基于系統動力學模型的汽車發(fā)動機再制造經濟性分析

李飛龍+郭孔輝

摘要：將“產量利潤效益”三者有機結合，運用系統動力學方法構建了汽車發(fā)動機再制造經濟性分析模型.運用該模型選取某發(fā)動機再制造企業(yè)為實證案例，對其經濟效益進行了動態(tài)仿真分析與模擬.通過分析得出以下結論：目前企業(yè)主要依靠三包汽車發(fā)動機盈利，大修機和報廢機利潤率較低，國家應進一步完善相關法律法規(guī)和補貼政策，提高廢舊發(fā)動機的回收率以促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.

關鍵詞：發(fā)動機再制造；系統動力學；經濟效益；動態(tài)仿真與模擬

汽車產品回收利用是循環(huán)經濟的重要組成部分＼[1＼]，再制造是實現汽車產品回收利用的有效途徑.在經濟效益方面，目前全球再制造產業(yè)年產值估算超過千億美元，其中美國再制造產業(yè)規(guī)模最大，超過750億美元，有73 000家再制造企業(yè)，從業(yè)人數約48萬，其中汽車和工程機械領域約占2/3以上＼[2＼].作為汽車“心臟”的發(fā)動機，其再制造產業(yè)的發(fā)展得到了國家各項政策的重點支持，從2005年以來在國家各項政策的支持下，我國汽車發(fā)動機再制造產業(yè)從無到有，技術不斷升級，產業(yè)規(guī)模不斷擴大.但對于汽車發(fā)動機再制造產業(yè)經濟性方面的研究在學術界仍是一個新興的研究領域，主機廠、用戶以及投資者對其經濟性、商業(yè)模式的研究還很少.從獲取的文獻來看，國內外雖有學者對此有所涉及，如Crotty[3]采用戰(zhàn)略矩陣法定性地考察英國的汽車零部件生產企業(yè)和再制造企業(yè)對歐盟報廢汽車指令的具體戰(zhàn)略對策.Chitrakar和Ferrao等＼[4-5＼]在綠色制造的基礎上構建了報廢汽車循環(huán)管理模型，并運用報廢汽車處理者的技術成本模型分析汽車回收利用活動的經濟效益是如何變化的.國內的董晨陽[6]對我國報廢汽車回收工程中應用循環(huán)經濟理論的正確性和可行性進行了論證.徐濱士、劉世參等[7]在對3 000臺斯太爾發(fā)動機再制造過程的剖析和對我國報廢汽車的數量、質量調研的基礎上測算了汽車發(fā)動機再制造產業(yè)的經濟效益.但大多數研究都是偏重于汽車產品回收利用的整個過程，專門針對汽車發(fā)動機再制造經濟性的研究較少，僅有的少量研究也是靜態(tài)數據的計算，缺乏前瞻性和預測性.特別是對于發(fā)動機再制造這樣的新興產業(yè)必將伴隨著與之相適應的商業(yè)模式，結合實例從用戶視角和企業(yè)視角等多個層面開展系統性的經濟研究將是一個嶄新的課題.

1再制造汽車發(fā)動機的定義本文通過對相關汽車發(fā)動機企業(yè)商業(yè)運營模式進行調研，將再制造發(fā)動機總結為三類：報廢汽車發(fā)動機、大修汽車發(fā)動機和三包汽車發(fā)動機.報廢汽車發(fā)動機是指發(fā)動機的壽命周期已經結束，經相關機構與企業(yè)回收、拆解、再制造的發(fā)動機（流向如圖1所示）.大修汽車發(fā)動機是指發(fā)動機在大修期內（一般指出廠使用4～6年）出現故障，普通維修已無法滿足需要，必須經再制造才可恢復原有功能的發(fā)動機（流向如圖2所示）.三包汽車發(fā)動機是指在三包期內（一般三包期為12個月或10×104km，以先期到達者為限）出現故障，普通維修已無法滿足需要，需經過相關機構鑒定后進行再制造的發(fā)動機（流向如圖3所示）.

2汽車發(fā)動機再制造的系統動力學經濟性

2.1選取系統變量科學合理地選取影響汽車發(fā)動機再制造經濟性的動態(tài)變量是建立系統動力學模型的第一步，也是進行整個動態(tài)分析的基礎＼[8-9＼].本文運用頭腦風暴、專家訪談以及情景分析等方法多次深入政府機關、科研院所、生產一線，和政府官員、專家學者、企業(yè)技術人員進行了多次深度訪談和交流，以產量和利潤作為2個主要變量，將產量設計為隨時間變化的變量，時間范圍設計為2011年—2014年，將利潤設計為滑塊變量，可由研究者根據研究的不同需要自行決定取值范圍.

2.2流圖設計與系統調試根據產量和利潤2個主要變量，將系統分為2個子系統，一是再制造汽車發(fā)動機的產量預測子系統，二是再制造汽車發(fā)動機的利潤預測子系統.

2.2.1再制造汽車發(fā)動機產量預測子系統

2.2.2再制造汽車發(fā)動機利潤預測子系統

2.2.3經濟分析綜合系統

3實證仿真與分析

3.1獲取實證數據本文選取某企業(yè)為案例，采集的數據匯總如表1—表5所示（表中數據均由企業(yè)提供，部分價格數據由供應商提供）.

3.2再制造發(fā)動機產量分析根據系統輸出結果，2011—2014年報廢汽車發(fā)動機的產量、大修汽車發(fā)動機的產量、三包汽車發(fā)動機的產量以及再制造發(fā)動機的總產量如表6和圖7所示.從表6和圖7中可以明顯地看出，大修機產量要遠大于三包機和報廢機的產量，而且隨時間的變化更為明顯，說明目前大修機仍是再制造中廢舊發(fā)動機的主要來源，這樣的仿真預測結果也與實際調研情況吻合，即真正意義上的完全報廢機用于再制造的還較少.

4結論

本文通過構建汽車發(fā)動機再制造系統動力學經濟性分析模型，對某具有代表性的企業(yè)生產銷售的某款再制造發(fā)動機進行實證分析，結合當前汽車產業(yè)已形成規(guī)模經濟的特點＼[10＼]，得出以下結論：1）從企業(yè)視角分析，目前再制造板塊的主要盈利還是依靠三包發(fā)動機，三包發(fā)動機的利潤遠遠大于報廢機和大修機.這也反映出目前我國發(fā)動機再制造領域的普遍問題，報廢機和大修機的利潤都較低，唯有依靠提高回收率才能產生規(guī)模效應.2）從國家層面來看，在當前的技術水平和商業(yè)模式下，發(fā)動機再制造企業(yè)主要依靠對三包汽車發(fā)動機進行再制造盈利，而報廢汽車發(fā)動機和大修汽車發(fā)動機的利潤率較低.因此國家應完善相關法律法規(guī)和制訂科學合理的補貼政策，以提高廢舊發(fā)動機的回收率，從而促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.

摘要：將“產量利潤效益”三者有機結合，運用系統動力學方法構建了汽車發(fā)動機再制造經濟性分析模型.運用該模型選取某發(fā)動機再制造企業(yè)為實證案例，對其經濟效益進行了動態(tài)仿真分析與模擬.通過分析得出以下結論：目前企業(yè)主要依靠三包汽車發(fā)動機盈利，大修機和報廢機利潤率較低，國家應進一步完善相關法律法規(guī)和補貼政策，提高廢舊發(fā)動機的回收率以促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.

關鍵詞：發(fā)動機再制造；系統動力學；經濟效益；動態(tài)仿真與模擬

汽車產品回收利用是循環(huán)經濟的重要組成部分＼[1＼]，再制造是實現汽車產品回收利用的有效途徑.在經濟效益方面，目前全球再制造產業(yè)年產值估算超過千億美元，其中美國再制造產業(yè)規(guī)模最大，超過750億美元，有73 000家再制造企業(yè)，從業(yè)人數約48萬，其中汽車和工程機械領域約占2/3以上＼[2＼].作為汽車“心臟”的發(fā)動機，其再制造產業(yè)的發(fā)展得到了國家各項政策的重點支持，從2005年以來在國家各項政策的支持下，我國汽車發(fā)動機再制造產業(yè)從無到有，技術不斷升級，產業(yè)規(guī)模不斷擴大.但對于汽車發(fā)動機再制造產業(yè)經濟性方面的研究在學術界仍是一個新興的研究領域，主機廠、用戶以及投資者對其經濟性、商業(yè)模式的研究還很少.從獲取的文獻來看，國內外雖有學者對此有所涉及，如Crotty[3]采用戰(zhàn)略矩陣法定性地考察英國的汽車零部件生產企業(yè)和再制造企業(yè)對歐盟報廢汽車指令的具體戰(zhàn)略對策.Chitrakar和Ferrao等＼[4-5＼]在綠色制造的基礎上構建了報廢汽車循環(huán)管理模型，并運用報廢汽車處理者的技術成本模型分析汽車回收利用活動的經濟效益是如何變化的.國內的董晨陽[6]對我國報廢汽車回收工程中應用循環(huán)經濟理論的正確性和可行性進行了論證.徐濱士、劉世參等[7]在對3 000臺斯太爾發(fā)動機再制造過程的剖析和對我國報廢汽車的數量、質量調研的基礎上測算了汽車發(fā)動機再制造產業(yè)的經濟效益.但大多數研究都是偏重于汽車產品回收利用的整個過程，專門針對汽車發(fā)動機再制造經濟性的研究較少，僅有的少量研究也是靜態(tài)數據的計算，缺乏前瞻性和預測性.特別是對于發(fā)動機再制造這樣的新興產業(yè)必將伴隨著與之相適應的商業(yè)模式，結合實例從用戶視角和企業(yè)視角等多個層面開展系統性的經濟研究將是一個嶄新的課題.

1再制造汽車發(fā)動機的定義本文通過對相關汽車發(fā)動機企業(yè)商業(yè)運營模式進行調研，將再制造發(fā)動機總結為三類：報廢汽車發(fā)動機、大修汽車發(fā)動機和三包汽車發(fā)動機.報廢汽車發(fā)動機是指發(fā)動機的壽命周期已經結束，經相關機構與企業(yè)回收、拆解、再制造的發(fā)動機（流向如圖1所示）.大修汽車發(fā)動機是指發(fā)動機在大修期內（一般指出廠使用4～6年）出現故障，普通維修已無法滿足需要，必須經再制造才可恢復原有功能的發(fā)動機（流向如圖2所示）.三包汽車發(fā)動機是指在三包期內（一般三包期為12個月或10×104km，以先期到達者為限）出現故障，普通維修已無法滿足需要，需經過相關機構鑒定后進行再制造的發(fā)動機（流向如圖3所示）.

2汽車發(fā)動機再制造的系統動力學經濟性

2.1選取系統變量科學合理地選取影響汽車發(fā)動機再制造經濟性的動態(tài)變量是建立系統動力學模型的第一步，也是進行整個動態(tài)分析的基礎＼[8-9＼].本文運用頭腦風暴、專家訪談以及情景分析等方法多次深入政府機關、科研院所、生產一線，和政府官員、專家學者、企業(yè)技術人員進行了多次深度訪談和交流，以產量和利潤作為2個主要變量，將產量設計為隨時間變化的變量，時間范圍設計為2011年—2014年，將利潤設計為滑塊變量，可由研究者根據研究的不同需要自行決定取值范圍.

2.2流圖設計與系統調試根據產量和利潤2個主要變量，將系統分為2個子系統，一是再制造汽車發(fā)動機的產量預測子系統，二是再制造汽車發(fā)動機的利潤預測子系統.

2.2.1再制造汽車發(fā)動機產量預測子系統

2.2.2再制造汽車發(fā)動機利潤預測子系統

2.2.3經濟分析綜合系統

3實證仿真與分析

3.1獲取實證數據本文選取某企業(yè)為案例，采集的數據匯總如表1—表5所示（表中數據均由企業(yè)提供，部分價格數據由供應商提供）.

3.2再制造發(fā)動機產量分析根據系統輸出結果，2011—2014年報廢汽車發(fā)動機的產量、大修汽車發(fā)動機的產量、三包汽車發(fā)動機的產量以及再制造發(fā)動機的總產量如表6和圖7所示.從表6和圖7中可以明顯地看出，大修機產量要遠大于三包機和報廢機的產量，而且隨時間的變化更為明顯，說明目前大修機仍是再制造中廢舊發(fā)動機的主要來源，這樣的仿真預測結果也與實際調研情況吻合，即真正意義上的完全報廢機用于再制造的還較少.

4結論

本文通過構建汽車發(fā)動機再制造系統動力學經濟性分析模型，對某具有代表性的企業(yè)生產銷售的某款再制造發(fā)動機進行實證分析，結合當前汽車產業(yè)已形成規(guī)模經濟的特點＼[10＼]，得出以下結論：1）從企業(yè)視角分析，目前再制造板塊的主要盈利還是依靠三包發(fā)動機，三包發(fā)動機的利潤遠遠大于報廢機和大修機.這也反映出目前我國發(fā)動機再制造領域的普遍問題，報廢機和大修機的利潤都較低，唯有依靠提高回收率才能產生規(guī)模效應.2）從國家層面來看，在當前的技術水平和商業(yè)模式下，發(fā)動機再制造企業(yè)主要依靠對三包汽車發(fā)動機進行再制造盈利，而報廢汽車發(fā)動機和大修汽車發(fā)動機的利潤率較低.因此國家應完善相關法律法規(guī)和制訂科學合理的補貼政策，以提高廢舊發(fā)動機的回收率，從而促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.

摘要：將“產量利潤效益”三者有機結合，運用系統動力學方法構建了汽車發(fā)動機再制造經濟性分析模型.運用該模型選取某發(fā)動機再制造企業(yè)為實證案例，對其經濟效益進行了動態(tài)仿真分析與模擬.通過分析得出以下結論：目前企業(yè)主要依靠三包汽車發(fā)動機盈利，大修機和報廢機利潤率較低，國家應進一步完善相關法律法規(guī)和補貼政策，提高廢舊發(fā)動機的回收率以促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.

關鍵詞：發(fā)動機再制造；系統動力學；經濟效益；動態(tài)仿真與模擬

汽車產品回收利用是循環(huán)經濟的重要組成部分＼[1＼]，再制造是實現汽車產品回收利用的有效途徑.在經濟效益方面，目前全球再制造產業(yè)年產值估算超過千億美元，其中美國再制造產業(yè)規(guī)模最大，超過750億美元，有73 000家再制造企業(yè)，從業(yè)人數約48萬，其中汽車和工程機械領域約占2/3以上＼[2＼].作為汽車“心臟”的發(fā)動機，其再制造產業(yè)的發(fā)展得到了國家各項政策的重點支持，從2005年以來在國家各項政策的支持下，我國汽車發(fā)動機再制造產業(yè)從無到有，技術不斷升級，產業(yè)規(guī)模不斷擴大.但對于汽車發(fā)動機再制造產業(yè)經濟性方面的研究在學術界仍是一個新興的研究領域，主機廠、用戶以及投資者對其經濟性、商業(yè)模式的研究還很少.從獲取的文獻來看，國內外雖有學者對此有所涉及，如Crotty[3]采用戰(zhàn)略矩陣法定性地考察英國的汽車零部件生產企業(yè)和再制造企業(yè)對歐盟報廢汽車指令的具體戰(zhàn)略對策.Chitrakar和Ferrao等＼[4-5＼]在綠色制造的基礎上構建了報廢汽車循環(huán)管理模型，并運用報廢汽車處理者的技術成本模型分析汽車回收利用活動的經濟效益是如何變化的.國內的董晨陽[6]對我國報廢汽車回收工程中應用循環(huán)經濟理論的正確性和可行性進行了論證.徐濱士、劉世參等[7]在對3 000臺斯太爾發(fā)動機再制造過程的剖析和對我國報廢汽車的數量、質量調研的基礎上測算了汽車發(fā)動機再制造產業(yè)的經濟效益.但大多數研究都是偏重于汽車產品回收利用的整個過程，專門針對汽車發(fā)動機再制造經濟性的研究較少，僅有的少量研究也是靜態(tài)數據的計算，缺乏前瞻性和預測性.特別是對于發(fā)動機再制造這樣的新興產業(yè)必將伴隨著與之相適應的商業(yè)模式，結合實例從用戶視角和企業(yè)視角等多個層面開展系統性的經濟研究將是一個嶄新的課題.

1再制造汽車發(fā)動機的定義本文通過對相關汽車發(fā)動機企業(yè)商業(yè)運營模式進行調研，將再制造發(fā)動機總結為三類：報廢汽車發(fā)動機、大修汽車發(fā)動機和三包汽車發(fā)動機.報廢汽車發(fā)動機是指發(fā)動機的壽命周期已經結束，經相關機構與企業(yè)回收、拆解、再制造的發(fā)動機（流向如圖1所示）.大修汽車發(fā)動機是指發(fā)動機在大修期內（一般指出廠使用4～6年）出現故障，普通維修已無法滿足需要，必須經再制造才可恢復原有功能的發(fā)動機（流向如圖2所示）.三包汽車發(fā)動機是指在三包期內（一般三包期為12個月或10×104km，以先期到達者為限）出現故障，普通維修已無法滿足需要，需經過相關機構鑒定后進行再制造的發(fā)動機（流向如圖3所示）.

2汽車發(fā)動機再制造的系統動力學經濟性

2.1選取系統變量科學合理地選取影響汽車發(fā)動機再制造經濟性的動態(tài)變量是建立系統動力學模型的第一步，也是進行整個動態(tài)分析的基礎＼[8-9＼].本文運用頭腦風暴、專家訪談以及情景分析等方法多次深入政府機關、科研院所、生產一線，和政府官員、專家學者、企業(yè)技術人員進行了多次深度訪談和交流，以產量和利潤作為2個主要變量，將產量設計為隨時間變化的變量，時間范圍設計為2011年—2014年，將利潤設計為滑塊變量，可由研究者根據研究的不同需要自行決定取值范圍.

2.2流圖設計與系統調試根據產量和利潤2個主要變量，將系統分為2個子系統，一是再制造汽車發(fā)動機的產量預測子系統，二是再制造汽車發(fā)動機的利潤預測子系統.

2.2.1再制造汽車發(fā)動機產量預測子系統

2.2.2再制造汽車發(fā)動機利潤預測子系統

2.2.3經濟分析綜合系統

3實證仿真與分析

3.1獲取實證數據本文選取某企業(yè)為案例，采集的數據匯總如表1—表5所示（表中數據均由企業(yè)提供，部分價格數據由供應商提供）.

3.2再制造發(fā)動機產量分析根據系統輸出結果，2011—2014年報廢汽車發(fā)動機的產量、大修汽車發(fā)動機的產量、三包汽車發(fā)動機的產量以及再制造發(fā)動機的總產量如表6和圖7所示.從表6和圖7中可以明顯地看出，大修機產量要遠大于三包機和報廢機的產量，而且隨時間的變化更為明顯，說明目前大修機仍是再制造中廢舊發(fā)動機的主要來源，這樣的仿真預測結果也與實際調研情況吻合，即真正意義上的完全報廢機用于再制造的還較少.

4結論

本文通過構建汽車發(fā)動機再制造系統動力學經濟性分析模型，對某具有代表性的企業(yè)生產銷售的某款再制造發(fā)動機進行實證分析，結合當前汽車產業(yè)已形成規(guī)模經濟的特點＼[10＼]，得出以下結論：1）從企業(yè)視角分析，目前再制造板塊的主要盈利還是依靠三包發(fā)動機，三包發(fā)動機的利潤遠遠大于報廢機和大修機.這也反映出目前我國發(fā)動機再制造領域的普遍問題，報廢機和大修機的利潤都較低，唯有依靠提高回收率才能產生規(guī)模效應.2）從國家層面來看，在當前的技術水平和商業(yè)模式下，發(fā)動機再制造企業(yè)主要依靠對三包汽車發(fā)動機進行再制造盈利，而報廢汽車發(fā)動機和大修汽車發(fā)動機的利潤率較低.因此國家應完善相關法律法規(guī)和制訂科學合理的補貼政策，以提高廢舊發(fā)動機的回收率，從而促進企業(yè)產生規(guī)模經濟效應.