考虑供应链经济效率的制造
2021-11-17 来源： 智造苑
经济驱动因素决定了供应链决策的正面和负面结果。这些结果的计算需要对尚未观察到的需求进行实际观察，但如果有需求预测，则可以依次模拟结果。经济驱动力的目的是覆盖决策产生的所有商业后果，而不仅仅是短期财务结果。在实践中，经济驱动力的建立常常需要进行粗略的计算，以及考虑各种业务场景。在供应链的网络结构中，多种类型的成员企业构成了一个复杂的系统。在其运作过程中，总是要经过大量的物流，信息流和资金流，并且每个子系统都通过它们有机地组织起来。通过协调节点企业的规划与发展，形成资源共享、信息共享、利益共享的战略合作伙伴关系，可产生巨大的经济效益。
「 1. 低碳供应链 」
全球变暖推动了低碳经济的发展，其发展理念是“低能耗、低污染、低排放”，这对仅追求经济效益的传统供应链构成了挑战。近年来，基于碳减排的供应链管理研究逐渐成为研究热点，对提高供应链竞争力以及实现社会经济效益和环境效益的“双赢”具有积极作用。
1）低碳供应链的概念
目前，低碳供应链还没有形成系统的理论，也没有统一和公认的定义。中国的一些学者根据自己的研究对低碳供应链提出了自己的理解。目前，虽然低碳供应链尚未形成统一的概念，但其对供应链内涵的认识和理解基本一致，即以最低的环境成本实现可持续发展，但与绿色供应链相比，低碳供应链更强调“低碳”指标的完善和深化。低碳供应链的目的是通过上游和下游成员公司的合作减少供应链各个环节的碳排放，包括原材料采购、生产加工、储存、运输、使用和维护、回收利用，最终最大限度地减少整个供应链的碳排放。低碳供应链涉及从设计、消费到回收的各种流程，包括低碳设计、低碳采购、低碳制造、低碳营销组合、低碳运输和配送以及低碳逆物流循环六个部分。因此，低碳供应链主要倡导提高效率、减排和清洁生产，通过上下游企业之间的合作以及企业各部门之间的沟通实现了整个供应链的低碳化。低碳供应链的理论基础主要包括可持续发展理论、循环经济理论、绿色供应链理论、逆向物流和生态经济学理论等。
2）低碳供应链的特征
（1）资源的主导性：供应链环境问题源于资源的消耗以及资源使用后产生的废物，主要表现在制造和回收的两个基本流程。供应链中成员公司的资源消耗活动主要集中在资源的使用和回收利用上。在当前需求增加、能源价格上涨和环境压力不断增加的背景下，供应链企业的可持续发展主要在于资源的使用。有效和低碳利用资源的重要途径就是，当资源在供应链上各个企业中流动时强调其对环境的影响，提高供应链成员的环保性。
（2）流程的低碳性：规划、采购、制造、交付和回收等五个流程是低碳运营的关键环节。对此，首先应制定低碳供应链总体运营计划，确保基本流程的同步并实现有机联系。同时，实行全球采购是必然趋势，可显著提升产品搜索效率并降低采购成本。此外，当前经济全球化趋势日趋明显，现代企业的传统制造方法显然无法适应当前的环境变化，也就是说，一切都需要快速响应用户需求，仅依靠企业在此过程中拥有的资源是不够的。这就要求供应链中的上游和下游公司共同合作以提高运营效率；这是低碳供应链生产的优势。因此，供应链中的公司需要不断跟踪客户不断变化的需求，改进产品并为客户提供满意的产品。只有这样，低碳的优秀供应链才能实现。第五，回收是指供应链中废物的收集，检查和再利用。这一联系充分反映了供应链的低碳。
（3）多生命周期性：这是低碳供应链系统的另一个主要特征，它指的是产品的多个生命周期。也就是说，它不仅包括本代产品的生命周期，还包括本代产品报废后所回收的资源在下一代产品中的循环使用。其次，它指的是供应链中企业活动的多生命周期。也就是说，随着本代和后代产品的循环使用，链中企业的制造活动和产能持续时间将继续扩大。
（4）拓展性：低碳供应链系统的空间远远超出了企业的范围。由于供应链中的每个企业都是相互依存的，影响供应链运作的环境因素的范围正在扩大，环境因素造成的影响也越来越大。因此，低碳供应链系统的运作必须考虑更广泛的环境因素，以制定总体战略并计划制造活动。此外，低碳供应链的闭环和时间扩散导致产品物流链的闭环和周期性流动的时间延迟，从而形成了公司，产品和消费者之间的新型集成。
3）低碳供应链的设计
供应链低碳设计是一个具有复杂性的系统化过程，首先需要提高资源的利用效果和并择优选取供应商，而后采用并行工程设计方法，综合设计低碳供应链集成、可见性与流程。
（1）低碳供应链集成设计：低碳供应链整合设计需要整合不同企业和子系统的功能，以及企业竞争力和资源。最终形成整个供应链的最大利益。可以看出，这个大型系统对集成度提出了更高的要求。因为链中的许多活动需要每个企业的共同运作和完成，并且企业之间的流程是紧密联系的。因此，为了达到高度集成的目的，有必要对链中各个环节和运营进行同步和整合，使链上的企业可以致力于开展自身的优势活动，并从中受益。
（2）低碳供应链可见性设计：提供一个数据共享和数据交互的信息平台，以提高可视性。借助信息平台，可以在供应链中的任何位置获取所需的数据，同时可以清楚地了解上游和下游存在的中间库存，由此链上的企业可以大大减少多余安全库存，从而实现低能耗以及资源在各企业之间的优化分配。此外，信息管理系统平台还将供应链本身与外部市场和客户连接起来，快速响应市场需求并实时交付，同时实现信息共享和资源整合。
（3）低碳供应链的流程设计：在制造业低碳供应链设计中实施“绿色”目的是提高环境效率、减少碳排放、回收废旧产品以及遵守领土立法和国际条约，而供应链的目标是提高供应和分配效率，节省时间和金钱，并通过提供所需的优质产品和服务满足客户的需求。因此，通过在计划、采购、制造、交付和回收五个环节中有效利用资源（即价值共同创造），创造合作/伙伴关系，让供应链网络中的多个企业参与，可以在“绿色”和供应链的冲突目标之间进行权衡，减少温室气体排放量，实现低碳制造。
在低碳供应链的流程设计中，应该开发新的组织和管理模式。从复杂和有效的供应链的角度出发，以获得更好的产品和服务，旨在降低成本和减少环境影响，以确保供应链层面的可持续发展。同时，应仔细考虑全球市场中可用的选项（去位置，共址，外包）。此外，在考虑供应链组织中的低碳性时，必须将中小企业视为重要角色。在设计链和供应链的不同层面上的协作概念，如协调的产品设计和开发、共同购买、协调的销售和服务以及维护服务，对于中小企业来说是重要的选择。为此，应仔细考虑与大学合作研究和开发中小企业的可能性。
4）低碳供应链促进可持续发展
中国改革开放以来，工业化和城市化进程不断加快，高投入、高消耗、高排放的粗放经济一直占据主导地位。随着能源的不断消耗，能源需求的压力也在不断增加。无论是生活、消费还是流通领域，它始终处于高碳经济之中，中国的发展保障能力严重不足。资源和环境严重阻碍了中国经济和社会的发展。低碳供应链是基于原始供应链引入并考虑了低碳因素，它不仅仅比绿色供应链和可持续供应链的组成内容复杂，还对环境保护更敏感。低碳供应链要求减少原材料采购、运输、加工和回收中的一系列环节的碳排放，其实施提高了资源利用率，同时降低成本和减少环境影响，确保供应链层面的可持续发展。推广低排供应链成为我国发展可持续经济的重要途径，也符合了我国科学发展的内在要求和建设良性社会的重要举措。
「 2. 闭环供应链 」
随着经济的快速发展，我国的环境问题日益突出，废旧产品的回收处理是我们当前亟需解决的问题。基于闭环供应链的研究可以有效地解决废旧产品的回收问题。在闭环供应链的运作过程中，一般都会涉及到供应商、制造商、零售商、消费者、回收商、再制造商等。他们每个既有自己的利益需求又相互合作，因此闭环供应链的运作是非常复杂的系统工程问题。闭环供应链以其优异的环境效应和经济效益成为众多企业和政府关注的焦点。闭环供应链的研究也从对技术研究发展到了对供应链管理的综合研究。开展闭环供应链研究将在发展循环经济和实现可持续发展方面发挥重要作用。
1）闭环供应链的概念
闭环供应链（closed-loop supply chains，CLSC）是2003年提出的一种新的物流概念。闭环供应链是指企业从采购到最终销售的完整供应链周期，包括产品回收和生命周期支持的逆向物流。其目的是对物料的流动进行封闭处理，减少污染排放和残余废物，同时以较低的成本为客户提供服务。因此，除了传统供应链的内容外，闭环供应链同样非常有助于实现可持续发展，故而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，市场需求越来越大，已成为物流和供应链管理的新发展趋势。
早期供应链通常以经济效益为中心，旨在降低成本和提高竞争力。它缺乏对可持续发展的必要理解，它的物质流动是一种单向的线性结构。它的增长以消耗大量的资源为代价，消费后产生的废弃物又会进一步恶化生态环境。闭环供应链（CLSC）的概念建立在逆向物流的基础之上，指出一个封闭的供应链系统是正向物流与逆向物流的结合，这个封闭的供应链系统就是一个闭环供应链。闭环供应链指的是企业在生产流通过程中，从采购到最终销售的完整供应链网络结构。它包括产品回收和生命周期支持的逆向物流。闭环供应链适应循环经济发展的需要，将成为促进经济社会全面、协调、可持续发展的重要途径。
2）闭环供应链的特征
所谓闭环供应链是将前向供应链和逆向供应链整合在一起的供应链系统。由于涵盖了正、逆向两种物流，使得闭环供应链具有以下几种显著特征：
（1）高度不确定性。回收时间、质量和数量具有不确定性，这同时也反映了产品寿命的不确定本质，对需求管理、库存控制和管理具有显著的影响。闭环供应链中的这种不确定性还涉及再加工过程的不确定性，如回收的相同两件物品可能需要不同的诸如拆卸、维修等再加工过程，从而增加了协调生产计划和控制的复杂性。
（2）系统运作的复杂性及目标的多样性。反向供应链活动和功能主要包括回收物品的直接再利用、修复、再生和再制造。由于回收过程中的高度不确定性，这种反向供应链运营决策非常复杂。
（3）供需不平衡性。经过一系列回收处理过程后的废品供应同生产商的需求往往不相匹配，这也是导致闭环供应链系统运作复杂的一个原因。
（4）增值性。逆向物流的运作使得资源再生、物料增值、成本节约成为可能，从而达到整个供应链系统的增值功能。
3）闭环供应链的设计
（1）再利用闭环供应链网络设计：再利用闭环供应链适用于可直接使用而无需处理的回收产品，如包装、容器等。因此，网络设计中的关键问题是确定产品的回收位置、数量和运输计划。Kroon和Vrijens（1995）设计了一个可重复使用的运输包装容器的物流系统，并建立了一个基于位置的混合整数规划模型，可以确定空包装容器仓库的数量和位置。Del Cochran和Cochran（1996）提出了一对线性规划（一种是聚合，另一种是分解）和一个具有仿真功能的模型，以优化逆向物流网络的配置，包括对可重复使用的集装箱的回收，并且要求回收的数量最大化，分析了集装箱回收对企业生产计划和运输计划的影响，但是没有考虑逆向物流的运输问题。
（2）再制造闭环供应链网络设计：可再利用零部件的不确定性是由回收物品质量的不确定性导致的，所以对回收物品的检测、修复、再制造生产设施的选址定位成了关键问题。可以通过多目标混合整数规划的“位置-分配”的启发式算法，解决具有能力约束的废品维修、加工工厂和垃圾处理等问题。
（3）再循环闭环供应链网络设计：由于可再循环物品原有物理属性被改变，因此除了传统的仓库选址外，还应考虑再循环设施的布局和处理能力问题。比如可以从环境和经济角度研究钢渣的再生过程中处理能力、成员合作的可能性及再循环设施布局问题，并建立多级选址定位模型。
（4）商业退货闭环供应链网络设计：在实际生产中会经常遇到产品退货等问题，商业退货闭环供应链网络设计主要针对产品退货的渠道选择决策。在解决这种问题时应该考虑逆向物流的网络设计问题，以及考虑需求、退货数量和翻新产出的不确定性。
4）闭环供应链促进可持续发展
随着可持续发展的概念越来越被人们所接受，道德和社会责任往往被认为是闭环供应链中的重要驱动因素。认真履行企业公民责任的企业可以得到社会的认可，有利于树立企业形象，增加企业无形资产，将为公司闭环供应链管理的实现带来不可低估的收益。闭环供应链系统的深度和广度远远超过了传统供应链。这不是一个简单的“正向+反向”过程。它还涉及从战略层到运营层的一系列更改。与正向供应链相比，它具有更大的复杂性和难度。闭环供应链管理的目的是实现“经济与环境”的综合利益，已成为未来供应链发展的必然趋势。
引自：《未来制造新模式——理论、模式及实践》（作者：江志斌，林文进，王康周，李乐飞，涂金）
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