基于系统动力学的供应链物质代谢系统研究.doc

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基于系统动力学的供应链物质代谢系统研究基于系统动力学的供应链物质代谢系统研究肖伟/赖明勇【论文分类】物流管理【论文网络来源】http://www.csscipaper.com/F14【学刊期数】2009年06期【论文期刊来源】《兰州学刊》2009年2期第184～186页【英文标题】A Study on Material Metabolism System of Supply Chain Based on System Dynamics【作者简介】肖伟，湖南大学工商管理学院博士生；赖明勇，博士生导师，湖南大学经济与贸易学院院长。（长沙410079）【内容提要】以全球供应链为研究对象，研究供应链物质代谢速度和代谢特点，讨论投弃物最小的供应链结构。区别于以往以案例分析为主的研究方法，建立物质代谢流速微分方程组，比较四类多级供应链的物质代谢速度，并以系统动力学建立计算机仿真模型，数值仿真证明方法的有效性。【关键词】供应链/循环经济一、引言全球供应链(Global Supply Chain)一词最早出现在文献的工作中。[1]之后的学者们不断丰富，形成了完整的定义，认为全球供应链是实现一系列分散在全球各地的相互关联的商业活动，包括采购原料和零件、处理并得到最终产品、产品增值、对零售商和消费者的配送、在各个商业主体之间交换信息，其主要目的是降低成本扩大收益。全球供应链有力地促进了中国制造商发展，也带来了诸多挑战。日本《呼声》月刊2007年11月号发表题为“是全世界在污染中国”的文章，日本京都造型艺术大学教授竹村真一指出，不是中国在污染世界，而是世界在污染中国。花旗银行首席经济学家唐雅玲接受媒体采访时，也无不忧虑地的指出，中国出口大量能源密集型和资源密集型产品，间接为欧美国家承担了巨额碳排放的成本，这种贸易形式显然不利于京都议定书框架的后续发展。2008年2月1日，中国国家环保总局发布《2008中国可持续发展战略报告》。报告对世界59个主要国家资源绩效水平调查排序，中国资源绩效居世界倒数第六位。2008年7月19日，OECD发表《中国环境绩效评估报告》。报告认为中国环境保护存在缺陷，“十五”计划中主要环境指标没有完成。有鉴于此，2008年3月5日，温家宝总理在第十一届全国人民代表大会第一次会议上发表《政府工作报告》。他明确提出要加大节能减排和环境保护力度。加大节能减排的力度，从根本上而言，是要贯彻循环经济理念，是要创新物质循环模式，探索符合中国的可持续发展道路。中国有两头在外的供应链模式，要创新物质循环模式，首先要分析全球供应链的物质代谢速度和代谢特点，为物质循环模式的设计和循环经济的技术开发提供理论依据。二、文献综述物质代谢是指物质在产品、服务和废物的生成、使用、处理处置和降解等所有环节中物理化学过程的集合。代谢理论(Metabolic Theory，MT)最早由文献系统性提出。[2]他认为生命是一种代谢现象，是能量、物质与环境交换的过程。文献将代谢理论引入社会学分析，认为革命是社会代谢和文化代谢的主要动力；[3]文献将代谢理论引入生态学分析，认为直线型生产方式必然导致生态危机，只有生产方式的革命才能挽救人类社会。[4]在文献的指导思想基础上，学者们反思了全球供应链的物质代谢形式，并提出了一系列新的物质代谢形式；[4]文献提出企业内部开展绿色供应链管理；[5]文献提出企业之间实施逆向供应链管理；[6]文献提出在企业和消费者之间实施闭环供应链管理。[7]这些研究工作对改善全球供应链的物质代谢方式、探索循环经济理论实践提供了有力的支持。但需要指出的是，社会代谢理论作为一类思潮，理论论述较多，计算工具较少，实证研究多选取发达国家，这些是研究中的缺憾。本文以全球供应链为研究对象，讨论供应链物质代谢速度和代谢特点，以区别以往以案例分析为主的研究方法，建立物质代谢流速微分方程组，比较四类多级供应链的物质代谢速度，并以系统动力学仿真证明模型的有效性。仿真曲线说明培养中国国内再销售商的必要性，试为全球供应链的新型生产方式设计提供思路。三、前提假设假设供应链为线性结构，由制造商、消费者、自然环境、再销售商、再制造商构成，制造商生产产品。消费者进行认购，消费后投弃在自然环境中。再销售商向消费者购买淘汰产品，并转销给其他消费者。再制造商向消费者购买产品残骸，并通过拆分、翻修等工序，将残骸再制造为产品，重新销售给消费者。假设产品的使用寿命只与时间有关系，需要研究的问题是在物质代谢的视角中，何种供应链结构最优。根据以上的流程描述，有以下的数学符号约定：(一)三级供应链模式假设制造商按批次生产产品，产品有固定的使用寿命，在使用寿命未终结时，产品还可由消费者使用，当使用寿命终结后，产品原有功能消失并被投弃在自然环境中。根据以上描述，有如下公式成立：(二)再销售供应链产品存在多层次的消费者。技术进步等因素使产品淘汰率加快，产品没有完成使用寿命就被投弃是物质代谢过快的原因之一。因而需要再销售商作为中介，收集淘汰产品并转移给其他地区的消费者使用，目的是使产品完成使用寿命后再离开供应链，从而降低物质代谢速度。根据以上描述，有如下公式成立。(三)再制造供应链产品完成使用寿命后，产品残骸中所包含的各类物质资源还可重复利用。因而再制造商将产品残骸从消费者那里认购产品残骸，通过修理、翻新后再重新销售给消费者，目的是使产品所含有的物质完成使用寿命后再离开供应链，从而降低供应链的物质代谢速度。根据以上描述，有如下公式成立：(四)五级供应链产品的再销售和再制造过程往往同时进行。制造商也会翻新产品以降低采购成本。由于长尾理论，制造商格外重视已有产品的盈利能力，因而再销售商和再制造商的作用得到重视。再制造商认购淘汰产品转销，再制造商拆解产品残骸重新利用。产品内含的物质在完成使用寿命后即成为投弃物。根据以上描述，有如下公式成立：四、数值分析仿真环境采用intel Pentium43.0G处理器，搭载Vesim PLE版。仿真时钟步长为100个时间单位，运行时间1.73秒。仿真周期取2500个时间单位，运行时间4.46秒。根据对宁晋地区电缆产业调研，对模型中各项参数赋值如表1。根据以上代谢参数，可得到环境库存曲线（如图所示）。曲线表明，供应链引入再制造商和再销售商并非无条件，前提是对环境污染有所改善，即降低环境污染物库存曲线高度。根据这一要求，在本算例中，宁晋地区需要引入再制造商，而不能引入再销售商。再销售商将淘汰产品转移销售，实际上加重了环境污染。使用过的电线电缆质量有所下降，更容易引起环境污染。五、结论以全球供应链为研究对象，研究供应链物质代谢速度和代谢特点，讨论投弃物最小的供应链结构。区别于以往以案例分析为主的研究方法，建立物质代谢流速微分方程组，比较四类多级供应链的物质代谢速度，并以系统动力学建立计算机仿真模型，数值仿真证明方法的有效性，并指出供应链引入再制造商和再销售商并非无条件，前提是对环境污染有所改善，即降低环境污染物库存曲线高度。案例考察了宁晋地区的废弃电缆回收，模型建议宁晋地区应引入再制造商，而非再销售商。【参考文献】[1]Hishleifer,J.On the economics of transfer pricing[J].The Journal of Business,1956,29(3):172-184.[2]Jacob Moleschott.Physiologie der Nahrungsmittel[M].Dutch:Physiologist,1859.[3]Edward Aveling.The students’Marx:An introduction to the study of Karl Marx’Capital[M].London:Swan Sonnenschein&Co,1892.[4]Agger Ben.Public sociology:From social facts to literary acts[M].USA:Rowman&Littlefield Publishers,2000.[5]Qinghua Zhu,Joseph Sarkis,James J.Cordeiro,Kee-Hung Lai.Firm-level correlates of emergent green supply chain management practices in the Chinese context[J].Omega,2008,(36):577-591.[6]Chun-Jen Chung,Hui-Ming Wee.Green-component life-cycle value on design and reverse manufacturing in semi-closed supply chain[J].International Journal of Production Economics,2008,(113):528-545.[7]Qinghua Zhu,Joseph Sarkis,Kee-hung Lai.Green supply chain management implications for"closing the loop"[J].Transportation Research Part E:Logistics and Transportation Review,2008,(44):1-18.^NU1DA20091028（本文来源：《论文资料库》http://lw.zaizhiboshi.com）。