印尼塑料袋供应链中基于需求预测与生命周期流入的物料流分析 | MDPI Logistics

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将物质流分析 (MFA) 与供应链管理 (SCM) 相结合，有助于构建可持续且具有韧性的供应链。传统供应链模型过度依赖历史销售数据，忽视了物料流动的动态性和产品生命周期特征，导致资源规划效率低下、生产调度不合理及废物管理不善。本研究旨在提出一个整合MFA与SCM的框架，通过需求预测和基于产品生命周期的物料流入管理，提升印度尼西亚塑料袋供应链的可持续性。

MFA是一种系统方法，用于量化特定系统内的物料流动，支持资源效率评估和循环经济 (CE) 战略。它通过桑基图和物质平衡方程追踪输入、输出和积累。传统库存模型如经济订货批量和准时制侧重短期需求与成本最小化，忽视了产品寿命。基于生命周期的流入管理关注产品的耐用性、再利用和寿命末期处理，影响采购、库存控制和废物减少策略。CE原则强调闭环系统，要求物料被重复使用、再制造和回收。现有研究多将MFA与SCM分离，缺乏在运营层面的整合。本研究填补这一空白，提出一个将MFA数据嵌入供应链规划的集成框架，以优化需求预测和流入管理。

研究采用混合方法，结合二手数据 (环保机构、市政废物记录、零售销售数据) 与对供应链管理者和包装制造商的访谈。系统边界涵盖高密度聚乙烯和低密度聚乙烯塑料袋从原材料提取到最终处置或回收的全生命周期 (2022-2024年)。需求预测采用极端梯度提升 (XGBoost) 算法，该算法能有效处理非线性关系和多重共线性问题。MFA作为建模与仿真工具，通过桑基图可视化物料流，直观展示各环节物料分布与损失。模型性能通过均方误差 (MSE) 和平均绝对百分比误差 (MAPE) 评估。此外，设计了四种情景：减少废物出口、改善收集系统、提升回收绩效及三者组合的情景，以评估不同干预措施对循环性的影响。

图1. 研究阶段

2023-2024年历史数据显示，月均树脂输入约36.20吨，塑料袋产量32.51吨，废料产生14.67吨，仅4.09吨被回收，反映出回收体系的薄弱。2025年预测显示，总树脂输入438.63吨，生产损失13.16吨，塑料袋产量390.39吨。XGBoost模型表现良好：原材料进口的MSE为0.05、MAPE为0.72%，表明上游预测高度准确；回收的MAPE为15.33%，焚烧为11.81%，表明下游环节因消费者行为和政策执行的不确定性而预测难度更大。桑基图显示，超过60%的消费后废料 (235.23吨) 未被妥善管理，成为环境泄漏。回收率仅10%，填埋占20%，焚烧占10%。生产收益率达89%，但与下游低效形成鲜明反差。情景分析表明，单一干预措施不足以实现循环目标，而组合情景 (减少出口、改善收集、提升回收) 有望将回收率提升至35%以上，显著减少环境泄漏。

图2. 塑料袋物料流的桑基图

印度尼西亚塑料袋供应链在生产端效率较高 (收益率89%)，但消费后废物管理存在严重缺陷，超过60%的废料未被妥善处理，造成环境泄漏。情景分析表明，整合减少出口、改善收集和提升回收等多重干预措施是提升循环性的有效路径，组合情景有望将回收率提升至35%以上。未来研究可探索可生物降解材料的整合、消费者行为对回收参与的影响，以及扩展生产者责任、塑料税等政策工具的应用。本研究为政策制定者和行业利益相关者提供了改善塑料袋可持续性的实证依据。

供应链4.0：精益、敏捷、绿色实践

本期特刊旨在征集高质量的学术论文，聚焦于物联网、人工智能、区块链、大数据和数字孪生等工业4.0技术如何深刻变革物流管理，并推动供应链向智能化与可持续发展转型。

特刊重点关注三大前沿方向：一是探讨这些技术如何实现供应链的实时可视化、预测性决策与全局优化；二是研究如何通过数字化手段，将精益、敏捷与绿色供应链实践深度融合，超越传统效率、响应与可持续性之间的权衡，创造协同效应；三是关注可持续与循环物流系统(如逆向物流、闭环供应链、数字化碳追踪)以及数字互联环境下的供应链弹性与风险管理，以实现环境透明、提升ESG(环境、社会和公司治理)绩效并应对中断与不确定性。

投稿截止日期: 2027年1月15日

客座编辑：Dr. Sandeep Jagtap, Dr. Rashmi Ranjan Panigrahi, Dr. Subhodeep Mukherjee and Dr. Harshad Sonar

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