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系統識別號 U0002-2807201114101700
中文論文名稱 應用兩階層規劃於提升台灣廢主機回收率之研究
英文論文名稱 A Study on Increasing Recycling Rate of Waste Desktop Computers by Subsidy via bi-level programming in Taiwan
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 管理科學研究所碩士班
系所名稱(英) Graduate Institute of Management Science
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 許珀銜
研究生英文姓名 Po-Hsien Hsu
學號 698620464
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-07
論文頁數 85頁
口試委員 指導教授-時序時
指導教授-溫于平
委員-蔡文賢
委員-張炳騰
委員-林長青
中文關鍵字 多階層規劃  廢電腦回收  消費者補貼費率  KKT轉換  0-1非線性規劃  模糊趨近法 
英文關鍵字 Multi-level programming problem  waste desktop recycling  Subsidy  recycling and treatment fee  KKT conditions  0-1 nonlinear programming  fuzzy approach 
學科別分類 學科別社會科學管理學
中文摘要 本研究利用二階層數學規劃模 (Bi-Level Programming) 模型解析台灣地區廢主機回收費率制訂的問題以提升回收率。逆向回收物流受到整體經濟情勢活絡或蕭條的影響,而回收率隨之波動,並造成環境保護工作缺失。因此我國透過行政院環保署成立回收基金管理委員會 (簡稱基管會) ,對製造商或進口商 (責任業者) 課徵處理費用,並補貼回收處理廠以鼓勵回收作業,期盼降低環境汙染並達資源的有效利用。
就高階目標而言,係以社會福利系統的立場考量: (i) 期望回收率最大,以降低廢棄物污染的機會; (ii) 行政費用比率最小,以促使回收體系有效率的運作;以及 (iii) 補貼費率比最低,以促進回收處理業者有效運用產能。就低階之回收處理業者而言,則期望利潤最大。兩者目標衝突,又相互影響,因此利用兩階段規劃模型決定一個最適的回收處理費率。
此兩階層非線性規劃問題較為複雜,為簡化求解過程以及不增加問題的複雜度,利用KKT最佳化條件 (KKT Optimality Conditions) 轉換以及變數替換,將此模型轉換為一個以高階為主的0-1 非線性規劃問題 (0-1 Non-Linear Programming Problem)。另為進一步了解不同管理意涵,利用Shih et.al (1996) 所提出之模糊趨近法 (Fuzzy Approach) 轉換為一個低階數學規劃模型求解並作比較。分析結果發現,提升台灣廢主機回收率,業者付出的收集成本高低,比調整行政費用比率及補貼費率更具激勵效果。其次,回收率與處理業者補之單位收集成本呈正相關,當處理業者收購價格越高時,回收率越高。另外,當原物料的價格越高時,回收處理業者的收入會越好,如此將有助於提高資源回收處理的意願。最後,KKT轉換法較模糊趨近法需要稍高的補貼費率,但可獲得稍高的回收率。以上分析結果將有利於環保署未來制訂回收政策之參考。
英文摘要 This study attempts to decide a recycling subsidy decision so as to improve the recycling rate of waste desktops in Taiwan through a Bi-Level Programming (BLP). The reverse logistic is influenced by recession or depression of macroeconomic which affects the recycling rate and environment protection. Recycling Fund Management Board (RFMB) in Environmental Protection Agency, ROC Government has been established for controlling waste materials by setting up the recycling and treatment fee to recycling industries for increasing recycling rate and decreasing environmental impact.
The upper-level decision unit is based on the viewpoint of social benefits: (i) Expect to have highest recycling rate to reduce the possibility of waste pollution; (ii) Lowest administrative cost ratio to enforce the operation of the whole recycling system; and (iii) Lowest subsidy ratio to improve the productivity of the recycling industries. The lower-level’s is the recycling industries which tries to maximize profits for their recycling operations
The model is a nonlinear BLP and difficult to solve, and we transform the model into a single-level nonlinear programming problem through two method. First, use KKT optimality conditions, and then the transformed problem is a 0-1 non-linear programming problem by variable substitution. Second, through fuzzy approach, the program is transformed into a lower-level nonlinear programming problem. These two approached are compared for a better understanding of managerial control. We found out that the recycling rate is more depending on the acquisition cost than administrative cost and subsidy. The higher recycling ratio comes from higher acquisition cost. The higher revenue of recycling industries comes from higher raw material prices, in which recycling motivation is encouraged. The KKT optimality conditions needs more subsidy than fuzzy approach, but get a higher recycling rate. The results will be beneficial to tariff setting on recycling desktop computers in Taiwan in the future.
論文目次 目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究範圍 3
1.4 研究方法與限制 4
1.5 研究內容與架構 4
第2章 文獻回顧 6
2.1 逆物流 6
2.1.1 逆物流的概念及定義 6
2.1.2 從搖籃到搖籃 7
2.2 資源回收 8
2.2.1 資源回收的介紹與定義 8
2.2.2 國內的資源回收 9
2.2.3 廢棄物品回收清除處理補貼費率 12
2.2.4 廢主機回收方式 13
2.2.5 廢主機處理流程 14
2.2.6 影響國內資源回收之關鍵因素 14
2.3 報廢量推估方式 15
2.3.1 使用年限法 15
2.4 羅吉斯迴歸 16
2.5 多階層數學規劃 17
2.5.1 多階層數學規劃定義及特性 17
2.5.2 二階層數學規劃應用 18
2.5.3 二階層數學規劃問題求解方法 19
2.5.4 KKT轉換法 21
2.5.5 模糊數學規劃 22
2.6 小結 24
第3章 廢主機回收費率模型建構 25
3.1 問題描述 25
3.2 基管會現行費率 26
3.2.1 現行資源回收費率公式 26
3.2.2 資源化價值之計算方法 28
3.2.3 原物料價格計價方式 29
3.3 廢主機回收費率模型機制 30
3.3.1 符號說明與假設條件 31
3.3.2 上階目標函數─社會福利系統 33
3.3.3 下階目標函數─資源回收處理業者 34
3.3.4 模型限制式 37
3.4 廢主機回收費率之解算模型 38
3.4.1 參數說明 38
3.4.2 廢主機資源回收問題二階層數學規劃模型 45
3.4.3 建立模糊輔助模型 46
3.5 小結 49
第4章 案例分析 50
4.1 廢主機回收費計算實例 50
4.1.1 KKT最佳化條件轉換 50
4.1.2 KKT最佳化條件轉換求解 51
4.1.3 KKT之0-1非線性規劃模型 52
4.1.4 KKT之0-1非線性規劃模型求解 54
4.1.5 模糊趨近法 54
4.1.6 模糊趨近法求解 57
4.2 結果比較 58
4.3 參數分析 58
4.3.1 KKT0-1求解之參數分析 58
4.3.2 模糊趨近法之參數分析 60
4.3.3 資源化價格的影響 61
4.4 小結 62
第5章 結論與建議 63
5.1 結論 63
5.2 建議 64
參考文獻 65
中文文獻 65
英文文獻 67
附錄A 97年廢主機回收處理成本 69
附錄B 二次迴歸計算過程 70
附錄C二次迴歸式之參數矩陣運算 71
附錄D硬碟之應報廢量與徵收收入推估 72
附錄E電源供應器之應報廢量與徵收收入推估 73
附錄F機殼之應報廢量與徵收收入推估 74
附錄G問卷 75
附錄H問卷資料整理 76
附錄I 羅吉斯迴歸分析 77
附錄J KKT 0-1轉換程式碼 80
附錄K 模糊趨近法程式碼 83
圖目錄
圖 1.1 研究架構流程 5
圖 2.1 逆物流機制 6
圖 2.2 資源回收系統 9
圖 2.3 資源回收管理基金運作方式 11
圖 2.4 廢主機拆解處理流程圖 14
圖 2.5 多階層規劃問題求解方法之分類 20
圖 2.6 目標式隸屬函數圖 23
圖 3.1 廢資訊物品回收處理流程 30
圖 3.2 高低階關係圖 31
圖 3.3 長期成本曲線 35
圖 3.4回收處理總成本 36
圖 4.1 f1的模糊隸屬函數 54
圖 4.2 f2的模糊隸屬函數 54
圖 4.3 f2的模糊隸屬函數 54
圖 4.2 f2的模糊隸屬函數 54
圖 4.3 r'的模糊隸屬函數 55
圖 4.4 Ca的模糊隸屬函數 55
圖 4.5 Cr的模糊隸屬函數 56
圖 4.6 a 的模糊隸屬函數 56
表目錄
表 2.1 環保署公告應回收項目 10
表 2.2應回收廢棄物品回收清除處理補貼費率表 12
表 2.3經濟部對電機電子設備產品之定義 13
表 2.4 使用年限法之分析整理 16
表 3.1統一補貼模式的優劣分析 26
表 3.2環保署公告費率彙整 28
表 3.3 再生料的價格參考來源與訂價方式 29
表 3.4 問卷數據 40
表 3.5 二元羅吉斯迴歸 40
表 3.6 主機報廢機率 41
表 3.7 廢電子電器及資訊物品處理後再生料及廢棄物價格 42
表 3.8 廢主機衍生物組成及處理成效分析表 42
表 3.9 主機板之應報廢量與徵收收入之推估 44
表 3.10範例參數表 48
表 4.1 最佳化條件轉換求解 52
表 4.2 0-1非線性規劃轉換求解 54
表 4.3高低階解算後數值整理 54
表 4.4 模糊趨近法求解 57
表 4.5 三種求解方式之結果 58
表 4.6 KKT 0-1轉換之參數分析-1 59
表 4.7 KKT 0-1轉換之參數分析-2 59
表 4.8 模糊趨近法之參數分析-1 60
表 4.9 模糊趨近法之參數分析-2 60
表 4.10 g1參數分析 61
表 4.11 g2參數分析 62
表 4.12 g8參數分析 62
表 5.1現行費率比較 63
表 5.2 廢主機回收率對應表 63
參考文獻 參考文獻
中文文獻
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