基于生命周期视角的再制造时间点选择模型以重卡发动机为例.doc

学 大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。氨盐日期： 摘重卡发动机的再制造实践工作具有一定的启示与指导意义。 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型瑀疭甌，瓼，瓵 琣 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型目本章小结 攻读硕士学位期间发表学术论文情况谢 大连理工大学硕士学位论文研究背景吼 图 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型德国的再制造产业也已达到相当高的水平，至少汽车零部件可以得到重用或合 本都开展了发动机的再制造。 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型研究的目的和意义全文共分为六章，各章主要内容如下：第一章主要介绍研究的背景和意义，确定研究内容和方法，并制定研究的技术路线。 第四章主要构建重卡发动机再制造时问选择模型。首先建立发动机生命周期各阶段成本费用估算模型，从而构建经济角度的再制造时间点选择指标；然后利用发动机生命周期评价的已有研究，将经济与环境综合考虑，构建发动机再制造时间点选择综合模型。第五章主要是以某一款卡车发动机为例，收集数据并代入模型，对指标进行曲线拟合，得出结果进行分析，验证并对比了两种模型。 再制造一般是指对废旧产品进行专业化修复或升级改造，使其质量特性达到或优于图普通产品与再制造产品的寿命周期比较图 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型再制造时机是指产品工作多长时间，或在全寿命周期中的哪个阶段进行再制造的选 工程大学。之后，国家军用标准“装备费用一效能分析”及军队使用标准“武器装备寿命 用前景十分广阔。制造建设二二二 士收集和筛选数据在技术经济学中的应用 ，：对于其附加值，获得废旧产品的费用较低；产品的技术相对稳定；顾客知道在哪里可以处理、与新产品关系等因素，定性提出废旧产品再制造性评价方法。这些判断准则仅 为研发成本、生产和建设成本、运行和维护成本、处置成本，并进一步分解成基本费用 括机器、厂房、道路、设施、资料等2僮鞣延包括操作人员工资、能源、运关于际醯挠茫谕庋呖U沽斯惴旱奶剿骱脱芯浚欢峡7估算的方法，并将其应用于不同领域。目前，比较通用的费用估算方法有工程估计法、参数估算法、类比估算法、专家判断估算法等。此外，还应用现代数学统计理论及人工智能技术，开发新的估算模型，具有代表意义的费用估算技术有神经网络技术、灰色理论及统计学习理论窒蛄炕在费用估算中的应用。年，蚙首次器技术选择模型【】；郭继周等根据装备使用保障费用的灰色特性，构建了 备大修技改的全面评价【】；薛安成等从可靠性经济的角度以单位时间生命周期提出了以经济寿生命周期成本技术在再制造领域的应用通过对再制造发电机 理论从能耗差异、环境排放差异、成本差异角度建立了汽车发动机再制造与制造的评价目前国内外主要开展的是废旧产品再制造性评价的研究，对再制造的时间选择研究还较少，但这些研究工作为本文的研究提供了基础。国内的刘光复等基于博弈论和神经网络，研究了主动再制造的时间区域，主要是从产品性能角度考虑，初步涉及了生命周期，但只是考虑到再制造阶段为止，未继续关注再制造产品的使用和报废阶段。刘志超采用生命周期评价方法比较了汽车发动机原始制造和再制造的环境经济方面的研究。此外，对于生命周期成本分析方法在再制造领域的应用，现有研究通常将原产品与再制造产品的生命周期分开考虑，将废旧产品回收作为再制造产品的生命周期起点，没有从产品原始制造和再制造整个全生命周期的角度综合考虑。因为再制造是对原产品生命的延长与继续，产品的两次生命周期其实是一体的，所以更全面、科学的分析应该是考虑产品的整个生命周期，以原产品的生命周期起点为全生命周期的起点，即从研发设计开始，经过第一次生命周期后，回收再制造，再继续第二次生命周期的全过程。虽然生命周期评价在再制造领域的应用研究较多，但通常也没有考虑产品的全生命周期。而 基于此，本文从产品的全生命周期角度出发，以重卡发动机为研究对象，基于生命 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型发动机使用发动机使用图再制造发动机的生命周期 阶段、报废阶段。如图所示。图重卡发动机的全生命周期】重卡发动机全生命周期各阶段成本的分解发动机全生命周期阶段划分之后，为了得到各阶段的成本，需要对各阶段的成本进 图重卡发动机全生命周期成本组成原始制造阶段的成本分解发动机原始制造成本包括从发动机研发设计到生成新发动机开始投入使用整个过 本文将发动机原始制造成本巳分类为设备费！牧戏裶：、能源费慵袰埘。、图发动机原始制造成本组成新发动机使用阶段的成本分解 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型图新发动机的运行成本组成再制造阶段的成本分解废旧发动机回收运输成本是指废旧发动机从回收场地被运送到再制造企业的成本，具体包括车辆运输成本、人工成本以及燃料成本等。再制造加工成本包括废旧发动机拆解、清洗、检测分类、加工修复、装配、测试、包装整个再制造过程中涉及的直接材料费、直接工资费、制造费用璞刚劬煞选茉炊选戏延谩钠贩训和管理费用等。再制造发动机的运输成本是指再制造发动机被运送到使用地点产生的成本，同样包括车辆运输成本、人工成本以及燃料成本等。所以，发动机再制造成本的分解结构如图所示。 图发动机再制造成本组成再制造发动机使用阶段的成本分解再制造发动机的运行成本是指发动机在第二次使用寿命期间的燃油费用、维修保养 图重卡发动机全生命周期成本的分解结构图 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型是不同时间进行再制造，其再制造成本和环境影响不同而已。重卡发动机全生命周期各阶段成本估算模型 原始制造阶段的成本估算巴 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型发动机的燃油效率会逐渐增加，即每百公里耗油量会逐渐增加。 图新发动机的运行成本曲线 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型图发动机再制造成本曲线再制造发动机使用阶段的成本估算 的运行成本与再制造时间无关，是一固定值，其关系如图所示。可知其报废处置净成本如式所示，与再制造时间也无关。而再制造发动机又可以使用昊蛐惺焕锍蘳。，则平均成本指标可分别表示如下：后皿谩馈昀竺：竺丝竺根据上文的分析，可知发动机全生命周期各阶段成本与再制造时间的关系， 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型图和图近似描述了这种关系，图中横轴表示使用年限蛘咝惺焕锍蘏。图发动机全生命周期平均成本曲线 点，所以将式褪分别求导，即可求得最佳再制造时间点。即最佳再制造时间点的计算方法如式褪所示，求得最佳再制造时间点相应的使用年限和里程数，对应图中的。所以，科学、综合地确定重卡发动机再制造的时间选择，应该将经济与环境 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型图发动机再制造时间区间所以直接采用以上处理方法进行多目标优化是不合理的。考虑到蚅的关联性，将蚅先融合成一个综合指标，再 征收环境税，但随着资源短缺的压力和保护环境的需要，征收环境方面的税收是表某些物质的全球变暖潜力值耗承廴酒灞渑绷幻飨裕褂糜跋齑笃绷乐为了得到环境成本，还需要知道三种环境污染排放物的排污收费标准，假设 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型笨篮罫新发动机使用阶段的环境成本模型表单位质量柴油燃烧排放清单 发动机再制造阶段的环境成本模型崴痗九尽壤再制造发动机使用阶段的环境成本模型 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型境成本蛉缡所示。疿 彳：竺耋荔谩辍荔美荨馈辍 背景介绍济南复强动力有限公司是目前国内第一家开展汽车发动机再制造的公司，也是亚洲唯一一家北美发动机再制造协会的会员，年月被确定为国家循环经济首批示范单位。作为国内第一批汽车零部件再制造试点企业之一，其再制造试点工作取得圆满成功，并在国内发动机再制造领域处于行业领先水平，拥有规模成熟且技术领先的发动机及零部件再制造生产线。依托中国重汽集团的考虑到数据的可得性，以及再制造发动机的销售情况，本文选取该企业重型见表： 动机原始制造成本，具体见表：蚬铮欢移骄啃惺籰万公里需要维修保养一次，每次维修保养费大概为元钱。发动机每百公里耗油量大约为升。时的燃油费。具体如表所示。 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型 对于废旧发动机的回收运输成本以及再制造发动机的运输成本，同样假设运表发动机的再制造成本 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型表不同再制造时间点的成本结果元台根据表中的数据，绘制发动机平均成本指标曲线，分别如图和图 大连理工大学硕士学位论文一图发动机年平均成本曲线分别对式和式求导，可得年，万公里，即发动机 是经济上的最佳再制造时间点。哆图发动机平均成本曲线 ，图发动机平均成本曲线。蚬。 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型墨墨吨的珻和废渣的环境排放成本。段的环境成本，选取五个代表性时间点，具体数据见表。表新发动机使用阶段的环境成本 境成本之和，即，具体数据见表。表发动机再制造阶段的环境成本 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型不同再制造时间点的综合成本结果根据表。图发动机年综合平均成本曲线 图发动机单位里程综合平均成本曲线爿所示，对应的综合最佳再制造时间点的行驶里程分别为万公里、万 基于生命周期视角的再制造时间点选择模型 本章以某一款卡车发动机为实例，通过收集数据并估算发动机全生命周期各阶段的成本和环境影响，运用上一章建立的重卡发动机再制造时间点选择模型，计算不同再制造时间点的平均成本，选取四个代表性时间点对指标曲线进行拟合分析，得出理论上基于闹乜罴言僦圃焓奔涞阄年，而基于突肪吵杀咀酆先范姆罴言僦圃焓奔涞阋彩年，即重卡发动 基于生命周期视角的再制造时问点选择模型能够更全面综合地确定发动机的最佳再制造时间点。 特色与创新点些需要完善之处，以下主要分析了本文存在的局限，并基于此展望未来的研究方向。 制造阶段产生的成本和环境影响是固定的，发动机的成本及环境影响可能会变化。另外，在数据来源上，虽然对重卡发动机再制造企业进行了实地调研，获得了诸多宝贵资料，但由于再制造产业在我国还处于起步阶段，现有再制造数据还不充足，且其全生命周期成本和环境影响涉及上下游多方利益相关者，本文的估算可能会有一定的误差。而且，本文对成本的核算没有考虑资金的时间价值。这些问题都有待将来的进一步研究。针对这些研究局限，后续研究可以在本文的基础上，开展以下