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随着人们对环境保护及可持续发展认识的深入,废旧物品的重新加工利用越来越受到企业和社会的重视。对产品再利用的关键因素——再制造和逆向物流已经开始成为工业界的焦点之一。
与传统的正向系统相比,逆向物流系统最突出特点之一就是它包含的不确定因素更多,不确定性更强。回收产品数量、质量和时间的不确定性,是实施逆向物流所面临的难题。对于由多个企业构成的逆向供应链来说,企业间信息的交流不畅、故意隐瞒所带来的信息不确定性更增加了决策的难度。另一方面,越来越多的企业认识到参与逆向物流带来的益处,开始在终端消费者中采取用现金买回的方式,对废旧产品进行主动回收。本文的工作就是基于以上两方面的背景,研究回收定价下的随机逆向物流系统的回收、再制造决策、企业博弈等问题。
具体来说,本文主要考虑了三大方面的内容,每一方面又分为两个部分。
1.随机产率下的回收再制造系统的决策问题。
首先,研究了确定回收、随机产率和随机需求下的回收定价与销售定价问题。得到了在给定再制造产品数量时最优销售价格的解析解,以及在考虑风险的情形下最优回收价格的唯一性。以往对于再制造系统的研究大都是基于风险中性的假定,而我们对产率不确定性造成的风险偏好进行了考察。
然后,考虑了存在回收件和成品件两级库存的再制造/制造混合系统的回收定价、再制造与制造策略。此时,回收数量和再制造产率均为随机,目标是确定最优回收、再制造和制造策略来最大化系统的期望利润。根据事件发生的不同顺序,分别建立和分析了快速制造和慢速制造两种情形下的模型,得到了由一些关键值和关键函数决定的最优策略。并且对两种情况作了比较,发现快速制造可以更充分地利用回收再制造的成本优势,进行更多的回收和再制造。
2.随机回收下多再制造商的横向回收合作与竞争问题。
首先,研究了再制造商间可以结成联盟进行联合定价回收,在回收数量实现后可以进行相互转运,用来满足再制造产品的随机需求的情形。建立了联合回收的合作博弈模型,证明了博弈的平衡性以及核的非空,由此证实了回收合作的益处和合理利润分配的可能。
其次,考虑了多再制造商进行竞争回收的情形,假设每个再制造商的期望回收数量是自己和其他再制造商回收价格的线性函数。建立了竞争回收的非合作Nash博弈模型,证明了Nash均衡的唯一存在。将均衡结果与整体最优解做了对比,证明了回收竞争会导致回收价格提高从而引起整体回收数量的增加。
3.随机回收及不对称信息下,再制造商委托回收商进行回收的逆向供应链中的协调和最优合同问题。
首先,考虑了在回收数量是对回收价格敏感的随机变量时,再制造商提出合同雇佣回收商进行回收的情形。在非常一般的回收假设下,证明了最优的回收价格对于批发价合同下的分散式决策系统和集中式决策系统都是唯一存在的。我们发现,双边效应使得批发价合同下的回收价格小于系统最优回收价格,从而导致废旧产品数量供应不足。验证了正向供应链中常用的收益共享合同和买回合同都不适用于此逆向供应链,由此提出了新的协调机制:目标惩罚合同。最后,验证了再制造商雇佣多回收商情形下目标惩罚合同仍是有效的。
其次,考虑了再制造商无法确知回收商的回收成本而只能知道其概率分布的信息不对称情形。假设回收数量和市场需求分别是回收价格和销售价格的确定性函数,利用委托代理理论,研究了再制造商的最优合同设置问题,以及高效率回收商信息租金的抽取和成本信息对再制造商的价值。我们发现,回收商类型概率和废旧产品残值是对系统有重要影响的两个参数。