（載運(yùn)工具運(yùn)用工程專業(yè)論文）廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模與回收預(yù)測研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu h i v e r s 匆 f o rt h ea c a d e m i c d e 伊e eo fm a s t e ro fe n g i n e e r i i l g b y w r a n gy u e s u p e r v i s e db y p r o f = l ix u h o n g s c h o o lo ft r a n s p o r t a t i o n s o u t h e a s tu n i v e r s 時 m a y2 0 1o 東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含 其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均 己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名： 立詛一日期：醴q 益趟 日期：趔! ：蘭 東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位 論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人 電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論 文被查閱和借閱，可以公布( 包括刊登) 論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布( 包 括刊登) 授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。 研究生簽名： 至竭 導(dǎo)師簽名： 日期：業(yè)王三j 7 摘要 摘要 近年來，我國汽車工業(yè)不斷發(fā)展，汽車保有量也在不斷攀升。隨著汽車保有 量的增加，報廢車輛數(shù)量還將不斷擴(kuò)大，所帶來的安全隱患、環(huán)境污染和資源浪 費(fèi)等問題越來越突出，迫切需要統(tǒng)籌兼顧安全、環(huán)保、資源利用諸方面的因素， 研究、制定和完善具有前瞻性的報廢汽車管理體制及規(guī)章制度，逐步建立與安全 環(huán)保、資源利用相適應(yīng)的報廢汽車回收體系。因此，建立基于逆向物流的廢舊汽 車資源化回收利用體系是急需要解決的課題。本文將對廢舊汽車資源化建模和回 收預(yù)測進(jìn)行相關(guān)研究。 本文首先總結(jié)了國內(nèi)外的相關(guān)研究現(xiàn)狀，分析了逆向物流、資源化的相關(guān)理 論知識，對于汽車再制造的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究分析。然后對廢舊汽車回收現(xiàn)狀 進(jìn)行了分析，通過與發(fā)達(dá)國家廢舊汽車回收現(xiàn)狀的對比找出了我國廢舊汽車回收 存在的問題。 在此基礎(chǔ)上對廢舊汽車的回收系統(tǒng)和資源化系統(tǒng)分別進(jìn)行了建模。首先明確 了廢舊汽車回收利用的方式及相關(guān)拆解過程，然后對其整個回收系統(tǒng)進(jìn)行了建 模。在資源化系統(tǒng)建模的過程中，首先對廢舊汽車當(dāng)中可再生利用的資源逐一進(jìn) 行分析，接著將廢舊汽車資源化系統(tǒng)模型分為前期系統(tǒng)和后期系統(tǒng)進(jìn)行研究，并 且提出了提高廢舊汽車資源化再利用率的相關(guān)措施。 最后運(yùn)用模糊邏輯推理系統(tǒng)對廢舊汽車的零部件進(jìn)行了回收預(yù)測建模。首先 介紹了模糊邏輯推理系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，對產(chǎn)品壽命進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，利 用m a t l a b7 o 版本的模糊邏輯工具箱來完成建模的整個實現(xiàn)過程，對回收量和 回收時間間隔分別進(jìn)行了預(yù)測建模，并且利用示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞：廢舊汽車、資源化模型、回收預(yù)測、模糊邏輯推理 a b s t r a c t a b s t r a ct i nr e c ty 鼢r s ，誦t ht h ed e v e ! 1 0 p m e n to fc l l i n a sa u t o m o b i l ei n d u s t 吼t h e 姍m b e r o fc a ro w n e r 幽pi sa l s or is i n g w i t ht h ei n c r i nc a r0 、張e r s h i p ，l en u m b e ro f s c r a p p e dv e l l i d e s 、) v i l lc o 麗眥ee x p a i l d i n g ，t h es e c u f i t ) ，r i s k s ，e n v i r 伽m e m a lp o l l u 石o n a i l dr e s o u r c ew a s t e 嘶l lb eb i gp r o b l e m s ，a i l dw en e e dt or e s e a r c l l e s t a b l i s ha 1 1 d i m p r 0 v es c r a pv e h i c l em a n a g e m e i l t 夥s t e ma n dr e g u l a t i o n s ，e s t a b l i s ha 鼢f e 哆a i l d 鉍v i r o n m e n t a l r e c y d i n gs y s t e mo fs c r a p p e da u t o m o b i l e s t h e r e f 0 r e t h e e s t a b l i s h m e n t0 fw a s t er e v e f s el o g i s 矗c sv e h i d e sb a s e d0 nr e s 叫r c er e c y c l i n gs y s t e m i su 唱e n yn e e d e dt or e 鰣v et h eis s u e t 1 1 isp a p e r 、i nr e s e a r c ht h er e s o u r c e d 眄s t e m m o d e la n dr e c 0 v e 呵f 0 r e c a s tf b rw a s t ea u t o m o b i l e s f i r s to fa l l ，t h i sp a p e rh a ss u m m a f i z e dt h er e l a t e dr e s e a r c l l ，a n a l y z et h er e v e r s e l o 百s 6c s r e s o u r c e d夥s t e ma n dr e p r o d u c i n g t h e na n a l y z e a c t u a l i t yo fw a s t e a u t o m o b i l e sr e c o v 郵，i d e n t i 匆t l l ep r o b l e m s0 f s c r a pa u t o m o b i l e sr e c y d i n gi nc h i n a o nt 1 1 i sb a s is t h er e c y d i n go fu s e da u t o m o 右v e $ s t e m sa n dr e s o u r c e so ft h e s y s t e mw a sm o d e l e ds e p 觚a t e l y f i r 甌c i 鼢rt h er e c y c l i n ga n dd i s m a n t l i n go f a u t o m o b i l e s ，a l l dt h e nt h e i rw h o l er e c o v e r ys y s t e mi sm o d d e d i n 1 ep r o c e s s0 f r e s o u r c em o d e l i n 島f i f s ta n a l y z et h er e s o u r c eo f 吼s t ea u t o m o b i l e so n eb yo n e ，t h 鋤 d i v i d ei ti n t 0 既r l ya n dl a t es y s t e m ，鋤dp r o p o s e dt oi m p r o v et h ev e h i c l er e c ) r d i n g r e - u t i l i z a 6 0 no f t t l er e l e v a n tm e a s u r e s f i n a l l y ，u s e 血z 糾l o g i ci n f e r e n c es ) ，s t e l mt oe s t a b l i s ht h ep r e d ic t i o nm o d e l i n go f w a s t ea u t o m o t i v ep a r t s f i r s ti n 打o d u c et h em z z yl o 百ci n f - e r e n c e 夥s t e m ，a n dm e n a n a l y z et i l el i 鳧o f t h ep r o d u c t o nt l l i sb a s i s ，u s e 廿l em z z yl o g i ct o o l b o xo f m a 【l a b 7 0v e r s i o nt oc o m p l e t et h e m o d e l i n g ，t h er e c y d i n gv o l u m ea n dr e c o v e 哆石m e i n t e r v a lsw e r ef o r e c a s t e d ，a n dd a t aw e r ea n a l y z e db yu s in ga ne x a m p le k e yw o r d s ：w a s t ea u t o m o b i l e s ，r e s o u r c e ds y s t e mm o d e l i n gr e c o v e r yp r e d i c 石o n ， f u z 巧1 9 孚cr e a s o n i n g 目錄 目錄 摘要l a bs t r a c t 目錄 第一章緒論1 1 1 研究背景及意義1 1 2 研究現(xiàn)狀2 1 2 1 國外研究現(xiàn)狀2 1 2 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀3 1 2 3 研究現(xiàn)狀分析4 1 3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線4 1 3 1 主要研究內(nèi)容4 1 3 2 研究方法與技術(shù)路線5 第二章基于逆向物流的資源化與汽車再制造7 2 1 逆向物流7 2 2 資源化7 2 2 1 資源化定義及內(nèi)涵7 2 2 2 資源化與逆向物流的關(guān)系9 2 3 汽車再制造。1 0 2 3 1 汽車再制造的定義1 0 2 3 2 汽車再制造現(xiàn)狀及發(fā)展方向1 1 2 3 3 汽車再制造的意義1 2 2 4 本章小結(jié)1 3 第三章廢舊汽車回收現(xiàn)狀分析1 4 3 1 廢舊汽車資源的雙重性。1 4 3 2 廢舊汽車回收利用的意義1 5 3 3 發(fā)達(dá)國家廢舊汽車回收現(xiàn)狀分析1 6 3 3 1 發(fā)達(dá)國家廢舊汽車回收現(xiàn)狀1 6 3 3 2 發(fā)達(dá)國家廢舊機(jī)動車回收管理模式對比2 1 3 3 3 發(fā)達(dá)國家廢舊汽車回收的啟示2 2 3 4 我國廢舊汽車回收現(xiàn)狀分析2 4 3 4 1 我國廢舊汽車回收現(xiàn)狀2 4 3 4 2 我國廢舊汽車回收存在的問題2 5 3 5 本章小結(jié)2 7 第四章廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模2 8 4 1 建模原則及目標(biāo)2 8 4 1 1 廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模原則2 8 4 1 2 廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模目標(biāo)2 8 4 2 廢舊汽車回收系統(tǒng)2 9 4 2 1 廢舊汽車蘆j 收利用過程2 9 4 2 2 廢舊汽車回收系統(tǒng)模型3 4 5 5 本章小結(jié)7 2 第六章結(jié)論與展望7 3 6 1 結(jié)論7 3 6 2 不足與展望。7 3 參考文獻(xiàn)7 5 致 射7 9 讀研期間發(fā)表論文及參與項目。8 0 7 7 2 s 6 7 7 7 7 1 3 3 5 6 6 9 3 3 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 r r 荊 t 1 1 j ，1， ， i 響 一 一 第一章緒論 1 1 研究背景及意義 第一章緒論 現(xiàn)代物流是在傳統(tǒng)生產(chǎn)制造業(yè)、運(yùn)輸倉儲業(yè)、商品流通業(yè)與現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)融 合、重組、提升的基礎(chǔ)上形成的一種新興產(chǎn)業(yè)，它是一個循環(huán)物流系統(tǒng)，包括正 向物流系統(tǒng)和逆向物流系統(tǒng)。在生產(chǎn)過程中，人們開采自然資源并以此為原料生 產(chǎn)產(chǎn)品，再將其沿供應(yīng)鏈送到消費(fèi)者手中，這一過程由正向物流來支持；同時， 瑕疵產(chǎn)品以及廢舊物資沿供應(yīng)鏈反向流動，在回流過程中恢復(fù)價值或者變?yōu)樵偕?資源，或者以廢棄物的形式回到自然界，這一過程由逆向物流來支持。 長期以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展基本上走的是一條高投入、高消耗的道路。到2 0 世紀(jì)末，4 5 種主要礦產(chǎn)中約有一半將不能滿足要求，據(jù)預(yù)計到2 0 2 0 年絕大多數(shù) 礦產(chǎn)將出現(xiàn)缺口，資源耗竭已成為一種十分現(xiàn)實和日益迫近的威脅n 】。一方面， 大量生產(chǎn)需要大量資源，另一方面，大量存在的淘汰廢棄產(chǎn)品不僅造成了資源的 嚴(yán)重浪費(fèi)，而且也嚴(yán)重污染了環(huán)境。從哲學(xué)的觀點(diǎn)看，地球是不存在廢棄物的， 廢棄物是放錯了地方的資源，在國外廢棄物又被稱為“二次礦藏 。因此，開展 基于逆向物流的廢棄淘汰產(chǎn)品資源化研究，對提高我國資源化率和以資源合理利 用為核心的環(huán)保戰(zhàn)略、建立可持續(xù)的工業(yè)發(fā)展模式具有重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的 戰(zhàn)略意義。 近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，作為代表一個國家工業(yè)化水平 的汽車行業(yè)已取得了長足進(jìn)步，全國汽車保有量從1 9 7 8 年的1 3 6 萬輛猛增到 2 0 0 9 年6 月的6 9 6 2 6 0 萬輛。2 0 0 3 年到2 0 0 8 年期間，汽車消費(fèi)是由l o 的城鎮(zhèn) 最高收入家庭所推動的；而2 0 0 9 年至2 0 1 3 年，汽車消費(fèi)將由高收入、中等偏上、 中等收入層次的消費(fèi)者帶動，這個階層占到城鎮(zhèn)家庭比例的3 0 一5 0 ，這部分消 費(fèi)的爆發(fā)將產(chǎn)生一個汽車消費(fèi)高速增長期，預(yù)計屆時消費(fèi)量將會是2 0 0 3 2 0 0 8 年的三倍以上，到2 0 2 5 年，中國可能成為世界上最大的汽車市場瞄1 。然而，產(chǎn) 品生命周期理論揭示：汽車的使用壽命是有限的，在經(jīng)過一定時期運(yùn)行后，汽車 零部件的磨損達(dá)到安全工作極限，容易引發(fā)交通安全事故，因此汽車使用到達(dá)一 定年限后要及時報廢。 據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段我國每年的平均汽車報廢量都在l o o 萬輛以上，2 0 0 9 年更 是將達(dá)到2 7 0 萬輛。隨著汽車保有量的增加，報廢車輛數(shù)量還將不斷擴(kuò)大，所帶 來的安全隱患、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問題越來越突出，迫切需要統(tǒng)籌兼顧安全、 環(huán)保、資源利用諸方面的因素，研究、制定和完善具有前瞻性的報廢汽車管理體 制及規(guī)章制度，逐步建立與安全環(huán)保、資源利用相適應(yīng)的報廢汽車回收體系。 推行汽車逆向物流，建立報廢汽車回收體系，不僅可以促進(jìn)汽車行業(yè)的健康 持續(xù)發(fā)展，更是解決報廢汽車引發(fā)的社會公害問題重要途徑。在宏觀層面上，汽 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 車回收與再利用能夠有效降低汽車產(chǎn)業(yè)對自然環(huán)境的不利影響，提高資源的利用 率；在微觀層面上，汽車回收與再利用不僅有利于提高企業(yè)的服務(wù)水平、提升企 業(yè)的運(yùn)營效率，還可降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，建立基于逆向物流的廢舊汽車 資源化回收利用體系是急需要解決的課題。目前，歐美各國已經(jīng)建立了與報廢汽 車有關(guān)的比較完善的法律和法規(guī)體系，同時建立了比較系統(tǒng)的回收體系，汽車零 部件的回收再利用已經(jīng)取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，而我國這一方面的工 作才僅僅開始。本文將針對我國廢棄淘汰汽車產(chǎn)品回收利用的現(xiàn)狀與特點(diǎn)，建立 廢舊汽車資源化回收系統(tǒng)模型，并對廢舊汽車零部件回收進(jìn)行預(yù)測建模，將具有 重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 1 2 研究現(xiàn)狀 1 2 1 國外研究現(xiàn)狀 國外對廢舊汽車回收處理的研究著手較早，研究范圍比較廣泛，研究程度也 比較深入，其具體研究內(nèi)容主要集中在以下三個方面： 1 ) 廢舊汽車回收理論研究 廢舊汽車回收理論的研究具有一定的通用性，很多借鑒于其他廢舊物品回收 利用的研究成果。在研究方法上，采用了交易成本經(jīng)濟(jì)學(xué)、博弈論等經(jīng)典經(jīng)濟(jì)理 論，解釋了企業(yè)運(yùn)作廢舊物品回收業(yè)務(wù)的動機(jī)、劃分了回收實施主體間的權(quán)責(zé)等。 同時，從理論上改進(jìn)了廢舊汽車回收處理技術(shù)，以期獲得更大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社 會效益。廢舊汽車回收理論研究主要包括企業(yè)實施回收物流的原因、回收物流的 實施主體、關(guān)系回收物流的主要活動、廢舊汽車回收處理技術(shù)等方面。 2 ) 廢舊汽車回收系統(tǒng)模型研究 與廢舊汽車回收系統(tǒng)相關(guān)的模型研究包括回收網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃模型、回收決策的 制定模型、經(jīng)濟(jì)效益的評價模型等經(jīng)濟(jì)模型及其優(yōu)化設(shè)計模型。i g n a t e n k oo 【3 等以報廢汽車為例，提出了一個柔性的回收系統(tǒng)模型，應(yīng)用該模型能達(dá)到歐盟“能 量和材料的高效回收 的規(guī)定要求；w i l1 ia l l l sjas 等心3 針對非鐵性和非金屬性 材料在現(xiàn)代汽車制造中的應(yīng)用新趨勢，提出了一個運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃( m i x e d i n t e g e rl i n e a rp r o g r 鋤n i n g ) 來實現(xiàn)報廢汽車批量回收的模型；r e u t e rma 等怕探究了報廢汽車回收過程中技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等因素的制約問題，提出了一 個較為柔性的報廢汽車回收模型；f e r r a op 和a m a r a lj 嵋1 針對歐盟有關(guān)報廢汽 車的規(guī)定，提出了相關(guān)報廢汽車回收活動的經(jīng)濟(jì)評價模型；f r a n ks c h u l t m a n n 等 1 闡述廢舊汽車的回收背景、驅(qū)動因素，以再處理點(diǎn)的選址和從廢舊汽車的拆 卸到再處理點(diǎn)的運(yùn)輸路徑為目標(biāo)，構(gòu)建了由廢舊汽車的拆卸者、再處理設(shè)施、提 取和復(fù)合等回收過程組成的整數(shù)規(guī)劃逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型，并運(yùn)用t s 算法進(jìn)行搜 索求解；h m 1 eb 1 a n c 等舊1 對荷蘭的汽車循環(huán)使用進(jìn)行研究，描繪了廢舊汽車的 收集，網(wǎng)絡(luò)模型使用m l i p 和路 二是運(yùn)用路徑規(guī)劃確定每個備 選拆卸地址間的運(yùn)輸成本；三是配送優(yōu)化確定最優(yōu)的庫存數(shù)量和位置。 3 ) 案例研究 f l e i s c h l n a n nm 等舊1 針對i b m 公司產(chǎn)品的特點(diǎn)，研究了從其使用過的產(chǎn)品中 回收可再利用零部件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及回收行為對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響； s p e n n l e rt p u c h e r th 等h 伽分別通過案例分析研究了不同恢復(fù)方式下回收網(wǎng)絡(luò) 的構(gòu)建和它們的特性；g u i d evdrj r 等u 考察了退款方式、回購方式、租賃 合同、發(fā)送收回系統(tǒng)、社會責(zé)任、收購價格、押金等各種激勵手段和策略工具在 促進(jìn)回收物流各方合作中的運(yùn)用；d eb r i t omp 等n 羽分別用案例討論了如何高 效且經(jīng)濟(jì)地處理返回產(chǎn)品的相關(guān)庫存管理；k r i k k ehr 等n 鯽分別由案例分析了 返回或退回產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃和控制與新產(chǎn)品的生產(chǎn)和分銷之間如何協(xié)調(diào)的問題。 1 2 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 從國內(nèi)的研究情況看，關(guān)于廢舊汽車回收的研究還剛剛起步，但政府部門與 學(xué)者對報廢汽車的回收也進(jìn)行了一些相關(guān)研究，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1 ) 廢舊汽車回收模式及對策 王愛平等u 劃系統(tǒng)研究了我國汽車工業(yè)發(fā)展和國內(nèi)外報廢汽車回收拆解行業(yè) 和企業(yè)現(xiàn)狀，并對現(xiàn)行的報廢標(biāo)準(zhǔn)、報廢政策，相應(yīng)的處理工藝做了全面總結(jié)； 胡鵬山等u 副對報廢汽車回收的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、市場、人才和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面作了深 入的研究；周育紅等h 刮對國內(nèi)外報廢汽車回收處理現(xiàn)狀作了研究，并從法制建設(shè)、 回收網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、回收技術(shù)研究、宣傳教育等方面提出了應(yīng)對報廢汽車回收利用的 對策建議；裴恕等h 7 分析了我國車輛回收與再制造的市場狀況并提出了適合我國 國情的車輛回收與再制造技術(shù)發(fā)展策略；趙樹恩u 引介紹了汽車全生命周期和循環(huán) 經(jīng)濟(jì)的概念，探討了汽車零部件的回收再生模式及循環(huán)利用策略。 2 ) 廢舊汽車回收模型及評價體系 張成等n 町構(gòu)建了基于生命周期的汽車回收及其循環(huán)經(jīng)濟(jì)模型，劃分了三層次 的汽車回收網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并提出適合中國國情的汽車回收策略；劉光復(fù)等啪1 通過對 廢舊汽車回收模型的研究以及資源化技術(shù)的進(jìn)展回顧，建立了廢舊汽車資源化系 統(tǒng)模型，以期加快我國廢舊汽車零部件資源回收的步伐；秦嘩等心川基于報廢汽車 循環(huán)再利用模型，建立了回收經(jīng)濟(jì)性評估模型，論證了零部再制造性，提出企業(yè) 組織管理水平和政策法規(guī)是提高報廢汽車循環(huán)再利用經(jīng)濟(jì)性的決定性因素；代應(yīng) 等隴，以報廢汽車為研究對象，對回收系統(tǒng)的主體功能、系統(tǒng)要素、組織結(jié)構(gòu)，以 及內(nèi)外環(huán)境因素等進(jìn)行了分析，建立了由生產(chǎn)商、銷售商、消費(fèi)者、服務(wù)維修中 心、報廢回收中心等多節(jié)點(diǎn)集合而成的綠色回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型；李文麗等舊3 1 歸納 總結(jié)了廢舊汽車回收模式類型，分析了各種回收模式的利與弊，從經(jīng)濟(jì)、管理、 技術(shù)方面闡述了影響【n j 收模式選擇的因素，并建立了回收模式評價指標(biāo)體系。 3 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 2 3 研究現(xiàn)狀分析 可以看出，國內(nèi)外學(xué)者對于廢舊汽車回收都有了一定的研究，取得了一定的 成果，但是仍然存在一些問題： 1 ) 現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)表明，目前我國廢舊汽車回收處理技術(shù)較國外相對落后， 汽車零部件再利用市場不規(guī)范，缺乏質(zhì)量保證，整體再利用水平較低，離走上綠 色回收產(chǎn)業(yè)化道路差之甚遠(yuǎn)。 2 ) 現(xiàn)有研究對于廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模的研究不多，缺乏從資源化角度 開展的相關(guān)研究。 因此，從可持續(xù)發(fā)展的觀念出發(fā)，大力發(fā)展汽車循環(huán)經(jīng)濟(jì)，深入研究對廢舊 汽車的有效回收、資源再利用、廢舊汽車資源化建模及其零部件回收預(yù)測，對促 進(jìn)廢舊汽車回收行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，推動社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境 的協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。 1 3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線 1 3 1 主要研究內(nèi)容 本文主要研究內(nèi)容如下： 1 ) 相關(guān)理論研究 本文首先從逆向物流的概念入手，分析了資源化內(nèi)涵及其與逆向物流之間的 關(guān)系，并對汽車再制造等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析研究。 2 ) 廢舊汽車回收現(xiàn)狀比較分析 在了解廢舊汽車拆解回收相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對國內(nèi)外廢舊汽車回收現(xiàn)狀進(jìn) 行比較分析，借鑒國外廢舊汽車回收的成熟經(jīng)驗，對我國廢舊汽車的回收利用現(xiàn) 狀及其呈現(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，指出現(xiàn)階段存在的主要問題以及發(fā)達(dá)國家汽車回收 業(yè)對我國的啟示。 3 ) 廢舊汽車資源化系統(tǒng)模型的建立 針對廢舊汽車回收過程和我國廢棄淘汰汽車產(chǎn)品回收利用的現(xiàn)狀與特點(diǎn)，建 立廢舊汽車資源化回收系統(tǒng)模型。 4 ) 廢舊汽車零部件回收預(yù)測建模 在深入研究汽車逆向物流特性的基礎(chǔ)上，提出用于廢舊汽車零部件回收預(yù)測 的方法，以影響廢舊汽車零部件回收的相關(guān)岡素為基礎(chǔ)，綜合利用模糊數(shù)學(xué)知識 構(gòu)建模型對廢舊汽車零部件回收進(jìn)行預(yù)測建模。 4 1 ) 確定論文的研究范圍、原則和總體目標(biāo) 總體目標(biāo)中應(yīng)該包括論文研究目的、預(yù)期研究成果和主要研究成果。對研究 內(nèi)容進(jìn)行分目錄梳理，確定論文的層次結(jié)構(gòu)，以起到統(tǒng)領(lǐng)全文、提綱挈領(lǐng)的作用。 2 ) 有針對性地收集和閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)一步了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 廣泛收集和閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括逆向物流、汽車再制造、資源化、 模糊數(shù)學(xué)、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)資料，分析國內(nèi)外廢舊汽車資源化建模和產(chǎn)品 回收預(yù)測方面的成功以及缺陷之處，拓寬自己的思路。 3 ) 結(jié)合我國汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行廢舊汽車資源化建模 分析資源化理論以及廢舊汽車資源的雙重性，在明確廢舊汽車回收的意義后 對廢舊汽車回收系統(tǒng)及資源化系統(tǒng)進(jìn)行建模。 4 ) 建立廢舊汽車零部件回收預(yù)測模型，對其進(jìn)行相應(yīng)的回收預(yù)測 對各種預(yù)測方法進(jìn)行一定的分析研究，并在深入研究汽車逆向物流特性的基 礎(chǔ)上提出適合用于廢舊汽車零部件回收的預(yù)測方法，并進(jìn)行相應(yīng)的零部件回收預(yù) 測。 5 ) 總結(jié)全文，得出結(jié)論，并為以后的研究指明方向 在研究過程中，遵循理論與實踐的結(jié)合、科學(xué)性與實用性相統(tǒng)一的原則。研 究技術(shù)路線框圖如下所示： 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 廢舊汽車資源化系統(tǒng)建模與回收預(yù)測研究 廢舊汽車回收利用 意義與作用 廢舊汽車拆解回收 相關(guān)技術(shù) 相關(guān)理論 廢舊汽車回 收現(xiàn)狀分析 廢舊汽車 資源化建模 妙 廢舊汽車 零部件回收 預(yù)測建模 結(jié)論 國外廢舊汽車回收 經(jīng)驗啟示 我國廢舊汽車回收 利用現(xiàn)狀及特點(diǎn) 圖卜1 研究技術(shù)路線 6 盅移 第二章基于逆向物流的資源化與汽車再制造 第二章基于逆向物流的資源化與汽車再制造 2 1 逆向物流 逆向物流( r e v e r s el o g i s t i c s ) 這個名詞最早出現(xiàn)在s t o c k 于1 9 9 2 年提交 給美國物流管理協(xié)會的研究報告中，指出逆向物流是一種包含了產(chǎn)品退回、物料 替代、物品再利用、廢棄處理、再處理、維修與再制造等流程的物流活動瞰1 。此 后國際有關(guān)專業(yè)組織和官方機(jī)構(gòu)開始重視逆向物流的研究和管理工作，從而使得 逆向物流的含義有多種表述。 非營利專業(yè)組織逆向物流執(zhí)行協(xié)會( t h er e v e r s el o g i s t i c se x e c u t i v e c o u n c i l r l e c ) 認(rèn)為瞄1 ：逆向物流是商品從典型的銷售終端向其上一節(jié)點(diǎn)的流 向過程，其目的在于補(bǔ)救商品的缺陷、恢復(fù)商品價值、或者對其實施正確處置。 其內(nèi)容應(yīng)該涵蓋：( 1 ) 出于損壞、季節(jié)性、再儲存、殘次品、召回或者過渡庫存 等原因而處理的回流商品；( 2 ) 再循環(huán)利用的包裝原料和容器；( 3 ) 修復(fù)、改造 和重新磨光的產(chǎn)品；( 4 ) 處理廢棄裝備；( 5 ) 處理危險物料；( 6 ) 恢復(fù)價值。 美國物流管理協(xié)會在其公布的供應(yīng)鏈全景物流詞條術(shù)語2 0 0 3 年9 月升 級版中，對逆向物流給出以下解釋：由于修復(fù)和信譽(yù)問題，對售出及發(fā)送到 顧客手中的產(chǎn)品和資源的回流運(yùn)動實施專業(yè)化的物流管理。 中國國家標(biāo)準(zhǔn)物流術(shù)語則將逆向物流分解為兩大類：( 1 ) 回收物流： 不合格物品的返修、退貨以及周轉(zhuǎn)使用的包裝容器從需方返回到供方所形成的物 品實體流動；( 2 ) 廢棄物物流：將經(jīng)濟(jì)活動中失去原有價值的物品，根據(jù)實際需 要進(jìn)行收集、分類、加工、包裝、搬運(yùn)、儲存，并分送到專門處理場所時所形成 的物品實體流動。 總結(jié)上述組織和官方機(jī)構(gòu)所下的定義，本文認(rèn)為：逆向物流是一個與傳統(tǒng)供 應(yīng)鏈反向，為價值恢復(fù)或處置合理目的，而對不合格產(chǎn)品、退貨、廢棄產(chǎn)品、報 廢包裝、報廢物資以及相關(guān)信息等從消費(fèi)地到起始點(diǎn)的有效流動所進(jìn)行的計劃、 管理和控制過程。 2 2 資源化 2 2 1 資源化定義及內(nèi)涵 資源化是指將廢物直接作為原料進(jìn)行利用或者對廢物進(jìn)行再生利用。再利用 和資源化郁是指廢物的再利用和資源化，因此再利用和資源化往往相提并論。在 中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法中就規(guī)定在廢物再利用和資源化過程中，應(yīng) 7 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 當(dāng)保障生產(chǎn)安全，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并防止產(chǎn)生再次污染。企 業(yè)事業(yè)單位應(yīng)當(dāng)建立健全管理制度，采取措施，降低資源消耗，減少廢物的產(chǎn)生 量和排放量，提高廢物的再利用和資源化水平嵋7 | 。 具體來說，資源化主要指通過現(xiàn)代技術(shù)與工藝加工，在規(guī)范的市場運(yùn)作下， 最大限度地開發(fā)利用廢舊產(chǎn)品其中蘊(yùn)含的材料、能源及經(jīng)濟(jì)附加值等財富，使其 成為有較高品位可以使用的資源，以達(dá)到節(jié)能、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境等目的，從而支 持社會的可持續(xù)發(fā)展瞄1 。廢舊產(chǎn)品資源化的目標(biāo)是通過采用先進(jìn)技術(shù)和嚴(yán)格管 理，使再利用、再制造的部分最大化，使再循環(huán)的部分最小化，最大限度地提取 廢舊產(chǎn)品中所蘊(yùn)含的財富。 廢舊產(chǎn)品經(jīng)分解后可分為4 類零部件： 1 ) 可再利用零部件。由于零部件不可能同時達(dá)到使用壽命，因此當(dāng)產(chǎn)品報 廢時總有一部分零部件性能完好，這部分零部件經(jīng)過檢測合格后應(yīng)直接利用，既 可以作為備件使用，也可以進(jìn)入產(chǎn)品再制造生產(chǎn)線生成再制造產(chǎn)品； 2 ) 可再制造零部件。通過吸納包括先進(jìn)表面工程技術(shù)在內(nèi)的各種新技術(shù)、 新工藝，實施再制造加工或升級改造生成性能等同或者高于原產(chǎn)品的再制造產(chǎn) 品； 3 ) 無法修復(fù)或經(jīng)濟(jì)上不合算但可通過再循環(huán)變成原材料的零部件。 4 ) 無法通過再利用、再制造和再循環(huán)程序回收，只能通過填埋等措施進(jìn)行 無害化廢棄處理的零部件。 因此，根據(jù)以上分類將廢舊汽車資源化的基本途徑可分為再利用、再制造、 再循環(huán)三種基本途徑，如圖2 一l 所示。其中，再利用和再制造是廢舊汽車資源化 的最佳形式和首選途徑。 8 第二章基于逆向物流的資源化與汽車再制造 l i - - - - - 資源化途徑 圖2 1 廢舊汽車資源化途徑 2 2 2 資源化與逆向物流的關(guān)系 再生資源作為一種特殊商品，是指生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等過程中產(chǎn)生的不再具 有原有使用價值而以各種形態(tài)賦存，但可以通過先進(jìn)的現(xiàn)代制造技術(shù)、加工技術(shù) 和表面處理技術(shù)等不同途徑而使其獲得使用價值的各種物料的總稱舊引。廢舊產(chǎn)品 資源化的核心就是使再生資源得到有效的回收利用，包括再生資源的收購、挑選 分揀、鑒別分類、打包壓塊、破碎、解體等初級加工，熔煉、分解、再制造等深 加工，以及再生資源的儲存和運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容，是融商流、物流、信息流和資金流以 及生產(chǎn)加工為一體的活動。因此，逆向物流與廢舊產(chǎn)品資源化的目標(biāo)、活動內(nèi)容 等許多都是相同的，可以說是從不同的角度探討同一個問題。 從物流的角度看，它們同屬于循環(huán)物流體系，再生資源回收利用企業(yè)就是從 事逆向物流的準(zhǔn)第三方物流企業(yè)；從資源和環(huán)保的角度看，它們同屬于資源循環(huán) q 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 利用體系，從事逆向物流的企業(yè)也是資源綜合利用行業(yè)的重要組成部分洶1 。資源 化回收利用和逆向物流的共同之處主要表現(xiàn)在： 1 ) 根本目標(biāo)一致，即重新挖掘商品的使用價值，有效利用資源，保護(hù)環(huán)境。 2 ) 實物流向一致，即從消費(fèi)者一流通者一生產(chǎn)商，沿著供應(yīng)鏈下游向上游 “反向流動。 3 ) 涉及的實物對象都具有較強(qiáng)的不確定性。 4 ) 主要活動內(nèi)容基本相同，即對廢、次產(chǎn)品和包裝材料的回收、重用、翻 新、改制、再生循環(huán)和有害物資的處理。 5 ) 強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。 另一方面，再生資源回收利用和逆向物流也有一定差異性，主要表現(xiàn)在： 1 ) 覆蓋的范圍不同。逆向物流包含的實物對象更寬，包括因設(shè)計、營銷、 投訴等產(chǎn)生的退貨物品，這些退貨物品中許多仍然保存著原有的使用價值，不屬 于再生資源。 2 ) 強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同。再生資源回收利用強(qiáng)調(diào)商物融合的回收功能和加工功 能，而逆向物流強(qiáng)調(diào)儲存和運(yùn)輸，主要關(guān)注的是物流功能和信息功能。 3 ) 逆向物流注重從供應(yīng)鏈和企業(yè)經(jīng)營的角度考察問題，是一個以提高客戶 滿意度、企業(yè)形象和產(chǎn)品競爭力等為出發(fā)點(diǎn)的物流分支行業(yè)，其推動的主力應(yīng)該 是供應(yīng)鏈上的生產(chǎn)和流通企業(yè)；而再生資源回收利用主要是從物質(zhì)循環(huán)、資源節(jié) 約和環(huán)保的角度考察問題，是一個具有明顯社會公益性的特殊產(chǎn)業(yè)，它需要包括 政府、生產(chǎn)企業(yè)、利廢企業(yè)t 消費(fèi)者等全社會力量的普遍關(guān)注，其中政府起著關(guān) 鍵性作用。 2 3 汽車再制造 2 - 3 1 汽車再制造的定義 關(guān)于再制造的定義，國內(nèi)外的學(xué)者給出了以下的定義： 美國再制造研究先驅(qū)者r o b e r tl u n dt 教授b 在1 9 8 4 年給再制造下了 這樣的定義：再制造是將耗損的耐用產(chǎn)品恢復(fù)到既能用又經(jīng)濟(jì)，經(jīng)過拆卸分解、 清洗檢查、整修加工、重新裝配、調(diào)整測試的全生產(chǎn)過程；g u i d ej r 博士b 2 1 將 其定義為：將一個舊產(chǎn)品恢復(fù)到“新”狀態(tài)，使其具有和原產(chǎn)品一樣的使用性能 和壽命，這樣的過程叫再制造。 我國學(xué)術(shù)界的定義為：再制造工程是一個以產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計和管理為指 導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標(biāo)，以先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段， 來修復(fù)或改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動的總稱舊3 1 。其中再制造的對 象“產(chǎn)品 是廣義的，它既可以是設(shè)備、系統(tǒng)、設(shè)施，也可以是其零部件， 既包括硬件，也包括軟件。 1 0 第二章基于逆向物流的資源化與汽車再制造 汽車再制造是一種以汽車全壽命周期設(shè)計和管理為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié) 能、節(jié)材和環(huán)保為目標(biāo)，運(yùn)用先進(jìn)的表面技術(shù)、復(fù)合技術(shù)等多種高新技術(shù)，通過 產(chǎn)品化生產(chǎn)方式，嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量管理和市場管理模式，使廢舊汽車產(chǎn)品得以高 質(zhì)量地再生和再使用。 2 3 2 汽車再制造現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平有了顯著的提高，汽車作為代步 工具也慢慢地走進(jìn)了干家萬戶。目前我國汽車保有量巨大，到2 0 1 0 年將增至5 5 0 0 萬輛，每年都將有大量的汽車需要修理或面臨著報廢，而我國修理還是以更換新 件為主，修理換下來的零部件和這些報廢的汽車如果不能很好的處理，那將會產(chǎn) 生巨大的浪費(fèi)和對環(huán)境長久的污染，同時其存放也會占用大量的空間，所以再制 造作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)四種模式( 減量化r e d u c e 、再循環(huán)r e c y c l e 、再利用r e u s e 和再 制造r e m a n u f a c t u r e ) 之一的新興生產(chǎn)模式在不斷擴(kuò)大影響，近年在我國異軍突 起，這是符合我國可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和步入節(jié)約型社會的國策需要的。 汽車的制造及使用過程消耗了大量金屬、石油等礦產(chǎn)資源。據(jù)統(tǒng)計，2 0 0 5 年我國機(jī)動車消耗的石油占全國石油需求的4 3 ，預(yù)計2 0 1 0 年機(jī)動車的石油消 耗將占當(dāng)年石油需求的5 7 。汽車尾氣是造成城市空氣污染的重要源頭，交通噪 聲成為影響人們生活質(zhì)量的重要因素。據(jù)分析，大氣中3 8 5 的c o 、1 1 7 的c 0 2 、 8 7 6 的n o ) 【以及6 2 的s 0 2 來源于汽車尾氣。此外，報廢汽車不僅產(chǎn)生大量的 廢棄物，還占用寶貴的土地資源。因此，汽車制造業(yè)對減少資源消耗及環(huán)境保護(hù) 負(fù)有不可推卸的責(zé)任。目前，在全球范圍內(nèi)興起報廢汽車回收和循環(huán)利用的研究 和工程實踐，旨在合理地處置報廢汽車，實現(xiàn)材料的循環(huán)利用，以減少資源消耗 及對環(huán)境的破壞，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。 歐洲主要工業(yè)化國家的一些大企業(yè)都相繼開展了再制造，著名的大眾、寶馬、 梅塞德斯汽車企業(yè)早在8 年前便建立了汽車拆卸試驗中心m 1 。在2 0 0 5 年，8 5 廢 舊汽車零部件都可以得到回收利用，到2 0 1 5 年這一比例將提高到9 5 。法國廢舊 汽車現(xiàn)已有8 5 的零部件得到回收利用，從1 9 8 9 年起，由美國汽車零部件再制造 協(xié)會主持與歐洲各國每年輪流在歐洲一個國家組織有關(guān)再制造的年會。日本在 2 0 0 1 年1 月也召開了再制造研討會。日本擁有占世界1 l o 的汽車，每年都有5 0 0 萬輛以上的報廢量。實際上許多汽車通過再制造恢復(fù)了原有功能，實現(xiàn)了再循環(huán)， 延長了汽車的使用壽命。 國內(nèi)有許多單位正在進(jìn)行再制造領(lǐng)域的研究，但其研究和應(yīng)用尚處于起步階 段。上海交通大學(xué)與美國通用、福特汽車公司合作，開展了轎車的回收再制造研 究，其生命質(zhì)量與機(jī)械工程研究所正在與上海遠(yuǎn)東拆車有限公司、上海善能機(jī)械 有限公司合作，進(jìn)行清潔生產(chǎn)及車輛的拆卸和回收技術(shù)的研究。上海大眾聯(lián)合發(fā) 展有限公司自2 0 0 0 年以來再制造的桑塔納發(fā)動機(jī)陸續(xù)上市，得到消費(fèi)者的好評， 而上海大眾己累積銷懸突破了3 5 0 萬臺，其中絕大部分為桑塔納轎車這些車輛從 能夠創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會；三是再制造可以顯著提高產(chǎn)品壽命、可靠性，降低了 維修成本；四是在花較低的費(fèi)用下，實現(xiàn)了產(chǎn)品的性能提升和跨越式發(fā)展；五是 再制造減少了廢舊產(chǎn)品的環(huán)保處理量和新品的生產(chǎn)量，提高了資源利用率，降低 了環(huán)境污染，從而顯著節(jié)約資源和能源；六是價廉物美的再制造產(chǎn)品可以極大地 促進(jìn)入們生活水平的提高。因此，在汽車、化工、機(jī)械、家電等領(lǐng)域發(fā)展再制造 產(chǎn)業(yè)示范，將取得顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 由此可以看出，汽車再制造同樣具有著明顯的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義： 1 ) 再制造可以節(jié)約資源，減少污染，是可持續(xù)發(fā)展的選擇。據(jù)統(tǒng)計資料顯 示，全球環(huán)境污染的7 0 以上排放物來自制造業(yè)，每年約產(chǎn)生5 5 億噸無害廢物 和7 億噸有害廢物。相應(yīng)地，再制造可以節(jié)約能量、減少固體材料的浪費(fèi)。估計 再制造一產(chǎn)品所需能源是生產(chǎn)一新產(chǎn)品所需能源的l 5 至l 4 ，同時也避免了生 產(chǎn)新產(chǎn)品帶來的污染。 2 ) 對于制造企業(yè)而言，再制造可以增大利潤空間。再制造不僅成本低，同 時回收的舊產(chǎn)品所反饋的質(zhì)量、性能等信息對企業(yè)研發(fā)起到了支持作用。統(tǒng)計資 料顯示，美國汽車售后服務(wù)市場規(guī)模為2 5 8 2 億美元，利潤率高達(dá)2 7 。世界上 些知名的企業(yè)，在產(chǎn)品售后服務(wù)中獲得的利潤占其總收入的l 3 以上，如i b m 公司的售后服務(wù)利潤已經(jīng)超過了產(chǎn)品銷售的利潤。 3 ) 再制造可以增加就業(yè)。當(dāng)再制造行業(yè)的市場份額增加時，勞動力需求會 隨之增加。這里不但包括再制造行業(yè)本身的勞動力需求，還包括其它行業(yè)為再制 造業(yè)提供更多中間產(chǎn)品而增加的勞動力需求。資料也顯示，美國每年“再制造 吸納勞動力4 8 萬多人。當(dāng)高科技越來越多地應(yīng)用到傳統(tǒng)制造業(yè)時，很多企業(yè)所 需要的勞動力數(shù)量將逐漸減少。再制造提供的就業(yè)機(jī)會對于社會穩(wěn)定也起到了一 定的作用。 我國作為裝備使用大國，設(shè)備資產(chǎn)已達(dá)幾萬億元，其中許多大型成套機(jī)械類 設(shè)備，尤其是7 0 年代末、8 0 年代初引進(jìn)的重大設(shè)備，從2 0 0 1 年開始將陸續(xù)到 壽，面臨報廢，在