基于离散仿真分析的废旧家电回收网络优化

摘要

随着生产规模的持续扩大，家电产品的报废量增长速度越来越快，其含有的电子元器件、废旧电池中的金属、复合材料及有毒有害物质的废弃导致资源浪费和环境污染现象的不断加剧。通过逆向物流控制模式将废旧资源进行循环再利用是解决这一问题的根本办法，而构建合理的回收网络是保证回收过程取得经济及节能环保效益的前提，这也成为近年来国内外学者研究的热点。然而，我国废旧家电产品回收工作仍处于起步阶段，回收体系不健全、废弃物处理方法不规范、特别是回收网络的构建缺乏科学、系统地规划，使得回收网络工作实施难、回收效率低、构建成本居高不下、物流过程造成了能源浪费和环境污染。因此，构建合理的回收网络并对其进行多目标评价是推动回收产业健康发展的动力。
　　为了得到区域化回收网络的精确规划数据，本文首先对家电产品报废量及保有量影响因素进行了定量分析，以各影响因素与报废量、保有量之间关联度较大的因素作为预测切入点，利用Gompertz模型及保有量系数法建立了废旧家电产品的保有量及报废量预测模型。为了保证预测结果准确性，对比分析了该预测结果与相关统计数据及其他研究方法获得的结果，通过检验证明了预测结果的准确性，为后续回收网络优化提供基础数据。
　　其次，根据回收过程的逻辑结构，确定回收网络层级结构，充分考虑回收量的随机性及运输、存储及回收淡旺季波动对回收网络的影响，利用Arena离散仿真软件对多产品、多周期的废旧家电产品回收网络进行仿真建模，并以拆解率、回收覆盖率、库存能力、成本、能耗及温室气体排放为优化参数，提出了系统性能、经济、能源及环境为指标的回收网络评价体系。
　　最后，以安徽省为例，根据家电产品保有量及报废量预测结果，结合省内16个市5个片区共78个县及地区的经济、地理交通及实际回收情况，分别设计了不同的网络布局方案、拆解产能方案及运输方案，并对不同方案组合下的仿真输出结果进行分析，得到在保证较高拆解率前提下的系统性能-经济-能源-环境协同最优的优化方案，并为各地区回收网络规划工作提出了建议。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外废旧家电回收体系研究现状

1．2．1 废旧家电产品保有量及报废量预测研究

1．2．2 回收网络体系规划与优化评估方法研究

1．2．3 回收选址及城市试点研究

1．3 研究内容及研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 论文结构及技术路线

1．4 本章小结

第二章 废旧家电产品回收网络设计基础

2．1 回收物流网络设计相关理论

2．1．1 回收物流的定义

2．1．2 废旧家电的定义及分类

2．1．3 废旧家电回收的一般特点

2．1．4 废旧家电回收的相关政策

2．2 系统仿真方法概述

2．2．1 系统仿真技术定义及分类

2．2．2 常用离散仿真技术及其优缺点

2．3 基于Arena离散仿真软件的回收网络构建方法

2．3．1 Arena软件简介

2．3．2 Arena环境下的回收网络建模元素

2．3．3 Arena对数据的处理

2．4 本章小结

第三章 家用电器社会保有量及报废量预测

3．1 影响因素与相关系数分析

3．2 家用电器社会保有量预测模型

3．3 家用电器报废总量预测模型

3．4 结果检验与分析

3．4．1 废旧家电产品社会保有量预测结果及检验

3．4．2 废旧家电产品报废量预测结果及检验

3．5 本章小结

第四章 基于离散仿真分析的废旧家电回收网络设计

4．1 回收网络构建的基本原则及网络构成

4．1．1 基本原则

4．1．2 回收网络构成与功能

4．2 回收网络仿真模型设计

4．2．1 仿真建模基本步骤

4．2．2 建模需求分析与回收过程描述

4．2．3 仿真模型设计

4．3 评价指标体系

4．3．1 系统性能指标

4．3．2 经济性指标

4．3．3 能源性指标

4．3．4 环境性指标

4．4 本章小结

第五章 案例分析

5．1 理论报废量预测结果分析

5．1．1 总量构成分析

5．1．2 时间变化分析

5．1．3 空间变化分析

5．2 回收网络构建方案

5．2．1 回收拆解现状

5．2．2 回收网络布局方案

5．2．3 回收网络运输方案

5．3 模型优化与仿真

5．3．1 模型输入与假设

5．3．2 仿真结果与分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 主要研究工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况