基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型

摘要

本发明提供基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型，涉及废旧产品回收制造技术领域。该基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型，包括考虑再制造产品售价与再制造成本的经济效益分析；考虑资源消耗和废物排放的环境效益分析；考虑再制造产品社会认可度和性能可靠度的社会效益分析。本发明很大程度上降低了人为因素的干扰，提高了决策模型的精度，降低了再制造过程对历史再制造数据的依赖，极大程度提高了决策模型的泛化能力，解决了可再制造性高的废旧产品再制造策略的决策，更大的特点是为无可再制造性或可再制造性低的废旧产品再制造问题提供了一个很好的解决方案。

说明书

技术领域

本发明涉及废旧产品回收制造技术领域，具体为基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型。

背景技术

近年来，随着社会工业化进程不断加快，制造业得到了迅速的发展和转型升级，同时也伴随着巨大的资源浪费和环境污染。随着不可再生能源的枯竭和环境污染进一步加深，节能减排的可持续发展战略受到越来越多政府和学者的关注。再制造作为废旧产品终期处理的最佳方式之一，它以废旧产品作为再制造对象，通过已有再制造技术使其性能恢复或升级。再制造在延长废旧产品生命周期的同时充分挖掘了其剩余价值，更好地实现了其经济、环境和社会效益最大化。在废旧产品再制造研究中，国内外众多学者进行了大量的研究。

目前，再制造的研究主要针对可再制造性高的废旧产品或零件进行的可再制造性评估和工艺策略选择。而实际上，由于产品在设计初期缺乏再制造性理念，以及产品实际工况和工作环境的复杂多样性，导致大量废旧产品不能进行再制造或可再制造性低。然而，此类产品通常被再制造企业所忽视。因此，针对可再制造性低的废旧产品再制造策略决策问题研究较少。产品是由多个零部件组装而成，产品的报废或可再制造性低并不意味着所有零件都无法再利用或再制造。例如，在无法对整机进行再制造或性能改善时，对可再制造性低的废旧产品进行零件再制造。零件再制造不仅可以最大限度地发掘废旧产品的剩余价值，而且在一定程度上可以有效降低因过度拆卸和加工带来的能源消耗和环境污染。此外，不合理的再制造策略可能会对企业和社会造成不可估量的损失。因此，再制造策略的选择至关重要。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型，解决了可再制造性低的废旧产品无法合理回收的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型，包括如下步骤：

步骤一.经济效益分析：在已有再制造技术条件下，对回收产品的不同再制造策略进行经济效益分析，首先，对回收产品进行失效检测和模拟修复，从完成再制造后的收益和再制造成本两方面入手，分析再制造过程的经济效益，再制造成本包括回收件成本c

步骤二.环境效益分析：再制造作为发掘废旧产品剩余价值的有效方式，但在其制造过程中同样存在资源消耗和废物排放问题，将资源损耗转化为标准碳燃烧后CO

步骤三.社会效益分析：以问卷调查的方式分析了再制造产品或零件的社会认可度和性能可靠度，以此来评定其社会效益；

步骤四.熵权法分析：由于缺乏历史再制造数据和再制造技术的不完善，导致决策模型精度不高，模型中采用熵权法对评价指标进行加权，在缺乏历史数据支持的条件下，熵权法突显了其强大的优势，该权重系数不受主观因素的影响，只与数据本身相关，在一定程度上加强了决策模型的现实客观性和泛化能力；

步骤五.综合效益求解：根据不同再制造策略的经济、环境和社会效益数据，结合熵权法分析所得权重系数，分别求解不同再制造策略的综合效益。

优选的，所述经济效益分析为再制造企业进行再制造活动主要目的是为了盈利，在对废旧产品进行再制造之前，从经济效益的角度，考虑是否有必要对其进行再制造是十分必要的，再制造收益可表示为再制造产品销售价格与再制造成本之间的差值，具体可由下式表示：

X

上式中X

再制造是以废旧产品或零件为毛坯，由于废旧产品工作环境和失效状态的多样性，这在很大程度上影响了回收件的质量和回收成本，c

上式中c

上式中c

c

c

优选的，所述环境效益分析具体体现为，环境效益评价指数用X

E

上式中e

优选的，所述社会效益分析体现为：社会效益评价指标X

X

上式中S

社会认可度S

上式中M表示接受问卷调查的总人数；g

S

6.优选的，所述熵权法分析具体体现为采用熵权法分析计算各决策指标的权重，熵是衡量系统无序程度的指标，熵权的权重值由数据本身确定，不受主观因素等外界干扰，具体选择步骤如下：

a.再制造策略决策矩阵:再制造对象是无可再制造性或可再制造性较低的废旧产品，为了最大限度的发掘废旧产品剩余价值并实现综合效益最大化，在考虑经济、环境和社会效益的基础上，分别对其整机再制造与零件再制造策略进行综合评估，决策矩阵如下所示：

上式中U表示综合决策结果，L

b.规范化决策矩阵：在多目标决策问题中，存在众多影响因素，由于指标因素的意义和性质有可能存在不同，在进行决策之前对指标进行适当预处理是十分必要的，采用模糊向量归一化方法对相应指标进行处理，并用Y表示，具体如下所示：

c.权重系数计算：为了降低主观因素和数据随机性对决策结果的影响，对各项指标进行加权处理是十分必要的，传统的加权方法有德尔菲法(专家咨询法)、序关系分析法、统计法和主成分分析法等，由于模型设计中缺乏历史数据的支持，决策模型的权重系数采用熵权法求得，设有a个方案，每个方案中有b个评价指标，则决策熵可以表示为：

上式中H

d.再制造策略决策：从再制造经济效益、环境效益和社会效益角度考虑提出了再制造策略决策模型，本模型解决了可再制造性低或无可再制造性产品的再制造问题，最大限度的提高资源利用率，并降低环境污染，熵权法对多目标评价系统中的评价参数进行再制造权重配比，最后求得再制造方案决策的评价指标，如下式所示：

U＝α

上式中，X

(三)有益效果

本发明提供了基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型。具备以下有益效果：

本发明主要在现有再制造技术条件下，对废旧产品整机再制造和零件再制造的经济、环境和社会效益进行了分析和评估，为了降低决策过程中主观因素和数据随机波动的影响，采用熵权法对评价指标进行了加权处理，这种数据处理方式很大程度上降低了人为因素的干扰，提高了决策模型的精度，与传统模型相比，本发明所提模型降低了再制造过程对历史再制造数据的依赖，极大程度提高了决策模型的泛化能力。其次，与目前已有再制造方案决策研究相比，本发明所提模型不仅解决了可再制造性高的废旧产品再制造策略的决策，更大的特点是为无可再制造性或可再制造性低的废旧产品再制造问题提供了一个很好的解决方案，本发明算法结构和形式都比较简单，避免了参数过多导致的系统不稳定问题。

附图说明

图1为本发明基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型再制造策略决策流程图；

图2为本发明基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型再制造策略综合效益评估模型图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-2所示，本发明实施例提供基于经济、环境和社会效益的废旧产品再制造决策模型，包括如下步骤：

步骤一.经济效益分析：在已有再制造技术条件下，对回收产品的不同再制造策略进行经济效益分析，首先，对回收产品进行失效检测和模拟修复，从完成再制造后的收益和再制造成本两方面入手，分析再制造过程的经济效益，再制造成本包括回收件成本c

步骤二.环境效益分析：再制造作为发掘废旧产品剩余价值的有效方式，但在其制造过程中同样存在资源消耗和废物排放问题，将资源损耗转化为标准碳燃烧后CO

步骤三.社会效益分析：以问卷调查的方式分析了再制造产品或零部件的社会认可度和性能可靠度，以此来评定其社会效益；

步骤四.熵权法分析：由于缺乏历史再制造数据和再制造技术的不完善，导致决策模型精度不高，模型中采用熵权法对评价指标进行加权，在缺乏历史数据支持的条件下，熵权法突显了其强大的优势，该权重系数不受主观因素的影响，只与数据本身相关，在一定程度上加强了决策模型的现实客观性和泛化能力；

步骤五.综合效益求解：根据不同再制造策略的经济、环境和社会效益数据，结合熵权法分析所得权重系数，分别求解不同再制造策略的综合效益。

经济效益分析为再制造企业进行再制造活动主要目的是为了盈利，在对废旧产品进行再制造之前，从经济效益的角度，考虑是否有必要对其进行再制造是十分必要的，再制造收益可表示为再制造产品销售价格与再制造成本之间的差值，具体可由下式表示：

X

上式中X

再制造是以废旧产品或零件为毛坯，由于废旧产品工作环境和失效状态的多样性，这在很大程度上影响了回收件的质量和回收成本，c

上式中c

上式中c

c

环境效益分析具体体现为，环境效益评价指数用X

E

上式中e

社会效益分析体现为：社会效益评价指标X

X

上式中S

社会认可度S

上式中M表示接受问卷调查的总人数；g

S

熵权法分析具体体现为采用熵权法分析计算各决策指标的权重，熵是衡量系统无序程度的指标，熵权的权重值由数据本身确定，不受主观因素等外界干扰，具体选择步骤如下：

a.再制造策略决策矩阵:再制造对象是无可再制造性或可再制造性较低的废旧产品，为了最大限度的发掘废旧产品剩余价值并实现综合效益最大化，在考虑经济、环境和社会效益的基础上，分别对其整机再制造与零件再制造策略进行综合评估，决策矩阵如下所示：

上式中U表示综合决策结果，L

b.规范化决策矩阵：在多目标决策问题中，存在众多影响因素，由于指标因素的意义和性质有可能存在不同，在进行决策之前对指标进行适当预处理是十分必要的，采用模糊向量归一化方法对相应指标进行处理，并用Y表示，具体如下所示：

c.权重系数计算：为了降低主观因素和数据随机性对决策结果的影响，对各项指标进行加权处理是十分必要的，传统的加权方法有德尔菲法(专家咨询法)、序关系分析法、统计法和主成分分析法等，由于模型设计中缺乏历史数据的支持，决策模型的权重系数采用熵权法求得，设有a个方案每个方案中有b个评价指标，则决策熵可以表示为：

上式中H

d.再制造策略决策：从再制造经济效益、环境效益和社会效益角度考虑提出了再制造策略决策模型，本模型解决了可再制造性低或无可再制造性产品的再制造问题，最大限度的提高资源利用率，并降低环境污染，熵权法对多目标评价系统中的评价参数进行再制造权重配比，最后求得再制造方案决策的评价指标，如下式所示：

U＝α

上式中，X

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。