萬小明,王建陽,杜利珍

(1武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院,湖北 武漢 430063;2武漢佛吉亞通達(dá)排氣系統(tǒng)有限公司,湖北 武漢 430056)

全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),對自然資源的任意開發(fā)和對環(huán)境的無償利用造成全球的生態(tài)破壞、資源浪費(fèi)和短缺、環(huán)境污染等重大問題.許多國家開始要求生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品生命周期全過程負(fù)責(zé),尤其是廢舊產(chǎn)品的回收處理.傳統(tǒng)供應(yīng)鏈模式的局限性日漸明顯,基于再制造系統(tǒng)的循環(huán)供應(yīng)鏈作為一種實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的方式,已經(jīng)成為各界關(guān)注的焦點(diǎn).

1 循環(huán)供應(yīng)鏈的提出

據(jù)統(tǒng)計(jì),按照當(dāng)前的資源消耗率和開采量,在現(xiàn)有探明的礦產(chǎn)資源中,估計(jì)石油可供使用30年,鐵可供使用93年,天然氣可供使用58年、煤可供使用226年[1].我國是煤炭、鋼鐵、銅的世界第一消費(fèi)大國,原油、原煤、鐵礦石、鋼材、氧化鋁和水泥的消耗量分別約為世界消耗量的7.4%、31%、30%、27%、25%和40%,而創(chuàng)造的GDP僅相當(dāng)于世界總量的4%.石油對外依存度達(dá) 50%、鋼鐵為 44%、銅58%、鋁30%.我國工業(yè)用水效率總體水平較低,每萬元工業(yè)增加值取水量為90立方米左右,約為發(fā)達(dá)國家的3～7倍;工業(yè)用水重復(fù)利用率約52%,而發(fā)達(dá)國家則在80%左右.

如何實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,已成為各界關(guān)注的熱點(diǎn)問題.胡錦濤總書記2009年初在全國科技大會上指出,要把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式的中心環(huán)節(jié),建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會.2009年11月溫家寶總理在發(fā)表題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話中提出要高度重視新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,創(chuàng)新發(fā)展可再生能源技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、清潔煤技術(shù)及核能技術(shù),大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保和資源循環(huán)利用,加快構(gòu)建以低碳排放為特征的工業(yè)、建筑、交通體系.而在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論和再制造技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建循環(huán)供應(yīng)鏈,正是在這一方向上為制造業(yè)提供了一種全新的發(fā)展思路.

在美國國家科學(xué)基金資助下,密歇根州立大學(xué)的制造研究協(xié)會進(jìn)行了一項(xiàng)“環(huán)境負(fù)責(zé)制造”研究,該項(xiàng)目組于1996年提出了綠色供應(yīng)鏈的概念[2].M.H.Nagel認(rèn)為綠色供應(yīng)鏈的管理涉及到產(chǎn)品的使用、組成以及生產(chǎn)的全過程[3].1999年,出于綠色制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的考慮,在美國科學(xué)基金會(NSF)、能源部的資助和國際技術(shù)研究院(IT RI)的支持下,麻省理工學(xué)院等高校對日本、歐洲和美國共55家企業(yè)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行了走訪,在2001年出版了“環(huán)境友好制造”最終研究報(bào)告.

近年來,我國國家 863計(jì)劃、國家973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等資助了一批綠色制造技術(shù)方面的研究課題,逐步形成了一批與行業(yè)緊密結(jié)合的綠色制造技術(shù)研究力量和機(jī)構(gòu),并形成了“產(chǎn)學(xué)研”緊密結(jié)合、優(yōu)勢互補(bǔ)的組織運(yùn)行模式.汪應(yīng)洛與王能民等人基于系統(tǒng)工程思想與可持續(xù)發(fā)展理論探討了綠色供應(yīng)鏈管理的基本原理,將綠色供應(yīng)鏈進(jìn)行了系統(tǒng)的細(xì)分,將其分為生產(chǎn)子系統(tǒng)、消費(fèi)子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)及環(huán)境子系統(tǒng),其構(gòu)成要素包括:供應(yīng)商、制造商、分銷者、消費(fèi)者、回收商等,將綠色供應(yīng)鏈運(yùn)營的目標(biāo)定義為“環(huán)境友好、福利增進(jìn)、資源的優(yōu)化配置”[4].

循環(huán)供應(yīng)鏈作為綠色制造系統(tǒng)的管理模式就是在這樣一個(gè)追求循環(huán)經(jīng)濟(jì)和重視環(huán)保的社會思潮中孕育而生的.在近幾年物流領(lǐng)域的國際會議上,綠色供應(yīng)鏈與循環(huán)供應(yīng)鏈已成為一個(gè)非常熱門的話題.

2 面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈

制造業(yè)循環(huán)供應(yīng)鏈?zhǔn)窃谘h(huán)經(jīng)濟(jì)理論和再制造技術(shù)、再資源化技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的,要求在考慮經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)考慮環(huán)境和社會效益,關(guān)注產(chǎn)品的全生命周期,使產(chǎn)品從物料獲取、加工、銷售、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)過程中達(dá)到環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化利用的目標(biāo).

2.1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)首先由美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家K·波爾丁提出.主要指在人、自然資源和科學(xué)技術(shù)的大系統(tǒng)內(nèi),在資源投入、企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品消費(fèi)及其廢棄的全過程中,把傳統(tǒng)的依賴資源消耗的線形增長經(jīng)濟(jì),轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽可鷳B(tài)型資源循環(huán)來發(fā)展的經(jīng)濟(jì).

循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的是一種與環(huán)境和諧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,是“資源—產(chǎn)品—再生資源—產(chǎn)品”閉環(huán)流動的循環(huán)式經(jīng)濟(jì),其特征是低開采、高利用、低排放.所有的物質(zhì)和能源要在這個(gè)不斷進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)循環(huán)中得到合理和持久的利用,把經(jīng)濟(jì)活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度.循環(huán)經(jīng)濟(jì)有三大操作原則,即“減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循環(huán)(Recycle)”.減量化屬于源端控制方法,旨在減少生產(chǎn)時(shí)使用的物質(zhì)和能源流量,實(shí)現(xiàn)資源和污染物排放的源消減;再利用屬于過程控制方法,目的是提高產(chǎn)品和資源的利用效率,要求產(chǎn)品或包裝容器以初始形態(tài)多次使用;再循環(huán)屬于終端控制方法,要求在生產(chǎn)和消費(fèi)過程中產(chǎn)生的廢物,通過“資源化”手段,重新變成再生資源.

2.2 綠色制造——循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支持

綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中,對環(huán)境負(fù)面影響最小,資源利用率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化.圖1是綠色制造過程的示意圖.

從綠色制造的內(nèi)涵可看出,綠色制造實(shí)質(zhì)上是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn).綠色制造對于落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,支持我國制造業(yè)降低資源能源消耗、減少環(huán)境污染、跨越國際綠色貿(mào)易壁壘,具有十分重要的意義.

圖1 綠色制造過程示意圖

2.3 循環(huán)供應(yīng)鏈——綠色制造系統(tǒng)的管理模式

綠色制造系統(tǒng)的運(yùn)行模式實(shí)質(zhì)上就是以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論為基礎(chǔ),利用再制造技術(shù)、再資源化技術(shù),涉及供應(yīng)商、制造商、分銷商、用戶、回收處理商等節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和資源循環(huán)再利用目標(biāo)的、可持續(xù)的供應(yīng)鏈.因此,可以根據(jù)綠色制造系統(tǒng)的運(yùn)行過程構(gòu)建圖2所示的現(xiàn)代制造業(yè)循環(huán)供應(yīng)鏈.

圖2 面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模型

3 研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題

3.1 面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)體系的研究與建立

從綠色制造系統(tǒng)的實(shí)際情況出發(fā),以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論為指導(dǎo),建立一套完善、科學(xué)、系統(tǒng)的運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)體系,是高效組織的重要行為特征.標(biāo)準(zhǔn)、簡潔、高效的流程,會大大降低企業(yè)的管理成本.要做到流程的標(biāo)準(zhǔn)化,必須優(yōu)化企業(yè)管理和業(yè)務(wù)流程.

3.2 面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

為了提高制造業(yè)循環(huán)供應(yīng)鏈管理的績效,除了必須有一個(gè)高效的運(yùn)行體系外,建立一個(gè)高效精簡的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),也是極為重要的一環(huán).制造業(yè)循環(huán)供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)綠色制造及取得經(jīng)濟(jì)效益與社會環(huán)境效益的協(xié)調(diào)與優(yōu)化,是一個(gè)多目標(biāo)決策問題.通過對實(shí)際情況的分析,根據(jù)供應(yīng)鏈的設(shè)計(jì)目標(biāo)及約束條件建立數(shù)學(xué)模型,采用合適的算法進(jìn)行求解,從而優(yōu)選出循環(huán)供應(yīng)鏈中各種設(shè)施的數(shù)量和位置,以及各條路線上的最佳物流分配量,實(shí)現(xiàn)循環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化.

3.3 面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈的建模與仿真優(yōu)化

為了提高供應(yīng)鏈運(yùn)行的績效,增加制造業(yè)的整體競爭力,還需要對已構(gòu)建的供應(yīng)鏈進(jìn)行優(yōu)化和重構(gòu).在系統(tǒng)重構(gòu)之前,可以先建立循環(huán)供應(yīng)鏈模型,并通過仿真,識別循環(huán)供應(yīng)鏈運(yùn)行的瓶頸所在.然后,利用工業(yè)工程、系統(tǒng)工程的基本理論與方法,提出改進(jìn)措施及系統(tǒng)優(yōu)化方法,并對模型進(jìn)行修改,以此驗(yàn)證改進(jìn)措施和優(yōu)化方法.

4 結(jié)論

面向綠色制造的循環(huán)供應(yīng)鏈,要求在考慮經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)考慮環(huán)境和社會效益,從產(chǎn)品的全生命周期出發(fā),不僅關(guān)注產(chǎn)品的環(huán)保和價(jià)格,而且關(guān)注從原料獲得到產(chǎn)品最終廢棄處理的整個(gè)生命周期過程的環(huán)境影響與成本,因此它比傳統(tǒng)的基于末端治理的環(huán)境改進(jìn)更加科學(xué)有效.同時(shí)由于它集成了供應(yīng)鏈管理、環(huán)境管理、綠色制造、再制造技術(shù)、再資源化技術(shù)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)熱點(diǎn)問題,可以產(chǎn)生降低成本、提高資源使用效率、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等多重效益,因此它對于我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.

[1]肖勤福.走中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路.中國青年報(bào)[N].2004-03-21(4).

[2]Handfield R B.Green supply chain:best practices from the furniture industry[C]∥Proceedings,Annual Meeting of the Decision Science Institute USA,1996,3:1295-1297.

[3]M.H.Nagel.Environmental supply-chain management versus green procurement in the scope of a Business and Leadership Perspective[J].IEEE,2000,0-7803-5962-3:219-224.

[4]汪應(yīng)洛,王能明,孫林巖.綠色供應(yīng)鏈管理的基本原理[J].中國工程科學(xué),2003,5(11):82-87.