廢舊汽車(chē)回收流程的成本模型分析與研究

周自強(qiáng)，戴國(guó)洪，譚翰墨，章泳健

（1.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500；2.蘇州市汽車(chē)綠色拆解回收利用智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常熟 215500）

廢舊汽車(chē)回收流程的成本模型分析與研究

周自強(qiáng)1，2，戴國(guó)洪1，2，譚翰墨1，2，章泳健1

（1.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500；2.蘇州市汽車(chē)綠色拆解回收利用智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常熟 215500）

廢舊汽車(chē)拆解企業(yè)在建廠前的投資分析中必須對(duì)設(shè)備投入和生產(chǎn)成本進(jìn)行量化分析，而目前通用的生產(chǎn)型企業(yè)的分析方法對(duì)廢舊汽車(chē)回收企業(yè)并不完全適用.本文從廢舊汽車(chē)的拆解與回收流程進(jìn)行分析，提出了廢舊汽車(chē)回收流程的成本模型，分析了其中直接成本和間接成本的構(gòu)成因素和相互關(guān)系，并結(jié)合再制造和再利用綜合分析了拆解成本與整體回收效益之間的關(guān)系，對(duì)不同的回收企業(yè)生產(chǎn)組織模式也進(jìn)行了分析和討論.

報(bào)廢汽車(chē)；拆解技術(shù)；回收

報(bào)廢汽車(chē)的拆解和回收利用正在引起各級(jí)政府的高度重視，無(wú)論從可持續(xù)發(fā)展的角度還是從建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的角度，報(bào)廢汽車(chē)的拆解和回收利用技術(shù)都是一項(xiàng)利國(guó)利民的綠色產(chǎn)業(yè)技術(shù)[1-4].但是西方國(guó)家的報(bào)廢汽車(chē)拆解模式存在著能耗高、設(shè)備投資大、柔性不足等問(wèn)題，如果我們直接沿用其技術(shù)體系勢(shì)必會(huì)影響到汽車(chē)拆解與回收產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展.我國(guó)的廢舊汽車(chē)拆解企業(yè)的投資建廠與選擇合理的拆解回收工藝，都必須綜合多方面的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇.其中廢舊汽車(chē)回收的直接成本和間接成本是必須要重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面.直接成本關(guān)系到汽車(chē)拆解企業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況，而間接成本決定了企業(yè)的投資模式和投資規(guī)模，這些都必須在拆解企業(yè)建立和運(yùn)行之前進(jìn)行詳細(xì)的成本模型分析和量化分析.

1 廢舊汽車(chē)拆解與回收流程的分析

圖1 廢舊汽車(chē)拆解回收流程

國(guó)外在廢舊汽車(chē)的回收與拆解方面已經(jīng)發(fā)展了較長(zhǎng)的時(shí)間，形成了較為完備的法律法規(guī)體系和技術(shù)體系.目前普遍采用的拆解回收流程如圖1所示[5]，在拆解工作的前期，把能夠進(jìn)行再制造的零部件先拆卸下來(lái)，進(jìn)入再制造企業(yè)進(jìn)行加工，經(jīng)過(guò)再制造并達(dá)到技術(shù)要求后重新進(jìn)入新車(chē)制造領(lǐng)域.對(duì)于一些作為原材料直接回收的零件也要進(jìn)行拆卸處理，另外如排氣系統(tǒng)中的催化器因?yàn)楹邢⊥猎?，也需要在進(jìn)行破碎作業(yè)前進(jìn)行拆卸.接著就是用沖擊破碎方式對(duì)整車(chē)進(jìn)行破碎處理，然后通過(guò)磁力分選、旋流分選、重力分選等不同的分選方式對(duì)碎片進(jìn)行分類(lèi)，并最終回到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去.這種模式提高了廢舊汽車(chē)拆解與回收的價(jià)值鏈，材料利用率也得到了提高.

2 廢舊汽車(chē)拆解與回收的工藝類(lèi)型

從目前國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀來(lái)看，廢舊汽車(chē)的拆解與回收基本可分為三種模式.

（1）生產(chǎn)線模式.該模式適合于大型的拆解企業(yè)，廢舊汽車(chē)按照在生產(chǎn)線上進(jìn)行多工位傳輸?shù)哪Ｊ?，依次完成預(yù)處理、預(yù)拆卸、總成拆卸、零部件拆卸，以及車(chē)身壓縮等環(huán)節(jié)，最后送入破碎和分選設(shè)備進(jìn)行處理.具有拆卸效率高、生產(chǎn)批量大的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在零部件再利用率和再制造率不高的問(wèn)題.另外有相當(dāng)比例的材料需要通過(guò)破碎分選的方式來(lái)獲得，使得材料的利用價(jià)值降低.

（2）工作單元模式.將多臺(tái)專(zhuān)用設(shè)備組成具有一定柔性的工作單元，該單元具有多工位旋轉(zhuǎn)和車(chē)身反轉(zhuǎn)的功能，能夠在同一個(gè)單元上完成預(yù)處理和總成拆卸等大部件的處理.經(jīng)過(guò)拆卸處理的車(chē)身也需要經(jīng)過(guò)打包壓縮，然后送入破碎設(shè)備進(jìn)行破碎和分選.這種模式具有較高的柔性，同時(shí)又保證了一定的拆卸效率，適合中等批量的拆卸企業(yè).

（3）工作臺(tái)模式.該模式適合于小型的拆解企業(yè)，僅僅依靠一臺(tái)翻轉(zhuǎn)機(jī)和舉升機(jī)就可以完成全部的總成拆卸和零部件拆卸的工作.所有的工作都通過(guò)人工和專(zhuān)用工具來(lái)完成.這種方式的生產(chǎn)效率較低，但是對(duì)提高所拆卸零部件的再利用卻是有好處的.該方式的零件再利用率是三種方式中最高的.

3 廢舊汽車(chē)回收過(guò)程的成本模型

廢舊汽車(chē)的拆解與回收過(guò)程分為直接成本和間接成本兩部分，其構(gòu)成因素和相互關(guān)系如圖2所示.

廢舊汽車(chē)拆解回收的直接成本包括工人工資、拆解設(shè)備的能源消耗和拆卸處理過(guò)程中輔助材料的消耗、可再利用零部件以及所獲得的再生材料的銷(xiāo)售成本，以及從預(yù)處理到最終物料分選各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)輸成本.這些成本是與廢舊汽車(chē)的拆解回收過(guò)程直接相關(guān)，并且其總量與一定時(shí)間段內(nèi)所回收的廢舊汽車(chē)的數(shù)量是線性相關(guān)的.其中工人工資與能源消耗成本與前面所述的工藝類(lèi)型是密切關(guān)聯(lián)的，因?yàn)椴煌墓に囆问綄?duì)工人數(shù)量、工人的技術(shù)水平以及設(shè)備功耗的要求都是不同的.例如生產(chǎn)線模式雖然要求工人數(shù)量多，但是對(duì)工人的技術(shù)水平卻要求不高.

圖2 廢舊汽車(chē)拆解回收流程的成本模型

廢舊汽車(chē)拆解回收過(guò)程的間接成本包括建筑成本、設(shè)備投入、管理成本和稅收等方面，其數(shù)額與廢舊汽車(chē)拆解回收的生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有直接關(guān)系.間接成本是廢舊汽車(chē)拆解企業(yè)投資階段的主要評(píng)價(jià)參數(shù).它與上述的工藝類(lèi)型有著直接的關(guān)系，可以說(shuō)不同的工藝類(lèi)型直接決定了間接成本的總體規(guī)模.生產(chǎn)線模式必然要求大型的廠房與輔助建筑，另外要求專(zhuān)用的傳輸線和拆解設(shè)備，因此對(duì)建筑和設(shè)備投入的要求是很高的，另外這種工藝模式由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，工人人數(shù)也較多，因此對(duì)企業(yè)管理的要求就很高，于是決定了企業(yè)管理成本的比例提高.相反，工作臺(tái)模式屬于小型或微型企業(yè)，管理成本就要低很多.

廢舊汽車(chē)在拆卸階段的拆卸程度也將直接影響到整體的回收成本，如圖3所示，廢舊汽車(chē)的各總成部件越是向下拆卸，所需要付出的勞動(dòng)力成本就越高，但是所獲得的經(jīng)濟(jì)效益卻未必是直線上升的.合理的做法是：對(duì)具有再利用價(jià)值和再制造價(jià)值的零部件進(jìn)行選擇性拆卸，而對(duì)于沒(méi)有利用價(jià)值的零部件則不拆卸或者進(jìn)行破壞性拆卸，以降低拆卸成本.

對(duì)于后續(xù)的破碎和分選環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，拆卸程度越高，后續(xù)的破碎分選成本就會(huì)越低；生產(chǎn)批量越大，均分到每一輛車(chē)上的單位成本就越低.從目前的分選工藝水平來(lái)看，廢舊汽車(chē)車(chē)身破碎以后的分選包括電磁分選，重力分選、電渦流分選以及其他的新技術(shù)分選方式.其中用于黑色金屬和有色金屬分選的磁力分選和電渦流分選設(shè)備在技術(shù)層面較為成熟，而用于非金屬材料如塑料、橡膠、玻璃等材料分選的靜電分選方法、X射線檢測(cè)分選技術(shù)則具有較高的技術(shù)復(fù)雜度，設(shè)備的成本較高.而與此同時(shí)，由于在破碎和分選的過(guò)程中混入了雜質(zhì)，也造成了破碎分選后所得到的再生原材料相對(duì)于破碎之前材料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大為降低.因此，在拆卸程度與拆解回收效率方面需確定一個(gè)優(yōu)化方案.

圖3 廢舊汽車(chē)組成結(jié)構(gòu)與拆卸程度

4 結(jié)束語(yǔ)

廢舊汽車(chē)拆解與回收的工藝流程包括了拆卸過(guò)程的成本和破碎分選過(guò)程的成本兩大部分，同時(shí)還包括了再利用、再制造以及運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等中間成本.不同類(lèi)型、不同規(guī)模的廢舊汽車(chē)回收拆解企業(yè)必須在進(jìn)行成本模型分析的基礎(chǔ)上選擇與自身相適應(yīng)的工藝流程和裝備，以此來(lái)獲得最優(yōu)的投資效益.本研究將在后續(xù)工作中進(jìn)一步細(xì)化廢舊汽車(chē)拆卸與回收流程的成本模型，并在此基礎(chǔ)上研制基于成本模型的決策支持系統(tǒng)，從而為廢舊汽車(chē)回收企業(yè)的設(shè)備投資、工藝選擇和生產(chǎn)管理提供科學(xué)決策的理論依據(jù).

[1]陳思.報(bào)廢汽車(chē)的回收拆解與再利用[J].汽車(chē)工藝與材料，2007（7）：6-9.

[2]吳丹，林云，代應(yīng).報(bào)廢汽車(chē)回收體系結(jié)構(gòu)模型研究[J].物流科技，2007（3）：44-46.

[3]郭偉祥，劉光復(fù)，劉志峰，等.產(chǎn)品材料回收經(jīng)濟(jì)性分析與決策[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2006（12）：150-154.

[4]劉志峰，張少亭，宋守許，等.報(bào)廢汽車(chē)拆卸回收的經(jīng)濟(jì)性分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（3）：347-360.

[5]周自強(qiáng)，戴國(guó)洪，章泳健.適合中國(guó)國(guó)情的報(bào)廢汽車(chē)拆解模式研究[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（10）：18-21.

A Research on and Analysis of Cost Model for the Recycling Process of End-of-Life Vehicles

ZHOU Zi-qiang1,2,DAI Guo-hong1,2,TAN Han-mo1,2,ZHANG Yong-jian1
(1.School of Mechanical Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China; 2.Suzhou Key Laboratory of Intelligent Equipment for ELV Recycling Technology,Changshu 215500,China)

There are some correlations between recycling process and recycling equipment,while recycling equipment rests with the investment of recycling enterprise.This paper presents a cost model for recycling endof-life vehicles based on the analysis of disassembly and recycling process.Some cases of different modes of recycling are discussed in the paper.

end-of-life vehicle;disassembly technology;recycling

X76

A

1008-2794（2012）10-0009-03

2012-08-22

周自強(qiáng)（1970—），男，安徽合肥人，副教授，工學(xué)博士，研究方向：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、綠色設(shè)計(jì)與制造．