废旧家电逆向物流构建模式的经济模型分析

逆向物流

中国人口 资源与环境　2008年　第18卷　第1期　　CHINAPOPULATION,RESOURCESANDENVIRONMENT　Vol.18　No.1　2008

废旧家电逆向物流构建模式的经济模型分析

石　磊　邢　璐　毕　军　袁增伟　于　洋　叶维丽　王　越

(南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室/

3

南京大学江苏省环境保护厅环境管理与政策研究中心,南京210093)

摘要　以生产者延伸责任制为基本前提,将目前的废旧家电逆向物流模式划分为3类:制造商独立回收模式、联合回收模式、委托代理回收模式。基于7个假设条件,构建了制造商独立回收模式和委托代理回收模式的利润函数模型,通过制造商最优利润函数的分析比较,提出了制造商对不同回收模式的选择。基于模型,探讨了影响利润函数的三方面因素:原材料价格、使用回收材料的成本和企业规模、实力、技术、管理等综合要素,L的构建决策分析是基于家电制造商的角度进行的,,践表明,非正规回收处理市场的存在已经成为WHARL关键词　废旧家电;逆向物流;延伸生产者责任

中图分类号　F205　　　文献标识码　A　　　文章编号008405

,效的再利用,,是实现和谐发展的必然选择。很多发达国家十分重视废旧家电逆向物流系统的建设,形成了不同模式和特点的回收处理体系[1,2]。我国对这一问题也日益重视,制定了《废旧家电及电子产品回

(征求意见稿),提出家电生产企业可以收处理管理条例》

拥有的废旧家电产品组织的收集、运输、储存、再生利用及最终处置的活动[5～8]。就目前国内外已有的WHARL模式来看,可分为两大类,一类是家电生产制造商回收模式

(ManufacturerRecycle,MR),这其中又可分为独立回收模式

和联合回收模式两类;另一类为委托代理回收模式

(Principal-agentRecycle,PR)。1.1　废旧家电逆向物流独立回收模式

自行进行废旧家电回收处理,也可委托有资质的处理企业处理[3,4],以实现有效率的废旧家电安全处置。可见,家电生产企业选择合适的回收模式对于废旧家电逆向物流高效运转起到关键作用。该文通过构建相关经济模型,对目前常见的生产商回收和代理回收模式进行分析比较,探讨这两种模式的适用范围,为企业选择合适的回收模式提供初步依据。

独立回收模式是指家电制造商通过自身实力独立构建WHARL,自己管理废旧家电的回收处理、再利用,从而实现废旧家电的高效回收利用。在政府管制条件下,生产企业建立WHARL,使外部社会成本内部化,是生产者责任延伸的重要形式。企业通过建立WHARL,可以减少资源能源利用、节约生产成本,同时还可以较为直接地了解客户对于产品的意见反馈,以利于改进产品和增加客户的信任程度,树立企业形象。我国著名家电企业海尔集团采用的就是独立回收模式。

1.2　废旧家电逆向物流联合回收模式

1　废旧家电逆向物流回收模式

废旧家电逆向物流(WasteHouseholdAppliancesReverse

Logistics,WHARL),即俗称的废旧家电回收,是指以废旧

联合回收模式是指生产相同或相近产品的家电企业,通过合资、技术共享等形式共同构建的WHARL。采用这

家电产品的资源化利用和无害化处理为目的,对消费者所

收稿日期:2007-05-28

作者简介:石磊,博士研究生,研究方向为产业生态学与环境政策。

通讯作者:毕军,教授,博导,研究方向为产业生态学,环境风险,环境经济与政策。3国家自然科学基金项目(编号:40471057)资助。

84

逆向物流

石磊等:

废旧家电逆向物流构建模式的经济模型分析

种回收模式减轻了企业采用独立回收模式所需的大量资金成本负担,同时有助于发挥企业在资金、技术、物流领域的各自特长,易形成规模效应,同时保证废旧家电来源。日本的东芝、松下公司就采用此种模式,在北九州市联合建立了西日本家电再利用公司,用以回收处理冰箱、电视、洗衣机等废旧家电[9]。

1.3　废旧家电逆向物流委托代理回收模式

(5)消费者对于家电产品需求为线性;

(6)废旧家电处置成本为二次函数,仅与废旧家电处

置量有关;

(7)家电产品制造的原材料价格由市场决定。2.3　模型参数

CN　完全采用新原材料制造家电的单位成本;CR　使用回收处理原材料或零部件生产家电的单位

委托代理回收模式是指生产企业将废旧家电回收处理的业务,以委托代理的形式交由有资质的企业机构负责。通过这种模式,专业的委托代理商凭借技术、信息、人才和管理等方面的专业优势和规模生产的成本优势,实现废旧家电回收处理的集约化、效率化,企业可以极大地节省用于建设WHARL的成本,集中于主流业务的发展,从而实现家电生产者和委托代理商的共赢。芬兰的库萨克斯基公司是一家专门从事废旧家电电子设备回收处理的公司,目前该公司每年回收的废旧电子产品高达10,000T,约占整个芬兰回收处理总量的50%

[10]

成本;

CJ　通过WHARL单位产品节约成本,即CJ=CN-CR;

PM　制造商出售家电给销售商的批发价格;PS　销售商销售家电的零售价格;

D(PS)　消费者需求函数,D(PS)=b-aPS,其中a,

b均为大于零的参数;

R　第i;

C　第,CC=eRD

,其中e;

D,CD=k[RD

i

(PS)]2+f　RD(PS),其中k,f为系数,由企业i

i

i

i

i

i

。

2　回收模式经济收益模型

2.1　模型架构

基于WHARL()和委托代理回收(,模型的构建将家电的生产制造、销售等正向物流过程与废旧家电逆向物流回收作为一个完整的体系加以考虑;同时为便于模型构建,将逆向物流中的收集、运输、储存、处置及再生利用等流程简化为回收、处置两个流程。其基本流程见图1

。

i

规模和竞争力、管理、回收网络构建及处置技术等方面的因素决定;

CT　第i种模式下废旧家电回收处置总成本,CT=

CC+CD=eRD(PS)+k[RD(PS)]+fRD(PS)=ki[RD(PS)]2+hiRD(PS)i,其中hi=f

　i

i

i

i

i

i

2i

+ei;

PT　在委托代理模式下,家电制造商为处理废旧家电

并回收可利用材料而支付给委托代理商的单位价格;

Bj　第i种模式下j方的经济收益;

i　i=(MR,PR),MR为家电制造商回收模式;PR

i

为委托代理回收模式;

图1　家电物流流程示意图

Fig.1　Schematicofhouseholdappliances

logisticsandreverselogistics

2.2　模型假设

j　j=(1,2,3),1为制造商;2为销售商;3为委托代

理商。

2.4　模型构建与求解

WHARL不同构建模式下,制造商、销售商和委托代理

模型的构建基于以下假设条件:

(1)制造商、销售商均为理性人,追求自身经济利益最

商利润模型可以概括表示为:

企业利润=总收益-总成本

2.4.1　制造商回收模式

大化;

(2)废旧家电回收处理后,部分原材料或零部件可以

2.4.1.1　零售商利润函数

应用到再制造新产品过程中,但不应用于其它制造;

(3)家电生产可以完全使用新原材料,也可以部分使

销售商只负责家电销售,其收益函数可以表示为:

B2

MR

(Ps)=D(Ps)(Ps-PM)=(b-aPs)(Ps-PM)(1)

用回收处理的原材料或零部件;

(4)家电产品都是经过销售商进行销售的;

假定其成本为固定值,对(1)式求导得销售商最优零售价格:

85

逆向物流

中国人口 资源与环境　2008年　第1期

3

Ps

MR

=

2a

MR

(2)

3　结果与分析

3.1　模型结果优化

2.4.1.2　制造商利润函数

B1

MR

(PM

MR

,P)=D(Ps

MRMR

3

)(PM

MR

MR

-CN+CJR)

3

MR

委托代理模式的利润函数中,为实现利润函数的最大化,则需(CJ-PT)(PT-hPR)最大,构造函数

(3)

PR

f(PT)=(CJ-PT)(PT-h)

-K[RD(PsMR)]2

MR

-hRD(PS

MRMRMR

3

)

MR

(14)

对PT求导并令其等于零,得到家电制造商最优委托代理价格PT=

PR

将(2)式代入(3)式,并分别对PM,R求偏导,得最优批发价格和回收率:

PMR

MR

3

,经检验其为f(PT)最优解,此时制造2

=

2a

商的利润最大。将其带入委托代理回收模式下的利润函

(4)(5)

数,即得委托代理模式下制造商最优利润函数表达式。

制造商回收模式下的利润函数是在最优条件下得到的,故已是最优利润函数表达式。

因此,结合自身情况,生产制造商选择合适的回收模式从而尽可能的实现利润最大化,MR

3

(MR)=MR

k(b-aCN)

(5)代入(3)式,得到制造商最优利润函数:将(4)、B1

MR

3

()2(MR)2=+

8a4KMR

(6)职责、保障WHARL下,　T1facturer’profitfunctionbytwoWHARLmodes

项目

制造商回收模式

()2(MR)2

+

8a4kMR

2.4.2　委托代理回收模式

2.4.2.1　零售商利润函数

销售商只负责家电销售,其利润函数可以表示为B2

PR

(Ps)=D(Ps)(Ps-PM)

委托代理回收模式

()2(PR)2

+

8a8kMR

=(b-aPs)(-)(7)

最优利润

函数B1i3

对(7)PS

PR3

=

2a

PR

(8)

2.4.2.2　委托代理商利润函数

B3

PR

3.2　模型比较与分析

3

(RPR)=PTRPRD(PSPR)-KPR[RPRD(PSPR)]2

3

由表1知,两种回收模式的最优利润大小由第二项决

(9)

-hPRRPRD(PSPR3)

定。

若

(MR)2

将(8)式带入(9)式后对其求导,得到委托代理回收模式下的最优回收率:

R

PR3

4kMR

>

(PR)2

8kPR

,制造商将选择自己构建

=PRPRK(b-aPM)

3

3

PR

(10)

(MR)2MR(MR)2MRWHARL,此时>。是

2(CJ-hPR)2/kPR(CJ-hPR)2/kPR

2.4.2.3　制造商利润函数

关于回收处理成本(ki,hi)和再利用成本函数(CJ)相关系数的综合表达式,当委托代理商专业优势明显时,kMR>

k

PR

在给定PSPR,RPR的条件下,制造商的利润函数表示为:

B1

PR

,h

MR

>h

PR

(ChMR)2/kMR,且差距较大时,表PR2PR>2(CJ-h)/k

(PMPR)=D(PSPR3)[PMPR-CN

明企业规模和经济实力较强,在回收处置技术和管理等方

(11)

+RPR3(CJ-PT)]

面不仅有能力依靠自身实力构建WHARL,而且与专业的委托代理商相比,回收和处理成本的差距并不很大,并且回收率、单位成本的相关因素的可控性强。大型家电企业或相关企业联合体适合选择这种模式,尤其在委托代理企业发展尚不完善的条件下,企业自身构建WHARL的优势较为明显。

若

(ChMR)2

(ChPR)2

将(8),(10)二式带入(11)式,并对其求导,得到制造商最优批发价格:

PR

PM=

2a

将(12)代入(11),得到制造商利润函数:

3

(12)

B1

PR

(PMPR)=

3

()

8a

2

4kMR

<

8kPR

,制造商将选择由委托代

+

(

)()

PR

2kPR

(13)

(MR)2MR理商进行回收和处置。此时,,表明PR2PR<2(CJ-h)/k

86

逆向物流

石磊等:

废旧家电逆向物流构建模式的经济模型分析

委托代理商在WHARL方面的技术和管理优势明显,制造商为了节省成本和精力,会采取业务外包或合作形式,借助委托代理商的回收渠道和处理技术实现其生产者处理责任。此时,委托代理商成为社会资源循环利用和无害化处理链条中的重要一环。中小型家电企业适宜选择此种模式。

若

(MR)2

(PR)2

润函数均在理想的市场均衡条件下求得,并未考虑不完全竞争等非市场因素,而实践表明,非正规回收处理市场的存在已经成为WHARL构建的最大阻碍。

我国借鉴日本和欧洲经验,2004年在青岛和浙江建立

WHARL试点,分别作为第一和第二种模式的试验。作为

4k

MR

=

8k

PR

,制造商选择任一种模式

MR2

MR

全国最大的家电生产企业以及试点承担企业,海尔集团具备突出的行业和技术优势,利用其庞大、完善的销售和售后服务网络,独立构建了WHARL;浙江省由杭州大地环保有限公司负责处理基地和回收站点的建设,地方政府通过《浙江省废旧家电及电子产品回收处理试点暂行办法》规定了政府、生产企业、销售商及消费者相应的责任。然而,由于非正规回收处理市场的竞争,两种模式的试点都遇到了回收不足的困境。业界一致认为,规范竞争市场和全社会参与是构建WHARL最重要外部环境条件;最终还需要国家法律和政策的支持,,为市场合理配置WHARL都可以获得最大利润。此时,

(),制造PR2PR=2(CJ-h)/k

商通过委托代理商还是自己构建WHARL对预期取得的利润并没有影响,需要结合发展预期和其他因素选择

WHARL构建模式。

不论选择何种模式,增加WHARL带来的利润是制造商履行废旧家电回收处置职责考虑的重要问题。由表1知,利润函数由三方面因素决定,一是新原材料价格CN,由市场决定;二是通过WHARL节约的单位成本CJ(CJ=

CN-CR),由于CN由市场决定,关键因素取决于使用回收

处置原材料或零部件的成本CR;三是与企业规模和竞争力、管理、关的因素,以系数k、h表征。

的经济利润,企WHARL,履行生产者责任的同时,,实现经济利润。这部分收益可以直接投入于WHARL的建设和发展,也可以通过企业整体实力的提升,降低回收处置成本和单位生产成本,提高回收利用率,促进利润的保持和增长。通过WHARL的成熟与稳定,使企业和WHARL共同达到更高的发展层次,见图2。当然政府的引导、监督和支持,以及公众的积极参与也是保障WHARL构建与稳定高效

运转的重要因素。

4WHARL回收体系,实现资源的再生,是促进经济-社会-环境可持续发展的重要举措。

(征求意目前《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》,

见稿),提出了建立废旧家电多元化回收和集中处理体系,实行生产者延伸责任制。因此,以生产者责任延伸制为基本前提,在对WHARL回收模式进行分类介绍的基础上,基于成本效益分析构建不同WHARL回收模式下的利润函数模型,求解得到了不同模式下的最优零售价格、最优批发价格、最优回收率等一系列重要参数。通过对制造商构建WHARL回收体系最优利润函数的比较分析,讨论了不同情况下制造商对不同WHARL回收模式的选择,并分析了影响利润函数的相关因素及对WHARL的影响,提出了基于成本、利润因素的WHARL动态优化概念模型,为合理构建旧家电逆向物流提供了理论依据。

(编辑:李　琪)

参考文献(References)

[1]王新,陈玉平.欧洲有关国家关于执行欧盟废旧电子电气指令的

措施[J].中国人口.资源与环境,2005,5(4):116～119.[Wang

Xin,ChenYuping.CountermeasuresforImplementationofEUDirectivesRegardingWEEEandROHsinEuropeanCountries[J].

China

图2　基于成本、利润的WHARL动态优化

Fig.2　DynamicoptimizationofWHARLbased

oncorporatecostandbenefit

3.3　模型实际应用与局限

Population,ResourcesandEnvironment,2005,5(4):116～119.][2]刘宪兵,胥树凡.中日废旧家电管理比较及建议[J].有色金属

再生与利用,2006,(3):1～3.[LiuXianbin,parison

ofWasteHouseholdAppliancesManagementBetweenChinaandJapan[J].Non～ferrousMetalsRecyclingandUtilization,2006,(3):1～3.][3]废旧家电回收处理试点及示范项目进展情况[J].中国资源综合

考虑到WHARL构建的延伸生产者责任前提,从家电制造商的角度进行WHARL构建决策分析,模型中最优利

利用,2005,(5):2～3.[ExperimentalProjectsDevelopmentforWaste

87

逆向物流

中国人口 资源与环境　2008年　第1期

HouseholdAppliancesinChina[J].Utilization,2005,(5):2～3.]

[4]史瑞琼,李霞.论废旧家电回收利用主体的责任—《废旧家电及(征求意见稿)之评析[J].中国资源电子产品回收处理管理条例》

ResourcesComprehensive

[7]FleischmannM.QuantitativeModelsforReverseLogistics[M].Springer

-Verlag,Berlin,2001.

[8]韩经纶,杜培枫.论逆向物流的成因及战略价值[J].经济问题,2004,(2)18～21.[HanJinglun,DuPeifeng.OntheCauseandStrategicalValueofReverseLogistics[J].OnEconomicProblems,2004,(2):18～21.]

[9]罗乐娟,竺宏亮.废旧家电逆向物流的激励机制研究[J].物流

综合利用,2005,(4):29～31.[ShiRuiqiong,LiXia.Responsibility

ofStakeholdersinRecyclingWasteHouseholdAppliances-CommentontheRegulationDraftforWEEERecyclingManagement[J].ResourcesComprehensiveUtilization,2005,(4):29～31.]

[5]StockJ.R.ReverseLogistics[R].CouncilofLogisticsManagement,OakBrook,IL,1992.

[6]DaleS.Rogers,RonaldS.Tibben-Lembke.GoingBackwards:ReverseLogisticsTrendsandPractice[R].ReverseLogisticsExecutiveCouncil,1998.

技术,2004,(11):72～74.[LuoLejuan,ZhuHongliang.Motivation

MechanismofReverseLogisticsofDiscardedandUsedFamilyAppliance[J].LogisticsTechnology,2004,(11):72～74.]

[10]范江华.电子垃圾回收说短论长[J].中国储运,2004,(2):39～41.[FanJianghua.OnWEEERecycling[J].ChinaStorage&Transport,2004,(2):39～41.]

EconomicAnalysisofReversedLogisticsforWasteHSHILei　XINGLu　BIJun　YUAN　WANGYue

(StateKeyLaboratoryofP,Schoolof,forandPolicy,Nanjing

Department,NanjingJiangsu210093,China)

Abstract　Basedresponsibility(EPR)theory,currentreversedlogisticsforwastehouseholdappliancesinChinaisdescribed.Thispaperandanalyzesprofitfunctionmodelsunderdifferentrecyclingmodes,andconcludesmanufacturers’choicesofrecyclingbymaximizingtheirprofits.Thepaperalsodiscussesthreedeterminingfactorsfortheprofits,whichis,rawmaterialprice,costofusingrecycledmaterials,aswellasanintegratedindexincludingenterprise’sscale,economiccapacity,technology,andmanagementlevel.Adynamicoptimizationmodelisproposedforreversedlogisticofwastehouseholdappliances.EstablishmentandpolicyanalysisofWHARLarebasedonpespectiveofhoaseholdelectricappliance.Optimalprofitfunctioninthemodelisobtainedunderequilibriumconditionsofidealmarket,withoutconsideringnon2marketfactors,suchasincompletecompetition.TheresultshowsthatinformalrecyclingmarketbecomesthelargestobstacletohindertheestablishmentofWHARL.

Keywords　wastehouseholdappliances;reversedlogistics;extendedproducerresponsibility

8

8

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/csn4.html