圾，減少污染，減輕城市環(huán)境的壓力，還能通過對(duì)可利用資源的有效回收利用降低企業(yè)生產(chǎn)成本，對(duì)各類物資進(jìn)行循環(huán)利用，最終實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，真正做到“減量化、再利用、資源化”。

本文選取居民生活垃圾構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)，是出于居民生活垃圾與人們的日常生活息息相關(guān)的考慮，一旦處理不當(dāng)將產(chǎn)生一系列不良影響。如果能將消極處理垃圾變?yōu)榉e極地回收利用，從而達(dá)到既節(jié)約資源又保護(hù)環(huán)境的雙重目的，這樣不僅符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，在獲得生態(tài)效益和社會(huì)效益的同時(shí)也取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。本文基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)與逆向物流理論，以居民生活垃圾為例構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)，建立混合整數(shù)規(guī)劃模型，并采用LINGO 9.0軟件編程求解，是一個(gè)通過設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)整個(gè)生活垃圾回收網(wǎng)絡(luò)考慮較為周全的模型，能夠適用于垃圾回收的相關(guān)領(lǐng)域。最后，文章以泉州市區(qū)居民生活垃圾為例進(jìn)行可行性和有效性的驗(yàn)證。

由于逆向物流網(wǎng)絡(luò)與正向物流網(wǎng)絡(luò)相比，具有更大的隨機(jī)性與復(fù)雜性，其設(shè)計(jì)中的不確定因素包括逆向物流回收數(shù)量、時(shí)間和質(zhì)量，同時(shí)一個(gè)企業(yè)構(gòu)建逆向物流網(wǎng)絡(luò)是基于一定的運(yùn)營(yíng)周期，在構(gòu)建時(shí)應(yīng)考慮在整個(gè)周期的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因此本文在構(gòu)建居民生活垃圾逆向物流回收模型存在幾點(diǎn)不足，進(jìn)一步的研究可以從這些方面展開:

1.由于對(duì)居民生活垃圾的處理在焚燒、填埋等階段會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，因此考慮在政府政策下外部環(huán)境的代價(jià)最小化。

2.進(jìn)一步研究居民生活垃圾數(shù)量、時(shí)間和質(zhì)量等不確定因素影響下的逆向物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

3.考慮多個(gè)運(yùn)營(yíng)周期的居民生活垃圾逆向物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

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A Recovery Model of Reverse Logistics Based on Circular Economy——An Example of Consumer Waste

CHEN Ling－ying，HONG Guo－bin
(School of Economics and Finance，Huaqiao Univ.，Quanzhou，362021，China)

In the process of continuously exploring the functions of logistics as“the third profit source”，we tend to ignore the“saving”effect of reverse logistics.At the same time，the concept of circular economy，advocated strongly by most of the countries in the world，has become the subject of today’s world.Under this background，in this paper a reverse logistics network of consumer waste is constructed based on the circular economy to solve the mixed integer linear programming model with the programming software of LINGO 9.0.Then taking the consumer waste of Quanzhou City as an example we test the validity of this model and then analyze the operation of the Refuse Treatment Plant in Shishi City with specific data.

circular economy;reverse logistics;consumer waste;mixed integer linear programming model

F252.1;F224.0

A

1006－1398(2011)04－0054－10

2011－01－11

陳凌櫻(1986－)，女，福建廈門人，碩士研究生，主要從事物流工程研究。

【責(zé)任編輯 吳應(yīng)望】