再制造在通訊設(shè)備上的應(yīng)用研究

1、再制造在通訊設(shè)備上的應(yīng)用研究 摘要：對(duì)比了國(guó)內(nèi)外手機(jī)再制造現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)手機(jī)的再制造失效原因和可行性進(jìn)行了探討，利用“分層思想”對(duì)手機(jī)再制造方案進(jìn)行了三層劃分，構(gòu)建了方案中每一步驟的實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)路徑，分析了手機(jī)再制造的效益，以期為我國(guó)手機(jī)再制造提供參考。 關(guān)鍵詞：手機(jī)再制造；方案設(shè)計(jì)；效益分析 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：16749944（2016）12024303 1引言 隨著手機(jī)更新?lián)Q代的頻率加快，人們對(duì)于手機(jī)的更換頻率的增加，舊手機(jī)的數(shù)量也在逐漸增加。當(dāng)前，我國(guó)手機(jī)已進(jìn)入更新?lián)Q代高峰期，但由于技術(shù)和管理等方面存在的一些問(wèn)題，廢舊手機(jī)回收率極低，大量廢棄手機(jī)造成的環(huán)境與資源問(wèn)題日

2、益突出。因此，如何對(duì)手機(jī)進(jìn)行回收利用并進(jìn)行再制造以最大程度解決其對(duì)環(huán)境和資源帶來(lái)的問(wèn)題，已成為很重要的研究課題。 目前，我國(guó)對(duì)手機(jī)再制造研究較少，也未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。而國(guó)外電子產(chǎn)品再制造應(yīng)用較多的主要有相機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、清潔器、電腦等1。這些產(chǎn)品的再制造商主要為原設(shè)備提供商，他們主要通過(guò)“出租”或“用一次付費(fèi)一次”的方式對(duì)再制造產(chǎn)品進(jìn)行銷售，而不是零售渠道。而針對(duì)手機(jī)以及無(wú)線耳機(jī)、收音機(jī)等產(chǎn)品，由于原設(shè)備制造商參與較少，所以針對(duì)它們?cè)僦圃鞈?yīng)用較少，但也有部分應(yīng)用比如歐洲的手機(jī)供應(yīng)市場(chǎng)，美國(guó)iphone制造商等2-3。由于手機(jī)再制造成本較低，可滿足低收入人群的通信需求，同時(shí)也達(dá)到了環(huán)保和資源節(jié)約

3、要求，滿足政府的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因而對(duì)于手機(jī)再制造的研究非常重要。 針對(duì)手機(jī)再制造進(jìn)行了基本情況、廢棄原因、可行性、方案設(shè)計(jì)以及效益分析，利用“分層思想”，構(gòu)建了手機(jī)再制造的流程并對(duì)各層進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)我國(guó)手機(jī)再制造研究具有重大的意義。 手機(jī)再制造設(shè)計(jì)4是指以手機(jī)為對(duì)象，根據(jù)手機(jī)再制造產(chǎn)品要求，運(yùn)用科學(xué)決策方法和先進(jìn)技術(shù)，對(duì)再制造過(guò)程中的廢舊手機(jī)產(chǎn)品回收、再制造生產(chǎn)及再制造產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷等的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、技術(shù)單元和資源利用進(jìn)行全面規(guī)劃，最后形成最優(yōu)化再制造方案的過(guò)程。 成功的手機(jī)再制造5必須面對(duì)新手機(jī)的價(jià)格的持續(xù)下降，手機(jī)更新?lián)Q代的頻率加快，由于不友好設(shè)計(jì)帶來(lái)的拆解困難，運(yùn)輸以及再制造過(guò)程中的勞動(dòng)和機(jī)器

4、成本消耗等問(wèn)題。 2手機(jī)再制造研究的基本情況 2.1總體數(shù)量及廢棄情況 歐洲國(guó)家手機(jī)的平均更新頻率小于18個(gè)月，而每年設(shè)計(jì)的不同型號(hào)的新手機(jī)就超過(guò)100種13。我國(guó)手機(jī)更新的頻率同樣也較高，人們更換手機(jī)的周期已由過(guò)去的35年縮短到18個(gè)月左右。相對(duì)如此高的更新頻率，我國(guó)廢舊手機(jī)回收率卻僅為1 %13。 目前，國(guó)內(nèi)廢舊手機(jī)及電池的回收主要是依靠小商小販在街頭或在二手市場(chǎng)中收購(gòu)。2008年中國(guó)移動(dòng)曾開(kāi)展了“綠箱子”環(huán)保計(jì)劃，在國(guó)內(nèi)約1000家自辦營(yíng)業(yè)廳、手機(jī)供應(yīng)商、150家銷售中心及維修中心長(zhǎng)期設(shè)立“綠箱子”，專門收集廢棄手機(jī)及配件。中國(guó)移動(dòng)通過(guò)“綠箱子”環(huán)保計(jì)劃共回收廢舊手機(jī)及配件135萬(wàn)件，其

5、中90 %是手機(jī)電池13。我國(guó)已是世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，手機(jī)用戶以每年超過(guò)10 %的速度增長(zhǎng)。大量廢舊手機(jī)、電池未能回收利用，既造成了資源的極大浪費(fèi)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。 2.2資源浪費(fèi)情況 據(jù)中國(guó)電子企業(yè)協(xié)會(huì)廢舊手機(jī)綜合利用委員會(huì)統(tǒng)計(jì)4，一部手機(jī)中鋼鐵占54 %，銅鋁占20 %，塑料占17 %，線路板中還含有貴重的金、銀、鈀等金屬。1 t電路板中，可分離出130 kg銅、20 kg錫、0.45 kg黃金。廢手機(jī)電池也含有豐富的黃金、鈷、鎳等稀有金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)手機(jī)電池年用鈷約5600 t，用鎳約3萬(wàn)t，相當(dāng)于我國(guó)27 %的鈷產(chǎn)量和15 %的鎳產(chǎn)量。 而我國(guó)廢舊手機(jī)回收利用率

6、非常低，造成了資源上的浪費(fèi)，同時(shí)由于廢舊手機(jī)及電池中含有砷、汞等有毒有害物質(zhì)，隨意丟棄和處置也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。 3手機(jī)廢棄原因分析及再制造可行性分析 3.1主要廢棄原因 造成手機(jī)廢棄原因有很多，主要原因可表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。 3.1.1觀念的變化 由于人們生活水平的提高，往往追求性能更高的產(chǎn)品，而忽略了產(chǎn)品本身可以滿足的性能。部分人特別是青少年往往存在攀比心理，緊跟電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐，導(dǎo)致舊手機(jī)的不斷產(chǎn)生。 3.1.2技術(shù)發(fā)展較快 由于人們高質(zhì)量高品質(zhì)的要求，催生了手機(jī)技術(shù)發(fā)展的快速步伐，以蘋果公司生產(chǎn)的iphone手機(jī)為例，iphone已由起初的iphone3gs，歷經(jīng)了iphone4

7、、4s、5、5c、5s、6、6s等系列手機(jī)產(chǎn)品，其產(chǎn)品的性能和品質(zhì)越來(lái)越高，近年來(lái)型號(hào)的更新頻率越來(lái)越快，而且其內(nèi)部ios安裝系統(tǒng)的更新速度更快。這就導(dǎo)致對(duì)手機(jī)品質(zhì)要求較高的人進(jìn)行手機(jī)更換，也直接導(dǎo)致舊手機(jī)的產(chǎn)生和廢棄。 3.1.3產(chǎn)品損壞或部分缺陷 由于長(zhǎng)時(shí)間對(duì)手機(jī)的使用以及使用過(guò)程中的一些客觀因素，手機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)軟件運(yùn)行太慢、緩存太小、產(chǎn)品外觀磨損、部分零件失效等情況，這些原因也會(huì)導(dǎo)致舊手機(jī)的產(chǎn)生。 3.2再制造可行性分析 對(duì)手機(jī)再制造可行性進(jìn)行分析就必須掌握手機(jī)的組成，一部典型的智能手機(jī)主要由機(jī)殼、pcb主板、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、顯示屏、電池、鍵盤（含側(cè)按鍵）、話筒、聽(tīng)筒、外置耳機(jī)、攝像

8、頭、藍(lán)牙天線、gps天線等模塊組成。 而當(dāng)前手機(jī)再制造面臨的一些限制主要表現(xiàn)為總體方案的設(shè)計(jì)，回收利用環(huán)節(jié)和拆解環(huán)節(jié)的效率問(wèn)題。只有這些問(wèn)題得到較好的解決，才能確保手機(jī)的再制造的可行性和有效性。 3.2.1回收利用環(huán)節(jié) 有效地回收是手機(jī)再制造的基本元素。我國(guó)有部分大眾將手機(jī)捐獻(xiàn)或者以小收益的方式將手機(jī)出售以供生產(chǎn)商回收，然而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，當(dāng)前我國(guó)廢舊手機(jī)的回收率極低，主要原因有以下幾點(diǎn)。 （1）觀念滯后。我國(guó)大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)電子廢棄物可能造成的環(huán)境危害認(rèn)識(shí)不夠，隨手丟棄現(xiàn)象嚴(yán)重，選擇回收處理意識(shí)不強(qiáng)。 （2）管理措施滯后，監(jiān)督不到位。一部分廢舊手機(jī)、電池經(jīng)翻新流入二手市場(chǎng)，影響了手機(jī)市場(chǎng)秩序，并造

9、成不少安全隱患。還有一部分廢舊手機(jī)、電池進(jìn)入土法冶煉貴金屬的非法企業(yè)，往往造成環(huán)境污染。而規(guī)范的拆解回收企業(yè)在處理成本上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。 （3）手機(jī)電池設(shè)計(jì)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未能統(tǒng)一造成了手機(jī)電池的巨大浪費(fèi)，目前不僅不同品牌手機(jī)電池規(guī)格型號(hào)不統(tǒng)一，同一品牌不同型號(hào)的手機(jī)所用電池也不統(tǒng)一，電池和手機(jī)同時(shí)淘汰，增加了廢舊電池的數(shù)量。 （4）我國(guó)廢舊手機(jī)、電池處理技術(shù)也沒(méi)有成熟。我國(guó)回收的廢舊手機(jī)、電池，最后都要送到新其他國(guó)家處理。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)工藝及其設(shè)備仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，還沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度。 另外，回收利用過(guò)程中最重要的識(shí)別手機(jī)的剩余價(jià)值的技術(shù)手段與方法也對(duì)于舊手機(jī)的處理非常重要。解決上述幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)于手

10、機(jī)的有效回收利用有重要意義。 3.2.2拆解環(huán)節(jié) 有效地拆解是手機(jī)再制造的根本前提，手機(jī)的組成部分很多，如何對(duì)各部分進(jìn)行測(cè)試檢查以及進(jìn)行有效的拆解非常重要。手機(jī)的拆解可分為機(jī)械拆解、半自動(dòng)化拆解和全自動(dòng)化拆解。 機(jī)械拆解為純手工拆解、可由專業(yè)技術(shù)人員利用一定的機(jī)械工具對(duì)手機(jī)元器件進(jìn)行拆解，該方法實(shí)施簡(jiǎn)單，成本較低，但拆解效率也低。半自動(dòng)化拆解可通過(guò)人工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合一些自動(dòng)化機(jī)器對(duì)手機(jī)各部分器件進(jìn)行智能化拆解。自動(dòng)化拆解利用通用的全自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)編制的程序?qū)κ謾C(jī)各部分組成進(jìn)行智能識(shí)別判斷和拆解，以達(dá)到手機(jī)拆解高效率的目的。 3.2.3總體方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié) 總體方案的設(shè)計(jì)是手機(jī)再制造的核心內(nèi)容，手機(jī)再制

11、造的效率和品質(zhì)保證與這一環(huán)節(jié)密切相關(guān)。手機(jī)再制造主要有回收、檢測(cè)評(píng)估、翻新、認(rèn)證、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，其流程如圖1所示。 4再制造技術(shù)方案 4.1總體思路 結(jié)合第3節(jié)手機(jī)再制造的可行性分析，利用分層思想對(duì)不同程度手機(jī)進(jìn)行了再制造方案的設(shè)計(jì)規(guī)劃，整個(gè)方案設(shè)計(jì)如圖2所示。 在手機(jī)再制造流程中，按照手機(jī)的分層思想，將方案設(shè)計(jì)中手機(jī)分為3個(gè)階層。 第1階層：此階層的手機(jī)是將回收利用的手機(jī)，經(jīng)過(guò)手機(jī)識(shí)別和檢測(cè)后仍然完好或者通過(guò)拆解、清洗、形成恢復(fù)件、加入新部件組裝后的手機(jī)形成可參與手機(jī)包裝的階層。 第2階層：此階層的手機(jī)是指將檢測(cè)后功能和構(gòu)件完好或重新清洗組裝后的手機(jī)進(jìn)行軟件升級(jí)可參與手機(jī)包裝的階層。 第3

12、階層：此階層的手機(jī)指將軟件更新后的手機(jī)經(jīng)過(guò)打磨工序后形成的可參與手機(jī)包裝的階層。 4.2技術(shù)途徑與實(shí)現(xiàn)方法 廢舊手機(jī)回收與綜合利用再制造涉及回收、拆解、處理等多個(gè)環(huán)節(jié)，需要手機(jī)生產(chǎn)商、銷售商、維修商、通信運(yùn)營(yíng)商、回收機(jī)構(gòu)、拆解處理企業(yè)等共同參與和廣大消費(fèi)者的支持。按照4.1節(jié)手機(jī)再制造的思路，手機(jī)再制造涉及到手機(jī)的回收、分類檢測(cè)、拆解、清新、壞件修復(fù)、組裝、軟件更新、打磨等工序、不同階段要求的技術(shù)方法也不相同。針對(duì)我國(guó)的手機(jī)再制造幾個(gè)典型環(huán)節(jié)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑如下。 4.2.1回收利用的實(shí)現(xiàn)方法 （1）建立多元化的回收渠道，讓廣大手機(jī)用戶賣手機(jī)像買手機(jī)一樣方便，從而切實(shí)提高廢舊手機(jī)回收率。應(yīng)研究建

13、立手機(jī)“以舊換新”回收機(jī)制，逐步擴(kuò)大手機(jī)回收規(guī)模。只有當(dāng)廢舊手機(jī)回收量達(dá)到較大規(guī)模時(shí)，拆解處理與綜合利用在經(jīng)濟(jì)上才是合算的。 （2）推進(jìn)手機(jī)再制造工作，建立和規(guī)范二手手機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證制度，培育二手手機(jī)市場(chǎng)。英國(guó)等許多發(fā)達(dá)國(guó)家有專門的二手手機(jī)制造公司，對(duì)回收的廢舊手機(jī)能用的進(jìn)行翻新，不能用的進(jìn)行無(wú)害化處理。 （3）制定扶持政策鼓勵(lì)正規(guī)企業(yè)提高廢舊手機(jī)處理工藝和裝備水平。由于廢舊手機(jī)無(wú)害化處理成本高，企業(yè)缺少投資積極性。國(guó)家政策上應(yīng)該對(duì)舊手機(jī)處理提供支持。 （4）抓緊手機(jī)電池統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，從源頭上加強(qiáng)治理，降低電池生產(chǎn)成本，提高手機(jī)電池重復(fù)利用水平和廢舊電池回收處理效率。此外，有關(guān)部門應(yīng)推進(jìn)廢舊

14、手機(jī)綜合利用試點(diǎn)工作，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及早推廣。 手機(jī)回收利用主要依據(jù)其剩余價(jià)值，而手機(jī)的剩余價(jià)值分為已知和未知兩部分，如何評(píng)定手機(jī)的剩余價(jià)值便需用到相關(guān)的評(píng)估技術(shù)或者需培養(yǎng)專門的技術(shù)人員根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)手機(jī)的剩余價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，以達(dá)到手機(jī)手機(jī)回收的高效化。 4.2.2分類檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法 手機(jī)的分類檢測(cè)，需要根據(jù)不同種類型號(hào)的手機(jī)進(jìn)行，由于手機(jī)種類和型號(hào)的不同，會(huì)導(dǎo)致手機(jī)的分類和檢測(cè)比較復(fù)雜。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)、可對(duì)已有的不同種類和型號(hào)的手機(jī)各項(xiàng)參數(shù)及其組成進(jìn)行整理放置在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而檢測(cè)利用相應(yīng)的檢測(cè)軟件結(jié)合相關(guān)器材通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)手機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可對(duì)手機(jī)的不同部件進(jìn)行檢測(cè)，最終達(dá)到分類和檢測(cè)的目的。

15、 4.2.3拆解的實(shí)現(xiàn)方法 手機(jī)再制造的拆解為全自動(dòng)化拆解和通用拆解。通用拆解就是傳統(tǒng)的機(jī)械拆解。自動(dòng)化拆解就是利用通用的全自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)編制的程序結(jié)合相關(guān)拆解器材對(duì)手機(jī)各部分組成進(jìn)行智能識(shí)別判斷和拆解。 4.2.4壞件修復(fù)的實(shí)現(xiàn)方法 手機(jī)壞損部件的修復(fù)可借鑒我國(guó)工業(yè)上的一些表面修復(fù)技術(shù)以及通信方面檢測(cè)修復(fù)技術(shù)，對(duì)手機(jī)損壞的外殼、鍵盤、pcb電路板、話筒、聽(tīng)筒等組成部分進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)“壞中修好”。 5效益分析 手機(jī)的再制造會(huì)為我國(guó)手機(jī)市場(chǎng)中的資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保方面帶來(lái)很大的效益。 （1）資源效益。手機(jī)再制造節(jié)約了大量原生資源的開(kāi)采。據(jù)工業(yè)專家統(tǒng)計(jì)，1 t材料用于再制造，就可以節(jié)約59 t

16、原材料。同時(shí)，制造手機(jī)也需要大量能源，而手機(jī)再制造可減少大量的能源消耗。 （2）經(jīng)濟(jì)效益。手機(jī)再制造若大規(guī)模大批量發(fā)展，則可直接為企業(yè)創(chuàng)造利潤(rùn)、減少企業(yè)的環(huán)保消耗、提升產(chǎn)品品牌和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 （3）社會(huì)效益。提高了低收入人員的生活水平，減少了廢棄產(chǎn)品土地占用量和污染引發(fā)的各種疾病、提高人員的生活質(zhì)量。 （4）環(huán)保效益。減少了廢棄產(chǎn)品的掩埋量和污染排放量，減少了有害氣體的排放，改善環(huán)境質(zhì)量。 6結(jié)語(yǔ) 手機(jī)再制造作為再制造產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支，在我國(guó)卻沒(méi)有得到很好的開(kāi)展，合理分析我國(guó)手機(jī)再制造現(xiàn)狀，利用“分層思想”對(duì)手機(jī)再制造進(jìn)行規(guī)劃，并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法及技術(shù)路徑進(jìn)行明確，對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)手機(jī)再制造

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