基于非期望產(chǎn)出SBM 模型的再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)研究

陶彩奕 胡卿貝 殷程玲 江致君 王軼辰

安徽大學(xué)商學(xué)院 安徽省合肥市 230601

1 引言

2021 年，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)發(fā)布了《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，《規(guī)劃》明確將“促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”列為重點(diǎn)任務(wù)[1]，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造是再制造產(chǎn)業(yè)中不容忽視的重要組成部分，2021 年國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部等8 部門(mén)連發(fā)印發(fā)《汽車零部件再制造規(guī)范管理暫行辦法》[2]，進(jìn)一步規(guī)范了汽車零部件再制造行為和市場(chǎng)秩序。伴隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨成熟，高效利用報(bào)廢汽車中具有再制造價(jià)值的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)再制造為綠色循環(huán)發(fā)展助力，為我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展注入新的動(dòng)力。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的再制造是指按照行業(yè)規(guī)定的再制造標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)一系列再制造工序后，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到行業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)[3]。為了高效利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的再制造經(jīng)濟(jì)性分析不可或缺，已有一些學(xué)者在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的再制造經(jīng)濟(jì)性分析領(lǐng)域進(jìn)行了研究。郭偉[4]從研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的生產(chǎn)和物流成本，基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行再制造產(chǎn)業(yè)仿真模擬和再制造經(jīng)濟(jì)性研究，得出產(chǎn)能、回收網(wǎng)絡(luò)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造成本的關(guān)系。桑凡[5]利用灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型，采取灰色理論，研究載重發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的不同成本組合模式。張欽[6]對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的綠色效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室法和積分法對(duì)再制造全過(guò)程進(jìn)行指標(biāo)分析與評(píng)價(jià)。桑凡[7]考慮到了再制造期間的周期費(fèi)用問(wèn)題和成本控制問(wèn)題，并且利用了估算法對(duì)再制造可能的成本及相關(guān)費(fèi)用進(jìn)行估計(jì)，后根據(jù)各種不同的費(fèi)用類型有針對(duì)性地選取了不同的估計(jì)方法。現(xiàn)有的研究從多個(gè)角度分析了再制造的經(jīng)濟(jì)性，但是沒(méi)有考慮到再制造過(guò)程帶來(lái)的非期望產(chǎn)出問(wèn)題，例如再制造拆解、清洗、加工等過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一些污染物的排放。在此過(guò)程中，考慮生產(chǎn)過(guò)程非期望產(chǎn)出的評(píng)價(jià)引起了一些學(xué)者的格外重視。王素梅[8]將非期望產(chǎn)出SBM 模型應(yīng)用于綠色生態(tài)文明建設(shè)的效益性評(píng)價(jià)分析體系中，利用多個(gè)地區(qū)進(jìn)行非期望產(chǎn)出SBM 模型指標(biāo)體系實(shí)證研究。

本文對(duì)影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造成本的因素，如單位產(chǎn)值廢舊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)購(gòu)入費(fèi)用、單位產(chǎn)值材料費(fèi)用、單位產(chǎn)值設(shè)備費(fèi)用、技術(shù)投入比率等方面對(duì)汽車企業(yè)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，以利潤(rùn)率和凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率為期望產(chǎn)出，同時(shí)選取一氧化碳排放量占標(biāo)率、二氧化碳排放量占標(biāo)率等指標(biāo)計(jì)算環(huán)境影響值，作為非期望產(chǎn)出。運(yùn)用非期望產(chǎn)出SBM 模型進(jìn)行研究，并采用CCR 模型進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)企業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)再制造活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性做出更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，節(jié)約資源、減少能耗，為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。

2 再制造經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

受到發(fā)動(dòng)機(jī)類型差異等因素綜合影響，廢舊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造指標(biāo)體系的建立是一個(gè)復(fù)雜立體的過(guò)程。從以往研究的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，指標(biāo)體系的建立需要考慮經(jīng)濟(jì)因素、社會(huì)因素和環(huán)境因素等指標(biāo)，同時(shí)兼顧定性與定量維度，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)再制造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合判斷。本文參考了現(xiàn)有學(xué)者文獻(xiàn)構(gòu)建的指標(biāo)體系[6]，將廢舊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造轉(zhuǎn)化為投入和產(chǎn)出兩種流程。投入指標(biāo)主要包括單位產(chǎn)值廢舊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)購(gòu)入費(fèi)用、單位產(chǎn)值材料費(fèi)用、單位產(chǎn)值設(shè)備費(fèi)用等。期望產(chǎn)出指標(biāo)考慮了盈利角度，主要包括再制造利潤(rùn)率、凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率。再制造過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生非期望產(chǎn)出，本文將其歸納為環(huán)境影響值，容納了一氧化碳排放量等相關(guān)指標(biāo)。該指標(biāo)體系的優(yōu)勢(shì)在于把成本納入重點(diǎn)考量對(duì)象，與再制造生產(chǎn)過(guò)程融合，有助于對(duì)比不同方式的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 模型建立

3.1 模型概述

通過(guò)綜合計(jì)算影響環(huán)境的有害物排放量指標(biāo)，如：二氧化碳排放量占標(biāo)率、BOD 排放量占標(biāo)率等，得到再制造活動(dòng)的環(huán)境影響值。將其作為非期望產(chǎn)出引入SBM 模型[9]進(jìn)而得出決策單元的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

3.2 算法實(shí)現(xiàn)

3.2.1 計(jì)算環(huán)境影響值

共設(shè)計(jì)有7 個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)衡量環(huán)境影響值，分別是：一氧化碳排放量占標(biāo)率（占標(biāo)率為指標(biāo)的實(shí)際值與相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之比）、二氧化碳排放量占標(biāo)率、氮氧化合物排放量占標(biāo)率、PM 排放量占標(biāo)率、BOD 排放量占標(biāo)率、COD 排放量占標(biāo)率、重金屬排放量占標(biāo)率。

以上指標(biāo)均反映了污染物對(duì)于環(huán)境的影響，指標(biāo)值越大說(shuō)明再制造活動(dòng)對(duì)于環(huán)境的負(fù)面影響越大。對(duì)于將上述指標(biāo)求均值得到環(huán)境影響值Z-：

3.2.2 非期望產(chǎn)出的SBM 模型

DEA 模型（數(shù)據(jù)包絡(luò)分析）是利用線性規(guī)劃的方法對(duì)決策單元進(jìn)行相對(duì)有效性評(píng)價(jià)的方法，由于其成功地解決了評(píng)價(jià)方法中對(duì)于量綱和權(quán)重的依賴性而被廣泛地應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)中。但是傳統(tǒng)的DEA 模型由于錐形假設(shè)和徑向性的限制，使其很難滿足現(xiàn)實(shí)的再制造生產(chǎn)活動(dòng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。同時(shí)，傳統(tǒng)的DEA 模型對(duì)于非期望產(chǎn)出也難以有效衡量，使用此類模型時(shí)往往忽視了非期望產(chǎn)出對(duì)于經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，使得評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性降低。

而帶有非期望產(chǎn)出的SBM 模型摒棄了徑向性假設(shè)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，同時(shí)引入非期望產(chǎn)出使得SBM 模型對(duì)于再制造活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)合理。

帶有非期望產(chǎn)出的SBM 模型的線性規(guī)劃形式如下：

s-代表投入松弛，s+代表期望產(chǎn)出松弛，s b+代表非期望產(chǎn)出松弛，ρ代表綜合技術(shù)效率值，當(dāng)ρ等于1時(shí)即說(shuō)明再制造活動(dòng)具有經(jīng)濟(jì)性，ρ＜ 1則代表不具有經(jīng)濟(jì)性。

4 實(shí)證分析

現(xiàn)有4 個(gè)廢舊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造企業(yè)A,B,C,D 的相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1[6]。運(yùn)用本文建立的再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型，比較4 個(gè)企業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的經(jīng)濟(jì)性。

表1 企業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)

4.1 運(yùn)用非期望產(chǎn)出SBM 模型計(jì)算

表2 SBM 模型評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)結(jié)果可以看出，A、B、C 三家企業(yè)均具有經(jīng)濟(jì)性，而D 企業(yè)則不具有經(jīng)濟(jì)性。

4.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證SBM 模型的評(píng)價(jià)效果，這里使用傳統(tǒng)的CCR 模型進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，刪去SBM模型中的非期望產(chǎn)出，保留原始投入指標(biāo)和期望產(chǎn)出指標(biāo)作為投入產(chǎn)出指標(biāo)帶入CCR 模型進(jìn)行計(jì)算。

運(yùn)用DEAP2.1 軟件進(jìn)行計(jì)算后，得到四家企業(yè)的綜合效率、技術(shù)效率和規(guī)模效率，如表3 所示。

表3 CCR 模型評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)結(jié)果可以看出，A、B、C 三家企業(yè)的再制造活動(dòng)均達(dá)到了DEA 有效，而D 企業(yè)為非DEA 有效，主要是由于D 企業(yè)的規(guī)模效率沒(méi)有達(dá)到有效。

4.3 對(duì)比結(jié)果說(shuō)明

從表4可以看出，兩種評(píng)價(jià)方法對(duì)于A、B、C三家企業(yè)的再制造活動(dòng)評(píng)價(jià)均為DEA有效，D 企業(yè)則為DEA 無(wú)效，說(shuō)明SBM 模型的評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定可信度。同時(shí)，僅考慮經(jīng)濟(jì)效益的D 企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率比考慮環(huán)境影響下的要高出13.9 個(gè)百分點(diǎn)。D 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率在考慮環(huán)境影響后出現(xiàn)下降，主要是由于不考慮環(huán)境影響實(shí)際上是忽略了企業(yè)再制造所帶來(lái)的社會(huì)成本，總體低估了再制造成本。說(shuō)明不考慮企業(yè)再制造的環(huán)境影響會(huì)使得對(duì)企業(yè)再制造的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)產(chǎn)生整體高估的結(jié)果，影響經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的真實(shí)性。

表4 不同方法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

DEA 模型克服了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法對(duì)于權(quán)重的依賴，使其在評(píng)價(jià)方法體系運(yùn)用廣泛。但傳統(tǒng)的CCR 模型屬于徑向模型，限制了DEA 模型在再制造經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的運(yùn)用。本文使用的SBM 模型既彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CCR 模型的缺陷，又進(jìn)一步考慮了再制造的環(huán)境影響，可以更準(zhǔn)確地對(duì)企業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)再制造活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5 結(jié)論

本文基于非期望產(chǎn)出SBM 模型，從成本、利潤(rùn)、環(huán)境影響三個(gè)角度構(gòu)建了再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型。通過(guò)對(duì)企業(yè)實(shí)際的再制造活動(dòng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)并與傳統(tǒng)的CCR 模型進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)SBM 模型與傳統(tǒng)的CCR 模型相比規(guī)避了傳統(tǒng)DEA 模型的徑向性，又考慮了非期望產(chǎn)出的影響，可以更加客觀真實(shí)地反映再制造活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性。本文構(gòu)建的再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型有助于進(jìn)一步拓寬再制造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系并為企業(yè)實(shí)際的再制造活動(dòng)提供參考。