本书以再制造、闭环供应链、资源环境管理为基础,紧密跟踪国内外前沿学术动态,对制造/再制造集成闭环供应链展开研究,分析政府回收约束、“以旧换再”补贴及碳排放制度对闭环供应链运作的影响,探索零废弃目标、再制造优先运作模式下闭环供应链的演化与运作机制,具有较强的理论与现实意义。
(1)在制造/再制造集成闭环供应链运作模式研究方面,应用计算机随机模拟方法对制造企业采用再制造优先和制造产品优先生产来满足市场需求的制造/再制造混合生产模式进行了比较分析,并探讨了物联网环境以及碳交易制度下闭环供应链的运作模式。
(2)结合知名企业案例及当前日益紧张的资源环境背景,提出了基于零废弃目标的闭环供应链运作模式,即在资源日益紧张、节能减排形势日趋严峻情况下,随着再制造技术的发展、再制造成本的降低,为促进资源的有序利用和企业的可持续发展,基于零废弃为目标而实施的一种优先利用废旧产品及零部件进行再制造来满足市场需求的“资源节约、环境友好”供应链运作模式。围绕零废弃目标下闭环供应链运作模式,本著作应用微分对策模型、博弈理论、现代控制理论等方法对闭环供应链的演化机制、协调机制与库存控制等问题展开研究。
(3)考虑政府废弃产品回收的激励措施,基于博弈论方法对集中决策和分散决策模式下闭环供应链系统的新产品、再制造品、废弃产品回收定价策略及其与政府奖惩措施之间的关系进行研究,并设计收益共享协调定价契约实现了闭环供应链的协调。并且针对我国最新颁布的“以旧换再”政府补贴政策,从最优定价策略、供应链规模、供应链总利润等视角研究“以旧换再”补贴对闭环供应链运作的影响,发现“以旧换再”补贴具有壮大闭环供应链的作用,而且企业和消费者都能够从政府补贴中受益。另外,考虑消费者对再制造产品的消费偏好,对闭环供应链的定价策略进行了分析,并且在优先考虑再制造产品利润的条件下,对闭环供应链的再制造优先协调机制进行了探索性尝试。
(4)随着低碳生产理念和可持续发展意识的增强,闭环供应链被认为是推进低碳经济发展的一个有效载体,供应链环境下企业需要充分利用供应链企业之间的合作来从系统整体上降低碳排放。本研究考虑碳交易制度情况,即假设政府分配给企业一定的碳权指标配额,并且碳排放权指标可以通过碳交易市场交易,建立了闭环供应链的定价决策优化博弈模型,并对碳交易价格以及政府的回收规制对制造/再制造产品的定价策略的影响进行了探讨。
(5)考虑广告投入对产品消费者效用的增长效应及消费者环境偏好的影响,在构建制造产品和再制造产品的市场需求函数基础上,比较分析合作博弈、纳什均衡博弈、斯塔克尔伯格主从博弈三种决策模式下制造/再制造产品的最优定价和广告投入策略,并针对非合作博弈下的效率损失设计了闭环供应链中制造和再制造过程的利益协调机制。数值算例分析表明:合作博弈决策下供应链总利润最优、制造和再制造产品市场销售价格最高,而合作博弈和斯塔克尔伯格主从博弈都会以牺牲再制造产品利润为代价获得最优利润,因此再制造部门会偏好纳什均衡博弈,采取以自身利益最优为目标的竞争策略,没有动机成为制造部门的跟随者。
(6)考虑广告投入对产品消费者效用的增长效应及消费者环境偏好的影响,在随机不确定环境下构建了制造产品和再制造产品的市场需求函数,并在再制造产能不受限/受限两种情况下分析了闭环供应链中的制造/再制造产品的最优订货策略,进而通过比较制造产品与再制造产品的边际利润,研究了制造主导和再制造主导下的柔性补货策略。仿真分析表明:随机需求不确定性会影响制造/再制造产品的订货策略和利润,需求波动越大,最优订货量越大,供应链运作利润越低,而柔性补货策略能有效抑制随机需求波动对供应链运作的影响,提升供应链运作利润,并且再制造产能受限时,企业采取以新制造产品随机补充的柔性补货策略,可以弥补再制造产能的不足。(www.daowen.com)
(7)针对基于零废弃目标的闭环供应链运作模式,考虑市场竞争环境下广告投资对制造品、再制造品市场占有率的交互影响,应用微分博弈模型研究制造品、再制造品在斯塔克尔伯格博弈下的最优广告投资策略及市场演化机制,并分析了再制造优先运作模式下制造商和再制造商的临界市场投资策略。仿真研究表明:制造/再制造产品的市场占有率受到双方市场投入策略的交互影响,而且临界市场投资策略可以促进制造品和再制造品的市场占有率演化,形成再制造优先运作模式;制造商组成联盟与再制造商进行斯塔克尔伯格博弈,更有利于再制造品市场的形成。
(8)充分利用再制造产品满足市场需求是实现企业零废弃目标的重要途径。本书考虑政府对废弃产品回收的约束措施,建立博弈模型对闭环供应链的制造品、再制造品、废弃产品回收定价策略进行优化决策,并在生产者责任延伸制(EPR)内涵指导下设计了一个基于再制造优先的协调定价机制,既能在优先考虑再制造产品利润情况下分配制造过程和再制造过程利润,而且能实现闭环供应链节点企业利润的协调,实现闭环供应链的总体协调。本书基于EPR内涵设计的再制造优先协调机制,可促进企业将资源倾向于再制造品生产与销售领域,保证在资源约束、环保压力情况下闭环供应链的可持续运作。
(9)在不确定性环境下,考虑制造提前期、需求不确定、回收延迟等不确定因素,将闭环供应链系统库存分为在制品库存、制造品库存、市场库存与回收库存,构建了基于再制造、由第三方逆向物流企业负责回收的闭环供应链混合库存控制动态模型,并应用鲁棒控制方法和线性矩阵不等式算法对闭环供应链系统的最优补货控制策略进行了分析和仿真研究。结果表明:该鲁棒库存控制策略不仅能保证低的供应链库存运作成本,而且能很好抑制闭环供应链系统的不确定性干扰及牛鞭效应,使供应链运作达到理想状态,保证闭环供应链系统的健壮性。
(10)考虑再制造产品与新产品市场需求差异性和互补性,构建了制造/再制造产品的横向交互库存补货模型,并应用鲁棒控制理论和线性矩阵不等式算法对闭环供应链系统的交互库存补货策略进行研究。仿真分析表明:通过鲁棒优化控制,在需求波动比较大时,系统库存和订货都能在较短时间内趋于平稳,并能抑制牛鞭效应;在新产品市场需求波动比较大时,通过再制造产品的应急补货,可以避免新产品库存和新产品订货量的大幅度波动,并且随着互补系数的增大,库存波动及订货(生产)波动减小,牛鞭效应抑制效果更好,供应链运作总成本更低。
(11)针对一类具有再制造、再回收、再分销的闭环供应链系统,以再制造产品的补货能力为切换信号设计了基于再制造优先的混合切换库存控制策略,使得市场需求优先由再制造产品满足,当再制造产品数量不能满足市场需求时,采取制造和再制造产品混合补货策略,并应用切换控制理论研究混合切换库存控制策略的性能特征,分析系统参数对闭环供应链系统的牛鞭效应、运作成本、顾客服务水平以及碳排放量等关键指标的影响。仿真分析表明:所设计的切换控制律可以有效抑制闭环供应链运作过程的波动和牛鞭效应,保证系统在切换状态下的稳定运行,而且随着回收率、再制造率的提升,再制造优先运作模式可以显著降低闭环供应链运作的碳排放量,减少能源消耗和对环境的影响。
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