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城市废品回收物流系统研究
Lelewaswrittenin2021
城市废品回收物流系统研究
摘要
伴随着我国经济的迅猛发展，城市化进程的不断加快，城市中随意丢弃的废品也越来越多，带来了众多的环境和社会问题。
废旧物品的随意丢弃不但对城市的环境，生态造成严重污染，而且造成了严重的资源浪费，影响社会经济水平的提高，如何有效的处理城市废品，实现资源的循环再利用，已成为一个世界性的课题。
在我国此问题尤为突出。
城市废品回收物流体系的构建问题是一个关系到经济和社会效益的问题。
本文从城市废品回收物流网络的相关概念入手，介绍了我国城市废品回收的模式现状，找出了存在的问题，设计出了合理的城市废品回收物流的流程。
运用Witness这款数值仿真软件，进行了计算机模型的仿真，并在此基础上进行了系统优化。
关键词：
回收物流，城市废品，Witness，仿真优化
Abstract
Withtherapiddevelopmentofeconomy,urbanizationisaccelerating，moreandmorewasteisdiscardedinthecity,causingmanyproblemsofthesocialandenvironment．Municipalsolidwastewhichhasnotonlycausedseriouspollutionofthecity'secologyandhealth，butalsohasaffectedthecity’seconomicdevelopment，hasbecomeabottleneckofrestrictingtherapiddevelopmentofthecity．InChina，thewasterecyclingrateisrelativelylow,alargenumberofrecyclableresourcesatediscarded，causingseriouswasteofresources，itisnecessarytorecycletheresources．
Thedesignofwastelogisticsnetworkisamatterofeconomicandsocialbenefits．Thisarticlestartswiththerelatedconceptsofthelogisticsnetworkformunicipalwastagerecoveryworkandthroughtheintroductiontothepresentsituationofmunicipalwastagerecoverymodel,trytofindouttheexistingproblemanddesignareasonablemunicipalwastagerecoveryprocess.UsingthenumericalsimulationsoftwareWITNESS,thispapersimulatedthecomputermodel,andthesystemhasbeenoptimizedbasedonit.
Keywords：
recyclinglogistics,urbanwaste,Witness,optimization
前言
随着我国经济的迅猛发展，物流产业受到了越来越多的关注。
公众的环境保护意识日益加强，环保法制法规力度也在逐渐增大，回收物流的经济价值在近几年也随之逐步显现。
现在许多企业都通过回收物流系统的改善使得回收物流成本显着下降，从而获得了更大的竞争优势。
因此我们不难看出，在环境日益恶化，资源日益稀缺的当代，回收物流已成为各国专家学者研究的重点。
尽管回收物流的发展前景广阔，但我国的回收物流市场却不容乐观。
我国的回收物流才刚刚起步，处在初步发展阶段。
物流设施还很不完善，物流市场需求不旺，国家有关法规不健全等因素都制约着我国回收物流的发展。
近年来，随着人类环保意识不断增强和对资源综合开发利用的重视，经济作为一种新的可持续发展的经济模式，已成为世界经济发展的主流，为适应国际竞争的需要，我国也在积极尝试建立循环经济发展模式，其中有关城市废品的回收物流成为人们研究的重点。
由于我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，生产和生活过程中废弃物资排放的种类和数量越来越多，加强城市废品回收物流的研究变得刻不容缓。
1绪论
研究背景
伴随着人类社会的不断发展，人们的生活质量得到了显着的提高，这也导致了越来越多的废弃物被遗弃到城市中，这不但严重危害了城市的生态环境，同时这些废弃物也严重污染了水体、大气和土地，严重制约着城市的发展。
长期以来，回收物流一直没有得到人们的重视，人们只是一味地从自然界中索取自己需要的材料、能源，却忽视了对废弃物进行处理。
近几年，随着环境的日益恶化和资源的严重短缺，可持续发展与循环经济理念逐步被提出，回收物流因其强调通过对废弃物的有效回收来进行对环境的有效控制而逐渐在学术界和企业界受到专家和学者的重视。
回收物流相关理论的研究是一个崭新的研究领域也逐渐变为一个热点问题。
尽管回收物流与正向物流是一个相反的过程，但由于回收物流本身具有复杂性、多样性、分散性、普遍性和无主性等特点，因而对回收物流活动的研究、管理和控制要有适合本身发展的模型、理论和方法。
研究意义
美国南佛罗里达大学教授、美国物流管理协会的资深专家詹姆斯司多克对逆向物流有着精辟的描述，他认为“公司对退货的处置已经成为一项标歧立异的竞争策略，并成为扩展效率提高的全新领域[1]”。
回收物流的社会经济效益日益凸显。
其重要的意义主要体现在以下几个方面：
（1）回收物流是节约资源、提高资源利用率的有效途径
回收的物资是一种宝贵的资源，它们本身凝聚着能量和劳动力的价值，曾有过若干过程，所以经常被称为载能资源。
如果可以把回收物资重新进入到生产领域作为原材料肯定会带来巨大的的经济效益。
据有关资料报道，2008年北京年产生活垃圾已经达到了672万吨，填埋量相当于每年占掉2500的亩土地，并呈出不断增长的态势。
目前北京处理垃圾的方式还是原生垃圾填埋，百分之九十以上的垃圾没有实现分类，不仅浪费了资源、浪费了土地，而且造成了严重的环境污染。
合理组织废弃物的回收物流将对降低垃圾处理成本有着显着效果[2]。
（2）回收物流是使资源得以循环利用的重要组成部分
回收物流是社会物资大循环的组成部分。
自然界的资源并不是无限的，在各种资源日渐枯竭的今天，越来越多的人呼吁要重视通过回收物流系统将可以利用的废弃物收集、加工，重新补充到生产、消费的系统中去。
例如废纸的回收越来越受到人们的重视，已成为造纸业原料供应所不可缺少的一个环节。
城市垃圾中含有的一些成分也可以加工成燃料或肥料，甚至有些物品经过适当的加工处理，还可以直接成为有价值的商品进入了消费领域。
（3）回收物流还是加强全社会环境保护力度的有效措施
大量产生的城市废品已经严重威胁到人类生存的环境，有效地组织回收物流及废弃物物流，使废弃物重新得以进入生产、生活循环或得到妥善的处理。
当前人们最关心的问题之一就是由于废弃物的随意丢弃而带来的环境问题。
2010年在上海世博会上提出了“城市，让生活更美好”的主题，良好的垃圾处理系统是城市文明进步的标志之一，一个城市如果环卫系统不能正常的运行，很快就会变得面目全非，良好的工作和生活环境都将会遭到严重的破坏。
回收物流除了以获得经济利益为目标之外，还要做到节约资源、保护环境。
尽管发展回收物流可能会与企业的发展正向物流目标在短期内存在矛盾，但是如果从宏观角度和长远利益来看，保护环境、节约资源与经济利益的目标是一致的，这样才能给企业带来巨大的经济效益，还可以减少经济活动对环境造成的破坏，减少自然资源的消耗，实现经济社会的可持续性发展。
2回收物流概论
回收物流的涵义
尽管早自20世纪60年代现代物流的理论就得到了逐步的确立，并且受到了越来越多企业的关注，被提高到一个较高的层次，但人们开始重视回收物流却是在20世纪90年代。
人们对回收物流的研究随着时间的推移而不断的深入，对回收物流的定义也给出了不同的表述。
对于回收物流的理解，国际上主要侧重于产品逆向物流方面：
1981年，Lambert和Stock最早提出回收物流的概念。
他们把回收物流定义为：
与极大部分的货物流动方向相反的物流。
1989年Murphy和Poist把回收物流定义为：
货物从消费者到生产者的流动。
1992年Stock向美国物流管理协会（CLM）提交了一份研究报告，在该报告中首次他提出了“逆向物流”这个名词。
在他看来，“逆向物流是一种包含了产品退回、物料代替、物品再利用、废弃物处理、维修与再制造等流程的物流活动”。
美国物流管理协会把回收物流定义为：
“Reverselogisticsistheprocessofmovinggoodsfromtheirtypicalfinaldestinationtoanotherpoint，forthepurposeofcapturingvalueotherwiseunavailable，orfortheproperdisposaloftheproducts．”即：
“计划、实施和控制原料、半成品的库存、制成品以及相关信息，高效和成本经济地从消费点到起点的过程，从而达到回收价值和适当处置的目的[3]。
”1999年，美国物流管理协会（TheCouncilofLogisticsManagement）定义回收物流为：
为了资源的回收或废弃物的处理，在适当成本下，对原料、在制品、成品以及相关信息，从消费点到原始产出点的流动和储存，进行规划、执行和管制的过程。
国家质量监督检验检疫总局在2001年8月1日起正式颁布实施的《中华人民共和国国家标准物流术语》中将“回收物流（Returnedlogistics）”定义为不合格物品的返修、退货以及周转，使用的包装容器从需方返回到供方所形成的物品实体流动；“废弃物物流（wastemateriallogistics）”是指将经济活动中失去原有使用价值的物品，根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存等，并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动；2006年12月颁布的《中国人民共和国国家标准物流术语》中将“废弃物物流”重新定义为将经济活动或人民生活中失去了原有价值的物品，根据实际需要进行收集、分拣、加工、包装、搬运、储存等，并分送到专门的处理场所进行再资源化处理的物流活动。
回收物流传入我国后，我国学者柳键，达庆利，黄祖庆，张钦等也各自提出了自己对回收物流的理解。
虽然在定义上有所差异，但总的来说回收物流是以重复利用被使用过的产品及其附属品（如运输包装、容器等）的残余价值为目的，或为了对最终废弃物进行恰当的处理，而将这些物品、产品运输容器以及包装材料，从其最终使用、消费地沿着供应链向生产地“逆向”传递的过程。
回收物流的业务流程
在回收物流中，首要工作就是是物品的收集，主要包括废品、过期的产品、副产品以及不再使用的产品的收集，然后把他们运输到一个固定的地点，并进行下一步的检查及处理。
（1）收集或回收
在收集中主要面临的问题是，所收集废旧产品的精确位置，废旧物品的当前使用状况以及数量等，这些问题对产品的计划和控制收集造成了很大的困难。
回收就是把顾客那里的产品通过有偿或无偿的方式返回到销售方手里。
这里所谓的销售方具有不确定性，可能是供应链上任何的一个节点，比如来自顾客的产品可能需要返回到上游的制造商、供应商，也可能要返回到是下游的配送商，零售商。
（2）预处理：
分类、检验与处理决策
在收集的产品信息中，将根据产品的质量，对产品进行分类，以确定产品的再使用、再重新加工处理或需把它处理消灭掉等。
对于那些质量比较好又不需要做什么处理的产品，可再次投放到市场，再次使用。
对需要进行再处理的产品，要进行进一步的加工处理，以便投放市场再次使用。
该环节是对回收品的质量进行评价分析的，要根据零部件的性能以及产品的结构特点来确定具有可行性的处理方案。
（3）再处理
再处理的环节主要包括：
产品的清洁、分拆、再加工和再装配。
分拆要按产品的结构特点来将产品分拆成零部件。
再加工是对回收产品以及分拆后的零部件进行再加工，恢复其价值。
再处理的过程可以提高产品的技术含量的，例如:
一个旧家具的恢复，需要很高的工艺技术等。
（4）产品再循环
再循环的产品主要是指可用于其他企业加工的原材料，如废钢废铁可直接作为炼钢厂的原材料使用。
（5）产品再分配
产品再分配就是把可继续使用的或者经过处理后的产品投放到市场中，并将其运输至使用者手中，该过程包括：
储存、销售和运输。
（6）废弃物的报废处理
对那些失去了经济价值和对环境危害严重的回收品或零部件，通过机械处理、焚烧或地下掩埋等方式进行销毁。
西方国家对环境保护的要求越来越高，而后两种方式都会对环境带来一些不利影响，如占用土地，污染空气等。
因此目前西方国家主要采取机械处理的方式，不过，随着资源再生利用技术的发展，许多人们原以为只能弃之不用的废弃物也会变废为宝带来显着的社会效益和经济效益。
以上作业环节既可以在独立的设施内完成，也可以在综合处理设施内完成，如区域预处理中心。
其主要流程图如图所示。
图回收物流流程
Fig.Recyclinglogisticsprocesses
回收物流的主要特点
与正向物流相比回收物流具有以下特点[4-8]：
（1）逆向性。
回收物流中报废物品或退回的商品的流动与正常的商品的流向刚好是相反的，即从消费者到分销商到制造商再到供应商那里。
因此，回收物流同正向物流运作的起止点是相反的。
（2）缓慢性。
刚开始的时候回收物流种类比较多，数量比较少，要形成较大的流动规模，就要不断汇集；废品的产生也不能立刻满足人们的某些需要，它必须要经过加工、再处理等环节，甚至还可能只作为原材料来回收使用，这一系列过程需要耗费很长的时间；同时，废品的搜集和整理也是一个相当复杂的过程。
这一切都使得回收物流具有了缓慢性的特点。
（3）不确定性。
回收物品可能产生于生活领域、流通领域或消费领域，涉及任何领域、任何个人、任何部门；回收物品会因为各种各样的原因而被废弃到城市中。
使得回收物流的地点比较无序和分散，并且数量和时间都是难以预见的。
（4）处理费用比较高。
这主要是因为这些商品大部分都缺少规范性的包装，又具有不确定性的特点，在运输和仓储中难以充分利用其规模效益；还有一个重要原因就是许多商品需要人工的检测、判断和处理，不仅效率低下，还极大地增加了人工的费用，增大了成本。
（5）混杂性。
因为不同种类、不同状况的废品常常是混杂在一起回收的，在进入回收物流系统时，划分就会有很大的难度。
当回收产品经过检测、分拣后，混杂性就会逐渐降低。
（6）价值的非单调性。
在回收流动的过程中废品会经过一系列的运输、仓储、处理环节，相应的费用都会使回收物品的残余价值降低，因此回收物流就具有了价值递减性；但回收的物品经过再处理后，又会获得新的价值，因此，回收物流还具有价值递增性。
最后，因为回收物流的处理方式多种多样，不同的处理方法对恢复资源价值的贡献有很大的差别。
综上所述，和传统的正向物流相比，回收物流更具复杂性，不但表现为系统结构的繁杂、地域范围广、成员多、相互影响且协调困难，也体现在困难的成本控制和特定的物流作业过程随回收物品的不同而有很大差异。
3城市废品回收的概况
城市废品是指城市区划内人们在日常生活和活动中产生的固体废弃物，包括居民生活垃圾、废旧电器、公共场所和街道清扫垃圾、医院生活垃圾、商业生活垃圾等。
城市废品的来源及组成
城市废品包括城市生活废品和工业固体废物。
根据垃圾产生源不同，可将我国城市废品主要分为居民生活废品、街道保洁垃圾和集团（机关、学校、工厂和服务业）垃圾三大类。
居民生活废品来自居民生活过程中失去利用价值的废旧电子产品以及生活垃圾如易腐有机物、煤灰、泥砂、塑料、纸类等。
它在城市废品的整体中，不仅数量占据首位，而且成分相对复杂，其构成受到季节和时间的影响，变化比较大并且极不均匀。
街道保洁垃圾主要来源于清扫马路、小巷路面和街道。
其成分类似于居民生活垃圾，但是商品包装物、枯枝落叶和泥沙占有较大比重，易腐有机物较少，含水量也相对较低。
集团垃圾是指学校、机关、团体、工厂和第三产业等在工作和生活的过程中产生的废弃物品。
与居民生活垃圾相比，成分具有单一稳定性，含水量较低并含有易燃物质，特别是高热值的易燃物比较多。
城市生活垃圾的构成主要受城市的性质、规模、地理条件、居民生活水平、生活习惯、和燃料结构的影响。
近年来，随着居民生活水平的提高和城市人口的增加，我国城市生活垃圾的总量有大幅度提高。
城市垃圾的有很大一部来源中于大中城市，其中大城市又占有优势，此外，近年来中小城市生活垃圾产量也呈现出高速增长的趋势。
我国传统的废品回收的做法，是将居民生活中产生的有价值的废品分拣出来出售，另外一些没有价值的废物则被扔到垃圾桶中，采用的是一种混合收集方式收集垃圾。
这种直接回收废品的方式，有效减少了垃圾的收运量。
但由于这种废品回收方式仅考虑到了经济利益，没有从减少垃圾量、保护环境、节约资源出发，回收仅是一种赚钱的手段。
因此，回收对象仅局限于利润高的物品，而废旧塑料、废电池、玻璃制品等的回收没有受到重视，使得废品回收的种类减少，回收率也相应降低了[9]。
国内外城市废品回收物流现状
国外的研究现状
早在六七十年代，发达国家为了实现垃圾的资源化，就开始积极推行了城市废品的分类收集。
经过几十年的努力，许多城市实现了废电器，废瓶、废纸、废玻璃以及废旧塑料的分类收集和回收再利用，相当完备的垃圾分类收集处理系统也逐步建立起来，获得了较好的经济和社会效益。
一些城市在街道旁还配备了专门收集废纸、废塑料等的容器，容器上标注了收集物的名称。
有的城市甚至还为此制作了专用的塑料容器、塑料袋，免费提供给居民，以利于居民垃圾的分类收集[10][11]。
（1）日本的资源垃圾回收系统[12][13][14].
自1960年以来，日本广泛的推行了生活废品的分类投放、分类收集，这种收集方式在发达国家和地区得到了迅速推广和普及，人们对垃圾的认识也发生了很大的转变，意识到城市生活废品回收后，经过再处理是可以综合利用的原料，被称作“放错了位置的资源”。
为了实现生活废品的再利用，采取适合的收集方法，直接分类回收城市废品中的可以循环再利用的物品，从而达到废品资源化的目的。
90年代后期，日本将垃圾资源化的观念渗透到了整个垃圾治理的过程。
同时，将垃圾的资源化和减量化的观念上升到了可持续发展的高度。
一方面加强了资源化和减量化的政策法规建设，同时还加大了资源垃圾回收的力度。
日本的垃圾分类回收系统包括流通领域回收再利用系统，集团回收系统和家庭垃圾分类回收系统。
日本的家庭垃圾分类回收系统中首先要求对资源垃圾进行分类，由政府负责或由集团收集，或在销售商店进行回收，最后送到分选企业进行加工，最后送到各再生处理企业进行处理再利用。
（2）德国废品的循环利用模式
德国是在废品回收利用方面是比较先进的国家之一，据统计，德国家庭废弃物循环利用率1996年约35％，1997年约41％，l998年约43％，2000年达到了49％。
2000年生化废弃物循环利用率达到70％，地下水污泥68％。
德国非常重视包装物的回收。
目前，德国纸板和纸张的回收率已达到71％，居欧盟国家之首。
在德国车站、商店等地方都有专门的废纸收集箱。
在每户居民的院中都设有多个不同的垃圾箱，盛废纸用的垃圾箱比其它垃圾箱大，而且收集废纸免费。
此外，德国一次性塑料瓶的使用量跟其他欧洲国家相比在数量上要少得多，这主要是因为德国使用了较多的可重复使用的容器包装特别是玻璃瓶和塑料周转箱，从而使得一次性包装的使用量减少。
另外，对金属易拉罐和一次性饮料瓶还实行了押金制度，从2002年1月1日起，每一个饮料罐、瓶将收取—欧元的押金，根据德国政府的规定，这些饮料瓶包括塑料瓶和玻璃瓶。
近年来，许多一次性塑料食品也逐渐都采用纸质包装。
总结德国和日本在垃圾回收体系构建中的共同点是都建立了面向整个回收链的中介组织，提供了畅通的、规范化的物流服务和信息服务，加强了市民、企业与政府的沟通，协调各方的关系。
我国城市废品的回收模式
目前，城市垃圾的回收方式主要有“分类收集”和“混合收集”两种。
分类收集是先将废品按照成分进行分类，然后再分别收集的方式。
这种方式可以大大减小废品回收的难度，简化废品处理环节，降低成本。
混合收集是把所有废弃物一起收集起来并且混装在一块的废品收集方式，虽然比较简单易行，收集费用也比较低，但处理时则比较麻烦。
我国许多市民的文明意识薄弱再加上自觉性差，分类收集还很难真正实现。
因此，我国目前城市生活垃圾收集方式基本为混合收集，主要有以下几种方式。
（1）容器式收集
所谓容器式指的是收集容器放置于固定的地点，服务时间为一天中的全部或大部分时间。
常见的收集容器有箱式和桶式两种。
城市里的公共场所和主要街道两侧所设置的垃圾果皮箱也属于容器式收集方式的范畴。
目前在大部分城市里使用的收集容器材料多为钢制品或塑料制品。
钢制容器的结构强度一般都比较大，相对容积也比较大，但跟其他材料相比也更易腐蚀，并且洗刷不便。
塑料垃圾桶则具有耐腐蚀，耐腐蚀，易于保洁等优点，应用越来越广泛。
（2）构筑物式收集
以固定构筑物作为收集垃圾的容器的收集方式叫做垃圾定点构筑物式收集方式。
构筑物一般为水泥、砖瓦结构，样式各异，容器容积约5～10m3，不密封。
构筑物式收集方式的特点是收集容器为半永久型的，因此可以降低成本，延长容器使用寿命，但它的容积比较固定，高峰季节垃圾数量会增加，容易发生垃圾漫溢的情况，严重污染了周围环境，给保洁工作带来很大困难。
（3）垃圾道式收集
该种收集方式在已建成的高层和多层住宅楼中，是最常见的。
在居民生活垃圾量比较多的季节如夏季，由于底层贮料间的容积是有限的，垃圾经常会将门挤开使垃圾泄露出来；因为垃圾投放口的密封性差也会造成垃圾的臭味逸出，严重污染环境和空气；特别是该种收集方式不便于对垃圾收集的进行控制和管理管理，因为上述缺点，这一收集方式将逐步被淘汰。
目前，北京、上海和广州等城市相继规定新建住宅楼不能设有垃圾道，许多城市还将已建住宅楼的垃圾道封闭停用。
进行垃圾分类收集回收的途径，主要有两种：
一种是将进行垃圾分类收集和对废品进行回收，即在垃圾产生的源头便将可重复利用的垃圾与其他垃圾进行分离，但可重复利用的垃圾不再进行分类，而是将所有可以再资源化的垃圾送到垃圾分选中心集中进行分选、压缩、打包，最后送到再生利用工厂进行加工再利用，或是直接退回到再资源化工厂进行再清洁、消毒后重复使用。
第二种途径是通过设立废品回收单位，面向单位和个人收购可再资源化的垃圾，从易拉罐、可乐塑料瓶、报纸杂志、易拉罐到废旧家电都在回收之列。
各级废品回收单位通过收购、转卖、加工处理等环节，最终将这些垃圾变为可重复利用的资源，实现了循环利用，这种方式在我国大多数城市得到了应用。
下面我们以北京市为例，来具体分析我国城市废品回收物流的现状。
北京市在普通垃收集运输处理方面，基础设施比较完善和经验也相对比较成熟，平均每年在城市近郊区清运垃圾数量达到万吨，日垃圾无害化处理能力达3500吨/日，用于清运城市垃圾的环卫机械数量有3778台，城市近郊区共有698座密封式集装箱垃圾站。
在垃圾处理方面，北京地区无论从管理上还是在基础设施上都在全国名列前茅，但是在可再资源化垃圾的回收利用方面
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