劉越 王建華

摘要：隨著低碳模式研究的不斷開展和深入，基于低碳視角下的供應鏈庫存路徑的選擇與優(yōu)化成為供應鏈管理研究的重要方向。文章首先構(gòu)建雙模式下的數(shù)學模型，實現(xiàn)運輸成本、庫存成本最低的預期優(yōu)化目標；其次通過實際問題的簡化算例，進行庫存路徑?jīng)Q策分析，驗證模型的有效性和可解性；最后實證結(jié)果表明，供應鏈系統(tǒng)在雙模式下的決策結(jié)果是不同的，VMI-CS模型下的供應鏈庫存路徑要優(yōu)于傳統(tǒng)供應鏈模型下的供應鏈庫存路徑，既達到了碳排放標準，又能夠使總成本最小化。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)供應鏈模型；VMI-CS模型；庫存路徑；低碳；庫存成本

一、引言

全球碳排放量陡增、海平面上升、空氣污染加重等環(huán)境問題儼然威脅到人類的生存。整個供應鏈領域，各環(huán)節(jié)相互協(xié)作，層層呼應，為全社會的節(jié)能減排做出貢獻是題中應有之義。VMI-CS模型是指企業(yè)具有回收再制造特質(zhì)的閉環(huán)供應鏈，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本包含產(chǎn)品回收環(huán)節(jié)的成本和產(chǎn)品再制造環(huán)節(jié)的成本，而且再制造產(chǎn)品具有新產(chǎn)品同等的質(zhì)量，形成一個供應商、零售商和生產(chǎn)者責任組織回收商的集成系統(tǒng)。

二、研究評述

Jaber和Zolfaghari等研究基于傳統(tǒng)供應鏈模型的成本最小化問題，目標是實現(xiàn)企業(yè)利潤最大化；Hill等首次將傳統(tǒng)供應鏈模型與供應商管理庫存模型相結(jié)合，進行供應鏈的設計與優(yōu)化；Bei等構(gòu)建出正向物流和逆向物流模型，體現(xiàn)為資源浪費的減少和高效利用，并進一步凝練出閉環(huán)供應鏈的相關(guān)理論；Wang Fan等研究得出在供應鏈設計的初始階段考慮碳排放成本則會改變網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而影響后期項目的運營碳排放和成本；Qlang等針對由制造商和消費者構(gòu)成的兩周期閉環(huán)供應鏈網(wǎng)絡，分析了再制品和新制品之間差異定價的問題；De Brito和Dekker分析具有環(huán)境友好型特質(zhì)的閉環(huán)供應鏈模型，著重考慮回收的產(chǎn)品進行制造、再制造過程時需加入碳排放指標、能量利用率、再制造次數(shù)等多個指標；Aghezzaf等研究了基于確定需求的供應鏈庫存路徑，提出相應的優(yōu)化策略， 并給出決策參數(shù)的相應取值范圍；Liu Shu-chu等研究了單個供應商向多個零售商配送產(chǎn)品的庫存路徑協(xié)調(diào)策略和優(yōu)化算法。陳劍等對低碳供應鏈與可持續(xù)供應鏈管理中的運籌問題進行綜述，指出未來低碳供應鏈的研究方向。

在歸納和總結(jié)現(xiàn)有文獻的基礎上，參考Ehab Bazan的模型，研究三級供應鏈，在考慮傳統(tǒng)供應鏈模型下的產(chǎn)品制造和VMI-CS模型下的產(chǎn)品循環(huán)再制造的供應鏈優(yōu)化與設計，研究在多種容量及碳排放水平車輛的情況下進行車輛選擇、庫存補充和路徑優(yōu)化決策，分析多周期內(nèi)碳排放總量約束，超出規(guī)定碳排放量進行碳懲罰的二元動力對供應鏈庫存路徑?jīng)Q策的影響。

三、問題描述

一個由單個供應商（VENDER）的兩個二級配送中心Vs-s和Vr-s（Serviceable stock、Repairable stock）、單個零售商（RETAILER）的兩個二級配送中心Rs-s和Rr-s（Serviceable stock、Repairable stock）、生產(chǎn)者責任組織回收商的生產(chǎn)者責任組織F（PRO）和處置環(huán)節(jié)（DISPOSAL）所組成的三級供應鏈，雙模式下的供應鏈都考慮了電器產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)（Manufacturing process）。由于市場空間有限以及精益生產(chǎn)的需要，總是盡可能少地降低商品的存儲量，防止存放過多不同種類商品而造成庫存成本上升、商品損耗和折舊嚴重等后果。因此，市場各個時間段內(nèi)的商品數(shù)量依據(jù)之前的銷售數(shù)據(jù)和預測給出，交由采用集貨方法進行商品運輸?shù)牡谌轿锪鞴荆?PL）。3PL公司物流車輛型號多樣，其運輸能力、碳排放系數(shù)和運輸成本也不盡相同，單個供應商和單個零售商以及生產(chǎn)者責任組織回收商的庫存成本也可能不同。圖1詳細描述正向和逆向供應鏈模型的庫存系統(tǒng)。

五、算例分析

（一）算例描述

選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)格力集團電器產(chǎn)品市場的5種主要商品，分析雙時間段的供應過程。市場對供應商和零售商所生產(chǎn)商品的需求量如表1所示，假設其生產(chǎn)能力足夠，即在供應鏈系統(tǒng)初始狀態(tài)時，令單個供應商和單個零售商存儲的商品能夠滿足市場兩個周期的需求。單個供應商和單個零售商的庫存費率規(guī)定為5元/（件.時段），生產(chǎn)者責任組織回收商的庫存費率則是20元/（件·時段）。VMI-CS模型下的庫存路徑問題，限定運輸過程中所涉及的碳排放量最大額度為950kg；傳統(tǒng)供應鏈模型下的庫存路徑問題，限定運輸過程中所涉及的碳排放量最大額度設為合理的正數(shù)。

（二）算例結(jié)果分析

從圖2分析得出，傳統(tǒng)供應鏈模型下的運營總成本11361元，碳排放量總額為6234kg；VMI-CS模型下的運營總成本為15732元，碳排放量總額是1910kg。即VMI-CS模型的運營總成本比傳統(tǒng)供應鏈模型的運營總成本要高27.8%，但是碳排放量要低69.4%?？梢缘贸鼋Y(jié)論，整個過程物流成本上升的百分比要遠遠低于碳排放量下降的百分比。

從圖2可以看出，VMI-CS模型中的時段1，需要派送K1和K2兩輛車，K1的物流過程可描述為，車輛K1到處置場（5）裝載400件商品5→到Rr-s（4）卸載下100件商品5、同時裝載300件商品4→將300件商品4和300件商品5運至生產(chǎn)者責任組織卸載→返回3PL。K2的物流過程可描述為，到Rr-s（4）裝載200件商品4和100件商品5（這100件商品5為上一環(huán)節(jié)K1卸載下來的）→到Vr-s（3）再裝載上300件商品3→將300件商品3、200件商品4和100件商品5運輸至Vs-s（1），全部商品卸載到Vs-s這家企業(yè)→車輛空載行駛至Rs-s（2），裝載500件商品2→行駛至生產(chǎn)者責任組織F，將商品全部卸載，返回3PL；時段2，只需要一輛車K3進行商品的運輸，K3直接從3PL出發(fā)行駛至Vs-s（1），將400件電器產(chǎn)品1、300件電器產(chǎn)品3、200件電器產(chǎn)品4、100件電器產(chǎn)品5全部裝載，運輸至生產(chǎn)者責任組織F，返回3PL。

傳統(tǒng)供應鏈模型中的時段1，需要派送一輛容積較大的車輛K4，K4的物流過程可描述為，車輛K4依次到處置場（5）、Rr-s（4）和Vr-s（3）將雙時間段所需的三種電商產(chǎn)品全部裝載運輸至Vs-s（1）→在Vs-s（1）將300件電器產(chǎn)品3、200件電器產(chǎn)品4和100件電器產(chǎn)品5卸載→行駛至Rs-s（2）裝載500件電器產(chǎn)品2，將500件電器產(chǎn)品2、300件電器產(chǎn)品4和300件電器產(chǎn)品5一同運至生產(chǎn)者責任組織F卸載，返回3PL；時段2，只需要一輛車K3進行商品的運輸，K3的物流過程與VMI-CS模型一致。

六、結(jié)語

本文研究傳統(tǒng)供應鏈模型和VMI-CS模型下的三級供應鏈庫存路徑選擇與優(yōu)化問題。得出結(jié)論，即VMI-CS模型下的供應鏈庫存路徑選擇與優(yōu)化，不僅滿足碳排放標準，而且達到總成本最小。

從研究結(jié)果還可以發(fā)現(xiàn)，為了達到低碳供應鏈的發(fā)展要求，政府部門可以逐步完善碳交易市場機制，按照具體的準則提高碳排放權(quán)價格；第三方物流企業(yè)結(jié)合供應鏈核心企業(yè)的要求，采取高效、環(huán)保的運輸工具，尋求供應鏈整體低碳發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動力；通過在實際運營過程中，對比、采用科學的優(yōu)化模型進行庫存路徑方案優(yōu)化和選擇。

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*基金項目：江蘇高校哲學社會科學項目（2016SJB630090）。

（作者單位：江蘇大學管理學院）