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闭环供应链中供应链的转换
摘要
在可持续发展概念的框架内，经济增长不仅应考虑经济增长，还应考虑环境和社会条件因素。各国经济面临旨在满足日益增长的人类需求的新挑战，同时保持(或改善)环境质量。并非所有国家在实施该战略方面都处于同一水平。我们发现，如果不是个别企业作为供应链的一部分所进行的活动，就有可能执行可持续发展的概念。并且对闭环供应链的实施给予了特别的重视。本章的目的是提出在波兰经济中实施闭环供应链的必要性。本章的目的是提出在波兰经济中实施闭环供应链的必要性。本章介绍了旨在关闭供应链中的物流的决策过程的选定方面。该说明全面分析了宏观经济一级的现行比率分析(涉及选定的欧洲国家的经济)，并审查了实现物质流动向前和向后的供应链的优化方法和技术。
关键词 材料再利用；闭环供应链；可持续发展；批量施胶问题
- 简介
当代的经济增长不仅应从经济方面考虑，而且还应从环境和社会方面考虑。这个三位一体被联合称为可持续发展。可持续发展(SD)背后的理念是在保持环境质量的同时满足不断增长的人类需求(Zaman和Goschin 2010)。在监测涉及可持续发展三个支柱的经济指标的价值时，应当指出，在各国执行这一概念的阶段各不相同。即使把搜索范围缩小到欧洲联盟，也能看到相当大的比例失调。因此，问题出现了即应该做些什么才能使可持续发展成为一种经济现实，而不仅仅是在选定的经济体中执行的一种思想概念。
在执行可持续发展的概念方面发挥着特别重要的作用的方法、工具和技术，这些方法、工具和技术有助于使供应链内的物质流动合理化，从而使整个经济体的物质流动合理化。其中一种旨在降低原材料消耗的方法是闭环供应链。它能够在不开发新的自然资源的情况下保持经济增长，这也大大降低了这种增长的社会成本的现象。本章的目的是提出在波兰经济中实施闭环供应链的必要性。提出了一种基于传统供应链向闭环供应链转变的决策过程的选择阶段的方法。这些阶段包括：根据作者自己制定的一套宏观经济指标，分析各个国家经济水平的现状，以及重点分析闭环供应链模型实施的实施方法。
- 物流
为了实现和谐经济的增长,所有可能的环境因素和环境条件,影响广泛理解人类环境必须考虑(Korzeń2001)。因此对产品生命周期的后续阶段(在产品被使用后，直到其组件得到充分利用)产生兴趣是至关重要的，这样才能完全结束这个周期。如今一个完整的循环从获取原材料开始，以将清洁无害的产品送回环境中结束。这是实物的流动的本质的经济(Szołtysek 2009)。
现代生产系统的主要发展趋势和废物管理子系统的功能作为他们的一部分,目前对原材料的选择目标是半成品和成品制造技术(用于开发),这样以后这些产品可能被用来在最高程度上为了未来的技术成为原料。因此，计划规定了产品在消费后的再循环，即用废料取代供应制造过程的一部分原料。它取代了开放式流程(产品以废物的形式返回到环境中)，而封闭式流程提供了物质资源的再循环(图1)。
图1：模型显示了经济中的物质资源流动，在一个封闭的循环（有再循环），自己的研究
图2：具有再循环自身研究的材料流动模型的方案
该假设为开发闭环材料流动的分析模型提供了基础（Korzeń2001）。封闭循环中物质资源流的逻辑模型呈现单一物质资源所经历的过程，即其处理成产品，然后是其磨损。在封闭模型中，使用过的产品仅部分成为废物，而其余部分则被引导回处理阶段（图2）。
将使用过的产品流返回到加工阶段会降低使用过的资源水平，并减少由于流向环境的过程而产生的废物量。使流动效率系数最大化的工序，可将工序中产生的相对废物量的系数减至最低。这意味着产品生成的技术最大化的使用单一的数量的材料资源并将其最小化的过程中产生的垃圾数量(Korzeń2001)。
供应链最初是为了支持从原材料生产到最终客户的流程而创建的。但目前这些链中的回流也变得越来越重要（Sadowski 2010）。现代物流必须能够解决遗留货物退货、保修和保修后服务、生产废料、包装和包装废物的问题。所有这些问题都包含在所谓的逆向物流中（Brdulak 2012）。
正向型（传统前向链）的物流链涵盖与货物的生产和分配有关的过程，即它们从原材料的原产地到最终消费地（即最终客户）的流动。后退类型的物流链（回归链）涵盖了废旧产品的回收和收集过程（Seitz和Wells 2006），以及与回收利用相关的流程，即从最终消费者到最终消费者的流程。生产者（从给定链的角度来看），在退回流程中，可以将返回的产品拆解为模块，零件或材料（Wikner和Tang 2008）。该过程的目的（例如在回收期间）是为了恢复产品的原始市场价值（Gupta和Pochampally2004）。
开展业务的目标可以是材料的再利用、从市场上收回产品的价值、适当回收或优化售后服务和减少稀有材料。
- 宏观经济分析
将材料作为闭环供应链的一部分进行再利用，不仅对生产和分销公司，而且对区域、国家和国际当局都是一个挑战。宏观经济分析是指公司业务的一些方面，如材料的使用、资源的生产力、产生的废物量或回收材料的百分比。它是在使用宏观经济指标的情况下进行的。由于波兰在欧洲的地理位置及其在欧盟的成员国身份，作者决定将波兰公司的情况与欧洲企业进行比较。为了统一分析并使其更加透明，已选出来自选定的欧洲国家的数据，显示了28个欧盟成员国的平均值以及维谢格勒集团(波兰、捷克共和国、斯洛伐克和匈牙利)、魏玛三角(波兰、德国和法国)和英国的详细数据。研究视角的选择受欧洲经济发展程度的影响。德国、法国和英国等国家被认为是经济文化发达的国家，维谢格拉德集团的成员国是2004年加入欧盟的国家，自那以来一直在动态发展。他们引领中欧和东欧的变革，在现有数据的基础上，提出了2012年的情况。
分析的第一个指标是人均国内物质消耗（DMC）。它被定义为每个居民经济中直接使用的材料总量。 DMC等于直接物料输入（DMI）减去出口物料输入。 DMI衡量用于经济的材料的直接投入（Eurostat 2015）。图1显示了所选国家的DMC人均分析结果。
在分析的国家中，波兰经济中的材料消耗量最高。这可能表明波兰的制造业非常发达或波兰的制造业没有生产力。材料的消耗本身证明了对它们的大量需求和大规模的制造活动。但是，它没有显示经济体内发生的加工阶段的效果如何。这个问题由资源生产率指数综合呈现。资源生产率是国内生产总值（GDP）除以DMC（欧盟统计局）。分析结果已在图2中呈现。
在将图1中的分析结果与资源生产率进行比较的同时，应明确指出，波兰经济中的高消耗材料转化为高附加值产品。在所有分析的国家中，波兰经济的资源生产率最低。虽然在与魏玛三角洲或英国的国家进行比较的背景下毫不奇怪，但与成立维谢格拉德集团的州相比，这是令人惊讶的。这些经济体的平均资源生产率比波兰高出100%，它显示了波兰经济中执行的技术流程的附加值有多低。
在分析图1和图2所示的结果时，对个别国家经济产生的废物量的问题特别感兴趣。废物的数量本身并没有充分反映本章所处理的问题。因此，必须用不同的宏观经济指标来衡量产生的废物量。已决定计算一个指标的值，即废物总量与国内生产总值之比。该值显示了一个国内经济产生了多少吨垃圾，以实现100万欧元的GDP。建议的指标商公式所采用的方法如下：
图1：人均国内材料消耗量（2015年欧盟统计局）
图2：资源生产率（Eurostat 2015）
图3：以国内生产总值按市场价格生成废物（欧洲统计局，2015年）
家庭和企业因经济活动而产生的废物总量。GDP是一个国家经济状况的指标。它反映了所有生产的商品和服务的总价值减去生产中用于中间消费的商品和服务的价值。用购买力标准表示国内生产总值消除了国家间价格水平的差异，按人均计算可以比较绝对规模有显著差异的经济(欧盟统计局)，作者的分析结果如图3所示。
图3的结果验证了关于的低附加值的假设波兰的经济，在波兰的生产也以每百万欧元GDP产生大量废物为特征。该指标显示，以市场价格计算，波兰经济的国内生产总值(gdp)产生的废物是欧洲平均水平的两倍多，是德国的和斯洛伐克的经济体的三倍多。
图4：回收率（Eurostat 2015）
除了分析物料的使用情况和废物的产生情况外，亦列出了可循环再用的废物数目。现有数据的范围使作者只能集中于两类废物:电子废物和包装废物。电子和电子垃圾(e-waste)是一种环境风险，因为它的危险成分。然而，它也为回收贵金属和其他高价值材料提供了很高的潜力。该指标表示电子垃圾的有效回收率，即电子垃圾的回收率乘以电子电气设备的处理效率(WEEE)。包装废弃物回收率是指回收包装废弃物总量除以产生的包装废弃物总量(Eurostat2015)。
关于图4所示结果的结论应分为两组。以波兰为例，电子垃圾的回收利用达到了欧洲平均水平。在包装方面，波兰经济指标在所有分析的经济中是最低的。应该指出，捷克共和国和斯洛伐克的经济特别顺利地处理了这方面的问题。
4.选定的实施变量
解决方案的实施增加回收或再制造材料的份额需要制定一些新的组织解决方案。Cardoso等(2013)提出了供应链模型，实现了双向流动。该模型的目标是创建一个结构性解决方案(供应链结构的选择)，以在水平上最大化NPV指标(净现值)。在描述的模型中，最终的货物可以通过分销网络，从仓库或直接从生产工厂运往市场。二手商品从客户(市场)流向供应链的各个点。使用过的货物(或其部件)也在描述的结构之外，并与废物一起标识(不在分析的链结构中使用)。
Jonrinaldi和Zhang（2013）在有限的时间内提出了产品和库存一体化模型的建议。供应链运行的总成本（下面提到的每个部分）是该模型的目标函数。该模型假设存在6级结构的供应链。作者利用所描述的模型，考察了在供应链正向(从生产者到客户)和逆向(从客户到生产者)商品流动的条件下，生产过程与库存的协调对供应链运行总成本的影响。
消费者对商品中所使用的材料的再利用，提供了消费者所需要的材料,供应没有得到精确的确定，这使得供应链各个阶段的物料流量的最优规模的确定更加困难。这个问题已经在Zhendong等人(2009)的论文中讨论过。作者建立了一个闭环供应链模型。图3给出了闭环的概念方法。由于执行图3中所示的生产过程的可能变体，Zhendong等人。提出了四种可能的变体：
- 只有处理的容量动态批量测量问题，
- 只有再制造的容量动态批量测量问题，
- 再制造和处置的容量动态批量测量问题，
- 具有容量生产和无容量的动态批量调整问题再制造，用于优化材料流动。
图3基于生产，处置和再制造的闭环供应链，自主研究（Zhendong et al.2009）
4.1.容量动态批量调整只有处置的问题
在此变体中，一般优化模型采用以下形式（Zhendong et al.2009）：
如下：
T 计划范围的长度
t 计划范围的索引，t = 1，...，T
在t期内处理x退回产品的成本（或利润）
他在库存中持有的退货产品的库存成本期末t
4.2.只进行再制造的动态批量定容问题
在此变体中，一般优化模型采用以下形式(振东等，2009):
如下：
T 规划视界的长度
t 规划视界的指标，t = 1，hellip;，t
回收产品在t期的成本(或利润)
库存成本是指库存中库存产品的退货成本周期末t
4.3.容量动态批量调整问题与再制造和处置
在此变体中，一般优化模型采用以下形式（Zhendong et al.2009）：
如下：
T 计划范围的长度
t 计划范围的索引，t = 1，hellip;，T
在t期内处理x退回产品的成本（或利润）
在t期内再制造退货产品的成本
在t期末存放在库存中的退货产品的库存成本
4.4.具有容量的动态批量计算问题生产和无人值守的再制造
在此变体中，一般优化模型采用以下形式（Zhendong et al.2009）：
如下：
T 计划范围的长度
t 计划范围的索引，t = 1，...，T
在t期内再制造退货产品的成本
在t期生产z新产品的成本
在t期末存放在库存中的退货产品的库存成本
库存中持有的可维修产品的库存成本t期结束
以上所述的变量可能会随着每种生产活动(初级生产、利用和重用)的能力有限而扩大。在产能限制随时间变化的情况下，供应链中物流规模的确定成为一个严重的问题。它的实际解决方案是可能的情况下，各种类型的生产过程共存，但他们的能力是确定的(不变的)或不确定的(不是一个限制)(振东等，2009年)。
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