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Toward Sustainable Remanufacturing Systems: Integrating Inspection Allocation, Carbon Pricing, And OEM-ODM Coordination

本研究开发了一个混合整数非线性规划模型,用于在碳定价机制下优化检验分配与 OEM-ODM 协同,并通过数值模拟证明,自再制造配置通过降低总生产成本和报废单元,其表现显著优于外包的去中心化模式。

原作者: Yuri Delano Regent Montororing, Budi Santosa, Putu Dana Karningsih

发布于 2026-09-10
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原作者: Yuri Delano Regent Montororing, Budi Santosa, Putu Dana Karningsih

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

在现代经济中,越来越多的公司正转向一种被称为“再制造”(remanufacturing)的策略。他们不再是将旧产品直接丢弃并从零开始制造全新的产品,而是回收旧物品,将其拆解,并将其修复到与新品同样良好的状态。这一过程是循环经济的基石,循环经济旨在让材料尽可能长时间地保持使用状态,减少对开采原始资源的需求,并减少最终进入填埋场的废物量。然而,让一件旧产品重获新生远比制造一件新产品要复杂得多。旧物品到达时的形状和状况是不可预测的;有些几乎没有损坏,而另一些则已经磨损殆j。为了确保这些修复后的产品安全可靠,制造商必须在维修过程的各个阶段对其进行检查。与此同时,世界各地的政府正在引入碳定价制度,即对企业产生的污染进行收费,迫使它们仔细考虑每一步操作所带来的环境成本。对于行业领导者而言,挑战在于如何平衡这些检查成本、污染价格以及供应链中不同公司之间复杂的相互关系,从而使这种绿色方法真正奏效。

来自印度尼西亚十月一号理工学院(Institut Teknologi Sepuluh Nopember)的一个研究小组致力于通过构建一个详细的再制造系统计算机模型来解决这一难题。他们专注于一个特定的问题:品牌所有者是自己处理整个修复过程更明智,还是应该雇佣一家单独的公司来完成这项工作?为了找到答案,他们创建了两种不同的情景。在第一种被称为“自营再制造模型”的情景中,由一家名为“原始设备制造商”(OEM)的单一公司管理一切。他们收集旧产品,对其进行检查、修理,并销售成品,在同一个地方做出所有的决策。在第二种“外包模型”中,品牌所有者只生产新产品,并聘请一家名为“原始设计制造商”(ODM)的第三方设计公司来处理复杂的旧品修复任务。在这种设置下,两家公司独立运营,各自试图实现自身利润的最大化,并支付各自应承担的碳税。

研究人员将他们的模型与专业厨房电器行业的真实世界数据相结合,该行业拥有如商用烤箱和搅拌机等寿命较长且非常适合拆解和修理的重型设备。他们模拟了这些系统在不同条件下的表现,测试了不同的产品质量水平和碳定价水平。结果令人震惊。在每一个测试案例中,将整个过程留在内部管理的公司的表现都明显优于外包工作的公司。当品牌所有者自行管理修复过程时,生产这些商品的总成本约为 19,727.93 美元。相比之下,当他们聘请另一家公司进行再制造时,成本飙升至 52,916.07 美元。这其中的差异不仅在于金钱,还在于质量和浪费。自管系统仅产生了 3.84 个报废单元——即那些损坏严重到无法修复而不得不丢弃的物品。然而,外包系统产生了 23.52 个报废单元,这意味着它浪费了更多的材料和精力。

这种差距的原因在于信息流动的机制以及决策制定的方式。当一家公司控制整个过程时,它能够立即了解每一个进来的旧件的具体状况。它可以精确决定在装配线的哪些位置设置检查站,以便及早发现缺陷,防止工人将时间和精力浪费在试图修复那些无法挽救的产品上。这种紧密的协调使公司能够优化其对碳配额和原材料的使用。在模型的外包模式中,两家公司是分离的。品牌所有者不知道第三方正在处理的“核芯”(cores)的具体状况,而第三方也不了解品牌的整体目标。这种信息的缺乏导致了效率低下。第三方为了保护自身的利益,可能不会像品牌所有者那样进行细致或具有战略性的检查,从而导致更多的缺陷产品进入生产线,并产生更多因不必要工作而导致的碳排放。

研究表明,虽然外包看似可以通过让专家处理困难工作来节省资金,但实际上它会以浪费资源和提高污染费的形式产生隐藏成本。研究人员发现,自管方法使公司能够在使用较少新材料的情况下生产出更多的再制造产品,而这正是可持续发展的终极目标。通过将决策权集中化,公司可以更好地平衡检查产品的成本与修复产品所产生的污染成本之间的权衡。研究结果表明,对于处理复杂、高价值产品的行业而言,通往可持续未来的最有效路径不是在不同公司之间拆分工作,而是将检查、修理和碳管理策略整合进一个统一的系统中。这种方法确保了流程中的每一步都保持一致,将多变的产质量挑战转化为一个更清洁、更高效的生产循环中可控的部分。

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