汽車材料合規系統建設

喬偉 賈抗震 李子宇 姜海鵬 岳毅

（長城汽車股份有限公司技術中心；河北省汽車工程技術研究中心）

2014—2015年，國家工業和信息化部、環境保護部及國家認監委相繼發布公告，對有害物質使用和可回收利用率進行產品準入管理，意味著汽車企業必須對公告車型進行回收利用率計算和申報，如果不合規，汽車企業將面臨無法上市銷售的局面，嚴重影響新車上市。因此，為保證產品如期獲得認證，建立正確合理的方法以及應用合適工具在短時間進行整車的可再利用率和可回收利用率計算至關重要。文章主要針對回收利用率計算，建立了一套標準化流程與合規模型，為認證及數據管理奠定基礎。

1 回收利用率計算方法

近年來，全球汽車生產企業為了滿足汽車產品回收利用率準入要求，通常采用3種方式進行整車材料的回收利用率計算[1]。

1.1 人為手工Excel計算

通常以車型BOM（即產品明細或物料清單）表為基礎，通過查詢零部件的圖紙、數模，統計主要材料和質量，并形成匯總表。然后根據標準VDA 232-106或車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南，人為對零件和材料進行判定，依據標準GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》[2]進行分類、統計各回收階段材料的質量，從而計算出整車的可再利用率和可回收利用率。

這種方式雖然可完成回收利用率計算，但需要查詢所有零部件的圖紙，統計量大，效率低，并且零部件的材料、質量來源于設計狀態，與實際質量有相當大的誤差，且部件實際結構及用材不明確，可能導致最終的回收利用率值誤差很大，因此，此方法不可取。

1.2 實車拆解計算

通過對整車進行拆解，對每個零件進行分類、統計并稱重，同時采用相關的檢測儀器分析零件的主要材料成分，統計整車零部件材料質量清單，基于清單的材料進行零件和材料的可回收性判定，最后計算回收利用率。

這種方法雖然也可以計算出整車的可再利用率和可回收利用率。但是要求對實車進行拆解、需投資檢測設備或委外檢測，成本高，需要投入大量人力財力，短期內難以完成，且拆解后，零件BOM與材料匹配會非常繁瑣。因此，此方法也不可取。

1.3 信息化系統計算

汽車生產企業采用材料合規系統，將標準化的計算公式和模板內嵌到系統中，并導入整車BOM數據后進行計算；供應商通過中國汽車材料數據系統（CAMDS）或者國際材料數據系統（IMDS）向汽車生產企業在線申報提交零件的材料數據表（MDS），MDS包含零件的結構、質量、材料成分及比例、禁限用物質、豁免情況以及其成分可追溯到物質級別的信息；然后汽車生產企業材料工程師將MDS導入本企業內的材料數據計算系統，系統依據零件或材料可回收性判定準則進行回收屬性判定，最后系統計算整車可再利用率和可回收利用率并輸出相關材料合規報告。

由此可見，這種方式計算簡單、數據來源準確，且計算和數據管理流程標準化。雖然一次性投入大，但長期運行成本相對較低。

因此，從準確性、周期及標準化等角度綜合考慮，信息化計算將成為今后國內整車可再利用率和可回收利用率計算的主流。

2 系統計算邏輯

2.1 計算車型的確定

一般而言，汽車生產企業進行新車型的國內或海外認證之前，需要在申報的車型系列中選擇一款回收利用率值最差的車型作為最差車型。以該車型為審核對象進行下一步的認證審核和回收利用率計算。

按照標準GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》中代表車型的選擇要求[2]，選擇代表車型應具備但不局限于以下特征：質量最小的發動機、質量最小的手動變速器、無備輪及真皮配置等。

通過最差車型與研發配置清單匹配，確定對應車型BOM表，以該車型的BOM明細為基準，作為零部件MDS數據收集對象，進行回收利用率計算。

2.2 計算標準與過程

車輛生產企業一般在新車獲得公告前，采用國標GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》規定方法，進行可再利用率和可回收利用率的計算[2]。

式中：Rcyc——新車中零部件或材料能被再利用或再使用的部分占車輛質量的百分比；

Rcov——新車中零部件或材料能被回收利用或再使用的部分占車輛質量的百分比；

mP——預處理階段，材料（所有液體、電池、機油濾清器、液化石油氣、壓縮天然氣、輪胎及催化轉化器）的總質量，kg；

mD——拆解階段，認為具有可拆解性和可回收利用性的零部件總質量，kg；

mM——金屬分離階段，金屬材料的質量，kg；

mTr——非金屬殘余物處理階段，根據已獲驗證的再利用技術被認為是可再利用的非金屬殘余物（聚合物、橡膠和其他經過改良的有機天然材料等）的總質量，kg；

mTe——非金屬殘余物處理階段，確定了mP，mD，mM，mTr后，被認為可進行能量回收的材料質量，kg。

其中，mD的可拆解性因素包括可接近性、緊固技術、已獲驗證的拆解技術、零部件材料成分及已獲驗證的再利用技術。針對材料的回收利用技術，國內汽車生產企業主要參考中國汽車技術研究中心發布的《車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南》。

3 系統框架模型的建立

為實現道路車輛的可再利用率及可回收利用率的計算，滿足國內市場法規準入要求，不僅需由全供應鏈供應商在第三方數據平臺（如CAMDS系統或IMDS系統）上如實填報零部件材料數據，而且也需要由企業搭建與內部材料計算系統的接口。

3.1 系統總體框架

信息化系統的總體框架，如圖1所示，企業的材料合規系統可由企業自行開發或購買第三方成熟的產品，并集成本企業的BOM系統。開發材料數據計算系統與外部CAMDS或IMDS系統信息交互接口程序，然后通過接口接收、處理來自供應商的材料數據，匹配本地產品BOM，最后進行可再利用率及可回收利用率的計算和各項回收表單出具。

3.2 CAMDS系統

CAMDS系統幫助汽車行業對供應鏈中各個環節和各級產品進行信息化管理。

原材料及各層級零部件供應商可借助該系統進行平臺化申報，同時該系統幫助汽車主機廠收集全產業鏈的材料數據信息及監控有害物質的使用情況，從而降低供應商的申報工作量、提高數據申報質量和準確性。

國內汽車供應鏈相關方使用該系統進行材料數據收集是未來的趨勢，也是國內法規的潛在要求。

3.3 接口程序功能

企業通過接口程序可以在本地實現在線下載各一級供應商創建和提交的MDS表單，查看、批準和拒絕MDS表單，并實行內外部系統信息交互。

另外，接口程序還提供下載校驗、MDS報表統計分析、跟蹤及提交MDS提醒等功能。

3.4 材料合規系統功能

一般而言，一輛汽車含有的零部件多達數萬件，零部件材料涉及鋼鐵、塑料、橡膠、玻璃、紡織品、有色金屬、電子產品和各種化工產品等，且汽車產品配置也比較多，采用人工管理、監控并計算回收利用率難度大。

為有效管理、監控整車所有配置的零部件的用材信息、有害物質信息及法規符合情況，出具整車回收利用率結果，并在零部件設變過程中進行信息的有效傳遞和更新，運用信息化系統開展工作顯得尤為重要，該信息化系統需要具備以下功能。

1）企業內部BOM系統集成，便于車型BOM的輸入。同時，可將材料數據計算系統輸出的回收利用率結果、禁限用物質符合性等信息通過內部接口反饋到BOM管理系統中，方便設計人員查看。

2）和CAMDS系統或IMDS系統建立接口程序，自動批量或對特定對象下載供應商申報的零部件材料數據，實現在線多層級審批，并將結果同步到CAMDS系統，數據被批準后自動掛接到本地系統BOM零部件上，以備后期計算及審核使用。

3）回收利用率計算模塊，導入GB/T 19515—2015計算邏輯，計算整車回收利用率，出具標準中各項表單，如 mP，mD，mM，mTr，mTe等。

4）有害物質法規分析模塊，包括ELV（報廢汽車回收指令）、RoHS（危害性物質限制指令）、GADSL（全球汽車申報物質清單）、GB/T 30512—2014及澳大利亞、北美等禁限用物質和回收利用法規要求，通過設置有害物質管控種類、限值及豁免等預警條件，實時監控零部件及材料的法規符合性狀態。

5）報表輸出模塊，根據歐盟和國內公告及CCC要求，輸出整車有害物質分布清單、豁免零部件清單及高風險部件清單等。

6）文檔管理模塊，根據供應商生產件批準程序（PPAP）階段提交的有害物質符合性證明文件，如檢測報告、承諾書等文檔，通過上傳到本地系統，并進行在線審批，實現與BOM零部件進行關聯，方便后期認證審核與查詢。

7）基礎數據管理模塊，主要用于系統后臺基礎數據的不定期維護（增加、刪除及修改），系統基礎數據包括供應商信息表、基本材料庫及基本物質庫，如GADSL及法規豁免清單等。

8）BOM數據管理模塊，主要用于維護BOM樹結構及維護BOM各層次零部件的基本信息，可與BOM系統對接，實時更新材料數據系統BOM信息，也可以手工錄入整車BOM。

9）系統管理模塊，管理系統日志、用戶及用戶角色與權限、內部信息交流反饋等。

10）其他功能，利用材料合規系統可集成開發整車VOC管理、整車材料（含金屬、非金屬及化工涂料等）維護等功能模塊，實現材料知識重復利用。

4 系統數據的采集與處理流程

企業的材料合規系統經過4個步驟完成對可再利用率和可回收利用率的計算。

1）上傳整車BOM明細至系統完成新車型導入，系統自動生成供應商需填報的零部件MDS表單后發送給供應商；

2）供應商通過CAMDS系統填報零部件MDS并發送給主機廠，主機廠人員檢查、統計供應商填報的零部件MDS、自制零部件材料信息及所有輔料（如油液等）信息，經審核無誤導入系統；

3）系統檢查BOM樹結構所需零部件材料及質量等信息是否完整與準確；

4）按照GB/T 19515—2015標準規定的原則和方法，將零部件或材料分為預處理階段、拆解階段、金屬分離階段及非金屬殘余物處理階段后進行可再利用率和可回收利用率的計算。

5 結論

文章所開發應用的系統在企業的測試與應用中，能夠滿足整車的可回收利用率計算、有害物質預警及認證參數申報等，為企業的回收利用率合規提供了依據，并形成了知識沉淀。同時得出，在計算某款車型可再利用率和可回收利用率前，需要注意：1）產品BOM作為可再利用率和可回收利用率計算和供應商數據收集的源頭和結構，需要保證BOM的準確性；2）健全材料數據審核規則和流程，確保計算來源的準確性；3）材料的可拆解性和回收性影響整車的回收利用率，因此需要充分考慮各材料的可回收技術。