面向再制造闭环供应链的多级库存优化理论与方法研究

With the development of the economic and the progress of the science technology, the update of the Electrical and Electronic Equipment is continuously accelerate, this attracts the attention on the research on the Closed-Loop Supply Chain with remanufacturing, based on the waste product recycling, becomes more and more intensely. The existing studies on the CLSC with remanufacturing are mainly focused on the remanufacturing network design and supply chain efficiency analysis, while only few studies are about the inventory control of the CLSC with remanufacturing. The project studies the multi-echelon inventory optimization problems from the view of the CLSC with remanufacturing. Firstly, we do a great deal of researches on the current problem of inventory management in domestic companies with remanufacturing. After that, we establish the manufacturer single-stage-double-source inventory model and the multi-echelon inventory model of CLSC with remanufacturing, which is based on the GSA（Guaranteed Service Approach） inventory method, then, analyze properties of the established model structures. Subsequently, we present an improved dynamic programming algorithm to solve the problem, based on the parallel search and the dynamic step search. Finally, the proposed algorithm is testified in terms of (Waste Electrical and Electronic Equipments, WEEE). In addition, as theoretical and technical supports, the proposed theory and methods will be applied to electrical and electronic manufacturing companies to realize the multi-echelon inventory management based on CLSC with remanufacturing.

随着我国经济的迅速发展及科学技术的不断进步，电器电子产品的更新速度不断加快，这使得以考虑废旧产品回收和资源循环利用为核心的再制造闭环供应链引起了人们的关注。目前针对再制造闭环供应链的研究主要涉及再制造网络设计、供应链效率分析等问题，对于再制造闭环供应链的库存控制问题研究较少。本课题从再制造闭环供应链的角度研究多级库存优化问题。首先对目前我国企业实施再制造库存管理存在的问题进行实地调研，在此基础上，建立基于GSA（Guaranteed Service Approach） 库存研究方法的制造商单级双源库存模型和闭环供应链多级库存模型。然后通过对模型的结构特性分析，提出基于并行搜索和动态步长搜索的改进动态规划算法对问题进行求解。最后，以我国废旧电器电子产品的回收再制造为对象，对提出的库存优化方法进行验证，并将其应用于我国电器电子制造企业中，为企业实施再制造闭环供应链库存管理提供理论及技术支持。

本项目以废弃电器电子产品回收作为研究对象，以企业实施再制造工程为背景，对基于再制造闭环供应链的多级库存系统库存控制问题进行研究。首先，通过前期调研，分析目前我国闭环供应链和再制造工程发展过程中存在的问题，以及我国废弃电器电子产品回收行业的发展现状，为企业减少再制造成本、提升产品库存价值提供理论指导；其次，以短生命周期产品作为研究对象，考虑回收定价这一影响回收效率及再制造的关键因素，利用费尔哈斯需求模型，分别建立制造商回收和第三方回收商回收两种模式下的Stackelberg回收定价策略模型，分别讨论了系统在分散决策和集中决策下的系统收益，运用MATLAB仿真对提出的定价模型进行仿真求解。研究结论表明：无论制造商回收还是回收商回收，集中决策下的收益均大于分散决策下的系统收益；当系统需求参数较低时，需求对价格因素的影响会减弱，反之，当需求参数较高时，需求率的微小变化将在很大程度上影响回收定价。第三，针对复杂的多级库存系统，提出考虑订货成本和柔性成本的改进GSA库存控制模型，并将此模型与应用广泛的SSA库存控制模型进行比较分析，研究表明在求解此类问题上，改进的GSA模型具有显著优势，而在求解系统柔性成本时，两种模型的差别较小。第四，针对采用（R, Q）库存订货策略的制造商单级“双源”库存问题，引入再制品回流率，构建仅包含制造商在内的单级“双源”库存控制模型，以获得制造商的最优订货点和订货量。在此基础上，针对包含制造商成品库存、回收品库存和分销商库存的三级库存系统，考虑再制品回流率、回收时间等因素，构建基于改进GSA的闭环供应链库存控制模型，并提出有效算法对问题进行求解。研究结果表明，随着再制品回流率的增加，废旧产品回收再制造数量增加，相应地，新采购产品的制造数量及成本下降。从优化系统总成本的角度来看，回流率增加，需要新制造产品的数量减少，企业制造成本降低、收益增加。因此，建议从事制造/再制造企业尽量提高废旧产品的回收数量以实施再制造，帮助企业降低总成本。项目执行期间共发表学术论文5篇，其中SCI论文2篇，EI会议论文3篇，待发表论文4篇；培养硕士研究生2名，其中1名已经取得硕士学位。项目共投入经费20万元，支出12.4323万元，各项支出基本与预算相符，剩余经费7.5677万元，计划用于本项目研究后续支出。