機械產品回收與再制造系統中綠色影響因子關聯仿真模型

鄧乾旺　李衛明　李　珣　劉霞輝

湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室,長沙,410082

機械產品回收與再制造系統中綠色影響因子關聯仿真模型

鄧乾旺李衛明李珣劉霞輝

湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室,長沙,410082

從系統工程的角度分析提煉了系統的綠色影響因子，從技術、過程、主體等多維度歸納了控制因素集，從經濟、資源、環境、人因等維度歸納了綠色績效輸出集。提出關聯規則并進行關聯仿真，結合仿真結果對綠色績效輸出集進行聚類分析，最終得到了50個系統因素。建立了系統結構有向圖，基于解釋結構矩陣建立了整體結構，分析了要素之間的層級關聯以及對比關系，為回收與再制造系統綠色績效輸出提供了優化方向。

回收與再制造;綠色績效;關聯仿真建模;解釋結構模型

0　引言

廢舊產品經過回收、拆卸、清洗、檢測、分類、再制造等過程得到新產品，可實現資源的重復利用，減少環境污染。回收與再制造方面的研究已有許多研究成果，并集中在兩個方面：內部控制因素和綠色績效輸出[1]。內部控制因素為回收與再制造系統的內部狀態集合，綠色績效為系統輸出集合。在控制方面,文獻[2-3]研究了政府政策獎懲、經濟激勵、教育宣傳以及消費者意識等限制條件下回收與再制造問題；文獻[4]研究了回收產品中回收定價策略；文獻[5-7]論述了數量及時間不確定性條件下運輸庫存控制、物流設施選址、逆向物流網絡優化等；文獻[8-10]對再制造決策、再制造計劃以及工藝路線設計等問題進行了研究；文獻[11-12]對不同限制條件下再制造品定價以及供應鏈問題進行了研究。而在綠色績效方面,文獻[13-16]對經濟、環境、資源、人因等方面作出了綜合評價。現有的研究成果,從經濟角度主要包含回收成本、運輸與庫存成本、拆卸回收成本與利潤[17]等方面；從環境角度，研究了三廢排放、能耗問題，噪聲污染等問題；從資源消耗角度，研究了電力資源、人力資源、設施資源和物質資源等；從人因角度，研究了工作環境改善以及環境污染改善、行業規模以及可持續性等人因因素。通過分析上述研究可知，目前文獻對回收與再制造系統因素的研究日益廣泛，但是研究中并未涉及回收與再制造系統整個框架模型以及系統邊界問題，對回收與再制造系統中控制因素和綠色影響輸出因素之間的關系缺乏因果表述，且對影響系統輸出的主要關鍵性因素缺乏明確研究表述，只是從某一個角度考慮因素對系統的影響，缺乏系統因素整體結構框架以及系統因素之間的比對關系。本文從系統角度構建回收與再制造系統結構模型，進行系統結構仿真研究，分析了系統內部狀態集合以及輸出集合，并利用結構模型化技術建立了整體模型，分析了要素之間關聯關系以及相互重要性程度。本文建立的系統結構模型，運用了關聯仿真[18-19]、結構模型化技術[20-21],并進行了數學形式化處理[22]，具有較好的通用性。

1　回收與再制造綠色系統因素選取

1.1回收與再制造綠色系統控制因素

在回收與再制造系統控制因素的研究中,陽成虎等[4]考慮了廢舊產品的質量和用戶心理回收價格等因素,制定了基于回收價格、回收數量和再制造成本閾值的最優回收策略。趙忠等[10]論述了國內外廢舊產品回收計劃、拆卸計劃、生產計劃等方面的研究現狀,闡述了再制造中不確定性特征、產品回收后狀態、再制造生產計劃控制方面的不足。倪霖等[13]指出當前逆向物流研究主要集中于體系結構研究、回收策略、網絡優化和逆向物流供應商選擇上。王旭等[14]討論了技術屬性所包含的裝備先進性、管理手段先進性、物流技術先進性。韓小花等[23]分析了閉環供應鏈回收渠道決策，得出制造商競爭、廢舊產品回收的難易和再制造成本共同影響回收渠道演化結果的結論。代應等[24-25]對回收系統的主體功能，系統要素(主體、物流、信息、回收渠道)，組織結構和內外環境因素進行了研究,建立了由生產商、消費者、報廢回收中心等多節點集成的綠色回收系統結構模型;認為實現綠色回收需要提高全民意識且法律手段與經濟杠桿并行，提高再制造技術理論應用，推行汽車綠色設計。周丹等[26]研究了回收中EPR(extended producer responsibility)的實施手段，包括強制法律手段以及非強制經濟(價格補貼等)和教育手段(環境意識、綠色消費)等。劉笑萍等[27]分析了用戶主動返回的激勵性因素，其中回收距離、手續的便利性、經濟性、再制造能力、企業形象規模、個人的經濟狀況、社會責任感等都與用戶主動參與回收息息相關。周育紅等[28]從法制建設、回收網絡構建、回收技術研究、宣傳教育等方面提出了針對回收與再制造的建議。趙宜等[29]針對回收產品收集、預處理和再制造等問題,建立了回收物流設施選址模型。毛玉如等[30]從立法、循環經濟、政策和回收體系等方面探討了回收處理情況。周永圣等[31]對政府監控行為進行了定量描述，研究了政府監視下的三種回收模式。劉志峰等[32]探討了廢舊產品有效的回收途徑，并基于工藝、環境、經濟、設備等相關數據和專家知識,建立了回收工藝流程評價決策系統。謝家平等[33]構建了廢棄產品返回數量及時間、回收處理過程中的再造零部件和可再生材料的比例等預測模型。李清等[34]從產品維(產品磨損),市場維(認可度、銷售水平、價格水平)，過程維(環境和處理成本、投資、處理能力、經濟效益)，政策維(政府支持與關注)，環境維五個方面研究了回收處理策略的決策要素。顧巧論等[35]在再制造系統信息網絡模型研究過程中發現，再制造政策法規、廢舊產品信息、新產品需求以及回收方式價格、相關宣傳等會嚴重影響再制造與制造系統之間的博弈，此外，他們還研究了再制造庫存問題。曹華軍等[36]以低成本、節能、環境友好為改進目標，提出了再制造技術框架。張萌等[37]闡述了回收成本包括回收能力建設和投資以及支付給消費者的成本。

綜上所述，回收與再制造系統是考慮回收、拆解、再制造、再利用各個過程環節，圍繞主體、過程、技術、物流、資源、資本、政策、社會、人因等不同維度，將過程、主體、結構、功能等要素集成的系統。因此回收與再制造系統是在資本和技術的支撐控制下，尋找系統所需信息，將系統組織集成，在主體參與下實現綠色績效輸出的過程。本文從技術、過程、主體、組織、控制、信息、資本七個維度歸納出回收與再制造綠色系統中控制因素屬性集,并提煉出分類屬性集因素,形成回收與再制造系統項目控制因素集，如表1所示。

1.2回收與再制造綠色系統綠色績效輸出因素

經濟因素方面,倪霖等[13]從利潤率、運輸儲存、拆卸清洗、廢品處理、管理服務等成本經濟角度評價了回收與再制造價值;代應等[24-25]提出經濟績效水平包含盈利能力如資金周轉、凈資產利用率、總資產利用率,成本水平包含運輸成本、投資成本、運營成本、補償和監督成本,以及懲罰成本和環境污染治理成本;魏潔等[38]考慮了回收物流主體的利潤;黃祖慶等[39]研究了回收中主體間期望收益及稅收價格;李響等[40]分析了回收價格對再制造企業收益的影響;董景峰等[41]以物流成本最小為目標進行了網絡設計;范體軍等[42]分析了考慮激勵與不考慮激勵情況下再制造產品成本對回收率和利潤關系;李麗等[43]分析了系統中回收價格、轉移價格、回收量、制造商利益、分銷商利益、消費者利益和政府利益之間的相互制約關系;

表1回收與再制造系統項目控制因素集

項目控制集(It)項目控制因素具體分類技術集(T) T1,回收設施/技術[16,36];T2,物流設施/技術[14];T3,拆卸清洗設施/技術[16,36];T4,檢測分類設施/技術[16];T5,再制造設施/技術[16,36];T6,優化設計技術[16];T7,環境友好性改進技術[36]過程集(P) P1,產品回收;P2,拆卸清洗;P3,檢測評估;P4,再處理;P5,再制造;P6,質量檢測;P7,裝配;P8,停滯[29]主體集(S) S1,消費者;S2,政府;S3,回收商;S4,物流供應商;S5,制造商;S6,再制造商;S7,處理商;S8,其余[2425]組織集(O) O1,回收網絡[28];O2,運輸路徑[41];O3,企業規模與分布[27];O4,再制造工藝[8,32];O5,設施與車間布局[32];O6,逆向物流網絡[29];O7,回收體系[13,30];O8,再制造體系[4,34];O9,再制造供應鏈[12,23]控制集(C) C1,認知行為控制[44];C2,回收策略[4,13];C3,拆卸評估及計劃[23];C4,生產計劃[23];C5,庫存運輸控制[35];C6,質量控制[33];C7,強制性法律約束[26];C8,非強制性經濟激勵與教育宣傳[26,35];C9,企業管理[14]信息集(I) I1,回收產品結構[23];I2,回收產品質量[33,35];I3,回收時間[33];I4,信息共享[35];I5,市場分布[29];I6,經濟水平及人口分布[27];I7,報廢總量[4];I8,消費者接受程度[27];I9,回收數量[4]資本集(F) F1,基礎設施建設[37];F2,適應性擴建投資[37];F3,回收價格[4,35];F4,銷售價格[27,29,35];F5,政府投入[31]

謝家平等[45]分析了廢棄處理策略的成本和效益,從制造費用、銷售收入、材料采購費用、環保費用等方面量化分析了再用收益、再生收益、填埋成本、回收凈收益、再生項數等目標。在人因方面,倪霖等[13]評價了體系中企業核心競爭力，包括顧客滿意度、信譽度、快速響應、品牌保護、拆解利用技術水平、三廢處理能力，社會角度涉及滿足國家法律要求、改善環境等;代應等[24-25]提出改善員工素質、信譽度、工作環境等相關內容；陸瑩瑩等[46]討論了消費者的態度、主觀性意識、習慣和回收信息及經濟因素等主導回收行為的發生條件；余福茂等[44]探究了知覺行為控制、環境意識、輿論宣傳等因素對回收行為的影響。在環境方面,胡劍波等[16]分析了基于綠色再制造的企業運營,從資源綜合利用率、排放物利用率、環境污染率、原材料減量使用、減少三廢排放、減少噪聲產生、減少對工人健康危害等方面對環境污染進行了闡述;代應等[24-25]從環境方面出發提出研究總能耗以及三廢處理問題的方法;劉志峰等[47]提出環境污染包含大氣影響、水質影響、固體廢棄物排放和噪聲影響。在資源方面,倪霖等[13]研究了廢舊汽車回收率、材料再利用率等指標;王旭等[14]指出綠色資源屬性方面包含人力、設備、再利用三個方面,具體包括員工素質、拆解設施利用率、環保設施利用率、材料回收率;代應等[24-25]討論了材料利用率和包裝利用率以及增加就業崗位等指標。結合引言中關于文獻[13-16]的總結以及經濟[48]、環境[49]、資源數據庫[50]對上述績效指標進行總結歸納,最終得到綠色績效輸出為以下四個方面——經濟集、環境集、資源集、人因集。表2歸納出了綠色績效輸出Tr,包含經濟集Ec、環境集En、資源集Re、人因集Hf。

表2　回收與再制造系統綠色績效輸出因素集

2.1關聯模型

2.1.1定義關聯規則

分析系統結構因素,定義項目控制因素集合P、T、S、O、C、F、I;項目控制集合It={Tx,Py,Sz,On,Cm,Ij,Fl}(x,y,z,n,m,j,l∈N);序列δ={x,y,z,n,m,j,l};項目數據庫D={It1,It2,…,Iti,…,Itp};It中的任一子集X?D、Y?D;定義綠色事務輸出集合Tr={Ec,En,Re,Hf},控制函數為fx,系統結構集合M={It,fx,Tr}。

圖1　系統結構關聯機理

規則2控制項目集優化。控制項目集X形成事務集Trx，數量為項目集X的支持數σx,支持度sup(X)=σx/∑|Tr|,sup(X)越大,則稱X為大項目集,否則X為小項目集;X中項目元素出現在各項目集中的次數稱為頻數,如元素P出現在各項目集中的次數，記為|P|,頻數越大，項目元素越重要。

規則4系統結構集合輸出。根據規則1～3中控制項目集It與綠色事務集Tr以及關聯控制函數f得到系統結構集合M(X,f,Tr)。

2.1.2關聯仿真程序流程

根據上述規則制定系統結構仿真程序流程如圖2所示，具體步驟如下：

(1) 數據庫D根據規則1產生項目子集Xi,若Xi≠Xi-n轉到步驟(2),否則繼續執行步驟(1)。

(2)根據規則1判斷Xi是否能通過控制函數fxi產生事務集Trxi;若不能產生事務集,則i←i+1，返回步驟(1);否則,判斷支持度與頻數,輸出大項目集Xi中元素,轉到步驟(3)。

(3)判斷事務目標數據庫T中是否存在元素Trxi;若存在,轉步驟(4);否則返回步驟(1)。

(4)計算支持度sup(Xi),記錄序列δ,記錄關聯M{Xi,fi,Tri};轉到步驟(5)。

(6)判斷項目數據庫D是否能產生有效子集;若是,i←i+1,跳轉到步驟(1);若不是,則輸出系統結構集合M{X,f,Tr},程序結束。

圖2　系統結構關聯仿真程序流程

2.2回收與再制造綠色系統關聯仿真結果聚類分析

(1)系統結構集合結果。根據表1和表2中因素，進行系統關聯仿真，得到結構集合M{X,f,Tr},以環境事務集為例,結果如表3所示。

表3　系統關聯仿真結果(以綠色績效輸出-環境子系統為例)

TrS50=f(I7,I9)

(1)

I7=f1(I6)

(2)

I9=f2(F3,C2,C1,T1,f1(I6))

(3)

T1=f21(F1)

(4)

C1=f22(C7,C8,O1,C2,F3)

(5)

C2=f23(C7,C8,C1)

(6)

F3=f24(C7,C8,C1)

(7)

O1=f221(I5)

(8)

依據綠色績效事務形成過程(式(1)～式(8),對回收與再制造綠色系統內綠色績效輸出進行聚類分析。環境事務集元素En3和En4項目控制集均為(T5,P5,S6,8,O4,5,8,C4,I1,2,5～10,F1)；En6和En7的控制集因素均為(T1,P1,S1,3,6,8,O1,C2,7,8,I5～7,9,F1,3),En5與En8控制集之間很相似,且形成過程一致；故可以將兩元素進行合并，進而對系統結果進行簡化，生成新的元素代替原有的兩種元素,如將再制造氣體排放和再制造污染水量合并為再制造污染，未回收品擱置土地污染和未回收品擱置氣體排放合并為未回收產品導致污染;填埋固體廢棄物與再處理(拆卸清洗)污染實行合并構成再處理污染，從而達到系統最簡化的效果。具體聚類結果如表4所示。

3　回收與再制造綠色系統結構模型

3.1回收與再制造綠色系統因素

總結系統結構集合中項目控制因素(表1)和聚類后的綠色績效輸出因素(表4),得到回收與再制造綠色系統因素,如表5所示。

表4回收與再制造系統綠色績效輸出

綠色績效(Tr)綠色績效具體分類經濟(Ec) 環境污染治理成本*,再處理成本及收益,運輸庫存成本,再制造成本及收益,支付消費者資金,政府投入及收益資源(Re) 員工素質及職業崗位,設施利用率,材料回收利用率,汽車回收率,物質資源消耗環境(En) 節約總能耗*,運輸污染及成本*,再制造污染,再處理污染,噪聲污染,未回收品擱置占用土地及污染和安全隱患*人因(Hf) 工人工作環境質量,回收便利度,公眾滿意水平,企業形象及法律規范,產業化企業規模

*表示多屬性因素

表5　回收與再制造系統因素

3.2回收與再制造系統綠色系統解釋結構模型

根據上述關聯規則，根據系統結構集合M中映射關系、仿真結果(表3)以及過程分析(式(1)～式(8)),建立回收與再制造綠色系統有向圖,如圖3所示。

根據上述有向圖信息確定鄰接矩陣,運用布爾運算得到系統結構的可達矩陣如下:

圖3　系統結構有向圖

在可達矩陣的基礎上,劃分系統要素之間的關聯類型,分析要素類型，找出整個系統中重要要素。確定系統共分17層，并分析系統結構如圖4所示。

3.3回收與再制造綠色系統解釋結構模型分析

依據可達矩陣及可達集和先行集的概念,即可達集R(Si)為系統要素Si可達要素的集合;先行集A(Si)為可達系統要素Si要素的集合;計算系統元素可達總數和先行總數。可達總數為系統要素Si可達其他要素的總數(可達矩陣元素行1的個數總數),為系統驅動力因素；先行總數為可達系統要素Si要素的總數(可達矩陣中元素列1的個數總數)，為系統依賴性因素；統計結果見圖5。

為了更清晰地分清系統要素的依賴性和驅動性，并找出關鍵性的要素，將元素消除自身影響，建立可達數Y和先行數X坐標系，元素坐標為(X,Y)。構建因素可達性與因素依賴性為相對概念。第一步，將X,Y分別減去1。第二步，如果X=0，則X=-Y;若Y=0,則Y=-X;其他情況X、Y值不變。得到依賴驅動因素坐標如圖6所示。由此可知,第一象限為中間元素集,要素具有驅動性，也具有依賴性；第二象限為純驅動元素集，第四象限為純依賴元素集，故第二象限內不分析因素依賴性，第四象限不分析因素驅動性，即圖6中負值不予以考慮。

圖4　回收與再制造系統層級結構圖

圖5　可達數與先行數統計圖

圖6　依賴驅動因素坐標圖

從圖4的結構角度分析,S28基礎設施建設投入成本和S49經濟水平及人口分布以及S11市場退役機電產品擁有總量為回收與再制造系統的基礎輸入層,經濟性投入為系統人為主動發生因素,而經濟水平制約下的機電產品數量是系統發生客觀因素,主動發生因素以及客觀因素分別對系統綠色輸出起著決定性作用；技術設施類因素是系統技術層，是構建專業化生產體系的基礎性因素。外部環境如S46、S45、S4、S23、S3等共同影響著消費者對產品的購買，市場需求、產品分布等是背景范疇系統性影響因素；S44和S40從回收角度影響報廢產品回收率；S22和S9從再制造角度對系統中生產和協同等過程產生影響。中間層控制因素包含再制造生產計劃、拆卸計劃、運輸物流網絡等，屬于決策執行結果層，在底層控制因素影響下由系統結構輸出。最上層因素為綠色績效輸出因素，即經濟、環境、資源和人因等，是系統結構集合輸出的系統綠色影響因素。由圖5和圖6可知,在依賴區域內包含S21、S24、S34、S1、S2、S18、S48等元素,此區域內元素為系統的輸出要素，從坐標圖中可以看出S34、S24與S21為第一梯隊依賴性元素,在調節輸出時外部環境的影響因素復雜;其次,S1、S2、S18、S48屬于依賴元素的第二梯隊,依賴數值介于10～20之間,為中等復雜輸出因素;第三梯隊中數值介于1～10之間，如S5、S14、S7、S27、S35、S37、S47等系統輸出,這類系統輸出元素受到其他因素的影響較小；由圖6可知,為了調節系統輸出,首先應該針對依賴性較小元素進行改進,如S37、S7等,輸出要素的影響因素少,改進時具有更加明確的針對性。在系統的輸入要素區域(第二象限),S28是整個系統根本驅動力因素;其次，S49、S22、S23、S43、S45、S46是系統次級重要影響因素;可達數越大說明元素的影響力越大，故在進行系統分析及改進時應該考慮驅動數大的因素，即應考慮S28、S49等。同理,在驅動因素和依賴因素交叉區域的第一象限內,S26、S17、S33、S29等依賴性明顯大于驅動性,故應為系統上層因素；而S11、S12、S20、S25等系統元素驅動性比較大,為系統底層因素。S19、S39、S10等依賴性與驅動性均很大，為較重要中間元素。

綜上所述,找出關鍵綠色影響因子對回收與再制造系統進行優化，依據圖4～圖6綜合分析可知,從綠色輸出的角度,政府投入收益、材料回收利用率、設施利用率、環境污染治理成本處于第一級依賴性指標,這類綠色輸出指標的影響要素很多，優化過程需要涉及系統全過程，涉及諸多方面的因素，優化時需要重點控制，以保證有效的綠色輸出；物質資源消耗、再制造成本與收益、節約總能耗、報廢產品回收率處于依賴性第二級,僅次于第一級指標,為了實現有效的綠色輸出同樣需要對全系統進行控制;第三級依賴性指標為公眾滿意度、再處理成本與收益、工作環境和質量、創造職業崗位數量、報廢產品回收便利度、支付消費者資金等,這類綠色輸出指標的影響要素較少,為系統局部輸出,只需要對系統某個局部組織加以控制就能得到很好的綠色輸出，這類指標的調控應該放在首位，只有在這些指標較好輸出的前提下才能對第一級和第二級的輸出指標進行優化，最終取得全系統綠色輸出最優。

為獲得更好的輸出,需要調節系統輸入,故對系統的輸入因素進行分析。首先從系統角度,基礎設施投入、經濟水平以及人口分布從根本上制約著回收與再制造系統，故應該考慮加大對再制造行業的投入，如再制造技術、回收技術和先進設施的研發和應用,增大行業的投入,促使技術的進步以提高資源利用率。其次研究外部環境,從市場的購買與回收等方面分析再制造系統,研究市場情況與經濟水平、增強消費者意識以及相關環保意識,從再制造的源頭提高回收利用率;加強宣傳教育投入,增強再制造品的市場競爭力;調節再制造品銷售價格以及策略,促進對再制造品的使用,提高消費者對再制造產品的接受認可度，只有在市場接受認可的情況下,再制造才能得到更深層次的發展。再次制定完善環境法律，制定行業技術規范，加強運行監管，只有強有力的市場規范，才能使再制造系統從宏觀背景層上得以完善。最后，從回收與再制造系統中的骨架因素進行分析,第一,需要完善回收物流網絡，保證回收產品的數量和質量，并贏得社會的認可;第二，對再制造生產系統，需要制定生產計劃以實現生產過程有序控制,應用先進技術減少污染，在節約成本的同時改善生產環境;第三,建立信息化系統網絡，實行節點間信息共享，充分節約資源和能源，節約成本，減少環境污染和資源浪費。

4　結語

本文從系統工程和智能仿真的角度分析回收與再制造系統綠色影響因素間的關聯關系，充分挖掘出系統因素以及系統因素間的相關關系，通過制定關聯規則進行關聯仿真，消除主觀影響，形成回收與再制造系統邊界,得出回收與再制造系統內環境、資源、經濟、人因等綠色影響子系統因素，并在找出因素相關性的基礎上構建解釋結構模型，得到系統遞階結構，清楚系統整體結構以及層級關系，找出關鍵影響因素，為系統結構研究優化提供理論依據。

[1]江志剛,張華.綠色再制造管理層次網絡分析模型及應用[J].系統工程與電子技術,2008,30(12):2417-2420.

JiangZhigang,ZhangHua.HierarchicalNetworkModelforGreenRemanufacturingManagementandCaseStudy[J].SystemsEngineeringandElectronics,2008,30(12):2417-2420.

[2]王文賓,達慶利.獎懲機制下電子類產品制造商回收再制造決策模型[J].中國管理科學,2008,16(5):57-63.

WangWenbin,DaQingli.TheDecision-makingModeloftheElectronicProductManufacturerAboutCollectionandRemanufacturingBasedonPremiumandPenaltyMechanism[J].ChineseJournalofManagementScience,2008,16(5):57-63.

[3]余福茂.情境因素對城市居民廢舊家電回收行為的影響[J].生態經濟,2012,249(2):137-141.

YuFumao.TheEffectofSituationalFactorsontheRelationshipbetweenBehaviorandIt’sInfluenceFactorsforRecyclingofElectronicWaste&Appliances[J].EcologicalEconomy,2012,249(2):137-141.

[4]陽成虎,劉海波,卞珊珊.再制造系統中廢舊產品回收策略[J].計算機集成制造系統,2012,18(4):875-880.

YangChenghu,LiuHaibo,BianShanshan.CollectionPolicyforUsedProductinRemanufacturingSystem[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2012,18(4):875-880.

[5]PolesR.SystemDynamicsModelofaProductionandInventorySystemforRemanufacturingtoEvaluateSystemImprovementStrategies[J].InternationalJournalofProductionEconomics，2013，144(1)：189-199.

[6]AminSH,ZhangG.AMulti-objectiveFacilityIocationModelforClosed-loopSupplyChainNetworkunderUncertainDemandandReturn[J].AppliedMathematicalModeling,2013,37(6):4165-4176.

[7]高陽,劉軍.基于第三方回收再制造逆向物流網絡設計[J].計算機系統應用,2013,22(7):16-21.

GaoYang,LiuJun.RemanufacturingReverseLogisticsNetworkDesignBasedontheThird-partyRecoveryunderFuzzyEnvironment[J].ComputerSystems&Applications,2013,22(7):16-21.

[8]李成川,李聰波,曹華軍,等.基于GERT圖的廢舊零部件不確定性再制造工藝路線模型[J].計算機集成制造系統,2012,18(2):298-305.

LiChengchuan,LiCongbo,CaoHuajun,etal.UncertainRemanufacturingProcessRoutingsModelforUsedComponentsBasedonGERTNetwork[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2012,18(2):298-305.

[9]WeiC,LiY,CaiX.RobustOptimalPoliciesofProductionandInventorywithUncertainReturnsandDemand[J].InternationalJournalofProductionEconomics,2011,134(2):357-367.

[10]趙忠,謝家平,任毅.廢舊產品回收再制造計劃模式研究述評[J].管理學報,2008,5(2):305-311.

ZhaoZhong,XieJiaping,RenYi.ReviewoftheRecoveryandRemanufacturingPlanningforDiscardedProducts[J].ChineseJournalofManagement,2008,5(2):305-311.

[11]徐峰,盛昭瀚,陳國華.基于異質性消費群體的再制造產品的定價策略研究[J].中國管理科學,2008,16(6) : 130-136.

XuFeng,ShengZhaohan,ChenGuohua.TheRemanufacturedProductsPricingStrategyinaHeterogeneousMarket[J].ChineseJournalofManagementScience,2008,16(6):130-136.

[12]張成堂,楊善林.雙渠道回收下閉環供應鏈的定價與協調策略[J].計算機集成制造系統,2013,19(7):1676-1683.

ZhangChengtang,YangShanlin.PricingandCoordinationStrategyofClosed-loopSupplyChainunderDualChannelRecovery[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2013,19(7):1676-1683.

[13]倪霖,劉琳.基于遺傳神經網絡的汽車回收逆向物流綜合評價[J].計算機應用研究, 2011, 28(8) : 2865-2867.

NiLin,LiuLin.ComprehensiveEvaluationofVehicleRecoveryofReverseIogisticsBasedonGeneticNeuralNetwork[J].ApplicationResearchofComputers,2011,28(8):2865-2867.

[14]王旭,楊明,代應.汽車回收企業綠色度評價應用研究[J].現代制造工程,2008,11(6):35-37.

WangXu,YangMing,DaiYing.ResearchonGreenDegreeEvaluationofEnd-of-lifeVehicleEnterprises[J].ModernManufacturingEngineering,2008,11(6):35-37.

[15]毛果平,吳超.基于網絡層次分析的企業再制造產品評估模型[J].計算機集成制造系統,2009,14(12):2341-2345.

MaoGuoping,WuChao.EvaluationModelforRemanufacturingProductsBasedonAnalyticNetworkProcess[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2009,14(12):2341-2345.

[16]胡劍波,梁工謙,路艷.基于綠色再制造的企業運營研究[J].管理現代化,2008,12(1):13-15.

HuJianbo,LiangGongqian,LuYan.BusinessOperationsResearchBasedonGreenRemanufacturing[J].ModernizationofManagement,2008,12(1):13-15.

[17]FarelR,YannouB,GhaffariA,etal.ACostandBenefitAnalysisofFutureEnd-of-lifeVehicleGlazingRecyclinginFrance:ASystematicApproach[J].Resources,ConservationandRecycling,2013,74(5):54-65.

[18]田志宏,張永錚,張偉哲,等.基于模式挖掘和聚類分析的自適應告警關聯[J].計算機研究與發展,2009,3(8):1304-1315.

TianZhihong,ZhangYongzheng,ZhangWeizhe,etal.AnAdaptiveAlertCorrelationMethodBasedonPatternMiningandClusteringAnalysis[J].JournalofComputerResearchandDevelopment,2009,3(8): 1304-1315.

[19]李杰,徐勇,王云峰,等.面向個性化推薦的強關聯規則挖掘[J].系統工程理論與實踐,2009(8):144-152.

LiJie,XuYong,WangYunfeng,etal.StrongestAssociationRulesMiningforPersonalizedRecommendation[J].SystemsEngineering-Theory&Practice,2009(8):144-152.

[20]WanJ,ZhuY,LiangL.TheResearchontheKeySuccessFactorsofMobileInternetwithInterpretativeStructuralModelling[J].I-Business,2013,5(3):221-228.

[21]MathiyazhaganK,GovindanK,NoorulHaqA,etal.AnISMApproachfortheBarrierAnalysisinImplementingGreenSupplyChainManagement[J].JournalofCleanerProduction,2013,47:283-297.

[22]馮惠軍,馮允成. 仿真建模與形式化[J].系統工程理論與實踐,1995(6),22-28.

FengHuijun,FengYuncheng.SimulationModelingandformalism[J].SystemsEngineering-Theory&Practice,1995(6),22-28.

[23]韓小花, 薛聲家.競爭的閉環供應鏈回收渠道的演化博弈決策[J].計算機集成制造系統,2010,16(7):1487-1493.

HanXiaohua,XueShengjia.ReverseChannelDecisionforCompetitionClosed-loopSupplyChainBasedonEvolutionaryGame[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2010,16(7):1487-1493.

[24]代應,王旭,邢樂斌.基于全生命周期的汽車綠色回收體系研究[J].西南大學學報:自然科學版,2008,29(11):157-160.

DaiYing,WangXu,XingLebin.ResearchofGreenRecycleSystemofAutomobileBasedonLifeCycle[J].JournalofSouthwestUniversity(NaturalScienceEdition),2008,29(11): 157-160.

[25]代應, 王旭,楊明.報廢汽車綠色回收系統模型研究[J]. 生態經濟,2008 (2): 41-43.

DaiYing,WangXu,YangMing.ResearchonReverseLogisticsSystemModelAnalysisandItsApplication[J].EcologicalEconomy,2008(2):41-43.

[26]周丹,海熱提,夏訓峰,等.汽車回收中實施生產者責任延伸制手段研究[J].環境科學與技術,2007,30(9):61-64.

ZhouDan,HaiReti,XiaXunfeng,etal.ImplementaryMeasuresofExtendedProducerResponsibilityinRecoveryandManagementofUsedAutomobile[J].EnvironmentalScience&Technology,2007,30(9):61-64.

[27]劉笑萍,謝家平,尹君.用戶主動返回廢舊汽車回收的激勵因素實證分析[J].當代經濟管理,2007,29(3):67-70.

LiuXiaoping,XieJiaping,YinJun.IncentiveFactorsoftheClient’sVoluntaryReturnofDiscardedCars[J].ContemporaryEconomy&Management,2007,29(3):67-70.

[28]周育紅, 姜朝陽. 我國汽車報廢回收利用體系框架初探[J]. 環境科學與技術, 2006, 29(3): 94-96.

ZhouYuhong,JiangChaoyang.DiscussiononJunkCarDisposalandRecoveryinChina[J].EnvironmentalScience&Technology,2006,29(3):94-96.

[29]趙宜,尹傳忠,蒲云.回收物流設施多層選址模型及其算法[J]. 西南交通大學學報, 2006, 40(4): 530-534.

ZhaoYi,YinChuanzhong,PuYun.FacilityLocationModelforMulti-levelReturnedLogisticsItsAlgorithm[J].JournalofSouthwestJiaotongUniversity,2006,40(4):530-534.

[30]毛玉如,李興.電子廢棄物現狀與回收處理探討[J].再生資源研究,2004(2):11-14.

MaoYuru,LiXing.PreliminaryExploringCurrentConditionandRecyclingSystemofElectronicWaste[J].RecyclingResearch,2004(2):11-14.

[31]周永圣, 汪壽陽. 政府監控下的退役產品回收模式[J]. 系統工程理論與實踐, 2010 (4): 615-621.

ZhouYongsheng,WangShouyang.CallingBackEOLProductsUndertheSupervisionoftheGovernment[J].SystemsEngineering-Theory&Practice,2010(4):615-621.

[32]劉志峰,林巨廣.電子電器產品的回收再利用及其關鍵技術研究[J].電機電器技術,2003(1):12-16.

LiuZhifeng,LinJuguang.ResearchonRecyclingandItskeyTechnologyofWasteandUsedElectricandElectronicProducts[J].ElectricalAppliances,2003(1):12-16.

[33]謝家平,趙忠.基于GERT隨機網絡的廢棄回收預測模型研究[J].管理學報,2010,7(2):294-300.

XieJiaping,ZhaoZhong.ForecastingModelfortheReusingProcessoftheDiscardedProductsBasedonGERTNetworkTheory[J].ChineseJournalofManagement,2010,7(2): 294-300.

[34]李清,譚旭,徐大豐.再生制造系統的問題、體系及方法[J].清華大學學報(自然科學版),2009,49(7):1058-1063.

LiQing,TanXu,XuDafeng.De-manufacturingSystems:Problem,Architecture,Methods[J].JournalofTsinghuaUniversity(ScienceandTechnology),2009,49(7):1058-1063.

[35]顧巧論,陳秋雙.再制造/制造系統集成物流網絡及信息網絡研究[J].計算機集成制造系統,2004,10(7):711-731.

GuQiaolun,ChenQiushuang.StudyonManufacturingCellReconfigurationforAgileManufacturing[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2004,10(7):711-731.

[36]曹華軍,杜彥斌,張明智,等.機床再制造與綜合提升內涵及技術框架[J].中國表面工程.2010.23(6):75-79.

CaoHuajun,DuYanbin,ZhangMingzhi,etal.ConnotationandTechnologyFrameworkofMachineToolRemanufacturingandComprehensiveUpgrading[J].ChinaSurfaceEngineering,2010,23(6):75-79.

[37]張萌，任杰，周峰.基于產品生命周期理論背景下的逆向物流研究[J].物流科技，2013(12):106-108.

ZhangMeng,RenJie,ZhouFeng.ResearchonReverseLogisticsBasedonProductLifeCycleTheory[J].LogisticsSci-tech,2013(12):106-108.

[38]魏潔,李軍.EPR下的逆向物流回收模式選擇研究[J].中國管理科學,2005,13(6):18-22.

WeiJie,LiJun.TheChoiceofDifferentTake-backModelsinReverseLogisticswiththeRestrictionofEPR[J].ChineseJournalofManagementScience,2005,13(6):18-22.

[39]黃祖慶,易榮華,達慶利.第三方負責回收的再制造閉環供應鏈決策結構的效率分析[J].中國管理科學,2008,16(3):73-77.

HuangZuqing,YiRonghua,DaQingli.ProficiencyAnalysisBasedontheThirdPartyResponsiblefortheRemanufacturingClosed-loopSupplyChainDecisionStructure[J].ChineseJournalofManagementScience,2008,16(3):73-77.

[40]李響,李勇建,蔡小強.隨機產率和隨機需求下的再制造系統的回收定價決策[J].系統工程理論與實踐,2009(8):19-27.

LiXiang,LiYongjian,CaiXiaoqiang.CollectionPricingDecisioninARemanufacturingSystemConsideringRandomYieldandRandomDemand[J].SystemEngineering-Theory&Practice,2009(8):19-27.

[41]董景峰,王剛,呂民,等.產品回收多級逆向物流網絡優化設計模型[J].計算機集成制造系統,2008,14(1):33-38.

DongJingfeng,WangGang,LüMin,etal.OptimizationModelofMulti-echelonReverseLogisticsNetworkDesignforProductionReturn[J].ComputerIntegratedManufacturingSystems,2008,14(1):33-38.

[42]范體軍,樓高翔,王晨嵐,等.基于綠色再制造的廢舊產品回收外包決策分析[J].管理科學學報,2011,14(8):8-16.

FanTijun,LouGaoxiang,WangChenlan,etal.AnalysisofOutsourcingDecision-makingonUsedProductsCollectionforGreenRemanufacturing[J].JournalofManagementScienceinChina,2011,14(8):8-16.[43]李麗, 劉玉強, 王琪. 全國廢舊電子電器回收處理對策研究[J]. 環境科學研究, 2009 (1):119-124.

Li Li, Liu Yuqiang, Wang Qi. National Plan for Recycling and Disposal of Waste Electrical and Electronic Equipment[J]. Research of Environmental Science,2009 (1): 119-124.

[44]余福茂,段顯明,梁慧娟.居民電子廢物回收行為影響因素的實證研究[J].中國環境科學,2012,31(12):2083-2090.

Yu Fumao,Duan Xianming,Liang Huijuan.An Empirical Research on Recycling Behavior of Waste Electrical and Electronic Equipment and Its Influence Factor[J].China Environmental Science,2012,31(12):2083-2090.

[45]謝家平,陳榮秋.產品回收處理策略優化的0-1型目標規劃模型[J].系統工程理論與實踐,2004,24(3):52-57.

Xie Jiaping,Chen Rongqiu.0-1 Goal-programming Model on Products’ Recovery Processing Policies[J].Systems Engineering-Theory & Practice,2004,24(3):52-57.

[46]陸瑩瑩,趙旭.基于TPB理論的居民廢舊家電及電子產品回收行為研究:以上海為例[J].管理評論,2009(8):85-94.

Lu Yingying,Zhao Xu.Research on Recycling Behavior of Waste Household Appliances and Electronics Based on TPB:A Case of Shanghai[J].Management Review,2009(8):85-94.

[47]劉志峰,林巨廣.廢舊產品回收工藝流程評價決策支持系統研究與開發[J].中國機械工程,2002,13(20):1773-1776.Liu Zhifeng,Lin Juguang.Research and Development on Assessment and Decision-making Support System of Recycling Process of Waste and Used Products[J].China Mechanical Engineering,2002,13(20): 1773-1776.[48]中國經濟信息網[EB/OL].[2014.04.10].http://www.cei.gov.cn/Portals/104/Skins/127/sjk.htm.[49]中國環境保護數據庫[DB/OL].[2014.04.10].http://hbk.cei.gov.cn/aspx/default.aspx.

[50]中華人民共和國國家統計局.2011國際統計年鑒(地理、自然資源和環境)[M].北京:中國統計出版社,2011.

(編輯王艷麗)

Associated Simulation Model of Key Green Factors in Recycling and Remanufacturing System of Mechanical Products

Deng QianwangLi WeimingLi XunLiu Xiahui

State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body,Hunan University,Changsha,410082

This paper analyzed the green factors of system from the perspective of systems engineering, then they were divided into one sets of control factors in view of technology and process and put into the other sets of green performance in light of economy, resources, environment, human factors.An associated simulation model was also proposed via establishing the association rules, and the output sets of green performance was studied by using clustering analysis based on the simulation results, thus obtaining 50 system factors. Then the system architecture was established on the basis of interpretative structural matrix,after proposing a directed graph of the system structure. Finally, this structure was utilized to analyze hierarchical relationships between the factors, in order to provide an optimization direction to the green outputs of the recycling and remanufacturing system.

recycling and remanufacturing；green performance;associated simulation modeling;interpretative structural modeling(ISM)

2014-06-11

國家高技術研究發展計劃(863計劃)資助項目(2013AA040206)； 國家自然科學基金資助項目(71473077);湖南省自然科學基金資助項目(13JJA003)

N945.23DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2015.22.014

鄧乾旺,男,1972年生。湖南大學機械與運載工程學院教授、博士研究生導師。主要研究方向為生產系統設計與優化、制造業信息化。出版專著1部,發表論文40余篇。李衛明，男，1990年生。湖南大學機械與運載工程學院碩士研究生。李珣，男,1973年生。湖南大學機械與運載工程學院博士研究生。劉霞輝，女，1989年生。湖南大學機械與運載工程學院碩士研究生。