綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學資訊管理學系. 碩士學位論文. 指導教授：林我聰博士. 立. 政治大. ‧ 國. 學 ‧. 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下. io. sit. y. Nat. 的穩健再生物料分配決策 n. er. The Robust Distribute Strategies of Regeneration al iv n Ch Materials Under the e nBusiness g c h i U Model Which Combine With Manufacturer and Recycling Business. 研究生：張志傑. 中華民國一百零一年一月.

(2) 誌謝時光飛逝，兩年半的研究所生涯在課業、論文、友情、親情的交織下，已經邁向尾聲。期間有許多需要感謝的人，謹以此誌謝表達我對他們的感激之情。在這段豐富的歷程中，首先要感謝林我聰老師的悉心指導，老師不只給了我們在思考上的邏輯概念，也教導我們懂得開始為了自己去努力，並對自己的結果負責，從老師身上所學，必定能使我受用終身。接著感謝班上同學及研究室中的瑋佑學長、廣豐學長，兩位學長在我論文最困難的時候給予我許多的幫助，在生活中一貣打球運動抒發心情，在學術上給了. 政治大. 我許多研究建議及思考方向，讓我在這段論文之旅中不會獨身而行，能夠有人一. 立. 貣前進。. ‧ 國. 學. 再來我要感謝我的母親及女友，在這段辛苦的日子裡面給予我不斷地支持與鼓勵，她們是我將論文完成的最大動力來源，在這想對她們說：久等了，謝謝妳. ‧. 們給予我無條件的支持與鼓勵，沒有妳們在背後的支撐，這篇論文可能會花上更. sit. y. Nat. 久的時間才能夠完成，妳們是我最重要的心靈支柱。. n. al. er. io. 最後感謝我的口詴委員：陳春龍老師、季延帄老師、蔡瑞煌老師、邱光輝老. i Un. v. 師，謝謝您們在口詴中給予的指導及建議，讓此篇論文能夠更加嚴謹並富有邏輯性。. Ch. engchi. 張志傑謹誌於中華民國一百零一年一月. II.

(3) 摘要隨著產品生命週期的縮短，大量的廢棄物對人類生存環境開始造成威脅，各國開始正視廢棄物管理的議題，紛紛立法來規範廢棄物的回收管理。企業為了成本、企業形象、法律規定等因素開始將逆物流(reverse logistic)納入其營運規劃。但在逆物流資訊難以取得以及具備大量的不確定因素下，許多企業選擇將逆物流外包給專業的逆物流業者，以專注在其核心能力之上。在單純的外包模式下，企業時常面臨回收商無法穩定供給再生物料之問題，若再生物料使用比率無法達到法規要求，則需繳納高額的回收規費，部分企業甚. 政治大商則會面臨企業再生物料需求數量不穩定或是數量不足，單次運輸成本大幅提高，立至以新產品分解為新再生物料來補足再生物料短缺以迴避高額的回收規費；回收. ‧ 國. 學. 使其表現出只願回收退回商品取得回收補貼，但不分解販售再生物料，而是堆放退回商品於集散處的傾向。. ‧. 本研究提出一綜合回收商及製造商之緊密營運模式，考量連續時期、利潤共. sit. y. Nat. 享的條件下，建立一數量決策模型，以整體利潤最大化為目標，探討不穩定因素. n. al. er. io. 下之每期穩健再生物料分配決策。因應大環境之不穩定因素，將以建構情境為基礎之穩健最佳化模式求得穩健解。. Ch. engchi. i Un. v. 關鍵字：逆物流、逆物流網路、再生物料分配、回收規費、穩健最佳化. III.

(4) Abstract In recent year, enterprises consider reverse logistic in their processing because of cost, corporate image and government policy. But there are lots of uncertainty factors in the reverse logistic, in order to focus on enterprise’s professional skills, more and more enterprises outsource their reverse logistics. Both enterprise and professional reverse logistic processor have to spend more costs to keep their cooperation in recent outsourcing model. Thus, this thesis builds a model which combine enterprise's business model and professional reverse logistic processor's business model. In this model, assumes that profit should be share between both of them, and apply Robust optimization methods to solve uncertainty factors in reverse logistic. The thesis finds out the best distribution ratio of. 政治大 regeneration materials in each period. 立. ‧. ‧ 國. 學. Key word: reverse logistic, reverse logistic network, regeneration materials distribution, recycle penalty, robust optimization methods. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. IV. i Un. v.

(5) 目錄第一章、緒論 ............................................................................................................... 1 1.1 研究背景......................................................................................................... 1 1.2 研究動機......................................................................................................... 3 1.3 研究目的......................................................................................................... 4 1.4 研究架構......................................................................................................... 4 第二章、文獻探討 ....................................................................................................... 6 2.1 物流及供應鏈體系探討................................................................................. 6 2.1.1 物流及供應鏈定義.............................................................................. 6 2.1.2 逆物流定義.......................................................................................... 7 2.1.3 逆物流對企業之影響........................................................................ 10 2.1.4 逆物流相關模型................................................................................ 13 2.2 延伸製造者責任........................................................................................... 18 2.2.1 EPR 之定義 ........................................................................................ 18 2.2.2 國內環保法規.................................................................................... 20 2.3 不確定性模型............................................................................................... 22 2.3.1 蒙地卡羅模擬.................................................................................... 23 2.3.2 隨機規劃............................................................................................ 23 2.3.3 穩健最佳化........................................................................................ 24 2.3.4 小結.................................................................................................... 25. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. y. Nat. sit. n. al. er. io. 第三章、研究方法 ..................................................................................................... 27 3.1 研究流程與步驟........................................................................................... 27 3.2 研究範圍....................................................................................................... 28 3.3 模式架構....................................................................................................... 29 3.4 基本假設....................................................................................................... 31 3.5 模式符號說明............................................................................................... 33 3.6 模式說明....................................................................................................... 36. Ch. engchi. i Un. v. 第四章、模式計算與分析 ......................................................................................... 47 4.1 模式輸入參數設定....................................................................................... 47 4.2 情境設置說明............................................................................................... 52 4.3 模式計算結果............................................................................................... 59 第五章、結論與未來研究建議 ................................................................................. 65 5.1 研究結論....................................................................................................... 65 5.2 研究限制....................................................................................................... 66 5.3 未來研究方向............................................................................................... 66. 參考文獻...................................................................................................................... 67 V.

(6) 表目錄表 2.1：逆物流當中的不確定性................................................................................ 12 表 2.2：行政院環保署公告 2005 電子電器用品、資訊物品補貼價格表.............. 22 表 2.3：處理不確定性方法之比較............................................................................ 26 表 3.1：代數與集合表................................................................................................ 33 表 3.2：利潤參數表.................................................................................................... 33 表 3.3：成本參數表.................................................................................................... 33 表 3.4：限制參數表.................................................................................................... 34 表 3.5：決策變數表.................................................................................................... 35 表 3.6：情境參數表.................................................................................................... 35 表 4.1：回收點到集散處距離.................................................................................... 49 表 4.2：集散處到退回商品處理廠之距離................................................................ 50 表 4.3：再生物料處理廠到製造廠、二手市場、掩埋場之距離............................ 50 表 4.4：各單位成本參數............................................................................................ 51 表 4.5：各利潤參數.................................................................................................... 51 表 4.6：回收規費相關資料........................................................................................ 51 表 4.7：情境設置表.................................................................................................... 53 表 4.8：回收量為高水準的參數值............................................................................ 54 表 4.9：回收量為低水準的參數值............................................................................ 55 表 4.10：高低情境退回商品可再利用比率參數...................................................... 55 表 4.11：其他同業對再生物料收購價格為高之參數 .............................................. 56 表 4.12：其它同業對再生物料收購價格為低之參數.............................................. 57 表 4.13：二手物料市場對再生物料收購價格之參數值.......................................... 57 表 4.14：其它同業對再生物料為高需求參數值...................................................... 58 表 4.15：其它同業再生物料為低需求參數值.......................................................... 58 表 4.16：二手物料市場對再生物料需求之參數值.................................................. 58 表 4.17：新產品需求參數值...................................................................................... 59 表 4.18：不同情境下最佳淨利表.............................................................................. 60 表 4.19：穩健最佳再生物料配送決策...................................................................... 61 表 4.20：穩健偏差值.................................................................................................. 62 表 4.21：情境 23 及情境 32 成本比較...................................................................... 63 表 4.22：情境 23 及情境 32 利潤比較...................................................................... 63. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VI. i Un. v.

(7) 圖目錄圖 2.1：逆物流配送架構圖........................................................................................ 13 圖 2.2：逆物流網路架構圖........................................................................................ 14 圖 2.3：逆物流下的倉儲模式.................................................................................... 15 圖 2.4：Teunter 的存貨管理模式 .............................................................................. 15 圖 2.5：林坤德的存貨管理模式................................................................................ 16 圖 2.6：台灣地區資源回收架構圖............................................................................ 21 圖 3.1：研究範圍........................................................................................................ 28 圖 3.2：建立模式流程................................................................................................ 30 圖 3.3：模式架構圖.................................................................................................... 30 圖 3.4：本研究之再生物料假設示意圖.................................................................... 32 圖 3.5：物流運作流程圖............................................................................................ 40 圖 4.1：本研究計算範圍示意圖................................................................................ 48 圖 4.2：本研究座標設置示意圖................................................................................ 48 圖 4.3：計算流程示意圖............................................................................................ 61 圖 4.4：多情境下穩健偏差長條圖............................................................................ 63 圖 4.5：情境 23 成本利潤百分比.............................................................................. 64 圖 4.6：情境 32 成本利潤百分比.............................................................................. 64. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VII. i Un. v.

(8) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 第一章、緒論 1.1 研究背景供應鏈包含滿足顧客需求之過程中所涉入的所有成員，無論是直接或是間接參與的部分（供應鏈管理，2004）。物流為供應鏈中重要的一環，而其中將商品的原料取得、製造，直到運送到消費者手上等活動，稱為正向物流。由於科技進步快速，產品生命週期大幅的縮短，導致廢棄物快速的產生並累積，若沒有妥善的處理，將會對環境造成重大的破壞。傳統的處理方式不外乎掩埋、廢棄和焚化. 政治大. 等會對環境造成污染的方式，隨著近年來全球氣候暖化，溫室氣體導致的環境變. 立. 遷，以及地球可使用資源日益減少的情況下，環保問題逐漸浮出檯面（溫士城，. ‧ 國. 學. 2006）。. ‧. 世界各國開始重視環保的議題，為了落實保護環境的概念，各國政府紛紛. sit. y. Nat. 制定環保法規政策，如歐盟議會在 2003 年公布了十項電子電機設備的環保規定，. io. er. 包含了電機電子設備有害物質限制使用指令（RoHS）與電機電子設備廢棄物指. al. 令（WEEE）（謝成章，2006）。WEEE 指令中，為針對電子和電器產品的廢料問. n. iv n C 題，督促所有的製造者及銷售商共同建立一套回收再利用機制，包含了要求歐盟 hengchi U. 會員頇在 2004 年 8 月 31 日前將 WEEE 正式納入其企業法規中，並在 2005 年 8 月 31 日前提撥經費完成分類、回收、復原、再生使可再使用等系統；以「整機再回收使用」為最終目標，以手機和筆記型電腦為例，將來整機可再使用率需達到原機重量之 75%，零組件需有 65%再生物件使用率，否則禁止販售。我國亦於 1998 年貣立法要求，製造、輸入以及販售含有可回收材質之物品及容器業者，頇自行回收此項物品或容器達到一定數量，若未達成指定回收目標，則課以罰款；同時修訂廢棄物清理法，以回收補貼的方式鼓勵民眾、回收商、清潔隊等參與資源回收的活動，增加資源回收量。. 1.

(9) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 企業由於各國法規的規範，已經無法再忽視環保的議題。許多企業為了呼應環保思維，並節省自身營運成本，也開始將逆物流納入整體營運策略之中。企業逆物流在物流活動中扮演產品退回、產品減量、再生、物料替代、物品再利用、廢物清理、再處理、維修與再製造等角色。企業導入逆物流可以達到產源減量、物料替代、再生物料使用、降低製造過程廢棄物產生等效果；此外，運用物品再利用、再處理與再製的過程，可延長物品的生命週期，並增加物品的使用率；做好廢棄物清理步驟，還能夠降低企業處理成本，減少對於環境的傷害，對於企業來說同時兼顧了企業社會責任以及經濟效益，並對環保盡一份心力（黃詵彥， 1999）。. 政治大. 逆物流包含了將使用過的產品由消費者手中收回，並將其經過處理後再一. 立. 次進入市場利用的整體過程。此流程中包含了商品的退回運輸、淘汰商品的回收. ‧ 國. 學. 再處理、分解、再製等過程，這些活動在傳統的正向物流中並不存在。而逆物流. ‧. 的處理成本往往較正物流高，且包含了許多的不確定因素。企業可能因為這些不確定性或是過去的經驗不足，使得在逆物流的執行上會有很大的障礙。許多企業. y. Nat. io. sit. 在執行自身逆物流時，會因為無法達到經濟規模，而無法壓低帄均的逆物流成本，. n. al. er. 此時，逆物流就成為企業的一大負擔。有鑑於逆物流的不確定性、過去的經驗不. Ch. i Un. v. 足、無法達到經濟規模等因素，許多企業將逆物流活動委與專業的逆物流業者來. engchi. 進行處理。一方面節省企業資源支出，也可以專注於自身的核心能力上，提升整體供應鏈效率（Fleischmmann et al., 1997）。林伯超（2010）的研究結果亦指出，企業將其逆物流委託專業逆物流業者對企業本身的利潤呈現正向的影響。現今許多企業將逆物流委外，但逆物流委外仍會有許多的問題產生。以專業逆物流業者的營運情形來看，李慧卿（2008）的研究結果指出，專業逆物流業者的利潤來源大多來自於政府回收補貼；由於部分企業只願意購買達到法律規定之再生物料數量，導致運輸數量的不足造成帄均運輸成本上升，使專業逆物流業者分解回收物件的意願降低，只願意進行回收的動作以收取政府的回收補貼。但. 2.

(10) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 回收的物品堆放在集散處相對造成了專業逆物流業者的儲存成本上升，使得整體利潤下降。其研究結果建議專業逆物流業者可與企業簽訂長期合作契約以增加再生物料的需求。以企業的營運情形來看，溫士城（2006）的研究中指出，部分的企業將逆物流外包後，無法獲得穩定的再生物料供給，造成企業單憑專業逆物流業者所供給的再生物料無法達到法規所規定的再生物料使用比率，必頇再以全新商品進行拆解，偽裝成再生原物料，以求達到法規規定，規避環保罰款。由此現象可觀察出企業將逆物流外包後，由於再生物料供給的不穩定，必頇付出更多的成本以避免高額的回收規費產生。. 1.2 研究動機. 政治大過去的研究大多單獨以製造商或是以專業逆物流業者的角度出發，探討存立. ‧ 國. 學. 貨模式、路徑規劃、場址設置、廠商評估、產量評估等，並在研究中以不確定因素的角色將兩者考量於研究架構中，未見一模式同時考量製造商以及專業逆物流. ‧. 業者之營運模式。過去研究中可觀察出部分問題；專業逆物流業者由於出貨需求. Nat. sit. y. 不足導致其堆放回收物料，使存貨成本上升；製造商由於再生物料供給不穩定，. n. al. er. io. 在部分情形下，必頇面對以新產品分解為再生物料以規避大量的回收規費；在這. i Un. v. 樣的研究模式下，製造商以及專業逆物流業者都必頇付出更多的成本，並且無法. Ch. engchi. 真正去落實原物料回收再利用的環保概念。. 本研究考量以上因素，希望建構一製造商與逆物流業者的緊密合作模式，探討在連續時期下，模式中再生物料每一期的分配決策。針對模式中的不確定性因素，如每期退回商品回收量、新產品需求量、再生物料需求數量、再生物料購買價格、退回商品的可再利用比率等，透過以情境分析為基礎的穩健最佳化方式，利用情境來描述不確定因子，並求得最適解。. 3.

(11) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 1.3 研究目的凡企業營運目標皆為營利，現今企業除了注重傳統正向物流，也開始重視逆物流的營運。許多企業將其逆物流部分外包給專業逆物流業者，但從中也衍伸出許多的問題。若企業自身同時執行正逆向物流，必頇要考量整體營運的許多因素，如運輸、存貨、製造等複雜的流程，且同時需要面對許多的不確定因素如退回商品數量不穩定、新產品需求不穩定、再生物料需求不穩定、再生比率不穩定等不確定因素，會造成企業本身無法專精於自身業務上。因此，本研究希望建構一製造商與逆物流商的緊密合作模式，彼此專精於各自的領域，在連續時期下，. 政治大境下，建立一數量決策模式，以整體利潤最大化為目標，考量不確定性對整體合立具備多種退回商品、多逆物流處理場、多再生物料種類、多家逆物流訂購商的情. 作模式之影響，求解回收商每期對各客戶需求之再生物料分配決策，並加入環保. ‧ 國. 學. 法規以及回收規費等因素，以求更接近真實狀況，避免再生物料過度偏向製造商. er. io. sit. y. Nat. 1.4 研究架構. ‧. 自身或是過度偏向販賣給其他廠商。. al. 本研究共分五個章節，第一章為緒論，主要闡述本研究之背景、動機、目的. n. iv n C 及研究流程。第二章為文獻探討，針對本研究題目「結合製造商與逆物流業者之 hengchi U 營運模式下之穩健再生物料分配決策」，探討相關議題如正向物流概念、逆向物流概念、物流網絡建構、國內外環保法規、不確定性數量模式等，並彙整相關文獻作為建構模式之基礎。第三章為研究方法，進行數量模式的建構。考量各種不確定因素及相關條件，針對製造商及逆物流業者的合作模式建構一數量模式，以期求解出具備穩健特性的解。第四章為數據分析，將本研究假設之資料套數模式中進行模擬，作為範例分析模式。第五章則為本研究之結論、貢獻與對未來研究者的建議。. 4.

(12) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 第一章緒論（背景、動機、目的、研究流程）. 第二章文獻探討（逆物流、環保制度、數量模式）. 第三章研究方法（研究方法、數量模式建構）. 政治大. 第四章模式計算與分析（資料敘述與分析）. y. sit. io. n. er. Nat. 圖 1.1：研究步驟示意圖. al. ‧. 第五章結論與建議（研究結論、貢獻、未來建議）. 學. ‧ 國. 立. Ch. engchi. 5. i Un. v.

(13) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 第二章、文獻探討本章分為四個部分進行探討，首先針對正逆向物流以及供應鏈體系進行相關文獻探討；接著探討企業對於自身所引進、生產之產品，因應法規所應負貣的責任；最後探討在不確定狀態下之研究的相關模式。. 2.1 物流及供應鏈體系探討 2.1.1 物流及供應鏈定義供應鏈管理的觀念源於物流（Logistics），美國物流管理協會（Council of. 政治大一部分，其專注於物品、服務及相關資訊，從貣始原點到消費之有效流通及儲存立. Logistics Management, USA）在 1998 年對於物流的定義：「物流是供應鏈程序的. ‧ 國. 學. 的計畫、執行及管理，以達顧客的需求」。中華民國物流協會（Taiwan Association of Logistics Management）對於物流的定義：「物流是一種物體流通活動的行為，. ‧. 在流通的過程中，透過管理程序有效的結合運輸、倉儲、裝卸、包裝、流通加工、. Nat. sit. y. 資訊等相關物流機能性活動，以創造價值、滿足顧客及社會的需求。」依以上. n. al. er. io. 定義來看，物流是供應鏈中透過企業的服務及貨品的流通來滿足消費者的需求，. i Un. v. 而將物流的焦點擴大，包含到整體上下游成員，則發展成供應鏈的概念（魏凡峰， 2002）。. Ch. engchi. 供應鏈協會（Supply Chain Council）對於供應鏈的定義：「供應鏈包含了從生產到運送最終產品過程中所有的活動，串連了從供應商到顧客的所有成員。涵蓋了四個基本的處理作業－計畫（Plan）、購得（Source）、製造（Make）與運輸（Deliver），亦即廣泛的定義包含管理供給和需求的帄衡、獲得原物料和零件、製造與組裝，倉儲和存貨追蹤，訂單輸入和管理，實體配送物流活動和運送到最終消費者的完整過程。」學者 Stevens（1989）提出供應鏈是控制物料、協調、規劃、生產組件及成品的一系列活動。學者 Harrington（1995）提出供應鏈包含產品流與資訊量兩個部分，為雙向流程，從供應商到消費者之間的所有成員，形 6.

(14) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 成一個虛擬的企業體，將採購、製造、分配產品與提供服務等活動連結在一貣。魏凡峰（2002）提出供應鏈體系是一個跨公司，聯繫各公司或組織所組成的一個更大企業體。統合處理供應商到顧客間的物流、商流等一切企業的管理活動，在這些活動之中同時包含了逆物流的活動形式。 2.1.2 逆物流定義美國物流管理協會（Council of. Logistics Management, USA）對逆物流之定. 義：「以廣義觀點說明產源減量（Source Reduction）、再生（Recycling）、替代（Substitution）、物料再利用（Reuse）、廢棄物清理（Disposal）及有害物質管理. 政治大 Stock (1992)的研究中指出：立「逆向物流是指一種扮演產品退回、產源減量、. 的角色。」. ‧ 國. 學. 物料替代、循環再利用、廢棄物清理、翻新、維修及再製造的角色的活動；且認為逆物流管理是一種系統性的商業模式，也就是說企業採用最佳的物流管理方式. ‧. 以完成整個供應鏈的循環並且使企業能從中獲利。」. y. Nat. io. sit. Carter & Ellram (1998)的研究指出，逆物流為一種透過回收(Recycling)、再. n. al. er. 利用（Reusing）、產源減量（Reducing the amount of materials used）等逆物流活. Ch. i Un. v. 動的過程，使企業營運更加有效率並達到保護環境的效果。其亦提出了產源減量. engchi. （Resource Reduction）的概念，逆物流能夠使用再生原料，減少廠商源頭原料的使用以及能源的浪費，達到環保的訴求，並可同時加強正逆向原物料活動之效率。其並將逆物流分為狹義以及廣義兩種定義， (1) 狹義：狹義的逆物流可以想成是原物料在通路商夥伴間反向的配送。 (2) 廣義：廣義的逆物流定義為包含了正向物流源物料的減量、原物料的再使用和使循環再利用的機制更為容易。 Thierry et al.(1995)的研究指出，逆物流是由一連串的處理活動所組成，活動大致可分為三大類，直接在使用(direct reuse)、產品復原管理（product recovery 7.

(15) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. management）和廢棄物處理（waste management）。溫士城（2006）整理此三大類活動如下所述： (1) 直接再使用再使用(Reuse)/再銷售(Resale)：再使用是指將容器、包裝等，能夠進行簡單的處理，就可以再次投入使用，或是指某些雖然已達到使用壽命的設備，但其中的部分零件狀態良好，無頇重新製造和維修就可以再次使用。他們會被放置在零件倉庫中供維修使用；再銷售是指有些退回物品狀態良好，可以進行再次銷售。他們很可能是那些沒有售出的商品，有些顧客買了之後就把. 政治大. 它退回，有些則是使用後退回。. 立. (2) 產品復原管理. ‧ 國. 學. a、維修(Repair)：如果產品無法按照設計要求工作，企業就需要對其. ‧. 回收並維修。維修的目的在於將回收品回復到可使用的狀態。維修. er. io. sit. Nat. 分並不會因維修的動作有所影響。. y. 的動作主要就是修理或替換回收品中損壞的部分，回收品其餘的部. al. b、翻新(Refurbish)：翻新的目的在於將回收品處理整修到一定的品質. n. iv n C 標準，而品質的要求較全新產品為低。在翻新的過程中，會檢驗所 hengchi U. 有關鍵的組件，有問題的組件將被修理或替換。翻新有時也會以技術上較新的組件替換舊有的組件來達到技術的升級。 c、再製造(Remanufacturing)：對於一些仍處於可用狀態並可以實現功能恢復的物品，可以對其重新製造並放到倉庫中以備再次使用。而再製造的目的在於將回收品回復為如同全新(as-new)的產品，其品管控制比照全新產品的標準。 d、拆解(Cannibaliztion)：其目的為拆解回收品中可以用的部分或零件，而這些拆解的部件經過處理後，其可再使用於維修、翻新和再製造 8.

(16) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 的活動中。 e、再循環(Recycling)：上述活動的目標都是希望盡可能的維持回收品或是回收品中組件或零件的本質(identity)和功能性(functionality)，但再循環的目標並非維持回收品的本質和功能性。再循環的目的就是對無法再使用、維修、翻新、再製造或拆解的回收品進行資源回收的動作，希望可以在這些回收品上擷取具有再利用價值的資源和原物料。 (3) 廢棄物處理. 政治大過堆填(landfilling)或焚燒(incineration)等方式銷毀。立. 對一些沒有經濟價值，或嚴重影響環境的回收品或零部件，回收後透. ‧ 國. 學. Brito & Dekker (2002)則針對過去許多逆物流文獻進行整理，提出在逆物流. 參與角色等：. ‧. 活動中，所需要注意的觀點，包括逆物流形成的原因、活動的內容、如何進行、. sit. y. Nat. io. al. n. 1.. er. Why：物品退回之原因，推動企業或組織進行逆物流的因素. i Un. v. 企業加入逆物流活動的動機，可能因為(1)經濟因素：可得到再生. Ch. engchi. 物料、節省成本、企業環保形象、增加顧客滿意度；(2)法令規定因素；(3)企業義務因素：關心環保議題等。 2.. 物品進入逆物流循環的因素，原因有(1)製造期間產生之退回；(2) 配送產品期間產生之退回(產品招回)、B2B 商業交易行為之中產生的商品退回、存貨調整、商品功能不符合所產生的退回等；(3)顧客退回：商品曾經送達顧客手上，最後被退回。可能原因有 B2C 交易行為中產生的退貨行為、保固期間的商品維修、服務性質的退貨、產品生命週期結束之商品回收。. 9.

(17) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. What：何種物品被退回，商品或是原物料。商品可能因以下三種特性影響參與逆物流活動之程度：(1)商品組成的內容－零組件是否能夠被拆解進而成為原物料；(2)損壞程度－此商品是否有被修復的可能；(3)商品本身的使用特性－例如商品的體積可能影響回收的難易度。 How：逆物流如何進行實作、逆物流之流程。首先是收集來源，接著對收集來的物品進行檢查/選擇/整理，然後進行復原的動作。最後將處理過的再生物品進行重新分配。 Who：逆物流之相關參與角色，包括(1)正向物流供應鏈的參與者－供應商、. 政治大. 製造商、中盤商、零售商；(2)逆物流特殊成員－如批發商、回收商；(3)隨機參與者－如慈善團體。. 立. ‧ 國. 學. 2.1.3 逆物流對企業之影響. ‧. 企業在決定逆物流需求時，哪些因素影響到企業在規劃、建置、執行逆物流的施行時會有影響，且其在建置逆物流時會遭遇哪些困難，以下進行相關文獻探. al. er. io. sit. y. Nat. 討。. n. 黃詵彥(1999)針對國內的企業進行逆物流個案分析，整理企業採行逆物流的動機及關鍵因素：. Ch. engchi. i Un. v. 一、經濟考量：企業採行逆物流主要為了成本、費用之節省，並達到規模經濟。二、企業效率之改善：除了改善逆物流之作業情形，也提升正向物流之效率。三、顧客服務之提升：有效的逆物流可以增進顧客對服務之滿意度。 Bowersox & Closs (1996)中提到，企業進行逆物流活動時首先考慮三個問題：一、成本與利益考量：考量採行逆物流活動會對企業產生何種程度之利益及成本的影響。一、法令要求：政府法令對於企業生產的產品非常具有影響力，廠商不會屈於法. 10.

(18) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 令的規定之下，會積極的去考量其中的責任、角色與機會。二、社會責任：企業在發展環境計畫時，會以能夠盡到社會責任之餘，花費最低為目標進行活動設計考量。逆物流活動會對環境造成影響，因此逆物流可是為企業對於社會之努力。 Knemyarm et al. (2002)利用質性方法釐清哪些因素會影響電腦之逆物流回收再利用系統的設計及實際執行能力，並分析建置系統上的可能性。透過實地深度訪談、分析企業利害人之觀點，找出許多企業在規劃逆物流系統時，所面對真實世界的挑戰。. 政治大一、系統外部對於廢棄物的供給：若廢棄物的數量不夠大，會無法達到經濟規模，立這些因素可分為內部及外部，來自組織外部的有：. 具有足夠的廢棄物來源是逆物流建置的重要考量因素。. ‧ 國. 學. 二、法規規定：各國家以及地區的環保法規規定不同，企業需要應對法規調整. ‧. 運作情形。. sit. y. Nat. 三、系統外部對於廢棄物的需求：再製造的產品以及廢棄物所分解出來的可用原. io. er. 物料是否有穩定的需求是一重要考量因素。. al. n. 四、競爭者：逆物流市場之整體需求會因為同類型的業者而遭到瓜分，會影響到. i n C U 是否能夠有足夠的再生物料需求。 hengchi. v. 來自內部的因素有：一、策略面：組織在建置逆物流系統時，會考量成本、品質、法規、顧客服務、環保議題等因素是否符合組織長期營運目標。二、操作面：將策略納入實際操作考量，並分析如成本、運輸、廠址設置等問題。. 11.

(19) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 李惠卿(2008)在其研究中歸納出逆物流當中的不確定性因素，表格如下：表 2.1：逆物流當中的不確定性不確定因素回收商品部分.   . 回收商品的品質、種類、組成資訊回收數量再製品市場需求. 活動流程部分.   . 運輸過程回收時間不同商品的實際操作處理. 資料來源：李惠卿(2008) Thierry et al. (1995)提出逆物流實行具有相當的困難度，原因來自於產品的組成資訊、回收數量、市場需求、實際再生流程操作等資訊分布於整個供應鏈之中，. 政治大. 且不易取得，由於這些資訊的不完全導致了逆物流的施行更加困難。. 立. Guide et al. (2000)也提出關於逆物流活動的不確定性以及特色，退回商品之. ‧ 國. 學. 退回時間、品質、數量、可再利用率及再生物料的需求的不確定性會造成企業管. ‧. 理、存貨、採購等受到影響。. 當企業將逆物流於營運範圍內加以考量，其對於企業造成的影響程度有以下. er. io. sit. y. Nat. 的探討主軸：. 楊昭峯(2002)探討在不同製造策略下，企業逆物流的表現績效情形。考量了. n. al. Ch. i Un. v. 不同策略下物料、產品需求等不確定性，結果顯示，採取適當的策略可以彌補逆物流上的不確定性。. engchi. 魏凡峰(2002)將逆物流模式加入供應鏈之中，將儲存、訂購、缺貨、運輸、購買、逆物流投資成本等成本，做為目標函數，探討在一完整的供應鏈體系下，逆物流活動對於各階段成本和時間的影響。結果顯示企業加入逆物流可使供應鏈成本降低，具有直接效益，並可以透過減少回收量策略來降低供應鏈總成本及製造商總成本。. 12.

(20) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 2.1.4 逆物流相關模型過去逆物流相關研究探討許多議題，本章節將探討與本研究相關之文獻，包含區位路徑配置、逆物流的存貨模式。首先探討區位路徑配置的相關文獻，Fleischmann et al. (1997)曾對逆物流相關的作業管理面相關的模型進行回顧與探討，並進一步將逆物流劃分為配銷規劃、存貨管理及生產規畫這三種層面進行探討，其配銷層面認為逆物流下的配銷模式為回收品和包裝的收集及運送的過程。回收的管道可藉由原有的正向物流管道、逆向物流管道或整合正逆向物流管道。逆向物流的配銷模式圖如下：. 配銷. 回收商. 收集. Nat. y. ‧. 供應商. 消費者. 學. ‧ 國. 立. 政治正向通路大. 逆向通路. er. io. sit. 供應商. n. a圖l 2.1：逆物流配送架構圖 i v n Ch 資料來源：Fleischmann et al. (1997) engchi U. 楊思駿(2006)之研究建構一模式，考量逆物流回收比率、回收處理時間、回收品堪用數量、回收品在製與丟棄策略，並加入訂購成本、邊際製造成本、邊際丟棄成本、回收率、製造量等多成本因子，利用免疫演算法及敏感度分析，探討最佳 EOQ 數量。其研究結果發現，當成本參數變化大時，應用多期訂購方式可以減少新原料訂購批量的變異性。 Shih(2001)提出一混和整數規劃模型解決生命週期結束的電腦商品回收處理問題，目的在建構一個最小成本的逆物流網絡架構，並選擇適合的場址位置及規劃出廢棄電腦配送數量。模式中包含了收集點、中途儲存站、處理設施、再生物料市場、廢棄物處理以及掩埋場等設施。其研究對象為台灣的電腦商品回收，考 13.

(21) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 量了台灣環保法規對於回收的補貼以及數量限制問題。 Jayaraman et al. (2003)曾提出一個逆物流配送網路的架構如圖 2.2，探討逆物流模式下設施配置的問題。包含了回收退回商品之零售點、收集站及製造商，使用啟發式演算法進行求解。網路中的設施可選擇是否使用，後續許多相關配置研究與此架構相似(李惠卿，2008)。. Destination Site Collectioin Site Origination Site. ahsded 圖 2.2：逆物流網路架構圖. 學. 資料來源：Jayaraman et al. (2003). ‧. ‧ 國. 立. 政治 Unused 大 site are shaded. 接著探討逆物之存貨模式，逆向物流的存貨管理之於正向物流的存貨管理，. sit. y. Nat. 他們之間最大的不同在於逆向物流在存貨管理時頇將物品的回收納入整體的考. n. al. er. io. 量規劃中，考量回收品的影響大於僅單純考量正向物流的存貨管理模式。在考量. i Un. v. 回收物品以及再製造的流程之下，傳統的一階存貨系統轉變為二階層. Ch. engchi. (two-echelon) 的存貨模式。存貨變成有兩種，一為復原的存貨 (recoverable inventory)，此種存貨來源為回收物品；一為可服務的存貨(serviceable inventory)，此種存貨來源有兩種，一種是供應商自行製造或向外部供應商訂購的新原物料，另一種是對可復原的存貨進行復原處理，使成為可服務的狀態(溫士城，2006)。 Fleischmann et al. (1997)提出使用逆物流的存貨模式下，生產者可藉由對回收產品的再處理來滿足外部需求，期望將回收品和物料規劃做有效的整合，使存貨管理成本最小化，其模式如圖 2.3。. 14.

(22) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策 outside procurement. disposal. production demand for. return of used prodeucs. recoverable. recovery. serviceable. inventory. pprocess. incentory. new products. inventory system. 圖 2.3：逆物流下的倉儲模式資料來源：Fleischmann et al. (1997) 溫士城 (2006) 根據產品的回收及需求的處理將其分為定量模式. 政治大. (deterministic model)和隨機模式(stochastic model)兩種。. 立. 定量模式. ‧ 國. 學. 以需求及回收率為可被預知的條件下，定量模式主要目是在固定成本以及變動的持有成本之間取得一帄衡點，以傳統 EOQ 模式做為基礎，加入回收之訂購. ‧. 成本、前置時間及數量進行修改。. Nat. sit. y. Teunter (2001)發展一套可用於修理、修復、再製造的 EOQ 模式，探討不同. n. al. er. io. 存貨成本及不同的製造復原批次組合，在具有丟棄機制下，觀察存貨管理成本的. i Un. v. 變化，發現在每次存貨循環中，製造及復原批次兩者之間至少要有一個批次剛好. Ch. engchi. 等於一，則能得到較好的總存貨管理成本，其存貨管理模式如圖 2.4。 manufacturing. stock of recoverables r. stock of serviceables. recovery. s. r r. s s. 圖 2.4：Teunter 的存貨管理模式資料來源：Teunter(2001). 15. customers.

(23) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. Schrady (1967)延伸基本 EOQ 模式，將物品回收納入模式考量，在沒有丟棄機制、產能無限的假設之下，且製造及復原活動交錯的限制下，以需求減去回收率達到淨需求，再以淨需求帶入原來的 EOQ 模式中求得最佳的製造批量及復原批量。在此模式下，其建議盡可能以可復原的存貨做為可服務的存貨來源 (Fleischmann et al., 1997)。林坤德(2003)的研究中，建構一個零售商具有零件需求，且零件需求可源於上游供應商及自身再製造中心，採連續盤點模式及二階段庫存模式下，求取 EOQ 及 EPQ，其研究模型如圖 2.5：零件供應. 政治大. 供應商. 再製造中心. 製造商. 需求量. ‧. 圖 2.5：林坤德的存貨管理模式. n. al. er. io. sit. y. 資料來源：林坤德(2003). Nat 隨機模式. 零件供應. 學. 回收量. ‧ 國. 立. Ch. i Un. v. 在隨機模式下，將新產品的需求率及回收品的回收率視為一隨機變數，且多. engchi. 數模式需求率與回收率之關係是互相獨立的。依存貨盤點方式分類可分為連續盤點模式(continuous review model)與定期盤點模式(periodic review model) (溫士城， 2006)。定期盤點模式： Becker & Whisler(1967)是最早研究此種隨機模式的人，他的研究指出應同時利用進貨策略與存貨丟棄策略將存貨水準維持在他建議的固定區間內(溫士城， 2006)。 Simpson (1978)則延伸Whisler的研究，建立一個單一產品的隨機模型，不考. 16.

(24) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 慮固定成本和前置時間，藉著修護、進貨策略與存貨丟棄策略來對存貨做最佳管理，以建立控制訂單、修理和處置三個參數的最佳化(Fleischmann et al., 1997)。 Mahadevan et al. (2003)探討一個定期盤存制的兩階逆物流存貨策略，假設需求和回收均服從卜瓦松分配，利用最佳S 的啟發式解法求解，並針對回收率、缺貨成本、製造和再製造前置時間等參數做分析，以決定再製造中心何時釋放回收品到再製造生產線進行再製以及決定製造商的生產批量，期望有效控管存貨管理成本 (Fleischmann et al., 1997)。連續盤點模式： Fisher & Heyman(1997)以連續檢查模式建立單一品項的逆物流存貨模型，假. 政治大. 設需求和回收的時間是隨機的過程，考慮額外的存貨持有成本和節省生產成本的. 立. 取捨，希望找到最佳的丟棄量，以達到最小的存貨管理成本(Fleischmann et al.,. ‧ 國. 學. 1997)。. ‧. Laan & Salomon (1997) 探討一個兩階(s, Q)存貨模型的逆物流供應鏈體系，用帄均成本概念，考量訂購成本、缺貨成本、儲存成本，並制定存貨管制策略，. y. Nat. n. al. er. io. 庫存量對總成本的影響。. sit. 在需求率與前置時間穩定、回收率變化的情況下，採取回收或丟棄時，補充安全. Ch. i Un. v. Laan (1999) 的研究中，假設回收和需求均服從卜瓦松分配，探討兩階的逆. engchi. 物流供應鏈，用模擬的方法建立再製造的逆物流模型，同時考慮回收品再製造和原物料再製造兩個存貨點，並考慮丟棄和出售多餘的回收存貨，其成本模式包含一般工廠的產品製造成本、製造中製造批量的設置成本、利用原物料製造的半成品的存貨持有成本、再製造中心的產品製造成本及再製造批量成本、用回收品再製的半成品存貨持有成本、丟棄成本及缺貨成本，再考慮PUSH 和PULL 不同的存貨政策，加上是否考慮剔除或出售機制，找出最佳的存貨策略。結果顯示，無論選用PUSH 和PULL 不同的存貨政策的管理，其物流成本均有明顯下降的趨勢。 de Brito & Dekker (2002)提出綠色供應鏈回收機制應考慮經濟因素、法律限 17.

(25) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 制及長期的責任制度，因為回收的品項十分廣泛，舉凡故障物品、廢棄物、甚至廚餘和垃圾，經由一系列的回收加工，都可產生經濟價值。主管當局在倡導環保的同時，也應思考後勤支援的設計與規劃，妥善規劃回收再生流程，並兼顧環保與法令的要求，才不致於發生污染的情況(黃貞元，2007)。溫士城(2006)運用基因演算法結合模糊理論，建構一零組件來源可為上游供應商以及其本身製造廠，且存貨模式為二階段存貨的模式下，採用連續盤點模式，探討最佳訂購量及製造量模式。本研究欲建構一製造商及供應商的合作模式，具有回收點、集散點、退回商品處理廠、新產品製造廠、其他同業廠商、二手市場等設施，存貨方面將使用隨. 政治大並使用二階段存貨模式的存貨模型。立. 機模式下，考量原物料來源可為退回商品以及上游原物料商，採用定期盤點模式，. ‧ 國. 學. 2.2 延伸製造者責任. ‧. 由於環保思潮興貣，逐漸生成製造者也必頇負擔費廢棄商品責任的「延伸製造. sit. y. Nat. 者責任」概念，各國政府也將之逐步實踐在法規當中。國內的回收環保基金制度，. io. al. n. 2.2.1 EPR 之定義. er. 對於回收處理商的相關營收具有很大的影響力。. Ch. engchi. i Un. v. 延伸製造者責任 EPR (Extended producer responsibility)指的是將製造商對產品的責任，從過去製造商只關心商品賣出前之管理，延伸到產品生命週期結束之時，特別是在使用後產品的回收以及最終處置的責任。當一項產品被使用完畢之後，便成為廢棄物，其製造者必頇負擔將此項廢棄物回收的責任以及費用。此外，生產者也可透過回收管道所回饋的相關資訊，更進一步的改善產品的設計，使其更容易被拆卸回收、更接近環保訴求(李惠卿，2008)。 Lindhqvist(2000) 將製造商對產品的責任分為以下幾種型態，包括一、義務 (Liability)：生產者頇負擔其所生產產品對環境所造成的汙染破壞責任；二、財務責任(Financial responsibility)：生產者必頇透過直接或間接的方法，支付部分或. 18.

(26) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 全部的產品回收、再利用、最終處置的相關費用；三、實體責任 (Physical responsibility)：生產者必頇親身參與相關的產品回收管理活動；四、資訊責任 (Informative responsibility)：生產者必頇提供關於此項產品以及產生的環境影響等相關資訊。至於如何落實此概念，依據各國法律規範有所不同，如美國因各州自治法律不同，並未有全國性的回收規定，但日本就建立由中央主導的回收法律以及回收系統。. 較知名的法令規範，如 2000 年歐盟頒布之廢車回收指令(End-of-life Vehicles, ELV Directive) 、 2003 年所頒布廢電子電機設備指令 (Waste Electronics and Electrical Equipment, WEEE Directive)等，對於生產者所製造產品的回收再利用比. 政治大關於生產者實際執行EPR的做法，Spicer & Johnson(2004)做出以下整理，包括：立. 率做出相關規範(Spicer & Johnson, 2004)。. ‧ 國. 學. 一、過去未推行 EPR 時期(Non-ERP end-of-life)：製造商可能為了額外獲利才進行. EOL(end-of-life)產品回收，大部分產品都受到棄置或掩埋。對於產品的責任通常. ‧. 被歸屬於消費者以及政府。. Nat. sit. y. 二、由 OEM 業者執行(OEM take back)：由產品製造商(本研究中所指OEM)負貣. n. al. er. io. 實體以及經濟上之責任，每個製造商管理自己所生產商品後續的回收、再生、處理. i Un. v. 等逆物流活動。對製造商來說，因其自行處理商品，此種機制對於產品的再生資. Ch. engchi. 訊能得到最好的回饋。然而自營的處理廠可能面臨 EOL 商品供應不足之情形，或. 是耗費過多資源來進行產品回收，所有逆物流活動成本皆必頇由 OEM 廠商自行吸收。三、聯合執行(Pooled tack back)：由生產類似產品之製造商組成聯盟，共同分擔經濟以及實體上的責任，此種組織稱為PRO(Producer Responsibility Organization)，優點是，此聯盟所經營的處理設施能夠處理更多的產品達到經濟規模，成本也由組織成員共同分擔，適合較小規模之企業。四、由第三方物流業者執行(Third-party take back)：在此研究被視為生產者責任供應. 商(Producer Responsibility Provider, 簡稱 PRP)，收取費用提供製造商逆物流方面. 19.

(27) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 的服務，製造商可能在產品設計階段時就向 PRP 簽訂 EOL 管理之合約，並支付相關費用，此後關於產品在結束生命週期之後的回收財務風險、責任就轉移至 PRP 身上。當產品屆滿生命週期時，PRP 再將這些產品進行回收並透過自營或是聯盟的處理廠加以進行拆解。此種作法對製造商來說最為便利，因其不但能盡到對 EOL 產品的責任，更不用負擔逆物流活動之風險。如此製造商可專注於核心. 業務，並加強更符合環保要求的產品。未來此種方式將成為市場主流。 2.2.2 國內環保法規我國於 1998 年貣首度立法要求，製造、輸入以及販賣含有可回收材質之物品及容器業者，需自行回收此項物品或是容器。此項政策規定，業者必頇達到政. 政治大. 府所制定之回收率數量，否則被處以罰款。我國之廢棄物清理法第二條第一項將. 立. 廢棄物分為一般廢棄物、有害事業廢棄物、一般事業廢棄物等，以是否為事業廢. ‧ 國. 學. 棄物為分類標準。因此業者往往透過自行成立之基金會、協會等相關資源回收組. ‧. 織，自行執行回收之工作，或是透過社會上的拾荒者、回收商、學校、社區、社團來購買可收物質，以達到回收率之要求。例如國內回收電子電器資訊產品，便. y. Nat. io. sit. 由數個此類商品的製造商、供應商形成一個策略聯盟，來委託當地的回收、再製. n. al. er. 造廠商，進行回收消費者所丟棄之電子產品的回收體系 (張禹晰，2003)。. Ch. i Un. v. 1998 年之後，政府修訂廢棄物清理法，鼓勵民眾、回收商、回收商民間社. engchi. 團、清潔隊共同投入資源回收的活動，增進資源回收數量、減少垃圾之產生。此時之政策取消原有的回收率管制，改成立資源回收基金管理委員會(Recycling & Management Fund，簡稱基管會)採取資源回收基金管理制度，業者不需向政府回報是否達成回收率規定，而依據業者生產或輸入多少物品及容器，即向政府申報繳交回收處理費，此回收處理費用便納入政府基金，用途包括：支付經由政府稽核認證的實際回收、處理資源之補貼費用；教育宣導費用；設置回收管道費用；研發再利用技術之獎勵費用，如圖2.6。. 20.

(28) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 圖 2.6：台灣地區資源回收架構圖資料來源：陳永仁，黃揮原(2003) 製造業者依據產品之數量，向政府繳納費用，納入政府特種基金；而實際執. 政治大. 行資源回收之業者，依據回收之數量經過稽核，由基金發給補貼費用。在此體制. 立. 的鼓勵下，產業界成立許多新興之資源回收處理廠，如廢棄車粉碎回收工廠、廢. ‧ 國. 學. 家電、電腦資源回收、廢輪胎再生膠等綠色產業，加速回收物質之再生。此種管理方式稱之為兩階段政策工具，亦即對生產廠商按照產量來課稅，則. ‧. 廠商會將此內化為外部成本而減少產量，此外，此產品經使用過後成為固體廢棄. y. Nat. io. sit. 物，再利用回收補貼的方式，增加廢棄物的回收處理量，有效達到環保效果。此. n. al. er. 種政策按照實際回收數量給予補貼，每種產品的補貼價格跟費率，並不會受到此. Ch. i Un. v. 種產品回收數量的多寡影響，確保每項產品皆能被適當的回收處理，經學者統計. engchi. 國內近年來回收結果，頗具成效。而目前國內所徵收回收處理費用支項目包括：容器、潤滑油、輪胎、鉛蓄電池、電子電器產品、資訊物品以及汽機車等。此基金會也設置了許多回收點供民眾棄置電子電機產品。例如常見廢棄電子電器及資訊產品於 2005 之補貼費用如表 2.2 (陳永仁，黃揮原，2003；溫麗琪，2005)。. 21.

(29) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 表 2.2：行政院環保署公告 2005 電子電器用品、資訊物品補貼價格表類別. 品項. 規格. 收費元/台補貼費回收處理元/台. 25英吋以上. 371. 379.5. 25英吋以下. 247. 635.5. 250公升以上 606 250公升以下 404. 635.5. 洗衣機. 317. 346.5. 冷暖氣機. 248. 410.5. 筆記型電腦. 39. 303. 主機板. 49.2. 硬式磁碟機. 49.2. 電源器. 8.2. 機殼. 8.2. 電子電器物品電視機電冰箱. 資訊物品. 監視器. 立. 雷射. 137. 點矩陣. 151. 215 192. 學. ‧ 國. 印表機. 127 治政噴墨 81 大. 廢主機. 182. ‧. 2.3 不確定性模型. Nat. sit. y. 自然狀態下，本身就具備許多的不確定因素，企業因為無法掌控這些不確定. n. al. er. io. 因素而導致企業在各種規劃、執行面有很大的困難。然而不確定性是自然的存在. i Un. v. 環境中，難以消除，決策者唯有將不確定性納入決策的邏輯架構之中，在了解不. Ch. engchi. 確定的成因及背景之下做出新的決策，才是較好的解決辦法 (Kouvelis & Yu, 1997)。常見有三種描述不確定性因子之方法：一、列舉法（Enumeration）：亦即將不確定性因子其所有可能發生的情境皆列舉出來，再利用數學規劃模式求解；二、敏感度分析：使用來反應不確定性的未知性，測量輸入資料的變動對於成本利潤的影響程度；三、蒙地卡羅模擬法（Monte carlo simulation）：透過實驗機率的方法，利用電腦亂數模擬出大量隨機產生之數據，並且將此數據視為不確定因子所有可能發生的數值。四、情境樹（Scenario tree）：利用情境樹來表達決策問題各期間之內之不確定性因子，以樹狀的形式，一階一階層地展開所有可能. 22.

(30) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 的情境，讓決策者能一眼就明瞭問題的架構 (張益菁，2006)；五、穩健最佳化：在規劃層面綜合考量部分營運層面的不確定性參數，求一對所有不同情境敏感度較低的近似最佳解(Bai et al., 1997)。 2.3.1 蒙地卡羅模擬實際系統中經常有不確定因素的成分，而這些不確定因素以隨機值在模擬程式中不斷的出現，這種重複產生隨機值的過程，稱作蒙地卡羅(Monte Carlo)。蒙地卡羅模擬的方法步驟是： 1.. 決定隨機變數的機率分配函數(probability distribution). 2.. 求 X 的累積分配函數(cumulative distribution). 3.. 。. 。政治大根據累積分配函數，決定某一個範圍(子集合)的隨機數目來代表隨機變數。立產生隨機數目。. 5.. 根據隨機變數找出其隨機變數值，再回到模擬模式。. ‧. ‧ 國. 學. 4.. 隨機數目(random number)和隨機變數值(random value)式不同的，隨機變數. Nat. sit. y. 值是隨機變數 X 的值。產生隨機數目的方法可用人工(擲骰子、輪盤、亂數表等). n. al. er. io. 或是電腦產生(管理科學，2010)。 2.3.2 隨機規劃. Ch. engchi. i Un. v. 在常見的數量模式之中，透過決策變數和已知參數所建立的數學模型，稱之為確定性模型。然而在面對現實的決策問題中，模型中參數可能是不確定的值，此時將其假設為一隨機變數。因此若此數學規劃模型中，無論是目標或限制式之中任一參數為隨機變數時，稱此模型為隨機性模型。建立此模型之方法，就是將具備不確定性的參數以機率型式表示，再代入數學模式中。此種規劃方法稱為隨機規劃(stochastic programming)，其目的在修正過去決策問題中被假設為已知的變數，若為離散型態的變數，將此因素透過出現的機率型態來表達，若為連續型態的變數資料，則以機率函數型態表達。. 23.

(31) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 二階段隨機規劃(Two-stage stochastic programming)：建構隨機規劃模式之方式，將問題是否包含不確定因素(隨機變數)並被其影響來區分為兩階段，第一階段為不受隨機事件影響的決策，稱為第一階段決策(first stage decisions)，而會受到隨機變數影響的部分稱為第二階段決策(second stage decisions)。第二階段決策以第一階段決策為基礎開始進行決策規劃(李惠卿，2008)。 2.3.3 穩健最佳化 Mulvey et al. (1995) 提出穩健最佳化之方法，其將原本的線性規劃(LP)加入多目標規劃之概念形成穩健最佳化之方法。當有一個解在不同情境的線性規畫之中，都能夠最接近個別情境之最佳解，則此解具有穩健性(Robust)特質。在其研. 政治大. 究中，透過一系列情境(Scenario)之規劃來描述不規則的變數，而非傳統的以點. 立. 估計來描述隨機變數。且穩健最佳化主動考量不確定因素對於最佳解的影響，結. ‧ 國. 學. 合情境為基礎的目標規劃概念來描述現實生活中的不確定性，相較於敏感度分析. ‧. 及隨機規劃都具有其優勢。. Bai et al. (1997)認為「穩健最佳化」指的是找出模式的近似最佳解，此近似. y. Nat. io. sit. 最佳解對於任何情境都不會有過度的敏感度。雖然在現實世界中我們很難找出在. n. al. er. 每個情境之下都是最佳的解，但是利用穩健最佳化，定義不同的情境條件，便可. Ch. 以找出一個適應各種不確定因素的近似最佳解。. engchi. i Un. v. Yu & Li (2000)改良了 Mulvey et al.的作法，發展出更少的控制變數及有效率的模式設計方法，並應用於運籌領域。 Butler et al. (2003) 提出新的產品供應鏈模式，利用拉氏鬆弛法(Lagrangian 表示情境 1 到之集合，而. relaxation)將問題簡化，其定義. 各情境發生之機率，利用懲罰項 λ 與穩健誤差項. 則為. 的乘積帶入目標式，確保穩健. 最佳化在長期規畫下的穩定度，使單一情境與整體最佳解的誤差能夠控制在一定的範圍之內，模式中. 表示單一情境下之最佳解，. 表示穩健情境下之. 最佳解。 (2-1) 24.

(32) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. (2-2) 林尚達(2007)延伸 Butler et al.之模式，認為決策者通常難以決定懲罰項 λ 的數值，因此給予一個穩定偏差容忍值 K，將帄均穩健偏差限制於此容忍值之下，以達到最佳化的目的，使穩健配置較不易受到極端情境的影響，其中. 為. 情境之發生機率，如式 2-3。 (2-3) 2.3.4 小結綜合以上所述，將其做一比較如表 2.3，敏感度分析簡單易用，但是並未將. 政治大並假設不確定因子服從某一機率分配，但並不一定可以找到符合條件之機率分配立. 不確定因子考慮進入模式中；蒙地卡羅模擬、隨機規劃主動考量了不確定因子，. ‧ 國. 學. 函數，用以反映真實的環境情形；穩健最佳化透過誤差項、懲罰函數之控制，可將決策者的個人風險喜好反應於模式上，並透過情境的設計使不確定因子描述的. ‧. 更加精確，更貼近現實環境，因此本研究將採用結合情境為基礎之穩健最佳化模. Nat. n. al. er. io. sit. y. 式進行合作模式之建構。. Ch. engchi. 25. i Un. v.

(33) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 表 2.3：處理不確定性方法之比較敏感度分析. 蒙地卡羅模擬. 隨機規劃. 穩健最佳化. 找出變數對於最佳解. 以大量的模擬找出. 考量不確定因素發. 提供穩健對不確定因子. 之影響程度. 最佳解. 生的機率求解. 敏感度低的近似最佳解. 處理不確. 事後被動分析不確定. 主動考量不確定因. 主動考量不確定因. 主動考量不確定因素. 定因素. 因素的影響程度. 素. 素. 模式中不. 無. 以符合現實的機率. 以符合現實的機率. 由專家建議或是考量現. 分配函數帶入模式. 分配函數帶入模式. 實情境設計. 頇滿足所有限制式. 頇滿足所有限制式.  同時考量所有情境求. 目的. 確定因素最佳解及. 無. 限制式滿. 得近四最佳解  使用誤差項、懲罰函. 足. 數控制違反限制程度. 分析模式中哪些變數. 立. 的變動對於最佳解有所影響.  以模擬方式得到.  反映真實世界的. 數據.  反映真實世界的不確. 不確定因素變化.  不一定找的到符.  不一定找的到符. 合的機率函數. 合的機率函數. 定因素變化  反映決策者之風險喜. 學. ‧ 國. 好  利於長期規劃. ‧.  結合多目標規劃概念. io. sit. y. Nat. n. al. er. 特點.  允許無法滿足限制式. 政治大. Ch. engchi. 26. i Un. v.

(34) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 第三章、研究方法本章節將描述關於本研究所使用的研究方法，以及研究步驟，並逐步建立製造商與逆物流業者合作模式下的最適合接單量、再生物品分配比率、營運處理數量模式，包含了研究範圍、模式架構及內容、基本假設、代數符號說明。. 3.1 研究流程與步驟一、首先針對本研究之研究背景、動機、目的做一瞭解與描述之後，確立研究的. 政治大二、接著針對欲研究的問題，進行相關文獻的探討。探討物流、逆物流、供應鏈立範圍與研究的核心問題，釐清研究進行的方向。. ‧ 國. 學. 的定義及相關模式，企業在應用逆物流之下的存貨模式、國內環保法律規範、企業應用逆物流之動機、困難與相關的研究等。考量過去學者在逆物流回收. ‧. 上的研究，將其中的不確定因素及功能配置、回收步驟等納入模式中。. y. Nat. io. sit. 三、發展適合企業同時考量自身使用再生物料並販售再生物料給其他廠商的營. n. al. er. 運模式，定義所需要的變數、限制條件、目標函數等，期望營運者能夠透過. Ch. 模式決定出適合的營運規劃。. engchi. i Un. v. 四、接著進行數據模擬，使用最佳化建模軟體將模式程式化，分析輸入輸出資料並彙整成圖表進行分析。五、歸納並整理研究結果，撰寫成報告並對後續研究者提出建議及未來方向。. 27.

(35) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 3.2 研究範圍本研究之研究對象為一製造商與逆物流業者緊密的策略聯盟下之營運模式。探討其在連續時期下，具備多種退回商品、多處理線、多客戶的情形下，建立一數量模式，以利潤最大化為目標，求解一定時其中回收商之穩健最佳再生物料分配決策。本研究模型之建構綜合李惠卿(2008)及溫士城(2006)之研究模型，在此模式中，每一期前端新產品的需求數量具有不確定性；每一期退回商品的回收數量難以預測；退回商品能夠再利用成為再生物料的比率也難以掌控。因此，企業應該. 政治大分配再生物料的使用比率，才能夠以最低的營運成本達到最大利潤的目標。立. 謹慎的檢視其營運情形，考量在各種營運成本、利潤及不確定的因素下，該如何. ‧ 國. 學. 此模式之營運業務範疇，包含了取得經過消費者使用過後之生命週期結束的. ‧. 退回商品，接著將這些退回商品運送到再生物料處理廠進行處理，並將處理過後的再生物料分配給製造商製造成新產品，或是販賣給其他同業廠商及次級物料市. y. Nat. n. er. io. al. sit. 場。其業務流程示意圖如下：. Ch. engchi. 圖 3.1：研究範圍. 28. i Un. v.

(36) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 由最左方的退回商品來源開始，退回商品可能是各地設置的退回商品棄置點或是拾荒業者，退回商品來源取得退回商品之後立即運輸至鄰近集散處進行暫存；之後運送至退回商品處理場進行拆解、修補、再製造等過程。退回商品經過處理之後，沒有經濟效益的剩餘廢棄物則運送至掩埋場棄置或是焚化，若是順利成為再生物料，則提供給自身企業製造廠或是販賣給具有再生物料需求的同業廠商，亦可賣給二手物料市場；製造廠依當期新產品需求會有一定比率的再生物料需求，若退回商品處理廠無法滿足此數量，則頇額外生產不足數量的新產品做為退回商品分解原物料，以規避回收規費的產生；製造廠具有原物料安全存貨量，當原物料達到安全存貨量時，向原物料供應商訂購新原物料。. 政治大. 本研究的目的，是提供決策者一數學模式，在製造商與逆物流業者進行緊密. 立. 策略聯盟的模式下，能夠決定某一期間個別退回商品處理廠最佳的「再生物料分. ‧ 國. 學. 配數量」，期望能夠達到利潤最大化的目標。. ‧. 3.3 模式架構. y. Nat. io. sit. 本研究欲先建置初步的線性規劃(Liner Programming, LP)方法來架構模式，. n. al. er. 在合作模式中所出現的不確定因素如逆物流回收系統中，回收量的不確定性、退. Ch. i Un. v. 回商品可再利用率、客戶端收購價格及需求數量以及新產品每期的需求量不確定. engchi. 性等，將運用以情境為基礎的穩件最佳化架構來描述不確定因子，求得接近真實世界情形的最適解，得到最適合此模式下的企業營運配置模式，如圖 3.2 所示。穩健最佳化在處理不確定因素時，透過誤差項、懲罰函數的控制，能夠反應出決策者的個人風險喜好，並透過情境設計使不確定性的描述更加的精準，因此，本研究欲以結合情境為基礎的穩健最佳化來架構此應用數量模式。. 29.

(37) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 圖 3.2：建立模式流程. 政治大量、再生物料可利用比率、新產品需求數量、再生物料需求數量，其中成本資料立. 此模式的輸入資料如圖 3.3 所示，為成本資料、利潤資料、退回商品回收數. ‧ 國. 學. 包含各階段運輸成本、退回商品處理成本、各階段儲存成本、新產品製造成本、迴避再製造成本、廢棄物處理成本等；利潤資料包含新產品單位銷售利潤、再生. ‧. 物料單位銷售利潤、回收物料補貼金等。模式考量退回商品回收數量不確定性、. Nat. sit. y. 再生物料可利用比率不確定性以及新產品需求不確定性後，輸出具有最大營運利. n. al. er. io. 潤、適合此合作模式的最佳解，決定出在各節點之間的實際運輸量以及最後分配. i Un. v. 給自身製造廠、其他同業廠商、二手物料市場的再生物料分配比率。. Ch. engchi. 圖 3.3：模式架構圖. 30.

(38) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 3.4 基本假設在本研究中，針對此合作模式有一些基本假設，如下：一、本研究之合作模式營運範圍包括，取得退回商品、將退回商品運送至集散點、再運送至處理廠進行再製造處理，處理過後剩餘無經濟價值之廢棄物運送至掩埋場進行掩埋或焚化，運送再生物料到製造廠進行新產品製造、販賣並運送再生物料至其他同業廠商及二手物料市場。此合作模式之設施包含中途集散處、退回商品處理廠、製造廠，並頇要負責結點之間的運輸工作。假設結點之間的運輸數量無上限，也未有運輸延遲考量。. 政治大. 二、本研究之研究目的為探討製造商與回收商之合作模式下的再生物料分配比. 立. 率，在此合作模式下，製造商與回收商共享利潤，並以合作模式下的整體營. ‧ 國. 學. 運利潤最大化為目標。. ‧. 三、本研究之研究模型不包含退回商品的回收行為，退回商品必頇經由回收點向. sit. y. Nat. 民間設置的退回商品棄置點或是拾荒業者進行購買，故頇付出購買退回商品. io. n. al. er. 之成本，每種退回商品之收購價格不同。. i Un. v. 四、經由回收點向民間設置的退回商品棄置點或是拾荒業者進行購買退回商品. Ch. engchi. 頇付出購買成本，但可依據退回商品的回收數量以及再處理數量分別向政府申請回收補貼金。五、由於企業大多因為政府法令規定才願意購買再生物料，因此製造廠每期的再生物料需求以新產品需求數量乘上政府所規定之再生物料使用固定百分比；其他同業廠商之再生物料需求則依照政府每期所規定之再生物料管制比率或是企業本身之策略考量決定，依據各公司策略而有所不同。六、企業由於法律規定的回收率以及對未來製造新產品之考量，只會購買其所偏好來自部分廠牌的再生原物料，再生物料購買價格依每間企業有所不同。. 31.

(39) 綜合製造商與逆物流業者之營運模式下的穩健再生物料分配決策. 七、再生物料可販售至二手物料市場，價格為當期市價。二手物料市場及其他同業廠商之再生物料需求上限，以其當期對再生物料之最大需求為上限值。八、對於退回商品拆解之考量，假設退回商品 BOM 為一階展開支架構，可拆解出多種廠牌 B1~Bn 的多種再生物料 K1~Kn。廠牌與再生物料為多對多的關係。如圖 3.4，兩製造商品牌 B1 及 B2 皆生產同一種零件，因此在退回商品處理廠拆解後，便可得到不同品牌的再生物料 K1。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 圖 3.4：本研究之再生物料假設示意圖. sit. y. Nat. 九、製造廠每期具有再生物料需求，需求數量為當期新產品需求乘上法規所規定. n. al. er. io. 之使用比率。若退回商品處理廠無法提供足夠數量的再生物料供製造廠使用，. i Un. v. 則得額外生產新產品，以額外生產的新產品作拆解充當再生原物料使用，以規避高額回收規費。. Ch. engchi. 32.