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工业再制造发展与供应链优化
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来源: 《中国工业评论》 作者: 周凯歌发布时间:2017/4/27评论:0+收藏文章

20 世纪的 100 年,人类创造的物质财富超过了以往 5000 年的历史总和,但也极端消耗了地球资源,超出了大自然的恢复能力。为了缓解有限资源和过度消耗之间的矛盾,最大限度地利用废旧产品的剩余价值,美国、日本等发达国家从上世纪开始重视工业再制造问题,并从体系、法制建设以及供应链等方面推动再制造的发展。而我国也已进入机械装备和家用电器、工业品等报废的高峰期,工业再制造相关体系与其供应链的建设亟待梳理和强化。


国内外工业再制造产业链特点

 

对于再制造,20 世纪 90 年代,美国从产业角度建立了 3R 体系(Reuse 再利用、Recycle 再循环、Remanufacture 再制造);日本从环境保护的角度也建立了 3R 体系(Reduce 减量化、Reuse 再利用、Recycle 再循环)。中国在总结世界各国经验的基础上,创造性地提出具有中国特色的 4R 体系(Reduce 减量化、Reuse 再利用、Recycle 再循环、Remanufacture 再制造)。再制造产业链由废旧产品回收企业、专业拆解企业、再制造企业、再制造产品销售企业和消费者共同组成一个闭环结构。如图1所示。

美国:运作模式灵活

再制造在欧美发达国家已形成了巨大的产业。2005 年全球再制造业产值已超过 1000 亿美元,美国的再制造产业规模最大,达到 750 亿美元,其中汽车和工程机械再制造占 2/3 以上,在500 亿美元左右。

 

在美国,再制造企业有三种运作模式:第一种是独立的再制造公司。以汽车行业为例,这类公司不依附于任何一家原制造厂,完全根据汽车维修市场的需求生产再制造产品,只需对所生产的再制造产品质量负责。第二种是原制造商投资、控股或授权生产的再制造企业。这类企业只生产自己的产品,再制造后的产品直接进入原制造企业的体系中流通,并使用原制造企业的标识。第三种是小型再制造工厂。他们以各种灵活的方式为客户提供完善的再制造服务,旧件的所有权一般不发生变更。近几年来,这些小型再制造企业开始走连锁经营和集约化道路。

 

美国再制造产业具有以下特点:(1)灵活的运作模式;法律法规体系比较健全,美国环境保护署发布的《再制造材料建议公告》,要求政府采购项目中优先选择再制造零部件及相关材料;(2)为保证再制造产品质量,出台再制造技术标准,出台了相关政策为再制造保驾护航。

 

此外,美国针对再制造行业旧件回收、产品销售及知识产权等特点,制定了相关政策。

 

日本:回收渠道畅通

近年来,日本加强了对工程机械的再制造。至2008年,再制造的工程机械中,58%由日本国内用户使用,34%出口到国外,其余的8%拆解后作为配件出售。在生活中经常可以碰到含有再制造零件的产品,大到汽车,小到手机。日本消费者对再制造产品并不排斥,而且再制造还是环保的代称。

 

日本再制造产业具有以下特点:(1)“循环”观念深入人心,“3R”原则是日本循环性社会的集中体现,这和再制造有着密切的关系,因为再利用和再循环直接推动了再制造的发展。最近,日本提出的“都市矿山”更是与再制造直接相关。高技术产品中不可缺少的金、钯等贵金属和稀有金属大量存在于电器制品中,将这些废旧产品进行再制造,可以变废为宝。(2)畅通的旧件回收渠道。日本的回收渠道管理中,最突出的特点就是销售渠道畅通,采用哪里来就到哪里去的原则,旧品的来源也即新品的销售渠道。(3)完善的立法。早在1970年,日本就颁布了《废弃物处理法》,对非法抛弃废弃物采取罚款、征税等惩罚措施。

 

中国:建设示范基地

目前,我国也已进入机械装备和家用电器报废的高峰期,再制造势在必行。从数据看,全国役龄 10 年以上的传统旧机床超过 300 万台,80%的在役工程机械超过保证期;年报废汽车约 500 万辆,报废家电2000万台以上,报废手机 2000万部,每年产生约 8 亿吨固体废物。仅以腐蚀和磨损为例,2007年中国工程院发布摩擦学调查报告称:2006年全国因摩擦磨损造成的损失高达9500亿元,占当年GDP的 4.5%。两项损失合计1.55万亿元,粗略估算占GDP的9.5%,而发达国家只达到4%~5%。若能采取有效的修复及再制造等措施挽回10%的损失,则每年可节约1550 亿元。

 

在再制造产业化方面,我国已构建了基本的再制造产业,越来越多的专业化再制造企业不断出现。仅2008 年一年,在机械产品领域,就有近30 家再制造企业挂牌,如二汽康明斯发动机再制造公司、广西玉柴发动机再制造公司等。目前,发动机再制造企业济南复强动力有限公司是我国最大的再制造企业,专门从事斯太尔、康明斯、三菱等种类型号的再制造运作,尤其是重型汽车发动机的再制造。

 

为了更好地推进再制造产业链发展,我国在江苏和湖南成立了国内首批两家“国家再制造产业示范基地”。

 

在江苏,张家港经济技术开发区(下称经开区)集聚了富瑞特装、那智不二越、西马克等十多家从事再制造的骨干企业。早规划、早建设,让制造业与再制造业“并联”发展,这是张家港再制造产业发展成功的关键。让制造业与再制造业“并联”发展,意味着让制造业与再制造业融合,实现首尾相连,是对经开区现有机械装备产业的一个横向拓展,也推动着机械装备企业向关键零部件、关键装备的再制造领域转型。

张家港经开区以示范基地为契机,着重构建逆向物流和旧件回收体系、拆解加工再制造产业体系、公共服务保障体系等“三大体系”,重点发展汽车零部件、冶金设备及工程机械、机床模具及切削工具、电子办公设备再制造和再制造设备生产等“五大主导产品门类”,建立创业孵化、技术研发、质量检测、电子商务、物流配送、拆解清洗、固废收集“七大中心”。

 

在湖南,以浏阳、宁乡为代表的长沙再制造产业基地已培育了29家主要再制造企业。入驻长沙的世界500强企业中,部分企业早已经带头开始了再制造的产业发展,走在最前面的是国内工程机械的两大巨头——三一重工和中联重科。长沙再制造产业示范基地以长沙市为主体,依托浏阳再制造专区和宁乡再制造专区,打造“一体两翼”再制造产业布局。浏阳再制造产业专区为东翼,主要发展工程机械零部件和汽车零部件再制造产业;宁乡再制造产业专区为西翼,着力发展机床零部件和医药设备零部件再制造。东西两翼还将共享拆解清洗中心、检测与鉴定中心、表面处理中心等公共服务平台。长沙再制造基地是建设“两型”社会的重要措施。


工业再制造供应链的特点

 

再制造的出现,完善了全寿命周期的内涵,使得产品在全寿命周期的末端,即报废阶段,不再被“一扔了之”成为固体垃圾。再制造不仅可使废旧产品起死回生,还可很好地解决资源节约和环境污染问题。因此,再制造赋予了废旧产品新的寿命,形成了产品的多寿命周期循环。再制造的顺利实施不仅需要相关工程技术作为基础,还要有完善的供应链体系作为支撑。

 

当前,制造产品都是由若干模块化零部件组成。模块化模式使得制造产品的生产和装配变得简单,不可拆卸和一次性的制造产品越来越少。制造企业既可以向原材料供应商采购新的零部件进行新产品的制造,也可以通过回收再利用废旧产品和零部件进行废旧产品的再制造,达到减少资源浪费和环境污染的目的。

 

再制造供应链是指将回收的废旧产品(或零部件)经过必要的拆卸、检修和零部件更换等处理工艺,再次恢复成新产品的过程。再制造的具体流程是:

(1)回收中心从消费区域回收可再利用的废旧产品;(2)经过回收中心的拆卸、检测、分类等处理工艺后,不可再利用的零部件被运往其他的处理点(如废弃处置等),剩下的可再利用的产品和零部件被送往集成制造工厂进行再制造处理;(3)在再制造的过程中,还需要从供应商采购新的零部件,一起重新组装成再制造产品;(4)再制造产品和新制造产品一起通过分销中心向消费区域进行销售。

一个典型的完整再制造供应链系统包括:制造/再制造集成工厂、产品分销中心、废旧产品回收中心、售后服务商、消费区域,以及废弃处理点等设施实体。制造/再制造集成工厂的主要职能是利用新的材料生产新产品,或者利用可再利用资源进行废旧产品的再制造;产品分销中心的主要职能是将新产品和再制造产品销售到消费区域;废旧产品回收中心的主要职能是在消费区域里从消费者手中回收废旧产品,或者从售后服务商处回收废旧零部件,对废旧产品及零部件进行检测和分类处理,最后将其中可再利用的资源运往集成工厂进行再制造,而不可再利用的资源则运往废弃处理点进行资源的再循环处理;售后服务商的主要职能是为产品消费者提供产品的售后服务和维修,它根据需要向集成工厂采购备件,并将维修后所产生的废旧零部件送往废旧产品回收中心进行再制造处理。另外,产品分销中心和废旧产品回收中心既可以由制造商进行设立,也可以由第三方承担相关职能。

 

同传统的供应链相比,再制造供应链系统不仅要考虑到正向新产品销售物流,还要考虑到逆向废旧产品回收物流。再制造供应链是闭环模式供应链系统,包括正向产品销售供应链和逆向废旧产品回收供应链,涉及新产品生产、产品销售、废旧产品回收、检测、分类、废旧产品再制造等环节。在再制造供应链系统中,正向产品市场需求和逆向废旧产品回收都是不确定的。因此,进行再制造供应链系统优化研究时,必须要考虑到正向不确定新产品市场需求和逆向不确定废旧产品回收。


工业再制造供应链的优化

 

供应链系统优化

一般来说,供应链管理主要有四个职能领域,分别是:(1)供应管理领域,主要包括生产资料采购供应和产品销售供应等;(2)计划调度领域,主要包括产品生产计划和作业调度控制等;(3)物流管理领域,主要包括网络结构规划、库存补充与控制管理以及产品物流配送等;(4)需求管理领域,主要包括生产资料需求预测和产品的需求预测。

 

顾客服务水平是衡量供应链系统效率质量的重要决策因素,顾客服务水平的高低直接影响到供应链系统整体效率。因此,对于物流网络设计问题进行优化研究,应该将顾客影响因素考虑进来,作为优化目标。另外,随着顾客对于产品需求的变化,产品需求方式已从单品种和大批量的需求方式转变为多品种和小批量的需求方式,这使得上游供应链的库存管理往往处于多品种产品需求补充的状态。可以通过联合补充方式来很好地处理多品种产品的库存管理,提高管理效率,降低管理成本和物流运输成本。 

 

其中,物流网络设计和联合补充问题是供应链系统优化研究的重点和热点。因此,再制造供应链系统优化研究也是主要围绕着物流网络设计和联合补充问题进行展开。

 

工业再制造供应链的优化目标

工业再制造供应链的优化目标是在满足正向产品需求和逆向回收的前提下,使再制造供应链系统的收益为最优。再制造供应链系统优化问题主要包括了物流网络设计问题和多品种备件联合补充问题。根据产品市场需求和废旧产品回收情况,物流网络设计问题将运营收益最大化、环境影响最小化和顾客满意度最大化作为优化目标,确定再制造供应链系统中各类型设施的数量和位置,以及各类型设施间的正向产品销售和逆向废旧产品回收的物流分配。多品种备件联合补充问题将库存运营总成本最小化作为优化目标,采用成组补充方式进行新备件联合补充,同时采用成组方式对废旧备件进行回收处理,使服务商将维修过程中产生的废旧备件运送到废旧回收中心。

物流网络设计问题涉及再制造供应链系统中正向产品销售物流网络布局和逆向废旧产品回收物流网络布局,确定再制造供应链系统中各类设施的数量和位置,以及各个设施之间的物流分配。多备件联合补充问题涉及服务商为产品用户提供售后服务而进行的正向备件补充过程,以及售后服务结束后产生废旧备件的逆向回收过程。

 

其中,备件是指制造商为了实现售后服务承诺,以提供保修期内产品售后服务和维修为目的而持有的零部件。对于再制造供应链多备件库存管理的关键在于:售后服务商在正向供应链中采用成组补充方式向制造/再制造集成工厂进行新备件采购,同时在逆向供应链中采用成组补充方式向废旧产品回收中心进行废旧备件的配送,最终实现服务商备件库存的运营成本最小化。

 

工业再制造供应链优化的实施路径

典型的再制造供应链系统物流网络是由制造/再制造集成工厂、分销/回收集成中心和消费区域等设施实体组成。正向物流网络中,新制造产品和再制造产品从上游制造/再制造集成工厂经过下游分销/回收中心销售到消费区域内的顾客手中;下游的分销/回收集成中心从顾客手中回收废旧产品,经过废旧产品再利用处理,将可再利用资源运往上游的制造/再制造集成工厂,不可再利用资源则运往废弃处理点进行资源再利用处理。再制造供应链物流网络设计问题的优化目标是:在满足产品市场需求和废旧产品回收情况下,使供应链系统中各个物流设施运营和正逆向物流运输的成本达到最小化,从而使正向产品配送物流网络和逆向回收废旧产品物流网络达到最优。

 

“三一重工”再制造供应链优化

作为我国再制造领域的领头羊企业,三一重工制定了“以三一混凝土再制造泵车为试点,逐步形成三一全系列产品的再制造生产”的再制造发展战略,进而构成了三一再制造产品运行闭环图(如图3所示)。

 

营销体系负责旧机回购,通过三一在各地的6S店或营销分公司回收旧件,评估师对废旧产品进行价值评估并出具评估报告,具体收购流程如下:

 

服务公司对于无法修理的零部件进行强制回收,并且为客户提供三一再制造的零部件。既可以为再制造提供旧件,又减少了服务工程师在服务过程中谎报及错报行为,为公司节约成本。公司根据标准对旧件进行折价或为客户补差价,可以换取再制造产品也可以换取新品。这样不仅回收旧件,还可以促进新产品的销售。三一在客户购买新车时就给客户一定的承诺,可以以旧换新,以使客户配合旧件回收工作。再制造零部件业务关系流程如图5所示。


结语

 

供应链管理与优化的核心在于能否以最低的运营总成本灵活响应各层次顾客的需求。而顾客满意度则是供应链系统快速响应顾客需求的重要指标,也是影响整个再制造物流网络性能的重要因素。这从客观上导致,不确定的市场需求和不确定的旧货来源经常性地造成制造商生产量不足或过剩、零售商定货量不足或过剩、缺乏必要的订单变更灵活性都将导致供应链系统的利益冲突。

 

再制造供应链的优化要建立在产品全生命周期的检测上,并在产品设计制造阶段植入实时信息传输系统,建立产品各部件的劳损及破旧程度数据系统,从再制造原材料(废旧部件)供应阶段降低波动风险。由于再制造的需求方本身为制造环节或再制造企业的生产部门,生产部门在释放采购指令时扣除已有的再制造部件,实现再制造部件和新部件的库存信息共享,进而降低库存不足或库存过剩的供应链成本,从而实现灵活低成本响应的工业再制造供应链体系。

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