废旧汽车回收流程的成本模型分析与研究

周自强，戴国洪，谭翰墨，章泳健

（1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟 215500；2.苏州市汽车绿色拆解回收利用智能装备技术重点实验室，江苏常熟 215500）

废旧汽车回收流程的成本模型分析与研究

周自强1，2，戴国洪1，2，谭翰墨1，2，章泳健1

（1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟 215500；2.苏州市汽车绿色拆解回收利用智能装备技术重点实验室，江苏常熟 215500）

废旧汽车拆解企业在建厂前的投资分析中必须对设备投入和生产成本进行量化分析，而目前通用的生产型企业的分析方法对废旧汽车回收企业并不完全适用.本文从废旧汽车的拆解与回收流程进行分析，提出了废旧汽车回收流程的成本模型，分析了其中直接成本和间接成本的构成因素和相互关系，并结合再制造和再利用综合分析了拆解成本与整体回收效益之间的关系，对不同的回收企业生产组织模式也进行了分析和讨论.

报废汽车；拆解技术；回收

报废汽车的拆解和回收利用正在引起各级政府的高度重视，无论从可持续发展的角度还是从建设资源节约型和环境友好型社会的角度，报废汽车的拆解和回收利用技术都是一项利国利民的绿色产业技术[1-4].但是西方国家的报废汽车拆解模式存在着能耗高、设备投资大、柔性不足等问题，如果我们直接沿用其技术体系势必会影响到汽车拆解与回收产业的健康发展.我国的废旧汽车拆解企业的投资建厂与选择合理的拆解回收工艺，都必须综合多方面的实际情况进行合理的选择.其中废旧汽车回收的直接成本和间接成本是必须要重点考虑的一个方面.直接成本关系到汽车拆解企业的经营状况，而间接成本决定了企业的投资模式和投资规模，这些都必须在拆解企业建立和运行之前进行详细的成本模型分析和量化分析.

1 废旧汽车拆解与回收流程的分析

图1 废旧汽车拆解回收流程

国外在废旧汽车的回收与拆解方面已经发展了较长的时间，形成了较为完备的法律法规体系和技术体系.目前普遍采用的拆解回收流程如图1所示[5]，在拆解工作的前期，把能够进行再制造的零部件先拆卸下来，进入再制造企业进行加工，经过再制造并达到技术要求后重新进入新车制造领域.对于一些作为原材料直接回收的零件也要进行拆卸处理，另外如排气系统中的催化器因为含有稀土元素，也需要在进行破碎作业前进行拆卸.接着就是用冲击破碎方式对整车进行破碎处理，然后通过磁力分选、旋流分选、重力分选等不同的分选方式对碎片进行分类，并最终回到工业生产环节中去.这种模式提高了废旧汽车拆解与回收的价值链，材料利用率也得到了提高.

2 废旧汽车拆解与回收的工艺类型

从目前国内外的现状来看，废旧汽车的拆解与回收基本可分为三种模式.

（1）生产线模式.该模式适合于大型的拆解企业，废旧汽车按照在生产线上进行多工位传输的模式，依次完成预处理、预拆卸、总成拆卸、零部件拆卸，以及车身压缩等环节，最后送入破碎和分选设备进行处理.具有拆卸效率高、生产批量大的优点，但是也存在零部件再利用率和再制造率不高的问题.另外有相当比例的材料需要通过破碎分选的方式来获得，使得材料的利用价值降低.

（2）工作单元模式.将多台专用设备组成具有一定柔性的工作单元，该单元具有多工位旋转和车身反转的功能，能够在同一个单元上完成预处理和总成拆卸等大部件的处理.经过拆卸处理的车身也需要经过打包压缩，然后送入破碎设备进行破碎和分选.这种模式具有较高的柔性，同时又保证了一定的拆卸效率，适合中等批量的拆卸企业.

（3）工作台模式.该模式适合于小型的拆解企业，仅仅依靠一台翻转机和举升机就可以完成全部的总成拆卸和零部件拆卸的工作.所有的工作都通过人工和专用工具来完成.这种方式的生产效率较低，但是对提高所拆卸零部件的再利用却是有好处的.该方式的零件再利用率是三种方式中最高的.

3 废旧汽车回收过程的成本模型

废旧汽车的拆解与回收过程分为直接成本和间接成本两部分，其构成因素和相互关系如图2所示.

废旧汽车拆解回收的直接成本包括工人工资、拆解设备的能源消耗和拆卸处理过程中辅助材料的消耗、可再利用零部件以及所获得的再生材料的销售成本，以及从预处理到最终物料分选各个环节的运输成本.这些成本是与废旧汽车的拆解回收过程直接相关，并且其总量与一定时间段内所回收的废旧汽车的数量是线性相关的.其中工人工资与能源消耗成本与前面所述的工艺类型是密切关联的，因为不同的工艺形式对工人数量、工人的技术水平以及设备功耗的要求都是不同的.例如生产线模式虽然要求工人数量多，但是对工人的技术水平却要求不高.

图2 废旧汽车拆解回收流程的成本模型

废旧汽车拆解回收过程的间接成本包括建筑成本、设备投入、管理成本和税收等方面，其数额与废旧汽车拆解回收的生产过程没有直接关系.间接成本是废旧汽车拆解企业投资阶段的主要评价参数.它与上述的工艺类型有着直接的关系，可以说不同的工艺类型直接决定了间接成本的总体规模.生产线模式必然要求大型的厂房与辅助建筑，另外要求专用的传输线和拆解设备，因此对建筑和设备投入的要求是很高的，另外这种工艺模式由于生产环节较多，工人人数也较多，因此对企业管理的要求就很高，于是决定了企业管理成本的比例提高.相反，工作台模式属于小型或微型企业，管理成本就要低很多.

废旧汽车在拆卸阶段的拆卸程度也将直接影响到整体的回收成本，如图3所示，废旧汽车的各总成部件越是向下拆卸，所需要付出的劳动力成本就越高，但是所获得的经济效益却未必是直线上升的.合理的做法是：对具有再利用价值和再制造价值的零部件进行选择性拆卸，而对于没有利用价值的零部件则不拆卸或者进行破坏性拆卸，以降低拆卸成本.

对于后续的破碎和分选环节来说，拆卸程度越高，后续的破碎分选成本就会越低；生产批量越大，均分到每一辆车上的单位成本就越低.从目前的分选工艺水平来看，废旧汽车车身破碎以后的分选包括电磁分选，重力分选、电涡流分选以及其他的新技术分选方式.其中用于黑色金属和有色金属分选的磁力分选和电涡流分选设备在技术层面较为成熟，而用于非金属材料如塑料、橡胶、玻璃等材料分选的静电分选方法、X射线检测分选技术则具有较高的技术复杂度，设备的成本较高.而与此同时，由于在破碎和分选的过程中混入了杂质，也造成了破碎分选后所得到的再生原材料相对于破碎之前材料的经济价值大为降低.因此，在拆卸程度与拆解回收效率方面需确定一个优化方案.

图3 废旧汽车组成结构与拆卸程度

4 结束语

废旧汽车拆解与回收的工艺流程包括了拆卸过程的成本和破碎分选过程的成本两大部分，同时还包括了再利用、再制造以及运输、仓储等中间成本.不同类型、不同规模的废旧汽车回收拆解企业必须在进行成本模型分析的基础上选择与自身相适应的工艺流程和装备，以此来获得最优的投资效益.本研究将在后续工作中进一步细化废旧汽车拆卸与回收流程的成本模型，并在此基础上研制基于成本模型的决策支持系统，从而为废旧汽车回收企业的设备投资、工艺选择和生产管理提供科学决策的理论依据.

[1]陈思.报废汽车的回收拆解与再利用[J].汽车工艺与材料，2007（7）：6-9.

[2]吴丹，林云，代应.报废汽车回收体系结构模型研究[J].物流科技，2007（3）：44-46.

[3]郭伟祥，刘光复，刘志峰，等.产品材料回收经济性分析与决策[J].农业机械学报，2006（12）：150-154.

[4]刘志峰，张少亭，宋守许，等.报废汽车拆卸回收的经济性分析[J].合肥工业大学学报，2009（3）：347-360.

[5]周自强，戴国洪，章泳健.适合中国国情的报废汽车拆解模式研究[J].江苏技术师范学院学报，2011（10）：18-21.

A Research on and Analysis of Cost Model for the Recycling Process of End-of-Life Vehicles

ZHOU Zi-qiang1,2,DAI Guo-hong1,2,TAN Han-mo1,2,ZHANG Yong-jian1
(1.School of Mechanical Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China; 2.Suzhou Key Laboratory of Intelligent Equipment for ELV Recycling Technology,Changshu 215500,China)

There are some correlations between recycling process and recycling equipment,while recycling equipment rests with the investment of recycling enterprise.This paper presents a cost model for recycling endof-life vehicles based on the analysis of disassembly and recycling process.Some cases of different modes of recycling are discussed in the paper.

end-of-life vehicle;disassembly technology;recycling

X76

A

1008-2794（2012）10-0009-03

2012-08-22

周自强（1970—），男，安徽合肥人，副教授，工学博士，研究方向：计算机集成制造系统、绿色设计与制造．