機(jī)床綠色再制造評價(jià)模型構(gòu)建*

劉 麗 殷國富

(①成都學(xué)院(成都大學(xué))工業(yè)制造學(xué)院，四川 成都 610061;②四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610065)

隨著機(jī)床的更新?lián)Q代，企業(yè)的機(jī)床使用生命周期日趨縮短，報(bào)廢機(jī)床數(shù)量猛增。而且，企業(yè)正在使用的機(jī)床，也存在不符合綠色要求和環(huán)境污染等問題。為了減少機(jī)床對環(huán)境的危害，最大限度地利用機(jī)床中的零、部件，綠色再制造應(yīng)運(yùn)而生［1］。在我國，綠色再制造列入了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006 -2020)》［2］，明確了我國促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施。我國在機(jī)床綠色再制造基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域取得重要突破［3-5］，再制造業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)原材料和能源的節(jié)約，將成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

為了促進(jìn)機(jī)床綠色再制造技術(shù)的發(fā)展，本文構(gòu)建了一套機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)體系，采用技術(shù)可行性預(yù)評進(jìn)行綜合評估，以期再制造后企業(yè)可取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 機(jī)床綠色再制造的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國機(jī)床總量500 萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34 萬臺，機(jī)床數(shù)控化率不到3%，且許多機(jī)床已經(jīng)使用20年以上，不滿足時(shí)代的要求，急需數(shù)控機(jī)床來更新?lián)Q代。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工行業(yè)朝高質(zhì)量、高精度、高效率發(fā)展的必然趨勢。在產(chǎn)品開發(fā)階段推行CAD/CAE/CAM 和虛擬制造;在制造過程中采用數(shù)控技術(shù)、柔性制造單元(flexible manufacturing cell，F(xiàn)MC)、柔性制造系統(tǒng)(flexible manufacturing system，F(xiàn)MS);在生產(chǎn)管理中推行管理信息系統(tǒng)(management information system，MIS)等。這些深入的改造將最終使得我國數(shù)控機(jī)床在國際市場上的競爭力大為增強(qiáng)，并有利于促進(jìn)機(jī)床再制造業(yè)的全面發(fā)展。

由于再制造將報(bào)廢機(jī)床作為高級資源而最大限度利用的“回收”方式，其生產(chǎn)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新機(jī)床制造的成本，可替代新產(chǎn)品。機(jī)床的綠色再制造，可節(jié)省成本50%、節(jié)約能源60%和節(jié)約材料70%，先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)使得機(jī)床的操作使用效率大大提高，勞動負(fù)荷下降。

2 基于機(jī)床綠色再制造的工藝指標(biāo)體系

2.1 機(jī)床綠色再制造工藝的內(nèi)涵

機(jī)床綠色再制造是以機(jī)床全生命周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，對廢舊機(jī)床進(jìn)行修復(fù)和改造的一系列技術(shù)措施和工程活動的總稱［6］。經(jīng)過綠色再制造后，機(jī)床性能升級或滿足機(jī)床的尺寸及性能要求，達(dá)到質(zhì)量不低于新機(jī)床的目標(biāo)。

機(jī)床綠色再制造工藝，是指對機(jī)床再制造的環(huán)境保護(hù)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等綜合性能的明確評價(jià)與驗(yàn)證。

2.2 機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)體系

多屬性決策主要解決具有多個(gè)屬性(指標(biāo))的有限決策方案的排序問題。機(jī)床綠色再制造工藝指標(biāo)是有多屬性指標(biāo)綜合影響的評價(jià)體系。在機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)系統(tǒng)中，綜合考慮綠色再制造技術(shù)可行性F(feasibility)、再制造產(chǎn)品質(zhì)量Q(quality)、再制造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用C(cost)、再制造時(shí)間T(time)和再制造環(huán)境屬性E(environment)5 大決策屬性［7-8］。

根據(jù)機(jī)床再制造評價(jià)主體和再制造指標(biāo)體系建立的原則，本文選取技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、時(shí)間指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)等5 個(gè)主評價(jià)指標(biāo)，下分可裝配性等10 個(gè)次評價(jià)指標(biāo)建立機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)體系，如圖1 所示。

3 機(jī)床綠色再制造工藝評價(jià)模型

3.1 機(jī)床綠色再制造工藝的技術(shù)可行性

機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)體系，必須首先考量再制造產(chǎn)品的可行性。只有技術(shù)含量較高和市場具有足夠支撐的機(jī)床綠色再制造工藝方案，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，才具有技術(shù)可行性。

在系統(tǒng)的評估流程中，一些特定的評價(jià)指標(biāo)需要領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行打分和賦予權(quán)重指數(shù)。領(lǐng)域?qū)＜野幢?對不同技術(shù)可行性指標(biāo)進(jìn)行評定和打分。

表1 機(jī)床技術(shù)可行性指標(biāo)綜合評價(jià)表

系統(tǒng)認(rèn)定:只有當(dāng)機(jī)床再制造技術(shù)性能指標(biāo)的值大于0.50 以上，才考慮再制造生產(chǎn);否則就進(jìn)入廢品回收程序。當(dāng)在0.50～0.75 之間時(shí)，可考慮適當(dāng)?shù)脑僦圃焱顿Y，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的綜合效益;當(dāng)其值在0.75～1時(shí)，則認(rèn)為可再制造度高，政府可進(jìn)行政策傾斜發(fā)展機(jī)床綠色再制造，廠商取得利潤最大化，取得示范效應(yīng)。

3.2 機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)模型

機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)是指在經(jīng)濟(jì)允許、技術(shù)具備、符合環(huán)保的情況下，采用新技術(shù)、新工藝的廢舊機(jī)床再制造工藝。由于再制造產(chǎn)品和新產(chǎn)品具有一定的替代性［4］，只有制訂最優(yōu)再制造生產(chǎn)策略，建立廠商利潤最大化的評價(jià)模型，才能避免再制造產(chǎn)品對新產(chǎn)品的蠶食效應(yīng)。

在考量再制造產(chǎn)品的可行性和經(jīng)濟(jì)性等的基礎(chǔ)上，我們得到機(jī)床綠色再制造工藝評價(jià)模型，如圖2 所示。

4 結(jié)語

本文建立的機(jī)床綠色再制造工藝方案評價(jià)模型，最大限度地挖掘制造業(yè)產(chǎn)品的潛在價(jià)值，讓能源和資源利用“零浪費(fèi)”，實(shí)現(xiàn)了原材料和能源的節(jié)約。但是諸如機(jī)床綠色再制造工藝的指標(biāo)細(xì)化研究和基于屬性的綠色再制造工藝綜合評價(jià)法等方面還需進(jìn)一步的深入研究。

［1］祁紅志，徐惠益.機(jī)電產(chǎn)品面向拆卸與回收的設(shè)計(jì)理論與方法［J］.現(xiàn)代制造工程，2007(6):134 -138.

［2］中華人民共和國國務(wù)院.國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006 -2020)［EB/OL］.http://www.gov.cn/jrzg/2006 -02/09/content-183787.html.

［3］郭軍華，李幫義，倪明.WTP 差異下的再制造進(jìn)入決策研究［J］.中國管理科學(xué)，2013，21(1):149 -156.

［4］謝家平，王爽，遲琳娜.無偏好市場下制造/再制造系統(tǒng)最優(yōu)生產(chǎn)決策［J］.管理評論，2011，23(12):148 -155.

［5］劉濤，劉光復(fù)，宋守許，等.面向主動再制造的產(chǎn)品可持續(xù)設(shè)計(jì)框架［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2011，17(11):2317 -2323.

［6］張安峰.綠色再制造工程基礎(chǔ)及其應(yīng)用［M］.北京:北京中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005.

［7］Rolf Steinhilper.Remanufacturing，the ultimate form of recycling［M］.Stuttgart:Franmhofer IRB Verlag，1998:50 -53.

［8］劉純，曹華軍，劉飛，等.機(jī)電產(chǎn)品綠色再制造綜合評價(jià)模型及應(yīng)用［J］.現(xiàn)代制造工程，2007(11):1 -3.