基于改进遗传算法的废旧家电回收网络模型研究.docx

基于改进遗传算法的废旧家电回收网络模型研究江前斌， 汤兵勇( 东华大学 旭日工商管理学院，上海 200051)摘 要: 废旧家电作为可再生资源的一种，其体积大、回收价值高等特点引起了人们广泛关注，合理规划废旧家电回收网络是目前许多专家学者关注的问题。以上海某家废品回收公司为背 景，深入研究废旧家电回收体系结构，建立居委会和交投站两层废旧家电回收网络结构模型，然后 提出了改进遗传算法的数学模型并进行实例计算，最后对模型进行灵敏度分析从而获取较优的算 法参数。关键词: 废旧家电; 回收网络选址; 优化模型; 遗传算法中图分类号:F252文献标志码:A文章编号:1001 － 7011( 2011) 01 － 0028 － 060引言随着我国社会经济的发展，人民生活水平不断提高，自 20 世纪 80 年代以来家用电器逐步普及，目前我国已经成为家用电器产品的生产和消费大国。废旧家电产品既具有环境污染的潜在性，又具有再生资源回 收价值的可用性［1］。废旧家电的回收属于逆向物流领域，目前大多数文献求解逆向物流回收网络的方法主要是整数规划算 法及优化算法。冯勤超，顾宁生［2］考虑新建和扩建逆向物流设施的残值、拆解中心、再使用中心以及与供应 链的集成等几个因素的基础上，进行了逆向物流网络设计，并在此基础上构建逆向物流的混合整数线性规划 模型和算例分析。薛雷，王志平［3］通过建立混合整数规划模型，构建了一个由第三方物流参与的逆向物流网络，模型将提供的回收、检测、分拣服务的第三方物流加入到逆向物流网络中，使传统的三层逆向物流网络 变成 4 层。何波，杨超，张华［4］等针对固体废弃物的回收问题，构建了一个两层的逆向物流网络系统，研究了 如何确定回收站和处理站的地址和数量，废弃物产生点的分配以及废弃物的存储和运输问题，建立了一个多 目标的整数规划模型。谭瑛，高慧敏，曾建潮［5］针对整数规划问题的特点，提出了一种在整数空间中进行进化计算的 PSO 算法，使微粒群的进化限于整数空间，仿真实验结果验证了方法的正确性与有效性。谢如鹤， 邱祝强［6］考虑到客户、初始回收点和回收中心 3 个层次的逆向物流网络，以最小化总的相关成本建立了一 个内嵌两个指派模型的非线性混合整数规划模型并用遗传算法进行求解。本文主要研究废旧家电回收过程中两个主要待解决的问题: 交投站数目及位置的确定、交投站及客户回收点之间的对应关系。建立目标规划模型，通过改进的遗传算法进行求解。1废旧家电回收网络结构废旧家电产生主要是来源于各个社区的居民家中，废品回收公司都会在各个主要区域设置交投站，专门回收居民产生的废旧品。随着人们生活水平的提高，每年废旧家电产生量呈现不断上升的趋势。为了能够让废品充分利用，政府部门也在不断制定相关的回收政策，从而让回收工作更加顺利。许多居委会担任起对小区内的废旧家电的集中回收工作，废品回收公司定期到各区的家电集中点进行回收。目前大多数废旧家收稿日期: 2010 － 09 － 26基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目( ; 上海市第三期重点学科资助项目( S30504)作者简介: 江前斌( 1978 － ) ，男，硕士研究生，主要研究方向: 电子商务与物流管理控制通讯作者: 汤兵勇( 1950 － ) ，男，教授，博士生导师第 1 期江前斌等: 基于改进遗传算法的废旧家电回收网络模型研究·29·电回收网络的结构如图 1 所示。图 1 中虚线框代表选中的设施网点，废旧家电回收 的过程主要是: 居民把废旧家电统一运送到居委会指定 的收集点，废品回收公司派车把居委会收集点的家电回 收到对应的交投站，最后再将交投站的废旧家电统一运 到处理中心。交投站主要是对废旧家电进行简单的分类 拆分处理，可以认为是初级处理中心。假设处理中心的位置及选择运营的数目已经固定， 本文建立居委会和交投站的两层废旧家电回收网络结 构，考虑并解决以下两个问题: 如何从备选交投站中选择 运营的交投站; 各个居委会收集点的废旧家电应该由哪个交投站回收。本文仅考虑静止的回收网络选址，不考虑各个交投站以及处理中心的存储周期。2 废旧家电回收网络选址数学模型2. 1模型假设1． 本文废旧家电回收网络模型中处理站数量固定且唯一，模型仅对交投站和居委会收集点进行网络规 划定位;2．3．4．5．6．7．各个交投站允许的废旧家电最大容量、回收点的位置以及产生的家电回收量已知;交投站的固定成本和单位距离成本通过详细调研可知; 假设回收点到交投站之间的距离为直线距离，通过经纬度可计算获得; 在指定区域内，必然存在一个交投站，其最大容量大于任何一个居委会收集点产生的废旧家电量; 指定区域内备选交投站总的容量大于所有回收点产生的总家电量; 该模型目标总成本仅由交投站的固定成本和距离运输成本构成，不考