制造业企业内再制造回收中心选址研究

2012-08-02葛安华李权章周晏明

森林工程 2012年1期

葛安华，李权章，周晏明

(东北林业大学工程技术学院，哈尔滨150040)

随着可持续发展和环境保护观念的加强，我国政府越来越重视制造业产品的回收再利用。从2004年起要求电子产品生产商必须负责回收处理废旧产品［1］。2008年3月21日，我国汽车零部件再制造试点启动，2010年9月14日，发改委下发《关于深化再制造试点工作的通知》。这些政策的出台说明政府部门越来越重视再制造业，进而我国企业对再制造的重视也相应地提高到一定程度。企业进行再制造并不仅是为了迎合政策的要求，再制造还会给企业带来很多实际的收益，工程院院士徐滨士的研究表明，与新产品相比，再制造产品将节约成本50%、节能60%、节材70%。除此之外企业还可以通过对产品的回收分解及时反馈产品信息，这些信息对产品的改进和性能提高能够产生最直接的帮助。因此，再制造业势必成为将来我国制造业一个新的业绩增长点［2］。

由于我国再制造业刚刚起步，很多制造业企业现有生产系统中并没有再制造部门［3］，因此如果要进行再制造必须要新建一个这样部门，将该部门称为再制造回收中心，那么在企业内部选择什么样的位置建立该中心就应当是企业需要重点考虑的问题。本文在综合分析家电制造业特点的基础上，借助层次分析法，给出一种评价家电制造业企业内回收中心选址方案的具体办法，该方法为家电制造企业在其生产系统内选址评价提供理论依据。

1 家电制造业再制造过程特点及回收中心选址原则

1.1 家电再制造特点

(1)家电制造业的再制造过程会产生有害物质。家电制造业的再制造过程会产生如铅、汞、隔、废水、废气等很多有害物质［4］，这些有害物质的产生是不可避免的。

(2)家电产品的核心部件比较少［5］。家电类产品的核心部件比较单一，像液晶电视的核心部件是液晶面板，冰箱的核心部件是压缩机，洗衣机的核心部件是电动机等。

(3)物流节约性。家电再制造选择企业内进行主要是考虑到充分利用企业原有物流体系及物流设备。

1.2 回收中心选址原则

(1)整体性原则。回收中心是再制造的核心部门，是现代企业生产系统不可缺少的部分，因此，在原正向物流系统中加入回收中心必须保持整个企业的生产系统的完整性，不能对该系统的正常运行产生阻碍，对于原有的正向系统是有益的补充和完善。

(2)核心部件优先原则。再制造部门在对回收物品进行分解、修理提升品质的过程中，核心部件的价值是最大的，因此企业在选址的时候应该保证核心部件的工艺部门更靠近该中心［6］。

(3)环境影响最低原则。早期的家电产品在分解过程中会产生很多有害物质，因此，回收中心的选址应对周边已有部分的环境影响降到最低。

(4)经济原则。回收中心所选位置应是企业生产系统中物流顺畅的位置，这样便于回收中心借助原有的物流系统进行搬运，节约物流成本［7］。

以上就是家电制造企业逆向物流回收中心选址所应遵循的原则，有了以上原则就可以按照层次分析法的原理来建立回收中心选址决策目标层级架构。

2 家电制造企业逆向物流回收中心选址决策层级架构

综合考虑家电再制造特点及选址原则，给出选址决策需考虑的评估属性见表1。

表1 评估属性表Tab.1 Property assessment sheet

综合表1所提出的属性，可以构建出一个选址决策目标层级关系图［7］，如图1所示。

图1 回收中心选址决策目标层级架构Fig.1 Hierarchical structure of decision-making target in recycling center site selection

回收中心的选址需要考虑的决策目标层级中的决策目标M层包含的根本目标F层中 (子目标层)有环境效益、经济效益、技术效能等三方面。其中，子目标“环境效益”包含2个属性:符合企业整体设施规划、环境影响;子目标“经济效益”包含两个属性:物料搬运成本、靠近核心部件需求工序;子目标“技术性能”包含3个属性:改进性、兼容性和战略性。这些属性统一形成属性层S。最底层为方案层O，由n个解决方案构成。

3 实例分析

某家电制造企业准备在其生产区域内选择一个位置建立逆向物流回收中心进行再制造，现有3个方案，其中A1方案位于生产系统起点。由于企业采用了精益生产，因此原来的原材料仓库得到节约，现有空余位置可改造成回收中心，该位置同时也属企业正向物流的起点;A2方案所在位置是该企业核心部件进入总装车间的必经之路，同时此处靠近为企业主物流通道。A3方案选在成品仓库附近，那里是企业生产区域下风向，符合环境要求。需要从中选择最佳方案。

基于以上分析，根据图2提供的决策层级，此时方案层由A1，A2和A33个方案构成，利用层次分析法，接着构建比较判别矩阵。

3.1 建立比较判断矩阵

建立判断矩阵是AHP决策分析中一个关键的步骤。判断矩阵表示针对上一层次中的某元素而言，评定该层次中各有关元素相对重要性程度的判断，其形式如下:

在该层次范围内，通过各因素的两两比较，可以确定各因素的权重。为了在某一标准下各因素便于两两比较其重要性 (或优劣性)，层次分析法用标度表示相对各因素的重要性，本文设计了1个1～9标度法对各指标进行两两比较，见表2。

表2 判断矩阵的标度 (相对重要性程度)Tab.2 Scale of determine matrix(degree of relative importance)

判别矩阵对角线右端tij取值由专家通过比较同层中任意两因素相互的重要性后从表2中得出;对角线上元素为1;对角线左侧元素t=。ij

(1)专家打分系统得出根本目标层F的比较判决矩阵为

(2)同上分别建立子目标“环境效益”、“经济效益”、“技术性能”下属性间的成对比较矩阵分别为:F1=，F3=

(3)在各评估目标下，建立A、B和C 3个评估区域的成对比较矩阵:

3.2 求解各层权重

求出判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量。为保证层次单排序的可信性，需要对判断矩阵一致性进行检验，即要计算随机一致性比率:

其中，n为判断矩阵的阶数;R.I.为平均随机一致性指标，可查表3。

只有当C.R.＜0.1时，层次单排序的结果才认为是满意的，否则需要调整判断矩阵元素的取值。当满足一致性检验后，该特征向量就可以作为该层属性的权重。

表3 平均随机一致性指标对照表Tab.3 Index comparision table of average random consistenly

通过计算得出各比较判别矩阵的最大特征值通过一致性检验后得出特征向量如下:

F对应的特征值特征向量分别是:λmax=3.029，W=(0.1562，0.1850，0.6588)T。

F1－F3对应的特征值特征向量分别是:λmax=2，W11= (0.75，0.25)T; λmax=2， W12=(0.667，0.333)T;λmax=3.009，W13=(0.1634，0.2970，0.5396)T。

S1－S7对应的特征值特征向量分别是:λmax=3.0385，W21=(0.2604，0.6335，0.1061)T;λmax=3.0649，W22=(0.279，0.072，0.649)T;λmax=3.009，W23= (0.1634，0.2970，0.5396)T;λmax=3.009，W24=(0.5396，0.1634，0.2970)T;λmax=3.065，W25=(0.6491，0.279，0.0719)T;λmax=3，W26= (0.3333，0.3333，0.3333)T;λmax=3.039，W27=(0.2583，0.6370，0.1047)T。

3.3 计算各方案最后得分

根据属性间成对比较矩阵T所求处且通过一致性检验的特征向量W，即为各属性的相对重要性权重。用各方案与属性间的比较判别矩阵计算得出的评分矩阵和各属性的权重矩阵做内积，计算结果再和根本目标层的权重矩阵做内积后的结果即为每个方案的最后综合评分，总评分最高的方案即为最优方案。

计算各区域在该评价体系下的最后得分，A1:0.3217;A2:0.4454;A3:0.2336。通过计算可以得出A2区域是回收中心选址最佳位置。通过最后的选择可以知道，A2所在位置是最靠近核心部件的位置，同便于利用原物流主通道，不会给原物流系统造成混乱，仍然维持原系统的物流体系，因此可以得出结论，按该方法选出的位置满足回收中心选址的原则，是3个方案中最优的。