闭环供应链文献综述.docx

1、闭环供应链文献综述闭环供应链文献综述【摘要】随着管理的发展，自2000年始，国外学者已发现正向供应链和逆向供应链其实是紧密相连，不可分割的。闭环供应链思想的提出使供应链管理的研究突破了开环物流系统的围，闭环供应链并非仅仅是正向物流与逆向物流的简单加总，而是二者的有机合成。闭环供应链所面向的系统无论从其深度还是广度都大大超越了传统供应链，它不是简单的“正向逆向”，涉及从战略层到运作层的一系列变化，其复杂程度和难度都远超过正向供应链。如何将正向供应链和逆向供应链进行有机集成将成为学术界和企业界今后面临的一个巨大挑战。【关键字】闭环供应链；正向物流、逆向物流供应链管理始于20世纪80年代初，到90年

2、代初其相关理论研究进入蓬勃发展的阶段，有力推动了企业界管理模式的转变，成为企业通过协调方式最大限度获取经济利益的有力武器。但这一阶段的供应链管理主要是对“供应商制造商分销商客户”的正向供应链进行优化配置，其物流活动从供应商供应原材料开始到最终产品交付于客户结束。进入90年代以来，环境问题的凸显和产品回收再利用中蕴藏的经济机遇引起学术界和企业界对逆向物流的关注。管理的进一步发展，但直到90年代末，国外学术界均将正向物流和逆向物流视为两个相对独立的过程，分别研究正向供应链和逆向供应链的优化管理。因此在这一阶段，正向供应链和逆向供应链的研究都是建立在开环物流系统的基础之上。然而自2000年始，国外学

3、者已发现正向供应链和逆向供应链其实是紧密相连，不可分割的。闭环供应链思想的提出使供应链管理的研究突破了开环物流系统的围，如何将正向供应链和逆向供应链进行有机集成将成为学术界和企业界今后面临的一个巨大挑战。一、闭环供应链的概念与目标V. Daniel R. Guide, Jr认为：闭环供应链是这样一种供应链，除了传统供应链的活动，它还要考虑产品的获取与回收、再利用、以及回收产品的分销处理。从这一点来说，闭环供应链与逆向物流有许多相似之处，都考虑产品的回收、利用、再制造、再分销等环节。Karl Inderfurth以及Ruud H.Teunterii撰文指出，闭环供应链一个显著特点就是回收产品恢复

4、、再制造，这个回收产品可能来自客户(产品使用者)，也可能来自供应链其它环节如生产缺陷、副产品、分销渠道过程中的缺损等，闭环供应链这个特点是与传统供应链最显著的区别。产品回收、再利用过程就是逆向物流过程，因此闭环供应链中这一逆向物流特点是对传统供应链的补充。Bloemhof-Ruwaardiii认为供应链中的逆向过程包含了三个层次上的物流活动：废弃品从最终用户返回到生产者的物理活动（包括收集和运输）；生产者将废弃品转化成可用品的活动；针对废弃品再利用进行的产品再设计活动。前两个层次是实现废弃品再利用必须进行的基本活动，而后一个层次则是确保前两个层次的活动不断降低成本和提高效率的活动，三个层次所包

5、含的物流活动有：（1）废旧产品的回收；（2）废旧产品测试/分类；（3）再处理，其中包括产品层的再利用、零部件层的再利用以及原材料层的再利用（4）最终处置，即将不可再利用的产品进行填埋或焚烧（5）再配送，将经过再处理阶段的产品配送到相应的需求市场，各活动之间的相互联系。Krikkeiv指出实施闭环供应链的目标是通过产品的循环利用再生，来减少废物的排放量，同时以较低的成本提供给顾客适当的服务。Geyer和Jacksonv也指出闭环供应链的目标有两种：一是经济目标；另一个是环境目标。晓敏等人vi认为闭环供应链管理的目标是实现“经济与环境”的综合效益，这不仅有助于企业的可持续发展，也有助于整个国际社会

6、的可持续发展，尤其在构筑“强环境绩效”优势方面，闭环供应链管理所表现出来的优势远远超过了传统供应链管理。二、闭环供应链的驱动因素Klasson和Mclaughlinvii的一份研究充分表明，通过积极致力于环境管理，企业可以获得更多利润。两人通过162家公司的实证分析，认为环境绩效与企业获利之间有着显著的正相关关系，较强的环境绩效有利于企业获得更多利润，反之，较差的环境绩效将对企业盈利产生负面影响。而闭环供应链管理最深刻的意义就在于通过产品的循环再利用，大大减少资源的消耗和废弃品的垃圾排放量，从而带来企业环境绩效的提升。Min与Galleviii通过对美购经理实践的调研，企业逆向供应链管理的动力

7、主要还是降低末端处置的责任和满足法规要求，而不是建立环境合作伙伴关系，当采购企业选择供应企业时关注再循环而不是在使用或者源头减少。由于个体利益和集体利益之间的不一致，发展闭环供应链，实现可持续发展需要政府的参与。群，戴淑芬ix指出环境污染导致的外部不经济，迫使国家开征绿税或者实施许可证制度，在这种情况下，供应链成员单位必须在产品设计、生产、配送、废弃物处理等方面重新权衡，考虑降低污染和废物的回收利用，从而客观上推动了闭环供应链的形成Roland Clift和Lucy Wright x利用手机产业的大量数据，得出供应链每一阶段的价值增值与对环境的影响是不成比例的结论。他们提出随着供应链的延伸，各

8、阶段对环境影响与价值增值的比值是越来越小的，说明了实施逆向物流延长供应链，实现商品的再利用和再循环对资源节约和环境友好有很大的意义。通过将生产者的责任延伸至产品的生命周期的各个环节，特别是产品消费后阶段的回收、再循环和最终处理处置，可以促进产品整个生命周期过程的环境保护。Roland Geyer等 xi指出：基于生产者责任延伸的回收法律，如欧洲报废汽车(ELV)及废弃电气与电子设备(WEEE)指令，消费者对于产品回收政策和环保产品管理希望的增加，第三方回收企业稳定持续的发展，这些都意味着原始设备制造商(OEM)越来越需要从产品生命周期的各个阶段管理自己的产品。随着竞争的加剧，企业实施闭环供应链

9、管理不仅仅是为了获取经济利益，有时更是为了一些非经济因素。Margarete A.Seitz等 xii通过对汽车发动机的再制造商进行调查，结果表明，由OEM承担的汽车发动机再制造领域，OEM进行再制造的原因不仅仅局限于传统的产品回收的动机，比如伦理和道德责任，环境立法，以及直接的经济动因（再制造的盈利性），更多地是为了市场占有量，品牌保护以及产品售后服务中对备件的需求，特别一些处于消费后阶段的即将退市的产品，企业需要提供足够的备件来满足客户的需求。从现有的文献来看，学者们多数注重的是闭环供应链的闭环结构特征，较少涉及闭环供应链的定义。此外，从现有文献来看，虽然学者们都提到法律法规对企业生产活动

10、存在影响，但是多为定性分析或文字分析。三、闭环供应链的模式与设计根据回收方的不同，Savaskan等人xiii在由零售商销售产品的情形下将闭环供应链分成3种模式：1）制造商回收模式；2）零售商回收模式；3）第三方回收方式。而卫新xiv年又在电子商务环境下对闭环供应链的形式进行了补充，增加了制造商直销的情况，具体分为5种模式：1）零售商销售零售商回收；2）零售商销售制造商回收；3）零售商销售第三方回收；4）制造商直销制造商回收；5）制造商直销第三方回收。Fleischmannxv等人将闭环供应链根据产品再生形式则将其分为了大批量循环网络、组装产品再造网络和重用网络。Krikkexvi等人在不同的

11、制造形式和回收目地的基础上，定义了7种闭环供应链模式，分别是：1）旋转模式；2）混合制造模式；3）批量回收模式；4）逆向分销模式；5）服务维修模式；6）交易维修模式；7）循环补偿模式。Guidexvii等人依据偶发事件管理来分析影响闭环供应链的因素，将其分为依照库存的再造模式（Remanufacture-to-Stock, RMTS）、依订单的再组装模式（Reassemble-to-Order, RATO）和依订单的再造模式（Remanufacture-to-Order, RMTO）。其影响因素与模式匹配如表1所示：表1 影响整体计划的关键因素和闭环供应链模式的匹配因素RMTSRATORMTO

12、回收数量高中低回收所需时间不确定某种程度上可预测某种程度上可预测回收质量有限制不确定完全不确定产品的复杂性低中中高高测试及评估的复杂性低中中高高再造的复杂性低中中高高为了建立高效的逆向物流系统，Fleischmann等人xviii于1997年提出了逆向物流网络设计应该考虑的三个方面：1）逆向物流的参与者。逆向物流的参与者可能是原来的正向物流的渠道成员（如制造商、销售商、物流服务商等），也可能是专门的第三方服务商（如再生商，废旧品收集中心）。2）逆向物流的处理环节（如收集、测试、分类、拆分、重用等）及实现方式。3）正向物流的渠道与逆向物流渠道之间的关系。目前对闭环供应链设计多是基于物流网络设计的

13、。根据参与者的不同，闭环供应链中逆向物流网络可以呈现出两种结构：开环结构和闭环结构xix、xx。开环结构主要指回收的物品不回到初始的生产商而用于其他企业，此时逆向物流独立于正向物流渠道；闭环结构主要指回收的产品或包装材料回到原来的生产厂商，此时逆向物流渠道与原来的正向物流渠道相互关联，形成封闭的物流系统。对于开环的逆向物流网络设计，根据回收来的废旧品的可利用程度可以分为：1. 直接再使用产品的逆向物流网络设计。此时网络的功能主要是收集、运输和存储，研究的关键问题是如何确定仓库地点和运输计划，所建立的模型类似于传统的MILP模型。Kroon和Vrijensxxi针对某荷兰物流服务商的案例进行研究

14、，提出包装箱的逆向回收系统，对空包装箱的运输、维护和存储问题进行统一规划。Gohxxii，Cranicxxiii和Trunkxxiv也做了类似的研究。2. 可拆卸的再造产品的逆向物流网络设计。由于回收物品质量的不确定性，从而导致其中可再利用零部件的不确定性，故此时问题的关键集中于对回收物品的检测、修复、再造生产设备的选址上。Li-Hsing Shihxxv针对政府实施的废旧电器回收系统建立了逆向物流网络的混合整数规划模型，其目标是实现包含运输成本、生产成本、新设施固定成本、回收成本及最终处置成本在的总成本最小化。此外，Pochampally和Guptaxxvi提出三阶段数学规划方法用于逆向物流

15、网络设计以实现产品再造过程中获得最大的经济价值。3. 原料再生的逆向物流网络设计。由于再生往往采用化学、生物的方法而改变了原来物品的物理提醒，所以此时的关键问题除了传统的仓库选址外，还集中在再生设备的选址和处理能力的确定上。Barros等人xxvii设计了建筑垃圾沙子的在循环网络，其中包括对沙子进行分类和存储干净沙子的地区仓库以及负责重污染沙子清洁和存储的处理工厂，作者建立了两级MILP选址模型，并利用启发式算法确定仓库和工厂的数量及位置。类似的研究还有地毯的再循环网络设计xxviii、xxix。对于闭环的逆向物流网络设计，Fleischmann等xxx第一次全面地分析了产品再生环境下的物流网

16、络，在对不同行业产品再生案例研究的基础上，从产品、供应链和资源三个维度考虑产品再生条件，并根据集中化程度、网络层次、与其它网络的关联、开环/闭环结构、协作程度五个方面对产品再生网络进行分类。进一步明确两类具有闭环结构特征的物流网络：包装物的直接再使用网络和OEM负责的产品再造网络。Fleischmannxxxi又根据OEM是否负责对产品回收再利用，分为OEM管理的逆向物流网络和由第三方进行管理的逆向物流网络；并进一步指出OEM网络属于闭环供应链网络。Krikke等人xxxii总结了传统供应链的设计原则，并指出了实施闭环供应链还应遵守新的原则，见表2。表2传统供应链和闭环供应链的设计原则传统供应

17、链（正向开环）闭环供应链1、将物流纳入公司战略1、以可持续发展的标准来约束供应商2、全面组织物流2、利用会计系统对产品或服务在其整个生命周期的成本及环境影响进行核算3、充分利用信息3、善于利用各种管理工具4、强调人力资源4、开拓新市场5、组成战略联盟5、应付额外的不确定因素6、重视财务状况6、将物流网络设计和产品重用形式进行匹配7、对服务进行恰当的定位7、提高再循环的设计8、注重细节8、提供回收的质量和数量9、平衡物流中的数量10、绩效评估此外，Krikke等xxxiii根据OEM对产品回收再利用的过程给出了相应的闭环供应链结构图，并指出闭环供应链管理超越了以往的正向供应链和逆向供应链管理，其

18、目的是在减少废弃品垃圾的同时以较低成本提供客户服务。由于同时考虑正向和逆向供应链，因此整个物流活动中存在强烈的交互作用。在详细分析闭环供应链与传统正向供应链的不同后，提出适合于闭环供应链的设计原理。Krikke等xxxiv在设计冰箱的正向物流和逆向物流网络时，给出闭环供应链更为一般的形式，并在MILP模型的基础上开发了双向集成的网络建模架构，该模型包含多个优化目标，不仅考虑了正向和逆向供应链的总成本问题，还考虑了供应链对环境的影响问题。Jayarama等人xxxv对美国电子设备再制作公司的物流网络结构进行了研究，根据对旧产品或核心部件的收集、再造和再分销等流程处理，在假设消费者对再造品的需求与

19、其对旧产品的处理无关的条件下，从投资、运输、处理、成本等因素，建立了一个确定仓储容量和位置的MILP模型，以确定网络结构中最优的机构设置数量和设置地点。目前，对闭环供应链的研究文献大多数属定性分析，为数不多的定量分析也集中在闭环供应链的网络设计上，对于闭环供应链节点企业间的协调关系涉及较少，只有Savaskanxxxvi比较了4种闭环供应链模式下的成员间决策和收益，即由零售商回收、制造商回收、第三方回收及制造商和零售商的集中决策，研究指出在集中决策时整体利益最大，但在分散决策时，由零售商回收时回收率较高且利润最大。四、闭环供应链绩效分析闭环供应链的本质在于闭环，即回收与再处理。逆向渠道是收集和

20、运输用过的产品和包装物的渠道，它可以应用传统的正向物流的渠道也可以通过单独的逆向渠道，或者正向渠道与逆向渠道的结合。Fleischtnenn等人xxxvii认为建立一个高效的逆向物流系统，决策者需要考虑以下问题：谁是逆向物流系统的参与者，也许是正向物流的参与者（传统的制造商，零售商，以及物流服务商）和一些特殊的参与者（二手物料的处理者和物料设备修复者），这些区别对正向物流与逆向物流整合有着很大的限制作用。逆向物流系统包括哪些功能(收集、测试、分类、运输、拆卸、修复或处理等)且在何处实现？正向物流与逆向物流渠道的联系是什么？然而闭环供应链系统能否充分发挥其作用，不仅取决于闭环供应链的组织结构，也

21、取决于闭环供应链上个节点企业之间的运行机制，即如何在既定的组织结构的基础上优化供应链成员以及整体供应链绩效。Prashant Yadav等 xxxviii以McGriff运输公司为背景，研究了闭环供应链环境下如何通过运输公司和轮胎改造商之间的收益共享合约设计来增进废旧轮胎的再造率进而增加运输车队车辆的成本节约。侯云章等xxxix研究了单周期产品的闭环供应链协作与利润分配问题，供应商提供回收价格，供应商和零售商两者协作，进行联盟定价和订货决策，以此来鼓励零售商采用基金的库存和销售价格，从而使达到双赢。Chang Hwan Lee等xl研究了有限个供应商和零售商的报童模型中的退货策略，文章通过设计

22、激励机制来改进分散系统的供应链绩效，使其最优订购和退货数量能达到集成供应链的水平。王玉燕等xli基于单一制造商和单一零售商构成的闭环供应链(CLSC)进行了研究，应用博弈论对闭环供应链的定价策略进行了分析,分别得出非合作模型的均衡解和合作模型的均衡解，进一步对两种定价策略的效率进行了分析。在模型中,制造商、零售商均为独立的决策者,其目标为各自利润的最大化。决策过程如下：一方面,制造商基于市场分析制定产品的生产计划,进而确定批发价格；另一方面,制造商制定废旧品的回收计划,确定回收价格。零售商根据制造商的定价策略,确定相应的零售价格和废旧品的市场回收价格使其利润最大化。R.Canan Savask

23、an等xlii认为逆向渠道的选择标准主要是各成员的绩效水平，整个供应链的绩效水平，产品回收率以及对前向供应链的影响，特别是价格，如批发价和销售价格的影响。在以再制造为二手产品再生形式的闭环供应链中，距离消费者最近的零售商回收模式是制造商的最优渠道选择，同时，在零售商负责回收的前提下，可以通过把批发价与回收率相联系来促使零售商对回收投入的努力。如果没有适当的激励，消费者缺少将废旧产品送交到回收机构的动力xliii，Savaskan提出当消费者返还一单位的废旧产品，回收机构对其支付一定的回收价，将会促进产品的回收。但是该文为了便于分析进行了诸多的假设条件，比如回收单位二手产品的边际成本是与回收规模

24、无关，仅考虑由一个回收机构来承担回收工作并且每一个回收机构回收单位产品的成本都是一样的。在这篇文章的基础上，R.Canan Savaskan等xliv讨论了存在多个零售商竞争的情况下制造商的回收渠道选择问题，认为支付给零售商们的回购支付（take-backpayment）可以提供批发价格定价灵活性，从而在不同盈利能力的零售商之间形成价格歧视。但是在Savaskan的这两篇文章中，作者在模型的构建中将回收努力等同于回收率，这在一定程度上影响了读者对文中重要概念的正确理解。五、闭环供应链网络均衡学者们多数将复杂的供应链简化成链式结构，然而供应链实质上是由多个具有独立决策能力的实体构成的一个分布式的

25、、柔性的、复杂的动态系统，由具有不同利益成员的组成，而且多产品、多层次，竞争与合作并存的供应链网络结构，此时既要考虑供应链成员的独立决策行为，又要考虑到成员之间的相互作用，系统所达到的是各方都满意的均衡状态。在供应链网络均衡的研究目前尚未多见，主要集中在美国Massachusetts大学的Anna Nagurney教授所带领的团队，所用的研究方法主要是变分不等式。变分不等式作为研究均衡问题的一种数学工具,最初起源于研究一类力学问题中定义在无穷维空间中的偏微分方程,它是作为一种研究工具而发展起来的，现已被广泛应用于经济领域的均衡问题以及城市交通网络建模等问题中。Nagurneyxlv首先通过市场

26、均衡网络概念,运用变分不等式方法同时考虑了市场中各层市场成员的个体独立决策行为以及与网络成员之间的交互影响,建立了多层市场均衡网络模型。Nagurney等人xlvi、xlvii用有限维变分不等式方法研究了弹性需求和固定需求的多准则交通模型，并将其运用于和电子购物网络研究。跃翔等xlviii在Nagurney等人的基础上考虑了在电子商务平台上存在现货交易市场时的情况,第一次利用供应链网络模型研究了电子商务环境下,制造商可以利用现货市场第二次补充采购,供应商可以利用现货市场第二次销售情况下的两阶段供应链网络均衡,建立了供应商和制造商的决策模型,设计了模型均衡解的求解算法。Nagumey等人xlix

27、用变分不等式方法研究了由同质产品生产商、零售商和需求市场组成的弹性需求供应链网络均衡模型，分析了均衡解的存在性和唯一性条件，给出了求解算法和算例。Dong等人l用变分不等式方法研究了由同质产品生产商、零售商和随机需求市场组成的供应链网络均衡模型，分析了均衡解的存在性和唯一性条件，给出了求解算法和算例。Zhangli从供应链经济角度研究了供应链网络均衡模型及供应链竞争问题。邓宁等lii研究了由制造商-零售商-消费市场所组成的三层供应链网络模型，但是该文仅仅对模型进行了构建，对模型的解的存在性与唯一性没有进行证明。以上关于供应链网络均衡模型中，均没有考虑逆向供应链的产品回收问题，更没有涉及到正向供

28、应链与逆向供应链的结合问题。在2005年，Nagumeyliii在Transportation Research Part E上发表一篇文章，该文考虑了电子电器废弃物回收的逆向供应链网络均衡模型，模型中包含了电子电器废弃物的来源，废弃物回收商，废弃物处理商以及需求市场中的消费者。Davidliv在该文基础上，将前向供应链网络与逆向供应链网络相结合构建了制造商-消费市场的双层闭环供应链网络均衡模型，然而David并没有考虑前向供应链中的交易费用问题，且模型中没有对未被回收的废弃品的处理问题予以正确的表示。六、闭环供应链管理面临的问题与机遇目前大多数企业对闭环供应链管理主要存在两种截然相反的观点：

29、一是大多数企业认为实施闭环供应链会增加额外的运作成本（回收成本、再处理成本、检验/测试成本等），故企业关注废旧产品回收，势必会影响主营业务的顺利发展，导致企业利润急剧下滑；但少数企业认为实施闭环供应链可以为企业带来新的经济机遇，通过对生命周期的管理，不仅可以使产品得到最大程度的物尽其用，还可以大幅度降低采购成本，建设能源消耗，构筑“强环境绩效”优势，从而为企业带来更多利益lv。Geyer和Jacksonlvi指出实施闭环供应链中的难处：1）回收产品上的困难；2）产品再造过程术或经济上的不可行性；3）缺乏相应的二手市场。晓敏等人55指出闭环供应链管理所面临的挑战主要有一下4种：1）产品信息收集浩

30、大；2）废旧产品回收成本高昂；3）废旧产品的返回具有高度不确定性；4）正向物流和逆向物流协调困难。同时晓敏等55采用各种变形的合同形式，大大扩展了关于供应链协作的研究视野。在闭环供应链的逆向过程中，最终用户极度分散，因而废旧品的回收成本占据了相当大的比例。通常情况下，回收即意味着要对大量废旧品进行运输，这往往导致运作成本十分高昂，特别是对于直接从消费者市场回收产品的情况来讲，如何有效的设立回收方式和运输方式，是最重要的问题。因此，很多回收商利用设点回收的方式，将一部分运输的活动交给消费者，从而减少了自己的工作量。另外，当正向物流与逆向物流的重合度高时，利用正向物流的渠道来进行回收也是很有效率的

31、方式。此外，由于闭环供应链管理要求对产品进行全生命周期的管理，为此企业要对产品的结构，所使用的原材料或零部件的类型、数量及其经济价值，对环境的潜在危害，不同零部件或原材料的装配方式，以及再生技术可行性和法规限制等都要做到全方位了解，从而对需要再造的产品进行回收，保证较高的回收率和资料再利用率。然而现实的问题是，这些信息往往分散在不同的业务领域或者分散在不同的供应链企业中，因此所需要的信息在许多情况下难以有效获得，特别是当产品用到了成千上万种原材料，并由数百万个零部件组装而成时，这无疑是一项极具挑战性的工作。同时，闭环供应链中的逆向流具有极大的不确定性。相对于传统供应链，逆向渠道的高不确定性导致

32、了闭环供应链管理及回收活动运作上的难度，这主要表现在逆向废旧产品流在返回时间、返回地点、返回数量和质量方面具有高不确定性，这使得回收活动难以预测和管理，很难保证产品的回收率。在闭环供应链中，测试/分类对废旧品的流向起着决定性的作用，通常回收来的废旧品只有经过这一阶段才能确定其下一步要流向的再处理设施点。在这一阶段，回收者主要权衡的是运输成本和测试/分类所需的设备投资问题：一方面，在逆向渠道中尽早地对回收品进行测试，可以避免对无法再生利用的废物的不必要运输，从而有助于节约总的运输成本；但另一方面，测试/分类活动需要昂贵的检测设备和有技能的员工，而尽早测试的分散式方法则不利于实现规模经济，因此从减少设备和人员投资的角度讲，集中式的测试/分类方法又较为合适。尽管实施闭环供应链