Collaborative Routing Optimization Model for Reverse Logistics of Construction and Demolition Waste from Sustainable Perspective

Abstract

The construction industry is developing rapidly along with the acceleration of urbanization but accompanied by an increased amount of construction and demolition waste (CDW). From the perspective of sustainability, the existing research has mainly focused on CDW treatment or landfill disposal, but the challenge of reverse logistics of CDW recycling that provides overall CDW route planning for multiple participants and coordinates the transportation process between multiple participants is still unclear. This paper develops an optimization model for multi-depot vehicle routing problems with time windows (MDVRPTW) for CDW transportation that is capable of coordinating involved CDW participants and suggesting a cost-effective, environment-friendly, and resource-saving transportation plan. Firstly, economic cost, environmental pollution, and social impact are discussed to establish this optimization-oriented decision model for MDVRPTW. Then, a method combined with a large neighborhood search algorithm and a local search algorithm is developed to plan the transportation route for CDW reverse logistics process. With the numerical experiments, the computational results illustrate the better performance of this proposed method than those traditional methods such as adaptive large neighborhood search algorithm or adaptive genetic algorithm. Finally, a sensitivity analysis considering time window, vehicle capacity, and carbon tax rate is conducted respectively, which provides management implications to support the decision-making of resource utilization maximization for enterprises and carbon emission management for the government.

Main research trends on reverse logistics published during the years 2017 and 2022

“…Asimismo, gran parte de las empresas multinacionales, principalmente europeas, la vienen implementado para gestionar recursos eficazmente, originando así la llamada "economía circular" [12,1]. Entonces, la característica sostenible de la logística inversa se basa en tomar los productos que ya estén usados, dañados u obsoletos para que vuelvan a ser recursos valiosos o puedan desecharse sin afectar al medio ambiente [13,14].…”

“…Hay procesos más exactos que inician con la recolección de las mercancías, seguido de su clasificación, devolución a la ubicación de origen y los siguientes trámites administrativos. Dependiendo del caso, se procede a destruir los productos o recuperarlos para reutilizarlos [13]. En países desarrollados e involucrados en generar sostenibilidad a través de la reducción de emisiones CO2 y mitigación de residuos responsable, apuestan por seleccionar productos para colocarlos en ruta con un plan de transporte de operaciones sostenible.…”

“…Durante muchos años, maximizar el cuidado del medio ambiente e implementar políticas relacionadas al clima y salud, no eran consideradas prácticas necesarias, pero ahora son responsabilidad de cada empresa. Siendo así, los costos de acopio y tratamiento de residuos reciclados también se han incrementado [7,13,25]. La logística inversa es una oportunidad para devolver los recursos al círculo de utilidad empresarial, por ejemplo, en Hong Kong la logística inversa se aplica utilizando las 3R: reducir, reutilizar y reciclar [7].…”

“…En complemento a esta perspectiva sostenible, los autores Chen y Liao [13], por ejemplo, tuvieron el objetivo de analizar el enrutamiento de vehículos para la logística inversa de residuos de construcción y demolición. En su estudio notaron que una ventana de tiempo de servicio implica un mayor costo de transporte y un efecto negativo sobre el ambiente debido a la combustión.…”

Knowledge Mapping and Institutional Prospects on Circular Carbon Economy Based on Scientometric Analysis

“…Developing circular carbon economy can not only reduce carbon emissions per unit product [23,24] but also alleviate the shortage of resources [25], which is beneficial to the realization of carbon emission reduction targets among countries and regions in the world. It also provides a perfect path to respond to global climate change and build a circular development economic and policy system [26].…”