舊件分級回收再制造決策機(jī)制研究

尹 君， 謝家平， 劉 娟

(1. 上海開放大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 200433； 2. 上海財(cái)經(jīng)大學(xué) 國際工商管理學(xué)院，上海 200433；3. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 201418)

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舊件分級回收再制造決策機(jī)制研究

尹 君1， 謝家平2， 劉 娟3

(1. 上海開放大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 200433； 2. 上海財(cái)經(jīng)大學(xué) 國際工商管理學(xué)院，上海 200433；3. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 201418)

回收再制造作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要實(shí)踐模式獲得了政府與社會(huì)的支持；但回收再制造興起的同時(shí)卻面臨舊件供應(yīng)不足的直接困難，如何尋求機(jī)遇、突破瓶頸，實(shí)現(xiàn)再制造的良性可持續(xù)發(fā)展引發(fā)了各界的關(guān)注與思考。從回收不確定性控制的視角，對分級回收展開分析與行為比較，研究分級回收機(jī)制下回收再制造系統(tǒng)的持續(xù)表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)：分級回收機(jī)制受回收質(zhì)量分布、檢測成本特征、再制造工藝等多種因素的約束；對具體的再制造企業(yè)，存在最優(yōu)分級回收機(jī)制；分級回收機(jī)制有利于回收再制造系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展；再制造企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)初檢、減少交易成本，并適度引導(dǎo)消費(fèi)者行為。

回收再制造； 分級回收機(jī)制； 系統(tǒng)仿真； 回收質(zhì)量

1 引言

再制造可使廢舊產(chǎn)品中蘊(yùn)含的價(jià)值得到最大限度的開發(fā)和利用，緩解資源短缺與產(chǎn)品需求之間的矛盾，減少對環(huán)境的影響；研究表明，再制造產(chǎn)品的成本比正常產(chǎn)品降低50%，能耗和材料消耗分別減少60%和70%[1]。中國作為迅速崛起的發(fā)展中國家，提出要大力發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)，并在“十三五”中將再制造業(yè)納入發(fā)展規(guī)劃。目前，中國的再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)覆蓋了工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、礦山機(jī)械、電子電器、汽車零部件等大多數(shù)制造業(yè)，并開始涉足醫(yī)療、電子科技等諸多領(lǐng)域。關(guān)于回收再制造的支持政策也持續(xù)出臺，國家鼓勵(lì)和扶持企業(yè)發(fā)展再制造，為再制造行業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。

雖然存在種種利好，再制造企業(yè)的發(fā)展卻面臨諸多挑戰(zhàn)，除了再制造技術(shù)難點(diǎn)和再制造產(chǎn)品市場開發(fā)困難之外，企業(yè)運(yùn)營面臨的直接困難就是舊件供應(yīng)不足，以及相伴而生的產(chǎn)能過剩問題[2]。究其原因，主要是由回收流的不確定性導(dǎo)致的，涉及回收時(shí)間、數(shù)量、質(zhì)量等多方面。來自系統(tǒng)源頭的不確定性導(dǎo)致再制造企業(yè)很難像新品生產(chǎn)控制原材料供應(yīng)那樣控制再制造系統(tǒng)的輸入[2]，進(jìn)而影響回收再制造系統(tǒng)的效率與成本[3]。

為應(yīng)對上述困境與挑戰(zhàn)，再制造企業(yè)必須從源頭加強(qiáng)對廢舊產(chǎn)品的回收控制，提高回收質(zhì)量的可視度，減輕回收質(zhì)量與回收數(shù)量的不確定性對再制造系統(tǒng)的影響。部分文獻(xiàn)從廢舊產(chǎn)品回收模式的視角展開研究，認(rèn)為強(qiáng)調(diào)良好的回收機(jī)制能夠有效控制分類回收的質(zhì)量與成本[4-5]，并對典型的回收模式展開研究，如Ray等[6]討論了廢舊產(chǎn)品折價(jià)抵扣新品價(jià)格的“以舊換新”模式下的最優(yōu)定價(jià)策略；李琰等[7]研究了“制造商(領(lǐng)導(dǎo)者)負(fù)責(zé)回收再制造，回收商投入基本回收成本并初步再加工”的回收模式下的回收費(fèi)用共擔(dān)契約協(xié)調(diào)機(jī)制；易余胤等[8]考慮“制造商回收與零售商回收并存”的回收模式下銷售渠道與回收渠道沖突的成員博弈；郭悅紅等[9]討論了重復(fù)價(jià)格博弈中，“兩個(gè)制造商回收再造”模式下回收價(jià)格的特征與靈敏度；郭軍華等[10]研究了消費(fèi)者對再制造產(chǎn)品與新產(chǎn)品支付意愿差異情形下，不同成員主體負(fù)責(zé)回收模式下制的系統(tǒng)績效表現(xiàn)，為制造商回收模式的選擇提供參考。這類研究側(cè)重對回收模式調(diào)整與契約創(chuàng)設(shè)的思考，強(qiáng)調(diào)面對客觀存在的不確定性，回收再制造系統(tǒng)各成員間如何有效協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化；認(rèn)為不同回收模式適于不同情景，對回收模式的研究能夠提升系統(tǒng)效率。

還有部分文獻(xiàn)從回收策略的視角切入，思考對回收再制造系統(tǒng)源頭不確定性的控制與調(diào)節(jié)，如文獻(xiàn)[11-12]中討論了借助回收質(zhì)量分級減少回收不確定性，進(jìn)而影響再制造系統(tǒng)回收、處理和再制造策略；Teunter等[13]將廢舊產(chǎn)品根據(jù)質(zhì)量狀況分成有限等級，按從高到低的順序進(jìn)行再制造，對各等級回收產(chǎn)品的最優(yōu)回收和再制造策略進(jìn)行了研究；Pokharel等[14]借助解析模型研究回收產(chǎn)品質(zhì)量對回收價(jià)格和再制造數(shù)量的影響；Ferguson等[15]用連續(xù)的模糊變量描述回收產(chǎn)品的質(zhì)量等級，討論生產(chǎn)計(jì)劃模型與產(chǎn)品再制造、再利用以及未來使用的計(jì)劃比例；Vorasayan 等[16]在研究再造品最優(yōu)定價(jià)與回收數(shù)量關(guān)系模型中，討論了回收質(zhì)量對最優(yōu)定價(jià)策略的影響；Oraiopoulos 等[17]考慮回收質(zhì)量對二級市場再次授權(quán)模型的調(diào)節(jié)作用。這類文章將回收質(zhì)量作為回收再制造系統(tǒng)主題研究的參數(shù)，在獲得主要研究結(jié)論的基礎(chǔ)上思考回收質(zhì)量的影響作用，肯定了回收質(zhì)量對回收策略與系統(tǒng)績效的作用明顯。

回收機(jī)制對回收再制造系統(tǒng)的影響不僅體現(xiàn)在本期，還會(huì)對未來的回收策略產(chǎn)生影響，回收再制造系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)螺旋演變的系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有的文獻(xiàn)多是從靜態(tài)角度展開研究，并未考察五十年內(nèi)的回收再制造系統(tǒng)的演變，對回收質(zhì)量與再制造系統(tǒng)的關(guān)系缺乏進(jìn)一步的討論。另一方面，目前文獻(xiàn)對回收質(zhì)量的關(guān)注多集中于理論推理或是將回收質(zhì)量作為影響回收再制造系統(tǒng)績效的因素，并未考慮廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量差異與回收策略之間的關(guān)系。

基于此，本文考慮對回收質(zhì)量的控制機(jī)制，以分級回收機(jī)制促進(jìn)回收再制造系統(tǒng)的演變，分析分級回收機(jī)制下再制造商的最優(yōu)回收定價(jià)與批量決策，并將結(jié)果與統(tǒng)一回收機(jī)制下的回收再制造系統(tǒng)績效進(jìn)行了比較。

2 回收再制造模型描述

回收再制造系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，主要涉及再制造商、主機(jī)廠、維修點(diǎn)、原材料供應(yīng)商等主要直接參與主體，如圖1所示。

圖1 回收再制造關(guān)系描述圖

作為主導(dǎo)者的再制造商通過主機(jī)廠、維修點(diǎn)等渠道回收廢舊產(chǎn)品，并進(jìn)行初步外檢，對于不符合再制造條件的廢舊產(chǎn)品予以退回，再制造商并不承擔(dān)這部分損失。通過外檢的廢舊產(chǎn)品，被認(rèn)為達(dá)到了基本再制造質(zhì)量(q>q0)，拆卸后對零件進(jìn)行精細(xì)內(nèi)檢，通過內(nèi)檢發(fā)現(xiàn)部分回收件因內(nèi)部銹蝕、磨損等原因不具備再制造條件，而這部分損失由再制造商承擔(dān)，這會(huì)直接影響回收再制造率。通過內(nèi)檢的廢舊產(chǎn)品進(jìn)入系列再制造工藝，待再制造件經(jīng)檢驗(yàn)合格后，即可交付給主機(jī)廠、維修點(diǎn)等再制造產(chǎn)品的需求者。

通過對再制造企業(yè)的調(diào)研，主機(jī)廠和維修點(diǎn)作為廢舊產(chǎn)品的主要提供者和再制造品的主要需求方，占據(jù)八九成的份額。其中，主機(jī)廠的維修能力較弱，通過將保修件、問題件提供給再制造商，從而獲取“以新件的優(yōu)惠折扣價(jià)格購買等數(shù)量再制造產(chǎn)品”的權(quán)利，主機(jī)廠希望能夠“以次充好”，提供的舊件能以更高比例通過外檢環(huán)節(jié)。維修點(diǎn)作為廢舊產(chǎn)品的主要回收渠道之一，由于具備一定的維修能力，對于質(zhì)量較高的廢舊產(chǎn)品一般選擇自行維修，而將質(zhì)量較差或者維修成本較高的廢舊產(chǎn)品提供給再制造商。

主機(jī)廠“以次充好”的動(dòng)機(jī)會(huì)提高再制造商由于信息不對稱而帶來的損失，比如主機(jī)廠對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行簡單的表面處理與除銹，提高外檢通過率，當(dāng)再制造商接受廢舊產(chǎn)品并進(jìn)行內(nèi)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)并不符合再制造條件或者比預(yù)估質(zhì)量水平低，從而降低了可再制造率。維修廠的“自留維修”行為過濾掉質(zhì)量較好、易維修的舊件，因提供的廢舊產(chǎn)品質(zhì)量集中在中低檔，同樣會(huì)降低可再制造率。再制造率是再制造商非常重視的指標(biāo)之一，影響回收再制造系統(tǒng)的效率與效益：一方面，再制造率越低，廢舊產(chǎn)品整體質(zhì)量越低，單位再制造成本越高；另一方面，再制造率越低，達(dá)標(biāo)的再制造產(chǎn)品數(shù)量就越少。

當(dāng)回收廢舊產(chǎn)品數(shù)量未達(dá)到一定規(guī)模或者再制造產(chǎn)品不能滿足需求訂單時(shí)，再制造商借助新件制造給予補(bǔ)充。再制造商根據(jù)預(yù)估的交付數(shù)量差額，從供應(yīng)商處購入原材料進(jìn)行加工制造，制造出的新件以再制造產(chǎn)品的價(jià)格交付給需求方。再制造經(jīng)營的新件制造在再制造活動(dòng)開展初期以及再制造率不穩(wěn)定的情況下，成為再制造活動(dòng)的有益補(bǔ)充，有利于再制造的可持續(xù)發(fā)展。

本研究主要考察不同的分級回收機(jī)制會(huì)如何影響回收再制造系統(tǒng)內(nèi)要素，進(jìn)而影響再制造商的績效與發(fā)展。有數(shù)據(jù)表明，回收質(zhì)量差異與再制造成本密切相關(guān)，Teunter等[18]在再制造商利潤最大化的研究中提出，若手機(jī)再制造商將回收產(chǎn)品由高到低分為6個(gè)等級，則單位再制造成本相差10倍。Hülya等[19]也從理論上證明回收產(chǎn)品按質(zhì)量分級可以減少質(zhì)量水平不確定對再制造系統(tǒng)的影響，并能顯著降低再制造成本?；厥斩▋r(jià)越高，再制造商能夠回收到的廢舊產(chǎn)品就越多，再制造商總是傾向于大量回收。因此，分級回收策略將廢舊產(chǎn)品分為不同批次，同批次內(nèi)的回收質(zhì)量差異減少，質(zhì)量水平不確定性減弱有利于減少批次單位再制造成本。

為便于研究，參數(shù)符號設(shè)定如下。

(1)j：回收質(zhì)量分級數(shù)；i：質(zhì)量分級點(diǎn)序號，i=1,2,…,j-1。

(2)qj,i：分級回收機(jī)制下第i個(gè)質(zhì)量分級點(diǎn)；q0：具有再制造價(jià)值的基礎(chǔ)回收質(zhì)量。

(3)pj,i：回收q∈(qj,i-1,qj,i]的廢舊產(chǎn)品需要支付的回收價(jià)格；pm：統(tǒng)一回收機(jī)制下的回收價(jià)格；pR：再制造產(chǎn)品的市場銷售價(jià)格。

(4)Qj,i,Sj,i：分別表示分級回收機(jī)制下對應(yīng)質(zhì)量區(qū)間的回收數(shù)量和再制造數(shù)量；Q：市場潛在可供回收的廢舊產(chǎn)品總數(shù)量。

(5)c(qj,iQj,i),tj：分別表示分級回收機(jī)制下對應(yīng)質(zhì)量區(qū)間的單位再制造成本和單位分類檢測成本；t：統(tǒng)一回收機(jī)制下的單位基礎(chǔ)檢測成本。

3 分級回收機(jī)制分析

分級回收機(jī)制下，再制造企業(yè)通過有效的初檢環(huán)節(jié)，比較全面地分析廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量并依質(zhì)量高低進(jìn)行分級并組織批量再制造作業(yè)，這會(huì)帶來回收價(jià)格、回收數(shù)量、單位再制造成本的變化，對于回收再制造系統(tǒng)的綜合影響很難直觀斷定。下面本文將從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，在不考慮檢測成本的前提下，分以下兩個(gè)情景分析比較統(tǒng)一回收價(jià)格機(jī)制與兩級回收價(jià)格機(jī)制對再制造商收益的影響。

情景1 不考慮不同質(zhì)量廢舊產(chǎn)品的再制造成本差異，不考慮再制造的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

再制造商以回收量Qj的廢舊產(chǎn)品作為投入開展系列再制造活動(dòng)，并產(chǎn)出Sj單位的再制造產(chǎn)品。MN表示在統(tǒng)一回收價(jià)格機(jī)制下的回收投入預(yù)算線，單一的回收價(jià)格p(q1)使得廢舊產(chǎn)品的回收預(yù)算線MN斜率為-1，如圖2所示。

統(tǒng)一回收價(jià)格機(jī)制下，由于事先未對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量分級，回收的廢舊產(chǎn)品混合為一個(gè)質(zhì)量批次，質(zhì)量滿足q∈[q0,q1]。回收的廢舊產(chǎn)品組合將位于市場供給Q線上，組合的質(zhì)量比例為兩類質(zhì)量批次在廢舊產(chǎn)品供給市場的內(nèi)在比例。再制造商被動(dòng)接受該質(zhì)量組合的廢舊產(chǎn)品，通過廢舊產(chǎn)品市場供給Q線與廢舊產(chǎn)品投入預(yù)算線MN交點(diǎn)A的無差異曲線代表了可以實(shí)現(xiàn)的最大再制造產(chǎn)量(見圖2)。這一質(zhì)量內(nèi)在比例并不一定能夠使再制造商收益最大化。

圖2 質(zhì)量分級回收機(jī)制分析圖

考慮再制造兩級回收價(jià)格機(jī)制，再制造商面對廢舊產(chǎn)品市場供給Q，考慮存在高低兩類質(zhì)量批次的廢舊產(chǎn)品，較高的回收價(jià)格pH對應(yīng)回收QH單位質(zhì)量批次q∈(qL,qH)的廢舊產(chǎn)品，回收價(jià)格pL對應(yīng)回收QL單位低質(zhì)量批次q∈(q0,qL)的廢舊產(chǎn)品。高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品所占比例越高，可再制造率越高，再制造產(chǎn)量越大，再制造商的等產(chǎn)量曲線距離縱軸(代表高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品回收量)更近，呈現(xiàn)出如圖2所示的形態(tài)。

由于回收價(jià)格分pH、pL兩個(gè)等級，且pH>pL回收投入預(yù)算線M′N′將在總投入金額不變的情況下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(見圖2)。預(yù)算線MN、M′N′滿足：p1AH+p1AL=pHBH+pLBL。通過質(zhì)量分級回收，再制造商可以調(diào)節(jié)對不同質(zhì)量廢舊產(chǎn)品選擇的主動(dòng)權(quán)，增加對高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品的回收比例，使得無差異曲線向右上方平移，在B點(diǎn)實(shí)現(xiàn)投入成本預(yù)算約束下的產(chǎn)量最大化，擁有比A點(diǎn)更高的再制造產(chǎn)量水平。

結(jié)論1 在不考慮廢舊產(chǎn)品質(zhì)量及回收規(guī)模對再制造成本影響的情形下，仍會(huì)發(fā)現(xiàn)，對于相同的回收投入總預(yù)算，質(zhì)量分級使得再制造商實(shí)現(xiàn)更高的再制造產(chǎn)量水平。在回收成本與再制造成本相同的假設(shè)下，質(zhì)量分級有利于再制造商收益的提高。

推論1 在不考慮廢舊產(chǎn)品質(zhì)量及回收規(guī)模對再制造成本影響的情形下，統(tǒng)一回收機(jī)制下的回收質(zhì)量上限介于兩級回收機(jī)制下批量回收質(zhì)量上限之間，有q1∈(qL,qH)。

情景2 考慮到不同質(zhì)量產(chǎn)品再制造成本的差異以及再制造規(guī)模對再制造成本的影響。

在相同回收投入下，采用等級回收價(jià)格能夠回收到更高比例的高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品，再制造商的再制造總成本將下降，并產(chǎn)出更多再制造產(chǎn)品，進(jìn)一步提高再制造商的收益。不同回收產(chǎn)品質(zhì)量的再制造成本差異激勵(lì)再制造商設(shè)計(jì)等級回收價(jià)格機(jī)制，使質(zhì)量分級成為對再制造商有利的一項(xiàng)工具。

單位再制造成本受回收質(zhì)量與回收數(shù)量的影響，隨著回收質(zhì)量的提升、回收數(shù)量的增加而減少。在兩級回收價(jià)格機(jī)制中，存在：

考慮到目前再制造市場上普遍存在的廢舊產(chǎn)品回收量不足的現(xiàn)象，在等級回收價(jià)格機(jī)制下，再制造商能夠回收到更多的廢舊產(chǎn)品。一方面，使得投入預(yù)算線向右上方平移至M″N″，再制造產(chǎn)量進(jìn)一步提高；另一方面，由于再制造規(guī)模的提高，使得單位再制造成本下降，而高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品回收比例的進(jìn)一步提高也使得再制造總成本下降，進(jìn)而提高了再制造商的收益。若起初回收價(jià)格很低，在采用分級回收價(jià)格機(jī)制后，回收質(zhì)量與回收規(guī)模將有較為明顯的改善，從而引起再制造成本較大程度的縮減，使得再制造收益增加。然而，隨著回收價(jià)格的提高，再制造成本節(jié)約效應(yīng)遞減，但回收成本增加突出，再制造收益將呈現(xiàn)縮減趨勢。

如果廢舊產(chǎn)品質(zhì)量被劃分為更多等級，任何兩個(gè)相鄰等級廢舊產(chǎn)品的替代性增強(qiáng)，對應(yīng)的無差異曲線將變得平坦。隨著等產(chǎn)量曲線的逐漸平坦，再制造商因?yàn)橘|(zhì)量分級而增加的再制造商產(chǎn)量將逐漸降低，即新增質(zhì)量分級對產(chǎn)量增加的邊際影響遞減。即使不考慮質(zhì)量分級檢測成本，過多的質(zhì)量分級對再制造商產(chǎn)量提升的邊際貢獻(xiàn)降低，還會(huì)增加分類再制造的選擇成本。郭辰、魏中龍[20]通過理論分析認(rèn)為，分級定價(jià)中，分級的最佳數(shù)量以及各分級定價(jià)之間的最佳比例，取決于回收產(chǎn)品的質(zhì)量差異。如果質(zhì)量差異很大，那么可以劃分多個(gè)等級，確定較高的相對價(jià)格比例。通過上述關(guān)于統(tǒng)一回收機(jī)制與兩級回收機(jī)制比較的經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，亦驗(yàn)證了上述文獻(xiàn)的觀點(diǎn)。

結(jié)論2 廢舊產(chǎn)品回收存在著最優(yōu)的回收質(zhì)量范圍與最優(yōu)分級數(shù)，并不是回收的質(zhì)量等級越高越好，也不是分級數(shù)越多越好。

4 分級回收機(jī)制的仿真分析——以中國重汽集團(tuán)濟(jì)南復(fù)強(qiáng)動(dòng)力有限公司為例

分級回收機(jī)制會(huì)影響回收到的廢舊產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而影響再制造成本、再制造率等，并對回收再制造系統(tǒng)產(chǎn)生影響。而再制造階段廢舊產(chǎn)品的整體再制造率會(huì)進(jìn)一步影響再制造商回收計(jì)劃的制定[21]。因此，分級回收機(jī)制的影響不僅僅體現(xiàn)在本期，還會(huì)帶來長遠(yuǎn)影響。再制造商要從分級數(shù)靜態(tài)決策的討論中拓展開來，考慮一定時(shí)期內(nèi)的動(dòng)態(tài)決策。動(dòng)態(tài)決策需要考慮更多影響因素，比如本期再制造商收益對未來再制造投入的影響，一定時(shí)期內(nèi)的產(chǎn)能利用率波動(dòng)與擴(kuò)產(chǎn)決策等等。這些因素隨著時(shí)間推移而產(chǎn)生的累加效應(yīng)，會(huì)有哪些令人期待的發(fā)現(xiàn)？基于以上的思考，將基于再制造企業(yè)的調(diào)研數(shù)據(jù)，基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)Vensim仿真軟件建模的方法展開研究。

4.1 研究對象與基本假設(shè)

模型的研究對象是再制造分級回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)中再制造品收益與新件收益構(gòu)成再制造商總收益的來源，其中新件制造是為了補(bǔ)充再制造品產(chǎn)量的不足，通過再制造品銷售途徑并以再制造品價(jià)格進(jìn)行銷售。系統(tǒng)中的回收投資與擴(kuò)大產(chǎn)能的投資構(gòu)成再制造商總收益的流出。再制造商關(guān)心的重點(diǎn)是在諸多因素構(gòu)成的多個(gè)反饋回路作用下，找到長期最優(yōu)的平衡點(diǎn)。

為了簡化研究內(nèi)容，根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)，對所建模型給出如下假設(shè)：

(1) 再制造商回收廢舊產(chǎn)品后，全部用于再制造活動(dòng)，不考慮未能再制造廢舊產(chǎn)品的收益與成本；

(2) 將關(guān)鍵零部件替換成本計(jì)入再制造成本；

(3) 再制造與新件制造為不同生產(chǎn)線，在產(chǎn)能上不存在干擾；

(4) 基于再制造企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，廢舊產(chǎn)品的運(yùn)輸與庫存成本占比較小且受分級受影響不大，在本模型中不予考慮。

4.2 回收行為下再制造收益的表現(xiàn)

再制造商占據(jù)主導(dǎo)地位，負(fù)責(zé)廢舊產(chǎn)品的回收、檢測、再制造、再制造品銷售、新件補(bǔ)充制造等多項(xiàng)活動(dòng)，可以選擇有利于自身發(fā)展的回收再制造行為。從兩級回收機(jī)制拓展開來，下面將分別闡述再制造統(tǒng)一回收與分級回收行為，探索回收行為特征與再制造商收益表現(xiàn)。

4.2.1 統(tǒng)一回收再制造行為

考慮再制造統(tǒng)一回收行為，采用統(tǒng)一價(jià)格pr回收廢舊產(chǎn)品，通過對質(zhì)量水平的初步檢測，保留有再制造價(jià)值的舊件(q>q0)。質(zhì)量較高(q>q1)的廢舊產(chǎn)品不會(huì)進(jìn)入再制造的回收渠道，或者由維修商自行維修，或者進(jìn)入二手等其他渠道。能夠回收到的廢舊產(chǎn)品最高質(zhì)量水平由再制造商制定的回收價(jià)格決定，滿足函數(shù)關(guān)系pr=p(q1)。

進(jìn)入再制造的廢舊產(chǎn)品按同質(zhì)量批次進(jìn)行處理，統(tǒng)一更換關(guān)鍵零部件，統(tǒng)一完成相同的再制造工藝處理，單位再制造成本關(guān)于批次基礎(chǔ)回收質(zhì)量的單調(diào)遞減；由于再制造固定投資的存在，單位再制造成本的規(guī)模效應(yīng)明顯，關(guān)于回收數(shù)量Qr,1單調(diào)遞減。對應(yīng)的再制造率由批次基礎(chǔ)回收質(zhì)量q0決定。再制造統(tǒng)一回收的初檢只做基本的檢測工作，判斷舊件是否具有再造價(jià)值，而不需要對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行分類判斷，其單位基礎(chǔ)檢測成本為t。

再制造統(tǒng)一回收下的再制造商收益：

ΠR,1(q1)=pRS1-Cr-Cw-Ct=

4.2.2 分級回收再制造行為

考慮再制造分級回收行為，再制造商利用專業(yè)設(shè)備對廢舊產(chǎn)品耗損程度評估，將初檢環(huán)節(jié)精細(xì)化，降低內(nèi)檢廢料率，并將舊件按照檢測質(zhì)量分為不同的質(zhì)量批次。由于初檢需要進(jìn)行分級比較，再制造商需要承擔(dān)的單位檢測成本tj隨著分級數(shù)的增加而以更快的速度增加。

根據(jù)檢測評估結(jié)果，再制造商對應(yīng)給出分級回收價(jià)格，形成差異化的“價(jià)格-質(zhì)量”組合，把不同層次的回收產(chǎn)品區(qū)別開來，甚至可以回收更多的高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品。

雙方博弈下，批次回收價(jià)格對應(yīng)批次最高回收質(zhì)量，再制造商希望借助回收價(jià)格組合p(qj,i)(j=1,2,…,n;i=1,2,…,j)對應(yīng)回收q∈(qj,i-1,qj,i]的廢舊產(chǎn)品。

分級回收行為能以較高的價(jià)格多回收質(zhì)量更好的廢舊產(chǎn)品，廢舊產(chǎn)品質(zhì)量較高，再制造商將耗費(fèi)越少的成本進(jìn)行再制造作業(yè)，這將使再制造成本降低；單位再制造成本會(huì)受到再制造規(guī)模的影響，回收的可再制造產(chǎn)品數(shù)量越多，越有利于批量化作業(yè)，從而降低單位再制造成本。單位再制造成本c(qj,i-1,Qj,i)由批次基礎(chǔ)回收質(zhì)量與批次規(guī)模共同決定。

回收數(shù)量Qj,i質(zhì)量區(qū)間q∈(qj,i-1,qj,i]的廢舊產(chǎn)品，再制造率為qj,i-1，滿足Sj,i=qj,i-1Qj,i。

較高質(zhì)量水平批次的廢舊產(chǎn)品需要付出的單位再制造成本會(huì)較低；對較低質(zhì)量水平批次的廢舊產(chǎn)品，支付回收成本會(huì)較低。

隨著分級數(shù)的增加，再制造商可以降低整體回收和再制造成本，但同時(shí)需要承擔(dān)更高的檢測費(fèi)用，統(tǒng)籌考慮兩方面的影響，再制造商期望利潤滿足：

pRSj-Cr,j-Cw,j-Ct,j=

pRSj-[p(qj,1)+c(q0,Qj,1)]q0Qj,1-

[p(qj,2)+c(qj,1,Qj,2)]qj,1Qj,2-…-

4.3 參數(shù)選擇

中國重汽集團(tuán)濟(jì)南復(fù)強(qiáng)動(dòng)力有限公司是由中國重型汽車有限公司與英國Lister Petter有限公司合資創(chuàng)辦的國內(nèi)第一家發(fā)動(dòng)機(jī)再制造及零部件生產(chǎn)企業(yè)，業(yè)務(wù)范圍包括再制造發(fā)動(dòng)機(jī)及零配件、中國重汽牌發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等發(fā)動(dòng)機(jī)五大件、柴油發(fā)電機(jī)組、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。以斯太爾發(fā)動(dòng)機(jī)(336馬力)為例，全新發(fā)動(dòng)機(jī)的售價(jià)為7萬元，再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的售價(jià)為4.4萬元，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的原材料價(jià)值只占15%，而成品附加值卻高達(dá)85%。再制造能利用廢舊產(chǎn)品中的附加值，能源消耗是新產(chǎn)品制造的50%，勞動(dòng)力消耗是新產(chǎn)品制造的67%，原材料消耗是新產(chǎn)品制造的15%。通過對調(diào)研數(shù)據(jù)的整理，再結(jié)合國內(nèi)外專家學(xué)者的相關(guān)研究[22]，本文設(shè)定再制造分級回收系統(tǒng)模型參數(shù)如表2所示。

表2 復(fù)強(qiáng)動(dòng)力有限公司實(shí)證模型參數(shù)說明

4.4 仿真結(jié)果分析

不同分級回收機(jī)制會(huì)產(chǎn)生不同的檢測成本，分級數(shù)越多，檢測越細(xì)致，檢測成本越高，亦越能夠?qū)⒉环显僦圃鞐l件的廢舊產(chǎn)品篩選出來，實(shí)際的回收質(zhì)量下限將有所提高。本案將基礎(chǔ)回收質(zhì)量與檢測成本關(guān)聯(lián)，依據(jù)企業(yè)調(diào)研的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選取“檢測影響因子”作為系數(shù)進(jìn)行估計(jì)。統(tǒng)一回收、2級回收、3級回收、4級回收情景下的回收質(zhì)量下限分別為0.13、0.18、0.25、0.35。

廢舊產(chǎn)品最高回收質(zhì)量直接受再制造商回收投入的影響，隨著回收投入的增加，更多的高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品會(huì)進(jìn)入再制造渠道(比如維修商對部分高質(zhì)量舊件放棄維修)，如圖3所示。目前，再制造商回收到的往往是4S店或者維修點(diǎn)無法修復(fù)或者修復(fù)成本過高的廢舊產(chǎn)品，高回收質(zhì)量的回收產(chǎn)品很少，因此，再制造商往往采用的是依據(jù)有再制造價(jià)值的基礎(chǔ)回收質(zhì)量展開的統(tǒng)一的再制造活動(dòng)。比如，在統(tǒng)一回收機(jī)制下，從2015年開始的50年間，再制造商回收到的最高回收質(zhì)量很穩(wěn)定，介于0.52與0.54之間，甚至隨著時(shí)間推移出現(xiàn)下降趨勢。而在3級回收機(jī)制下，回收再制造系統(tǒng)進(jìn)入良性發(fā)展軌道，當(dāng)前的回收再造收益支持了未來的發(fā)展，隨著回收投入的增加，回收質(zhì)量由2015年的q∈(0.25,0.54)變?yōu)?065年的q∈(0.25,0.83)，在回收質(zhì)量跨度變大的同時(shí)，更是回收到高質(zhì)量的廢舊產(chǎn)品。但是，這種由分級數(shù)增加帶來的紅利不會(huì)持續(xù)增加，由圖3可以看出，當(dāng)再制造商選用4級回收機(jī)制時(shí)，平均回收質(zhì)量的增加放緩，分級數(shù)的增加同樣會(huì)帶來負(fù)作用，比如檢測分類成本增加，以及由于再制造批量變小而造成的單位再制造成本增加等等。

圖3 分級回收下的回收質(zhì)量區(qū)間上限動(dòng)態(tài)變化示意圖

結(jié)論3 分級數(shù)的增加有利于促進(jìn)回收再制造系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)回收投資，進(jìn)而促進(jìn)高品質(zhì)廢舊產(chǎn)品的回收。但不是分級數(shù)越多越好，需要根據(jù)再制造企業(yè)的實(shí)際選取最優(yōu)分級數(shù)。隨著時(shí)間的推移與回收再制造系統(tǒng)的發(fā)展，不斷提高平均回收質(zhì)量。

分級回收機(jī)制下，再制造商可以依據(jù)回收分級類別開展批量再制造活動(dòng)，對較高回收質(zhì)量的廢舊產(chǎn)品采用簡化的再制造工藝，減少除銹清潔等工作，降低平均單位再制造成本，同時(shí)承擔(dān)較高的回收成本；對于回收質(zhì)量一般的廢舊產(chǎn)品，通過較低價(jià)格回收，采取統(tǒng)一的拆解、更換、表面處理等系列再制造工藝，并承擔(dān)較高的單位再制造成本。

比較不同分級回收機(jī)制下再制造商的長期持續(xù)收益，由圖4所示。再制造商的收益在2級、3級回收機(jī)制下的表現(xiàn)比在統(tǒng)一回收機(jī)制下要好，隨著分級數(shù)的進(jìn)一步增加，優(yōu)勢減弱。再制造商在2級或3級回收機(jī)制下達(dá)到回收成本、再制造成本與檢測成本的平衡狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)自身情況與未來發(fā)展規(guī)劃做出選擇。就本案例來看，未來二三十年間2級回收價(jià)格機(jī)制下占優(yōu)，但隨著時(shí)間的延續(xù)，3級回收機(jī)制的優(yōu)勢將逐步展現(xiàn)出來。

圖4 分級回收下的再制造商總收益動(dòng)態(tài)變化示意圖

結(jié)論4 隨著時(shí)間的推移，再制造商的長期持續(xù)收益受分級回收機(jī)制的影響明顯，選取適當(dāng)?shù)姆旨墧?shù)有利于回收再制造系統(tǒng)長期的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.5 決策建議

依據(jù)回收再制造動(dòng)力學(xué)模型仿真結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合再制造企業(yè)調(diào)研的現(xiàn)實(shí)背景以及前文對分級回收機(jī)制的相關(guān)理論研究與經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，本文認(rèn)為可以為再制造企業(yè)的運(yùn)營策略提出以下建議：

(1) 加強(qiáng)初檢工作，確定分級標(biāo)準(zhǔn)。回收質(zhì)量分級數(shù)既要考慮再制造工藝的分類，也要考慮分級的成本和分級的可行性，分級所依據(jù)的質(zhì)量特征應(yīng)該是再制造商所關(guān)注的、影響再制造成本的質(zhì)量特征。分級回收機(jī)制能夠優(yōu)化廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)構(gòu)，使得再制造工藝按分級標(biāo)準(zhǔn)批量設(shè)計(jì)，更具有針對性，有利于節(jié)省再制造成本、提高再制造率，但同時(shí)檢測分類成本與物流監(jiān)管、倉儲成本都會(huì)增加。只有合理的分級回收機(jī)制，才有利于回收再制造系統(tǒng)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2) 利用分級回收，降低交易成本。相對于新產(chǎn)品，在廢舊產(chǎn)品回收再制造環(huán)節(jié)上，由于交易雙方存在較嚴(yán)重的有限理性和機(jī)會(huì)主義行為，使得交易成本過高，限制了廢舊產(chǎn)品的回收再制造活動(dòng)。而廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)界定了不同等級廢舊產(chǎn)品的質(zhì)量范圍，實(shí)現(xiàn)了廢舊產(chǎn)品質(zhì)量信息在回收交易中的有效傳遞，相應(yīng)的分級回收產(chǎn)品價(jià)格信號也更能發(fā)揮資源配置的功能，回收環(huán)節(jié)的交易成本得以降低。不同級別廢舊產(chǎn)品的價(jià)格信號，可以有效調(diào)節(jié)廢舊產(chǎn)品回收市場供求，降低交易雙方?jīng)Q策的不確定性，減少信息搜集成本，提高廢舊產(chǎn)品的回收效率。

(3) 分級回收促進(jìn)消費(fèi)者角色轉(zhuǎn)換。分級回收機(jī)制借助不同“質(zhì)量-價(jià)格”包的“自我選擇”機(jī)制，使擁有高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品的消費(fèi)者有動(dòng)力去接受產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)或者提供產(chǎn)品質(zhì)量證明；“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”的分級回收標(biāo)準(zhǔn)能夠削減消費(fèi)者和再制造商之間關(guān)于廢舊產(chǎn)品質(zhì)量的信息不對稱，促使消費(fèi)者改進(jìn)使用習(xí)慣。

5 結(jié) 語

本文探討了回收再制造系統(tǒng)的分級回收機(jī)制，研究表明回收機(jī)制在回收再制造系統(tǒng)中起到重要作用，對于目前再制造產(chǎn)業(yè)面臨的舊件供應(yīng)不足問題，在擴(kuò)大回收總數(shù)量的同時(shí)，更提高了高質(zhì)量廢舊產(chǎn)品的回收供應(yīng)量，進(jìn)而使產(chǎn)能得到更充分的利用。合適的分級回收機(jī)制能夠回收到更多高質(zhì)量的廢舊產(chǎn)品在一定程度上緩解了回收再制造中舊件不足的問題。在多期分級回收機(jī)制的研究中，既要考慮分級機(jī)制對本期回收再制造系統(tǒng)的影響，又要觀察系統(tǒng)在產(chǎn)能擴(kuò)大、回收投資決策下的長期表現(xiàn)，分級回收機(jī)制有利于系統(tǒng)整體效益的提升，最優(yōu)分級回收機(jī)制受回收質(zhì)量分布特征、再制造成本節(jié)約曲線、檢驗(yàn)成本等諸多因素的綜合影響。這樣的機(jī)制能夠減少廢舊產(chǎn)品回收流的不確定性，平均回收質(zhì)量的提升使得再制造率得以提升，再制造成本得以有效控制，可提高再制造效率與效益，有利于促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展軌道。未來可以將本模型拓展至新產(chǎn)品與再制造產(chǎn)品并存的市場情形研究。

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Research on Decision-Making Mechanism of Graded Recovery and Remanufacturing of Old Parts

YINJun1，XIEJiaping2，LIUJuan3

(1. School of Economics & Management, Shanghai Open University, Shanghai 200433, China； 2. School of International Business Administration, Shanghai University of Finance & Economics，Shanghai 200433, China； 3. School of Economics & Management, Shanghai Institute of Technology，Shanghai 201418, China)

As an important practice of circular economy mode, Recycling and remanufacturing won the support of the government and the society. However, this mode is rising accompanying with the direct difficulties that old parts are in short supply. How to seek opportunities, break through the bottleneck, realize the benign sustainable development of remanufacturing cause the attention and thinking of people from all walks of life. This paper found these conclusions: classification recycling mechanism was affected by many factors, as recycling mass distribution, testing cost characteristics, and remanufacturing process; for specific manufacturing enterprises, the optimal classification recycling mechanism existed; classification recycling mechanism is beneficial to the sustainable development of the remanufacturing system. Based on these conclusions, the practice recommendations were supplied to the remanufacturing enterprises, which are: strengthen the initial inspection, reduce transaction costs, guide consumers.

recycling and remanufacturing; hierarchical recovery mechanism; system simulation; recycling quality

2017-01-17

國家社會(huì)科學(xué)基金重大課題(15ZDB161)；上海市教委科研創(chuàng)新項(xiàng)目(14YS118)；上海開放大學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(JF1501)；上海財(cái)經(jīng)大學(xué)研究生教育項(xiàng)目(CXJJ-2013-340)；上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院中國元素品牌戰(zhàn)略發(fā)展研究基金

尹君(1982-)，博士生，研究方向：運(yùn)營與供應(yīng)鏈管理、閉環(huán)供應(yīng)鏈管理。謝家平，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：管理優(yōu)化方法、生產(chǎn)運(yùn)作管理、物流與供應(yīng)鏈管理。劉娟，管理學(xué)博士，主要研究方向：生態(tài)經(jīng)濟(jì)，供應(yīng)鏈管理。E-mail: yinjun314@163.com。

1005-9679(2017)03-0022-08

F 272.4

A