汽车材料合规系统建设

乔伟 贾抗震 李子宇 姜海鹏 岳毅

（长城汽车股份有限公司技术中心；河北省汽车工程技术研究中心）

2014—2015年，国家工业和信息化部、环境保护部及国家认监委相继发布公告，对有害物质使用和可回收利用率进行产品准入管理，意味着汽车企业必须对公告车型进行回收利用率计算和申报，如果不合规，汽车企业将面临无法上市销售的局面，严重影响新车上市。因此，为保证产品如期获得认证，建立正确合理的方法以及应用合适工具在短时间进行整车的可再利用率和可回收利用率计算至关重要。文章主要针对回收利用率计算，建立了一套标准化流程与合规模型，为认证及数据管理奠定基础。

1 回收利用率计算方法

近年来，全球汽车生产企业为了满足汽车产品回收利用率准入要求，通常采用3种方式进行整车材料的回收利用率计算[1]。

1.1 人为手工Excel计算

通常以车型BOM（即产品明细或物料清单）表为基础，通过查询零部件的图纸、数模，统计主要材料和质量，并形成汇总表。然后根据标准VDA 232-106或车用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南，人为对零件和材料进行判定，依据标准GB/T 19515—2015《道路车辆可再利用率和可回收利用率计算方法》[2]进行分类、统计各回收阶段材料的质量，从而计算出整车的可再利用率和可回收利用率。

这种方式虽然可完成回收利用率计算，但需要查询所有零部件的图纸，统计量大，效率低，并且零部件的材料、质量来源于设计状态，与实际质量有相当大的误差，且部件实际结构及用材不明确，可能导致最终的回收利用率值误差很大，因此，此方法不可取。

1.2 实车拆解计算

通过对整车进行拆解，对每个零件进行分类、统计并称重，同时采用相关的检测仪器分析零件的主要材料成分，统计整车零部件材料质量清单，基于清单的材料进行零件和材料的可回收性判定，最后计算回收利用率。

这种方法虽然也可以计算出整车的可再利用率和可回收利用率。但是要求对实车进行拆解、需投资检测设备或委外检测，成本高，需要投入大量人力财力，短期内难以完成，且拆解后，零件BOM与材料匹配会非常繁琐。因此，此方法也不可取。

1.3 信息化系统计算

汽车生产企业采用材料合规系统，将标准化的计算公式和模板内嵌到系统中，并导入整车BOM数据后进行计算；供应商通过中国汽车材料数据系统（CAMDS）或者国际材料数据系统（IMDS）向汽车生产企业在线申报提交零件的材料数据表（MDS），MDS包含零件的结构、质量、材料成分及比例、禁限用物质、豁免情况以及其成分可追溯到物质级别的信息；然后汽车生产企业材料工程师将MDS导入本企业内的材料数据计算系统，系统依据零件或材料可回收性判定准则进行回收属性判定，最后系统计算整车可再利用率和可回收利用率并输出相关材料合规报告。

由此可见，这种方式计算简单、数据来源准确，且计算和数据管理流程标准化。虽然一次性投入大，但长期运行成本相对较低。

因此，从准确性、周期及标准化等角度综合考虑，信息化计算将成为今后国内整车可再利用率和可回收利用率计算的主流。

2 系统计算逻辑

2.1 计算车型的确定

一般而言，汽车生产企业进行新车型的国内或海外认证之前，需要在申报的车型系列中选择一款回收利用率值最差的车型作为最差车型。以该车型为审核对象进行下一步的认证审核和回收利用率计算。

按照标准GB/T 19515—2015《道路车辆可再利用率和可回收利用率计算方法》中代表车型的选择要求[2]，选择代表车型应具备但不局限于以下特征：质量最小的发动机、质量最小的手动变速器、无备轮及真皮配置等。

通过最差车型与研发配置清单匹配，确定对应车型BOM表，以该车型的BOM明细为基准，作为零部件MDS数据收集对象，进行回收利用率计算。

2.2 计算标准与过程

车辆生产企业一般在新车获得公告前，采用国标GB/T 19515—2015《道路车辆可再利用率和可回收利用率计算方法》规定方法，进行可再利用率和可回收利用率的计算[2]。

式中：Rcyc——新车中零部件或材料能被再利用或再使用的部分占车辆质量的百分比；

Rcov——新车中零部件或材料能被回收利用或再使用的部分占车辆质量的百分比；

mP——预处理阶段，材料（所有液体、电池、机油滤清器、液化石油气、压缩天然气、轮胎及催化转化器）的总质量，kg；

mD——拆解阶段，认为具有可拆解性和可回收利用性的零部件总质量，kg；

mM——金属分离阶段，金属材料的质量，kg；

mTr——非金属残余物处理阶段，根据已获验证的再利用技术被认为是可再利用的非金属残余物（聚合物、橡胶和其他经过改良的有机天然材料等）的总质量，kg；

mTe——非金属残余物处理阶段，确定了mP，mD，mM，mTr后，被认为可进行能量回收的材料质量，kg。

其中，mD的可拆解性因素包括可接近性、紧固技术、已获验证的拆解技术、零部件材料成分及已获验证的再利用技术。针对材料的回收利用技术，国内汽车生产企业主要参考中国汽车技术研究中心发布的《车用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南》。

3 系统框架模型的建立

为实现道路车辆的可再利用率及可回收利用率的计算，满足国内市场法规准入要求，不仅需由全供应链供应商在第三方数据平台（如CAMDS系统或IMDS系统）上如实填报零部件材料数据，而且也需要由企业搭建与内部材料计算系统的接口。

3.1 系统总体框架

信息化系统的总体框架，如图1所示，企业的材料合规系统可由企业自行开发或购买第三方成熟的产品，并集成本企业的BOM系统。开发材料数据计算系统与外部CAMDS或IMDS系统信息交互接口程序，然后通过接口接收、处理来自供应商的材料数据，匹配本地产品BOM，最后进行可再利用率及可回收利用率的计算和各项回收表单出具。

3.2 CAMDS系统

CAMDS系统帮助汽车行业对供应链中各个环节和各级产品进行信息化管理。

原材料及各层级零部件供应商可借助该系统进行平台化申报，同时该系统帮助汽车主机厂收集全产业链的材料数据信息及监控有害物质的使用情况，从而降低供应商的申报工作量、提高数据申报质量和准确性。

国内汽车供应链相关方使用该系统进行材料数据收集是未来的趋势，也是国内法规的潜在要求。

3.3 接口程序功能

企业通过接口程序可以在本地实现在线下载各一级供应商创建和提交的MDS表单，查看、批准和拒绝MDS表单，并实行内外部系统信息交互。

另外，接口程序还提供下载校验、MDS报表统计分析、跟踪及提交MDS提醒等功能。

3.4 材料合规系统功能

一般而言，一辆汽车含有的零部件多达数万件，零部件材料涉及钢铁、塑料、橡胶、玻璃、纺织品、有色金属、电子产品和各种化工产品等，且汽车产品配置也比较多，采用人工管理、监控并计算回收利用率难度大。

为有效管理、监控整车所有配置的零部件的用材信息、有害物质信息及法规符合情况，出具整车回收利用率结果，并在零部件设变过程中进行信息的有效传递和更新，运用信息化系统开展工作显得尤为重要，该信息化系统需要具备以下功能。

1）企业内部BOM系统集成，便于车型BOM的输入。同时，可将材料数据计算系统输出的回收利用率结果、禁限用物质符合性等信息通过内部接口反馈到BOM管理系统中，方便设计人员查看。

2）和CAMDS系统或IMDS系统建立接口程序，自动批量或对特定对象下载供应商申报的零部件材料数据，实现在线多层级审批，并将结果同步到CAMDS系统，数据被批准后自动挂接到本地系统BOM零部件上，以备后期计算及审核使用。

3）回收利用率计算模块，导入GB/T 19515—2015计算逻辑，计算整车回收利用率，出具标准中各项表单，如 mP，mD，mM，mTr，mTe等。

4）有害物质法规分析模块，包括ELV（报废汽车回收指令）、RoHS（危害性物质限制指令）、GADSL（全球汽车申报物质清单）、GB/T 30512—2014及澳大利亚、北美等禁限用物质和回收利用法规要求，通过设置有害物质管控种类、限值及豁免等预警条件，实时监控零部件及材料的法规符合性状态。

5）报表输出模块，根据欧盟和国内公告及CCC要求，输出整车有害物质分布清单、豁免零部件清单及高风险部件清单等。

6）文档管理模块，根据供应商生产件批准程序（PPAP）阶段提交的有害物质符合性证明文件，如检测报告、承诺书等文档，通过上传到本地系统，并进行在线审批，实现与BOM零部件进行关联，方便后期认证审核与查询。

7）基础数据管理模块，主要用于系统后台基础数据的不定期维护（增加、删除及修改），系统基础数据包括供应商信息表、基本材料库及基本物质库，如GADSL及法规豁免清单等。

8）BOM数据管理模块，主要用于维护BOM树结构及维护BOM各层次零部件的基本信息，可与BOM系统对接，实时更新材料数据系统BOM信息，也可以手工录入整车BOM。

9）系统管理模块，管理系统日志、用户及用户角色与权限、内部信息交流反馈等。

10）其他功能，利用材料合规系统可集成开发整车VOC管理、整车材料（含金属、非金属及化工涂料等）维护等功能模块，实现材料知识重复利用。

4 系统数据的采集与处理流程

企业的材料合规系统经过4个步骤完成对可再利用率和可回收利用率的计算。

1）上传整车BOM明细至系统完成新车型导入，系统自动生成供应商需填报的零部件MDS表单后发送给供应商；

2）供应商通过CAMDS系统填报零部件MDS并发送给主机厂，主机厂人员检查、统计供应商填报的零部件MDS、自制零部件材料信息及所有辅料（如油液等）信息，经审核无误导入系统；

3）系统检查BOM树结构所需零部件材料及质量等信息是否完整与准确；

4）按照GB/T 19515—2015标准规定的原则和方法，将零部件或材料分为预处理阶段、拆解阶段、金属分离阶段及非金属残余物处理阶段后进行可再利用率和可回收利用率的计算。

5 结论

文章所开发应用的系统在企业的测试与应用中，能够满足整车的可回收利用率计算、有害物质预警及认证参数申报等，为企业的回收利用率合规提供了依据，并形成了知识沉淀。同时得出，在计算某款车型可再利用率和可回收利用率前，需要注意：1）产品BOM作为可再利用率和可回收利用率计算和供应商数据收集的源头和结构，需要保证BOM的准确性；2）健全材料数据审核规则和流程，确保计算来源的准确性；3）材料的可拆解性和回收性影响整车的回收利用率，因此需要充分考虑各材料的可回收技术。