关于闭环供应链设计研究综述

文献综述

课程名称物流学

班级与班级代码09物流2班

专业物流管理

指导教师：林勋亮

姓名（学号）：陈健辉（09250191204）

刘伟俊（09250190330）

姚文川（09250190260）

提交日期：2011 年12 月30 日

广东商学院教务处制

题目：关于闭环供应链设计原则的研究综述

目录

一、引言 (1)

二、闭环供应链的结构体系 (1)

三、闭环供应链设计原则的国内外研究现状综述 (2)

四、闭环供应链设计原则的研究评述 (8)

五、闭环供应链设计原则的研究展望…………………………………………

六、总结…………………………………………………………………………

七、参考文献……………………………………………………………………

关于闭环供应链设计原则的研究综述

陈健辉，刘伟俊，姚文川

（广东商学院工商管理学院，广东广州）

摘要：闭环供应链设计是实施闭环供应链管理的关键所在，本文就闭环供应链的设计原则，在分析国内外有关闭环供应链设计原则的研究现状及进展文献的基础上，着重在姚卫新提出的八个闭环供应链独有的设计原则的基础上，对闭环供应链设计原则进行研究综述。

关键词：闭环供应链；设计原则；可持续发展

一、引言

闭环供应链（Closed Loop Supply Chains，简称CLSC)是2003年提出的新物流概念，其产生最初源于环境的持续恶化、资源短缺和法律法规的限制等多重压力。CLSC是指企业从采购到最终销售的完整供应链循环，包括了产品回收与生命周期支持的逆向物流。传统的供应链往往以经济效益为中心，是以降低成本、提高竞争力为目的的，缺乏对可持续发展的必要认识，是一种物质单向流动的线性结构，在生产中需要消耗大量的资源求得增长，消费后系统的废弃物又使生态环境恶化。而CLSC是在传统供应链的基础上新增回收、检测/筛选、再处理、再配送或报废处理等一系列作业环节和相关网络，旨在对物料的流动进行封闭处理，减少污染排放和剩余废物，同时以较低的成本为顾客提供服务。因此闭环供应链除了传统供应链的内容，还对可持续发展具有重要意义，所以传统的供应链设计原则也适用于闭环供应链。闭环物流在企业中的应用越来越多，市场需求不断增大，成为物流与供应链管理的一个新的发展趋势。

二、闭环供应链的结构体系

郑晓静（2007）1根据闭环供应链的内涵及特点能够建立了一种闭环供应链的总体结构，它包括逆向供应链技术基础、参与成员、研究内容和目标。如图:

三、闭环供应链设计原则的国内外研究现状综述

当下，国外对闭环供应链的主要研究成果为：Lee H. L. (1997)2认为闭环供应链管理是企业赢得竞争的一种新策略，是一种现代制造业的可持续发展模式；Fleischmann ( 2001)3从绩效考核角度分析了闭环供应链设计与前向供应链设计的区别，并提出需要将逆向物流和前向物流进行整合； Haroldetal.(2001)4从经济、环保、物流渠道等角度研究了闭环供应链系统的设计原则；Walkfr(2005)5预言供应链包括闭环供应链系统的复杂性在速度、可变性、有声化、可视化和价值五个方面日趋复杂，即所谓5V原则。Pohlen 和Farris(1992)6根据再生和再制造功能的不同，构建了不同的逆向物流回收系统, 但没考虑产品整个生命周期和可持续发展问题。Harold(2001)7 从经济、环保、物流渠道等角度研究了闭环供应链系统的设计原则。Fleischmann(2001)3 进一步从绩效考核角度分析了闭环供应链设计与前向供应链设计的区别, 并提出需要将逆向物流和前向物流进行整合。Brito 和 Dekker(2002)8 从战略角度, 针对设计战略决策、战术决策和运作决策三个层次提出了逆向物流系统的设计框架, 分析了不同决策层所对应的活动。

在国内，朱博等在传统供应链设计原则的基础上，从可持续发展、环境、管理、开拓新市场、应对不确定性、物流网络与回收方法匹配、提高回收质量和再循环能力等角度研究闭环供应链的设计原则；赵晓敏认为闭环供应链管理是一种实现产品全生命周期管理的哲理，该理念同样强调通过链上各个实体的协同运作来实现整个系统的最大效益；孙林岩等将逆向物流与传统的前向物流、闭环供应链、绿色物流、废物管理及可持续发展概念进行了比较。姚卫新(2003)9在分析了一般供应链设计原则的基础之上，提出了闭环供应链设计的独特原则，即：（1）用可持续发展的标准约束供应商；（2）利用会计系统核算产品或服务在整个生命周期中的成本及其产生的环境影响；（3）善于利用各种管理方法，ISO9000-14000生命周期评估方法、环境会计方法等可以帮助企业识别需要改进的地方；（4）建立新的市场，环保要求会引发建立某些特定物料的新市场，也可能引发生产过程中现有物料流程的重组；（5）应付不确定因素；（6）对物流网络设计与回收方法进行匹配；（7）提高再循环的设计；（8）提高回流的质量和比例。

在对闭环供应链整体的研究过程中，我们发现，根据国人姚卫新(2003)9提出的闭环供应链设计的独有原则体系是相对比较成熟，涵盖了整个闭环供应链的细节，从整体效益大局观出发，我们用这个设计原则为框架，在国内外物流，交通运输，信息管理，管理科学，工程设计，环境科学等领域的相关研究成果的基础上，进行细节拓展，根据这8个基本原则体系的综述，方便我们归纳当下的研究成果缺陷，优势和未来的深化完善方向。

（一）用可持续发展的标准约束供应商

选择符合可持续性发展标准的供应商需要增加额外的选择标准,如必须为供应商解决两难的悖论:生产可重复使用的零配件的供应商可能因此失去大部分业务。这种损失应该得到补偿,可以将维修等业务外包给原始制造商,一方面原始制造商具有专业的业务知识和设备,可以提供较好的服务,另一方面供应商可以通过模块化设计以便于产品回收。

国内学者朱庆华,窦一杰(2007)10.就针对这一设计原则,作出了相关研究, 在分析政府和企业在不同策略下各自的成本和收益基础上,运用进化博弈理论研究了政企双方的博弈关系。博弈分析结果显示：核心企业开展绿色供应链管理的成本和收益、政府对企业是否开展绿色供应链管理的奖惩力度,都直接影响博弈结果；政府和核心企业两个群体,在三种情况下

存在进化稳定策略。政府和企业为了获得长远的利益,政府制定不断严格的环保法规,加大奖惩力度；核心企业应首先主动实施环境管理,积累相关环保经验,并进一步影响其上下游的企业,这是政府和企业保护环境、双方实现长期共赢的必由之路。

曲英等(2007)11更是针对我国国情，在目前的企业，尤其是中小型制造企业，环境管理和环境意识相对国外发达国家企业而言还非常薄弱，大多数企业还停留在求生存或艰难维持发展阶段这种环境意识相对较低、资金相对紧张的情况下，企业不可能对环境管理给予应有的足够重视。而且，大多数环境管理需要企业前期的投资较大，而投资回收的期限却较长，因此很难在短时期见到经济效益；另外，实施环境管理所带来的效益部分是隐性的，很难引起企业决策层和管理层的高度重视。促使中国企业实施绿色供应链管理的首要动力应为企业供应商及上级部门的环境要求；其次，企业内部环境管理实施的成本高低也是企业实施绿色供应链要考虑的因素；第三，国外环境法规及国外公司的环境要求也是中国制造企业实施绿色供应链管理的动力／压力所在；最后，中国的法律法规和绿色消费观念对中国制造企业实施绿色供应链管理也可以起到一定的促动作用。

（二）利用会计系统核算产品或服务在整个生命周期中的成本及其产生的环境影响首先,开发设计出的可回收产品,应该具有下列特点:经久耐用、可重复使用、使用后可无害化回收、在废弃处置时对环境友好;其次产品功能应具有可扩展性,这样在使用时能提高生态效益和可再用性；再次,设计产品应遵循模块化、标准化原则,这样可以使维修更加容易、部件和物料可重复使用(甚至可以跨供应链使用)。但是，关于再制造产品替代作用的研究会计领域尚未涉及, 此类研究要运用交叉学科的方法, 尚处于起步阶段。

在这里，也不得不提到Debo等( 2005)12的研究，它们检测了激励的一致性, 回收再制造需要的是耐用性产品, 而当制造商再制造零部件的数量非常少时, 供应商就没有动力

来改进产品耐用性设计, 因此制造商要在投资于耐用性的成本与降低新产品成本之间寻

找利润的平衡点。

（三）善于利用各种管理方法

IS09000-14000、生命周期评估方法、环境会计方法等可以帮助企业识别需要改进的地方。举例来说,使用较少的能源不但对环境有好处,而且由于减少成本而对公司也有利,同时又避免了潜在的环境法律责任。其实，Fleichmann(2000)13早就有研究，把产品生命周期与供应链的研究相结合，提出了产品回收操作已经把传统供应链变成一个闭环的系统，即环境友好型的闭环供应链。该系统实现了物质从生产者-消费者-生产者的循环过程，更有利于研究系统对资源的消耗和最终废弃对环境的影响。同时，随着社会经济的发展，供应链逐渐成为主要的社会经济单位，而前向供应链和逆向物流的整合，则使得传统供应链向闭环供应链发展。

而善于利用这些管理方法是企业可持续发展的重要前提,为了取代不可再生资源和具有污染的技术,企业应尽量使用太阳能、风能、水能和地热能等,以便减少能源消耗。正如Benita M. Beamon（2005）14建立了Environmentally Conscious Supply Chain Management (ECSCM)--即环保供应链管理，供应链管理中的工厂选址策略，供应链设计，应用道德决策，伦理决策的障碍4个方面分析了ECSCM的运作和实施方法。从生产运作的工程设计师角度，给广大的生产商和供应链参与者提供了一个较为清晰的线路和大局观。无独有偶，Herbert Kotzab（2009）15从企业利益以及CSR（企业社会责任）两者之间的矛盾发展，提出了SSCR（绿色供应链管理）的3P理论，即（planet，people，profit）给Benita M. Beamon （2005）14的ECSCM（环保供应链管理）作出了进一步的完善。而国内学者孔秀梅，高厚礼(2007)16结合ISO14000标准,对绿色供应链管理的模式进行研究,并提出企业应构建从绿色设计、绿色材料、绿色供应、绿色生产、绿色营销到逆向物流等的全面绿色供应链管理

模式。

（四）建立新的市场

环保要求会引发建立某些特定物料的新市场,也可能引发生产过程中现有物料流程的重组。借助于新技术,以前作为废物处理的物料会变成有用的副产品。处置设施应尽可能地接近终端消费者,这样可以便捷地运送来自消费者的废旧产品,此外,企业应尽可能提供废弃物处理服务。

叶佑林，吴文秀(2010)24提出过第三方回收市场,并且研究出,零售商第三方同时负责废旧品回收情况下，以博弈论为研究方法，对闭环供应链系统在分散决策和集中决策下的定价模型进行分析，得到两种情况下各成员的最优利润策略，发现分散决策情况下存在双重边际化．造成系统效率的损失。

（五）应付不确定因素

在回收的产品中,只有部分是有价值的,但正确预测哪些部分有价值比较困难,因此用来区分回流产品中有用部分和无用部分的分类 /测试工作需要分散进行。由于逆向渠道固有的推 /拉特性,即使在完美信息状态下,在回收产品的供给和需求之间也存在着不匹配

问题和回收渠道的选择问题。从事物料和能源经营的企业应该进行一定的准备,使自己能对管理和流程中的变化作出快速反应。不断变化的产品和服务也在不断推动设计的变化,为了达到生态最优化,必须多研究一些备用的设计方案。

特别提出的，这个模块，正确评估回收产品的价值很关键, 因为其决定了再制造的利润率, 目前会计领域文献尚无此方面的研究。Tok tay( 2007)17的研究发现, 在回收再制造产品价值评估方面, 有两种极端观点: 一种悲观观点, 认为产品回收是损失和成本,

由于产品返回到再制造部门的过程, 要支付高额的转移价格, 这使再制造很难产生利润, 因此再制造部门是成本中心；另一种乐观观点, 认为产品回收是沉没成本, 转移价格是获得回收产品来源的成本, 回收再制造是潜在的利润来源。此两观点基于不同的关注点, 前者关注于损失减少, 而后者关注于利润最大化, 这决定了制造商参与再制造行为的积极

性以及相关会计做法的确定。Tok tay( 2007)17对转移定价和成本分配方法进行探索, 发现将最初的制造成本在新产品和再制造产品两生命周期阶段中进行分配是最有效的。然而再制造产品价值评估方面的相关研究还很不充分, 尤其是关于再制造产品替代作用的研

究会计领域尚未涉及, 此类研究要运用交叉学科的方法, 尚处于起步阶段。

（六）对物流网络设计与回收方法进行匹配

有些研究者对成本和服务驱动式的网络设计进行了案例研究,他们得出的结论是:与传统的正向物流相比,闭环供应链有一些明显不同的特点,尤其在流程方面。产品回收网络的典型特点是它包括:专门从事收集与运输的汇聚部分、将可再用产品配送到市场的发散部分、与回收处理各个环节有关的中间部分。他们对物料回收、再制造、可再用部件、可再用包装、保修和商业回收等的网络进行了区分,这些网络类型在网络的拓扑结构、参与者的角色、参与者之间的合作等方面不同。在此，国内学者李新军等（2008）18研究了闭环供应链的收人共享契约问题，销售商决定销售价格、回收努力水平，制造商决定产品批发价格和回购价格。表明供应链及其成员绩效受3个系统参数，即销售价格、回收努力水平和收入分享比例的影响，从而为闭环供应链的契约双方签订最优契约提供决策依据。同样地, 国内学者史成东(2011)19等以风险中性制造商、第三方物流服务商和具有下行风险特性的销售商组成的闭环供应链系统为背景，证明了在Downside—Risk约束下收益费用共享契约不能使闭环供应链协调。通过将补偿策略附加到该契约，设计了风险共享契约，既能满足下行风险约束，又保证供应链参与方利润均有增量，实现了Downside．Risk约束下闭环供应链的协

调。最后通过应用算例说明了风险共享契约的有效性和可行性。

而Savaskan（2004）20在二级供应链和该供应链中只有单一的生产商、零售商的闭环供应链的运营模式下提出四种可能的回收渠道，并对它们的产品零售价、废旧产品回收率、闭环供应链整体利润等进行了比较、分析。得出生产商——零售商型的集中化决策要优于其它类型的闭环供应链。Atalay（2008）21等则结合企业里的绿色制造部门、与OEM（贴牌生产）的竞争和同样是产品生命周期的影响对再制造系统的利润进行了研究，认为企业里的再制造系统的利润显著地依赖于以上因素。从企业垄断角度出发证明了在再制造成本节约、绿色技术的使用规模、市场的成长率和消费者对再制造产品价值的估值水平中存在阀值，只有高于该值再制造才有利可图。同时研究了生产者责任延伸(EPR)法规对经济和环境的影响，以及区分出了有效率地回收废旧品的条件Atalay证明在竞争环境下，再制造可以在制造商通过价格歧视巩固市场份额方面作为有效的市场策略被制造商所采用。

此外，Ferguson（2006）22等通过博弈分析，描述了由于其他再制造企业的竞争导致的潜在利润流失的特征和分析了两种企业进入新产品市场的威胁策略：进行再制造和先行回收。通过研究发现一个企业在垄断的环境下不会选择再制造或者先行回收废旧产品，但是当市场有新进入者时可能会采取这些策略来威胁新进入者。最后得到每种策略下利益达到最大化的条件。同时，在可持续发展观念不断加强、顾客可自由退货制度越来越普及的情况下，研究自由退货下的再制造闭环供应链模型显得非常重要。

张韩（2005）23基于可自由退货下的再制造闭环供应链系统建立模型，并设计了生产商和零售商达成合作的合同，最后对模型进行了数值分析。研究发现：非合作博弈与合作博弈均衡结果相比较，零售价偏高而零售商的努力水平则较低。只要零售商向生产商提供一定的固定费用，且规定顾客每退回一单位非次品零售商得向生产商支付一定费用，则供应链上下游能实现合作共赢。

而叶佑林，吴文秀(2010)24则在前人研究的基础上,零售商和第三方同时负责废旧品回收情况下，以博弈论为研究方法，对闭环供应链系统在分散决策和集中决策下的定价模型进行分析，得到两种情况下各成员的最优利润策略，发现分散决策情况下存在双重边际化．造成系统效率的损失。因此引入收入费用共享契约协调机制，来对系统中各成员进行协调，使得闭环供应链系统总利润达到集中决策的水平。

邢光军等(2009)25建立了分散决策、集中决策的生产商、零售商利润模型，得到了两种决策模式下的最优订购量、生产商利润、零售商利润、闭环供应链系统利润；讨论了集中决策模式下，柔性订购契约与生产商、零售商利润的关系并提出利润协调机制。

（七）提高再循环的设计

关于环境驱动式网络设计,有研究者从闭环供应链的角度分析了电池回收问题,讨论

了许多网络设计方法,环境因素影响着网络的拓扑结构、参与者的角色、参与者之间的合作。有文章认为产品如何设计是一个关键因素,决策时要考虑模块化、物料类型、供应商的参与程度、可拆解性、生命周期、所用设备的类型、产品中模块/部件的标准化程度,影响决策的参数包括污染的产生、能源的使用、残余废弃物、生命周期成本、生产技术、辅助材料、副产品、可回收性、产品复杂性、产品功能等——Geyer（2007）26等建立了一个由两个基本因素(零部件的有限耐久性和有限的产品生命周期)约束的废旧产品回收和再制造的生产系统模型。证明为了实现节省成本最大化需要协调生产成本、废旧品回收率、产品生命周期和零部件的耐久性之间的关系。

此外,国外应用电子信息技术来进行配套的再循环设计也有一定的研究,对提升再循环设计,有着显著地功效。例如，Flapper等（2004）27从流程、顾客和产品三个角度研究了信息管理在闭环供应链实施中的重要性。流程观点主要关注回收过程，市场需求、产品回收质量的信息管理通常决定了逆向供应链的结构: 顾客观点关注于为客户关系管理收集信息；产品观点则关注于获取产品及部

件信息，从而改善闭环供应链的流程。

同样地，Ferguson（2004）28认为要有效进行闭环供应链管理，企业应重新设计与完善其原有信息系统，并应对以下六类信息进行管理: (1)产品组成结构信息；(2)回收流的类型、数量和具体位置信息；(3)产品使用情况的历史记录信息；(4)市场对再生产品的需求信息；(5)再处理方式和废弃物管理的实际运作信息；(6)相关法规信息。使用信息与通信技术开发的闭环供应链管理信息系统有以下几个优点:(1)减少各种逆向物流的不确定性，使生产和计划更好地被执行，进而制定最优的回收策略( 如回收时间、回收方式等)。(2)产品整个生命周期范围内的所有信息高度可见。(3)可充分利用信息流平衡逆向物流的运输和仓储，降低运输与仓储成本。

在这个原则上，Joakim Wikner,Ou Tang29比较独特地提出了在生产计划中，CODP（客户订单分离点）在闭环供应链上的研究与应用，因为原本的正向物流的供应链参与者生产计划已经够复杂了，何况在逆向物流与正向物流结合的闭环物流呢，在回收利用再生资源背景下的MRP的设计和CODP（客户订单分离点）的研究与应用，正好迎合了这个缺陷，给企业的减少成本，提高了物料管理及生产计划的运作效率。

（八）提高回流的质量和比例

有文章从经济和生态标准介绍了优化冰箱供应链的模型。此模型使用了不同的参数类型,如集中式运营、分布式运营、不同的产品设计方法、回收的可行性、回流数量、将要出台的法律等。该文的结论是:除了高效的物流管理和优化的产品设计外,系统的优化程度依赖于回流数量和回流比例。而这里我们引用的是Geyer（2007）30的研究结果——为了提高回收时间价值, 供应链在产品设计阶段就要开始准备, 将闭环系统的前端、中端和后端子过程进行相互整合, 实现供应链系统的闭合。三个子过程并非相互独立的, 回收率(前端)和生命周期(后端)决定了产品的耐用性(中端), 当前端回收率低且后端市场生命周期短时, 企业可能会在中端对产品进行过多的耐用性设计, 导致高额费用设计的产品没有返回率, 不能再利用, 还可能导致产品技术过时, 市场不再销售。可知闭环供应链系统的设计取决于回收率、产品耐用性和生命周期的相互整合。

四、闭环供应链设计原则的研究评述

经过对姚卫新(2003)5提出的闭环供应链设计的独有原则体系的综述研究发现，国内外在各个设计原则的研究上虽然已经有一定的理论成果，但依然存在着许多问题，现评述如下：

（一）研究闭环供应链，存在着国家企业的生存矛盾限制，即用可持续发展的标准约束供应商；设计闭环供应链须在法律约束，政府补贴或企业盈利趋利性的前提下，较容易实现。政府介入监管，是一个较为可行的方法。毕竟，实施闭环供应链仍然存在着一定的障碍，如：企业缺乏闭环供应链的意识；构建逆向供应链系统需要考虑多种再制造成本；产品恢复等相关重要问题的复杂性；销售已使用过的产品可能会影响企业的品牌形象；闭环供应链的设计要面对诸多不确定性问题；某些产品实施闭环供应链时存在较大困难，如易腐烂变质的产品。把闭环供应链拓展到其他行业。企业利益与政府以及社会利益之间的博弈较为激烈，在这样的情况下要取得供应商的约束力作用，必须研究出更适合的双赢模型和解决方法，也是未来研究的一个方向。

（二）关于再制造产品替代作用的研究会计领域尚未涉及, 此类研究要运用交叉学科的方法, 尚处于起步阶段。Debo等( 2005)13研究提出制造商要在投资于耐用性的成本与降低新产品成本之间寻找利润的平衡点。但缺乏更多相关理论的支持，在往后的研究中必须进一步探讨。

（三）闭环供应链的管理模型研究已相当完备，理论体系也比较多，不过多为绿色可持续供应链管理模块的方法。

（四）在建立新的市场如第三方回收市场这方面的研究，国内外普遍较为匮乏，虽然部分研究有提到过，但真正研究细节或建立模型探讨的不多。是闭环供应链中的一个缺口。对于物流回收方法，作为闭环供应链资源再利用的重点环节，体系较多，方向也各异，部分细化到具体行业的也已经有成熟的理论体系和实践：（1）法律法规强制要求企业回收处理废弃产品的行业，包括报废汽车（如欧盟的ELV3指令）、废旧电气电子设备（如欧盟的WEEE4指令），及废旧电池等。（2）企业能够从闭环供应链管理中直接获取经济效益的产品，包括使用过的金属和各类包装材料、废旧汽车、电器、计算机等。（3）通过接收顾客退换货和渠道退换货来提高顾客服务水平和增强竞争能力的行业，如B2B和B2C电子商务企业、信息产品制造业等。学者对减少回收成本，增加信息管理技术支持这方面都有类似的见解。

五、闭环供应链设计原则的研究展望

经过这几年国内外学者对闭环供应链设计原则的研究，可以发现，闭环供应链从2003年提出这个概念起，短短几年间众多学者竞先在此基础上研究拓展。无论是物流，交通运输，信息管理，管理科学，工程设计，环境科学等领域，都热情不断。但实施闭环供应链仍然存在着一定的障碍，如：企业缺乏闭环供应链的意识；构建逆向供应链系统需要考虑多种再制造成本；产品恢复等相关重要问题的复杂性；销售已使用过的产品可能会影响企业的品牌形象；闭环供应链的设计要面对诸多不确定性问题；某些产品实施闭环供应链时存在较大困难，如易腐烂变质的产品。但闭环供应链在电子、汽车、机械等行业应用已成为成功的典范。故未来研究方向应是在实施闭环供应链过程中所存在障碍的基础上研究闭环供应链的设计原则和解决障碍的方法。

六、总结

闭环供应链是从属于绿色供应链模块下的热门领域，从近几年的发展看可谓是突飞猛进。在绿色可持续发展观念、企业社会责任观念深入人心及供应链全球化的必然趋势下，企业应严把闭环供应链设计关，主动承担社会责任，这样才有利于树立企业形象，增加企业无形资产，并为企业实现闭环供应链管理带来不可低估的效益。闭环供应链这个模式会在未来得到积极的发展，其目的是为了实现“经济与环境”的综合效益，该理念不仅有助于企业的可持续发展，也有助于整个国际社会的可持续发展，在构筑“强环境绩效”方面，闭环供应链表现出的优势远远超过了传统供应链，已成为供应链未来发展的必然趋势。

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