The design of reverse distribution network: Models and solution procedures

1. The design of reverse distribution network: Models and solution procedures Vaidyanathan JayaramanRaymond A. PattersonErik Rolland 指導教授：林燦煌 博士 學生：黃琬瑜

2. CONTENT • Abstract • Introduction • Literature: Reverse logistics Product recalls and refurbishing Other relevant literature • The reverse distribution model • The solution approach • Computation results • Summary and conclusions

3. Abstract • 本篇主要探討，在逆向物流情形下，設置配送據點問題，並提出數學模式來解決這個問題，並利用啟發式演算法來處理這個複雜的模式，在迅速的時間下，求出設施選址中之最佳解。

4. Introduction 1/2 • 逆物流之主要概念，即是將產品從終端使用者手中轉移至生產者手上，而逆物流之配送活動包括從終端使用者手中轉移有缺陷以及對環境有危險的產品，其程序含蓋還原與重新利用等。

5. Introduction 2/2 • 對製造商而言，資金、人力、原料皆為其主要之投資，但產品有平均壽命，當使用完畢後，它們會被丟棄或其他摒除之方式作為處理，因此對環境造成極大影響。 • 因此，製造商重覆利用使用過之材料包裝，或負責對顧客處理最終壽命之產品，皆為目前許多歐洲國家所正在進行之方式。

6. Literature: Reverse logistics 1/3 • 逆物流處理之四個主要基本原則： 1. Reduce 2. Substitution 3. Reuse 4. Recycle

7. Literature: Reverse logistics 2/3 • 主要兩個供應配送網路包括 1. Forward chain: 當產品從製造商或工廠，直接配送到顧客手中。 2. Reverse chain: 一般而言，將顧客手中之產品轉移至製造商，其目的包括維修、再利用、再製造。

8. Literature: Reverse logistics 3/3 • 逆物流不同於傳統供應鏈系統的地方在於: 1.傳統供應鏈系統並沒有對產品在逆物流的通路中進 行處理。 2.逆物流之配送成本高。 3.對於回送之產品，在運送、儲存、處理、管理方面 皆無規律的通路。 (Sarkis et al.,1995)

9. Literature: Product recalls and refurbishing 1/3 • Product recall: 逆物流配送活動中，將產品從顧客手中轉移至原產地之流程，即稱逆物流之配送。 在本研究中，Product recall site，就是指當顧客將產品送回之零售點，其零售點可正確製造或處理產品。 最後，Product recall決定之概念在於如何將貨物轉移回原先配送之通路，亦稱為逆物流配送系統。

10. Literature: Product recalls and refurbishing 2/3 • Fisk and Chandran (1975) 為第一個提出Product recall之研究，其企圖追蹤耐用與不耐用之機械裝置，注意是否有其缺陷或危險，但並沒有對其提出任何策略。 • Murphy (1986) 對逆物流只談最小配送成本，並無談及任何配送發展策略。 • Min (1989) 在選擇運輸模式下達到最小逆物流配送成本，但其解決之問題 太過狹窄。

11. Literature: Product recalls and refurbishing 3/3 • Refurbishing: 主要對於回送後的產品進行所需之改變，使其顧客滿意。 ( Lund, 1984 ) • 其議題包含：Recycling, Reduction, Reclamation, Recovery, Reuse, Remanfacturing. (Guintini and Ansel, 1995)

12. Literature: Other relevant literature 1/2 • Caruso et al.(1993) 利用演算法發展廢棄物系統模式。 • Bloemhof-Ruwaard et al.(1994) 對產品及副產品做協調控制之配送網路。 • Pirkul and Jayaraman (1996) 單一配送中心及位置之發展模式，並求其成本最小化，但其模式受限於顧客之需求供應。

13. Literature: Other relevant literature 2/2 • 因此藉由文獻回顧可知，無論正向或逆向網路，皆可將其分開討論在各個案例中，並可減少問題之大小。因此本篇研究朝向此方向進行。 • 假設產品已經在顧客手中，其產品為有害、有缺陷或壽命終止的，將其送至最近之原始位置，也就是其製造商，有必要的話，亦需產品收集點進行服務。

14. The reverse distribution model 1/5 1. 假設產品已經在原產地，也就是零售點的地方。 2. 假想顧客傾向較近之零售點去購買或取回產品。 3. 可選擇開放或不開放之任何點。 4. 零售點直接送回製造商是被允許的，但成本將高於轉運收集站之成本。

15. The reverse distribution model 2/5 • Product: This includes products that: have been recalled, recycled, disposed, or hazardous. • I––{i/i is an origination site}. • J––{j/j is a collection site}. • K––{k/k is a refurbishing facility site}. Includes a refurbishing site, a recycling plant, a decontamination plant, or the original manufacturing site.

16. The reverse distribution model 3/5 • Cijk––Total variable cost of transporting a single unit of recalled product from origination site i through collection site j and onto refurbishing site k. • Fj––Cost of opening a collection site j. • Gk––Cost of opening a refurbishing site k. • ai––Number of hazardous products residing at origination site i. • Bj––Maximum capacity of collection site j. • Dk––Maximum capacity of refurbishing facility k. • Pmin––Minimum number of collection sites to open and operate. • Pmax––Maximum number of collection sites to open and operate. • Qmin––Minimum number of refurbishing facilities to operate. • Qmax––Maximum number of refurbishing facilities to operate. 成本 容量 數量

17. The reverse distribution model 4/5 The decision variables for the model are: • Xijk––fraction of units at origination site i that is transported through collection site j and onto refurbishing site k. • Pj 1 if collection site j is open; 0 otherwise: • Qk 1 if refurbishing facility k is open; 0 otherwise: 小部份直接 從I→K之產品 開放與不開放

18. The reverse distribution model 5/5 • Model refurb K的最大容量限制 從I→J或I→J→K 之單位數量成本 J的Open Cost 0/1 I的Open Cost 0/1 從I→J或I→J→K 運送均需看其開放點之限制 從I→J或I→J→K 之限制 J點的開放數量限制 J的最大容量限制 K點的開放數量限制

19. The solution approach

20. The heuristic 該研究利用下列四種模式運算 1.Random selection 選擇三種分別為25、50、100，利用重覆遞迴的 方式求出最佳解。 2.Heuristic concentration (HC) 將random跑完後之Pmax與Qmax運用新的方式 Pmax+2-前項所求出之解 Qmax+2-前項所求出之解 之後求解出更佳的答案

21. 3.Heuristic expansion (HE) 將原先所求出的解中，找出原先的非最佳解，一一套入模 式中進行運算，看是否可讓原先的解更加完善。 4.Procedure CC 將random跑完後之 Pmax與 Qmax 考慮成本與產能之比率 限制， 並運用新的方式，也就是Pmax+4 及 Qmax+4 後即會 產生新的解。

22. Computation results 原先 I 之數量 原先 J 之數量 最大J允許之數量 原先 K 之數量 最大 K 允許之數量

23. 當random越多次 其離最佳解最近 HE using HC之方式 離最佳解最近 當使用HE using CC時， 離最佳解最為接近 當問題擴大至100Retail時， HE using CC所使用之解算時間，只有其它方式的一半，故作者極力推薦該演算法。

24. Summary and conclusions • 作者利用HE using CC 之演算法後，當求解此逆向物流中龐大且複雜之問題時，求解時間不但比傳統之模式要來的有效率，且離最佳解十分接近。 • 作者對於近年來逆物流的一些文獻，包括Product recall、Product recycling 與 Reuse，Product disposal 、Hazardous product return，作者將其更詳細的分類， 以便後者參考。

25. Thanks for your attention