报废汽车绿色回收系统模型研究，本文主要内容关键词为：模型论文,汽车论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
经济与科技共同推动着人类消费市场的快速发展，同时也使自然资源日益枯竭，并造成环境污染。作为我国支柱产业的汽车工业，为满足人们对产品多元化、时尚化的消费需求，不断换代升级的各种汽车新产品涌现于人们的视野，走进消费群体，导致汽车生命周期缩短；与此同时，部分汽车完成使用寿命进入正常报废阶段，如果不及时对这些报废汽车进行回收处理，将严重威胁人类健康、污染自然环境并占用大量土地，同时还构成安全隐患[1]。如何对这些废旧产品进行有效的回收与再利用，缓解汽车产业发展与资源、环境之间的矛盾，形成集经济、社会、生态为一体的新型资源化产业群，是汽车产业健康持续发展面临的一个严峻问题。
2 绿色回收内涵
笔者认为，绿色回收是指在产品全生命周期内，对各阶段产生的各种废弃物以及完成寿命周期的报废产品，通过有效而快捷的回收物流网络，对回收物品进行科学拆卸，合理利用修复、再制造、表面处理等先进技术，使其重新获得报废产品使用价值的一种物流活动，旨在最大限度提高资源再利用率，减少报废产品对生态环境的破坏。绿色回收与再利用作为发展循环经济的重要途径，为循环经济发展提供支撑，两者不仅有着以生态经济学和可持续发展为理论的共同基础，同时又在相互发展中彼此长进。循环经济通过“资源—产品—废弃物—再生资源”的循环过程，使资源在不断的经济循环中得到合理和持久利用。其循环的过程离不开回收物流，否则循环链将被断开而无法实现。同时，循环经济的发展为绿色回收产业发展提供了市场空间，两者形成相互依赖、相互促进的共同体。
3 报废汽车绿色回收系统模型
系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体[2]。报废汽车回收系统除了具有一般系统的整体性、关联性、和环境适应性之外，还具有闭环性、随机性、价值递增性、目标多样性、推拉特性等特点，同时在整个系统中体现出汽车全生命周期过程中的循环经济本质特性。
3.1 主要功能
报废汽车回收系统功能主要包括以下几个功能：（1）报废汽车回收。废旧物品收集是回收系统的基本功能之一，其职能主要是将报废汽车通过有偿方式回收并运往回收处理中心。（2）汽车拆卸。原始的手工拆卸手段不符合循环经济发展要求，为了提高资源利用率和减少对环境的二次污染，要求专业技术人员在流水线对报废汽车进行科学拆卸。（3）零部件检测与分类。因报废汽车材料的属性与磨损情况差异，相应的利用价值也不尽相同，必须对拆卸的零部件进行检测分类后才能进行直接利用、修复、再制造、废弃处置等后续处理。（4）二次配送。二次配送主要指的是将检测、分类后的零部件送往相应处理中心。（5）废弃处置。因经济或技术上的原因无法再利用的废旧物品必须进行销毁、填埋或焚毁，重新回到自然界。
3.2 系统要素
（1）主体要素。主体要素指的是回收系统的参与者，报废汽车回收系统的主体要素主要包括政府、汽车制造商、零部件供应商、销售商、回收中心和公众消费者，处于不同节点的主体要素在系统中起着不同的作用，但彼此存在紧密联系，相互制约。
（2）物流要素。按汽车生命周期划分，物流要素可分为：①制造过程中产生的废弃物，如零部件加工产生的边角余料、加工不合格产品等；②商业退货，如运输过程汽车外观损伤或者未能达到消费者需求的退货；③汽车召回，如汽车设计不完善而可能导致安全事故，汽车制造企业会主动召回以减少损失；④报废汽车的回收，这是回收系统的主要物流要素。⑤包装物品。
（3）信息要素。从目前我国报废汽车回收情况看，国有企业回收拆解仅占报废汽车拆解总量的56％，大量报废汽车、拼装车重返社会，给交通安全带来隐患。导致这一现象的根本原因，一是目前没有完善的报废汽车回收处理体系；二是我国的信息缺乏，导致管理监督不力。
（4）回收渠道。回收渠道也是回收物流通道，是指不同于传统商品分销渠道的消费后废弃物的回收利用网络。汽车回收逆向渠道可以选择传统的配送网络改建、建立独立的回收物流网络、正向物流与回收物流集成网络。
3.3 影响因素
影响报废汽车回收系统构建的因素有外部环境因素和企业内部因素[3]。外部环境因素包括：国际环境、法律法规；消费者、供应商、竞争者及政府机构。企业内部因素包括：高层决策者的战略意识、政策执行力度、回收渠道、信息化程度，同时也受企业规模和实力、物流成本的影响。企业回收策略实施的内、外部影响因素共同驱动企业循环经济的发展，如果没有国际环境、法律法规等外部压力，很少有企业会主动从事回收活动；相反，仅有外部压力，而没有企业高层管理者的支持和有效的管理体系，企业可能仅仅会对外部压力做出形式上的反应，存在的只是回收体系外壳，而不能为企业带来效益。
3.4 回收系统结构模型
3.4.1 系统结构模型
汽车回收系统构建是一个复杂的系统工程，不仅限于完成使用寿命的末端产品，包括了从设计、零部件加工、制造，到汽车的销售、维修以及车辆的报废、回收、拆解、再利用、废弃处置等全过程。按汽车生命周期中的回收物流活动过程划分，汽车绿色回收系统可以分解为设计与制造子系统、销售配送子系统、服务维修子系统、回收子系统、材料再利用子系统、废弃处理等子系统，系统之间以信息系统为纽带，最终构成一个由参与主体、物流源、信息、逆向渠道等多种组织要素和由生产、销售、使用、维修、报废、回收、再利用等多节点集合而成的闭环物流系统（图1）。
图1 汽车绿色回收系统结构模型
该模型全面分析了汽车生命过程中的回收源及流向，如汽车制造阶段产生的废品和边角余料，可以通过统一回收然后重新熔炉等方式进行回收利用；报废后的汽车，在政府管理部门监督下，通过拆卸、检测后对不同材质的零部件分门别类，按零部件的损坏程度直接利用、再制造利用、回收熔炉处理等，也可稍加改变而作为材料参与其他产品的生命周期循环等。
3.4.2 “3R”原则在报废汽车回收系统中的体现
循环经济的“3R”原则在汽车回收系统中的体现具有阶梯层次关系 （图1中标识①②③），首先是减量化原则，其次是再利用，最后才是再循环。按照循环经济的思想，汽车绿色回收系统首先要求采用绿色设计方法，选用绿色材料，从源头控制废弃物的产生，提高材料的利用率；其次是对于源头不能削减的废弃物和经过消费者使用后报废汽车，回收后要利用现代科学技术进行拆卸，对检测分类后的零部件进行修复、翻新或再制造后继续使用，尽可能地延长产品的使用周期，防止产品过早地成为垃圾；当避免产生和回收利用都不能实现时，最后才允许将最终废物进行环境无害化的处置。
4 绿色回收系统模型研究的关键问题
4.1 生产商延伸责任制下的回收模式选择
所谓生产商延伸责任制[4]，就是以现代环境管理原则实现产品系统环境性能改善的一种主要制度。它是传统的“污染者付费原则”的深化和延伸，要求生产者不仅要对生产过程中产生的环境污染负责，而且要对产品在整个生命周期内的环境影响负责。2006年2月，我国科学技术部和国家环保总局等联合制定了《汽车产品回收利用技术政策》，其中第十五条规定，2010年起汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责回收处理其销售的汽车产品及其包装物品。A.J.Spicer等[5] 根据参与回收主体不同将回收模式分为：生产商负责回收（OEMT）、生产商联合体负责回收（PROT）、第三方负责回收（TPT）三大典型回收模式，不同的回收模式在回收成本、运作规模、财务风险、信息等多方面显示出不同的属性值[6]（表1）。企业在选择自己的回收模式时，可以参照表中的属性值通过多属性决策方法来选择适合自己的回收模式。
4.2 回收网络建模
有效、快捷的回收网络是绿色回收策略成功实施的前提。在传统物流系统的构建中，需要确定仓库位置和容量，这就形成了选址定位问题，通常建立混合整数线性规划（MILP）模型求解计算[7]。而汽车绿色回收系统中的回收物品多数需要经过拆卸／检测、分级、修复等工序，因而需要确定相应处理设备的安装地点和处理能力，并且整个回收系统中节点太多，且具有太多的不确定性，因此报废汽车回收系统网络规划比传统物流网络规划更为复杂。
对于NP复杂网络建模，适合运用随机规划与模糊规划等不确定规划理论，建立回收网络的不确定规划模型，通过应用模拟产生不确定函数的训练样本，并利用这些样本训练神经网络逼近不确定函数，再将训练好的神经网络嵌入到启发式算法中，形成混合职能算法以求解该不确定规划模型。对于网络的稳健性问题，可以运用田口质量方法，在不确定性理论回收系统中的可控因素与不可控因素进行不确定表达的基础上，建立鲁棒性优化设计的回收物流网络模型，并应用蚁群算法、模拟退火算法等启发式算法进行求解，基于得到的回收网络鲁棒性优化模型，再对回收网络模型的设计参数与噪音因素进行灵敏度分析。
4.3 回收系统绩效评价
绩效评价结果与真值的差异大小取决于两个重要因素，一是评价指标是否完全，其属性值判断是否准确；二是评价方法选择是否适合指标属性类型特征。对于报废汽车回收系统的绩效评价，首先建立指标体系，一级指标可分为经济效益、社会效益、环境效益，影响经济效益的因素又包括盈利能力、服务水平、成本水平等（如图2）。对于绩效评价方法的选择，目前常用的有层次分析法（AHP）、模糊综合评价方法、数据包络分析法（DEA）、神经网络评价（ANN）、模糊聚类分析法，灰色关联分析法等。但基于以上指标属性值的多元化，再加上有些指标无法得出准确的属性质，采用AHP与ANN的集成综合评价方法较为合适。
图2 报废汽车回收系统绩效评价指标体系
5 结论
我国报废汽车的回收利用与国外还有一定差距，绿色回收技术在我国还是一个新课题，随着我国汽车拥有量和报废量的增加，这一问题将更加突出。报废汽车绿色回收顺应了循环经济发展的要求，它不仅能为企业提升形象，提高竞争力，也是创造利润的有效途径。笔者对报废汽车回收系统作了较为全面的分析，所建系统结构模型可为汽车制造企业成功实施回收策略提供一些指导；同时，绿色回收的研究顺应了时代发展要求，是促进循环经济发展的有效手段，对建设资源节约型、环境友好型社会有着深远影响。