面向回收利用認(rèn)證的整車拆解研究

張 偉

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

1 法規(guī)背景

1.1 中國回收利用法規(guī)要求

2006年，《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》正式頒布，其要求汽車生產(chǎn)企業(yè)開展整車回收率計算、禁用物質(zhì)控制以及拆解指導(dǎo)手冊編制等回收利用相關(guān)工作[1]。2014年1月，《機(jī)動車輛類強(qiáng)制性認(rèn)證實施規(guī)則 汽車產(chǎn)品》頒布，要求汽車生產(chǎn)企業(yè)按照《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T19515-2004）進(jìn)行整車回收率計算，同時按照《汽車禁用物質(zhì)要求》（GB/T30512-2014）進(jìn)行禁用物質(zhì)管控[2]。2015年7月，工業(yè)和信息化部頒布了《汽車產(chǎn)品有害物質(zhì)和可回收利用率管理要求》，同樣對上述內(nèi)容實施監(jiān)管，同時還要求汽車生產(chǎn)企業(yè)在新車型獲得《公告》6 個月內(nèi)發(fā)布車型拆解指導(dǎo)手冊[3]。此外，汽車環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證、中國生態(tài)汽車評價等自愿性認(rèn)證也陸續(xù)將回收利用納入評價指標(biāo)。至此，汽車產(chǎn)品回收利用全面進(jìn)入了生產(chǎn)準(zhǔn)入的國家監(jiān)管范圍。

1.2 中國回收利用的監(jiān)管模式

從2006年技術(shù)政策發(fā)布開始，國家鼓勵汽車生產(chǎn)企業(yè)積極開展汽車產(chǎn)品回收利用相關(guān)工作，并提出了一些指導(dǎo)性的政策方針。隨著汽車產(chǎn)品兩大核心準(zhǔn)入認(rèn)證（即CCC 認(rèn)證和產(chǎn)品公告目錄）先后將汽車回收利用納入監(jiān)管范疇，回收利用正式成為汽車產(chǎn)品市場準(zhǔn)入的必要條件之一，國家在產(chǎn)品設(shè)計階段加強(qiáng)了準(zhǔn)入數(shù)據(jù)監(jiān)管。2016年，國務(wù)院發(fā)布《2016年推進(jìn)簡政放權(quán)放管結(jié)合優(yōu)化服務(wù)改革工作要點(diǎn)》，要求推進(jìn)政府監(jiān)管體制改革，加快構(gòu)建事中事后監(jiān)管體系。2017年，中國汽車技術(shù)研究中心發(fā)布了《汽車產(chǎn)品有害物質(zhì)和可回收性一致性實施規(guī)則》，標(biāo)志著國家對于回收利用的監(jiān)管正式由重事前監(jiān)督逐步過渡到重事中事后監(jiān)管模式。

2 汽車生產(chǎn)企業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)

隨著監(jiān)管重心的轉(zhuǎn)變，國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)將依據(jù)汽車生產(chǎn)企業(yè)在準(zhǔn)入階段提交的相關(guān)零部件、整車等回收利用參數(shù)，對實際汽車產(chǎn)品及零件狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場符合性審核。這對企業(yè)申報數(shù)據(jù)的真實性、準(zhǔn)確性提出了更高的要求。汽車生產(chǎn)企業(yè)不僅要提供高質(zhì)量的回收利用申報參數(shù)，更要確保申報參數(shù)與現(xiàn)場汽車產(chǎn)品及零部件狀態(tài)的符合性。鑒于目前用于申報的零部件MDS 數(shù)據(jù)是基于汽車全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行采集的，即從最底層的材料供應(yīng)商到一級零部件總成供應(yīng)商，逐級向上提交相關(guān)的材料、零部件MDS，不同供應(yīng)商水平的參差不齊可能會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性大打折扣，進(jìn)而導(dǎo)致整車回收率的可靠性降低，這對于汽車生產(chǎn)企業(yè)來說存在較大的法規(guī)風(fēng)險。

3 面向回收利用的整車拆解研究

僅通過供應(yīng)鏈采集的MDS 數(shù)據(jù)進(jìn)行整車回收率的理論計算，在汽車生產(chǎn)企業(yè)面對國家加強(qiáng)產(chǎn)品符合性監(jiān)管的情形下，是存在一定的風(fēng)險的。鑒于此，有必要開展面向回收利用認(rèn)證的整車拆解研究，建立一套基于拆解的工作管理體系，評估零部件MDS 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，驗證理論可再利用率和可回收利用率（RRR）計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，以期降低汽車生產(chǎn)企業(yè)在今后產(chǎn)品符合性認(rèn)證方面的風(fēng)險。

根據(jù)整車拆解的目的，主要開展以下內(nèi)容的研究：整車拆解原則及數(shù)據(jù)采集；MDS 的準(zhǔn)確性與可靠性；基于拆解的整車RRR 計算與驗證。

為了更加高效的采集、記錄、分析數(shù)據(jù)，全過程引入整車拆解系統(tǒng)，用于拆解數(shù)據(jù)分析以及RRR 計算，為后續(xù)研究的準(zhǔn)確性和可靠性提供了保障。

3.1 整車拆解原則及數(shù)據(jù)采集

面向回收利用的整車拆解工作的基礎(chǔ)在于如何定義拆解原則、如何有效地采集拆解數(shù)據(jù)，因此，合適的拆解原則以及有效記錄所有的拆解數(shù)據(jù)是整車拆解研究的關(guān)鍵。

為了更加真實地模擬和驗證理論RRR 計算過程，本研究定義的整車拆解原則是將整車或零部件拆解至均質(zhì)材料或者最小的不可拆分單元，便于收集零件的材料及其回收信息。數(shù)據(jù)記錄的依據(jù)是實際零件的拆解過程，故通過研究零件的拆解過程來設(shè)計拆解數(shù)據(jù)記錄表是最有效的途徑。以座椅頭枕為例，先從座椅總成上拆卸下座椅頭枕，接著將頭枕分解成面套、泡沫墊、頭枕骨架，最后將面套和頭枕骨架拆分到均質(zhì)材料級別，拆解過程中需記錄各級別零部件及材料名稱、重量、數(shù)量、材料組成、緊固方式、拆解工具、拆解時間以及拆解方法等。基于上述零件拆解過程研究，設(shè)計了總成零件的拆卸表、總成零件的拆解表以及復(fù)雜部件的材料拆分表三種拆解數(shù)據(jù)記錄表，并為每個零件的拆解數(shù)據(jù)表制定規(guī)則編號，便于后續(xù)數(shù)據(jù)索引與分析。這三種數(shù)據(jù)表格清楚地體現(xiàn)了各個零件及材料之間復(fù)雜的上下級關(guān)系，準(zhǔn)確地記錄了各級別零件的拆解數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的拆解研究奠定了基礎(chǔ)。

3.2 MDS 的準(zhǔn)確性與可靠性

零件MDS 是汽車回收利用工作最基本的單元，隨著國家監(jiān)管重心的轉(zhuǎn)變，其準(zhǔn)確性與可靠性對于汽車生產(chǎn)企業(yè)來說是至關(guān)重要的。為進(jìn)一步提升基于產(chǎn)業(yè)鏈采集的零件MDS 的質(zhì)量，本研究通過整車拆解的模式，運(yùn)用拍照、稱重、傅里葉紅外光譜檢測等方式，采集每個零件的數(shù)據(jù)信息，并與其相對應(yīng)的MDS 數(shù)據(jù)、圖紙數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，從零部件的材料組成和重量兩方面考察零件MDS 的準(zhǔn)確性和可靠性。

為更加有效地評估數(shù)據(jù)的有效性，依據(jù)實際零件重量范圍，制定了對拆解數(shù)據(jù)分析的偏差范圍標(biāo)準(zhǔn)。零件重量大于1 kg，允許偏差范圍為1%；零件重量介于0.1 ～1.0 kg，允許偏差范圍為5%；零件重量介于10 ～100 g，允許偏差范圍為10%；零件重量小于10 g，允許偏差范圍為50%。超出允許偏差范圍即視為該零件MDS 存在問題，需進(jìn)一步追溯，并會同主管工程師、供應(yīng)商進(jìn)行分析、更新。本研究以5 個車型為樣本，按照上述標(biāo)準(zhǔn)對零件MDS 的重量準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，MDS 存在問題的零件分布呈現(xiàn)不確定性，結(jié)果如圖1所示，各類零件的出現(xiàn)頻次也不盡相同。

由圖1可以看出，座椅泡沫、ABC 柱內(nèi)飾和底部護(hù)板出現(xiàn)頻次最高，其他如工具盒、輪罩內(nèi)飾等零件均屬偶然出現(xiàn)，相對單車2 000 多個零件的MDS而言，整車MDS 的前期管控質(zhì)量總體可靠性較高。但從國家審核的角度來說，任何一個零件MDS 存在偏差，申報數(shù)據(jù)的認(rèn)證符合性就會存在較大風(fēng)險。

為進(jìn)一步降低國家審查的風(fēng)險，通過整車拆解，實現(xiàn)對零部件MDS 質(zhì)量問題的追溯，建立了“2 更新1 清單”的閉環(huán)MDS 質(zhì)量管控模式，如圖2所示：更新供應(yīng)商MDS，查漏補(bǔ)缺，直接提升MDS 質(zhì)量；更新MDS 審核機(jī)制，不斷完善前期管控的不足之處，提升MDS 質(zhì)量管控體系；建立重點(diǎn)零件關(guān)注清單，用于指導(dǎo)零件開發(fā)階段的MDS 采集與審核，提前實現(xiàn)風(fēng)險MDS 的質(zhì)量管控。上述模式不僅直接有效地提升了零件MDS 的質(zhì)量，更是有利于企業(yè)進(jìn)一步完善零件MDS 的前期管控流程，極大地降低今后產(chǎn)品認(rèn)證符合性的風(fēng)險。

圖1 MDS 存在問題的零件分布情況

圖2 閉環(huán)MDS 質(zhì)量管控模式

3.3 基于拆解的整車RRR 計算與驗證

3.3.1 拆解前按照整備質(zhì)量的定義，修正相關(guān)油液重量

根據(jù)《道路車輛 質(zhì)量 詞匯和代碼》（GB/T 3730.2-1996）中整車整備質(zhì)量的定義，燃油加注量達(dá)90%，其他油液加注量達(dá)上限，在計算之前，油液重量按上述要求進(jìn)行修正，與理論計算RRR 一致[4]。

3.3.2 基于拆解定義拆解階段零件清單

根據(jù)《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T19515-2004），整車RRR 計算過程大體分為預(yù)處理階段、拆解階段、金屬分離階段和非金屬殘余物處理階段，其中拆解階段零件選擇具有較大的靈活性，因此擴(kuò)大拆解階段零件范圍對于提高整車RRR 值最為直接[5]。該標(biāo)準(zhǔn)對于拆解階段零件要求材料組成單一、易拆解以及具備已獲驗證的材料再利用技術(shù)（以下簡稱PTL）。通過一些列車型拆解研究，運(yùn)用拍照、攝像等手段，發(fā)掘并舉證了諸如鎖支架飾蓋、手套箱、發(fā)動機(jī)底部護(hù)板等拆解階段零件，同時也驗證了PTL 在實際運(yùn)用中的可靠性。

3.3.3 生產(chǎn)輔料重量的評估

輔料作為汽車組成的一部分，其重量在整車RRR 計算中是不可忽略的。基于汽車生產(chǎn)的三大工藝，即車身焊接、油漆涂裝以及總裝，涉及的生產(chǎn)輔料也包括三部分：車身輔料、油漆輔料以及總裝輔料。車身輔料主要是車身車間在完成車身鈑金件焊接加工過程中使用，主要涉及焊料、各類防腐涂層、密封膠、折邊膠等，該部分重量依據(jù)是生產(chǎn)車間的實際單車平均使用量。油漆輔料主要由磷化膜、電泳膜、底涂、中涂、色漆、空腔注蠟、粗密封和細(xì)密封組成，該部分輔料主要通過化學(xué)反應(yīng)在車身表面形成薄膜附著，其重量通過成膜單位面積重量和車身表面積換算可得，亦可對油漆工藝前后車身重量的差異進(jìn)行計算后獲得。總裝輔料主要涉及玻璃黏結(jié)劑、加注的一些油液（如汽油、風(fēng)窗玻璃清洗液、制冷劑等）和其他防護(hù)性質(zhì)的輔料，其中防護(hù)性質(zhì)的輔料不納入整車整備質(zhì)量計算范圍，玻璃黏結(jié)劑重量依據(jù)生產(chǎn)車間的實際單車平均使用量，加注的油液輔料重量按照小節(jié)3.3.1進(jìn)行修正。

3.3.4 按照GB/T19515 定義進(jìn)行回收率計算

基于零部件拆解數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的油液和輔料重量修正，按照《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T 19515-2004）中可再利用率和可回收利用率的定義進(jìn)行計算。

可再利用率為：

可回收利用率為：

式中，mP為預(yù)處理階段零件重量，零件主要涉及油液、輪胎、機(jī)油濾清器、三元催化等，與理論計算基本一致；mD為拆解階段零件重量，依據(jù)易拆解、材料成分單一以及具備PTL 的原則，根據(jù)實際拆解過程進(jìn)行驗證，羅列符合條件的非金屬零件，主要涉及前后保險杠蒙皮、車門內(nèi)飾板、車身底部護(hù)板等；mTr為破碎后金屬殘余物重量，除去預(yù)處理和拆解階段中金屬材料的重量，剩余零件中所有金屬材料的重量即等效為破碎后金屬殘余物，與《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T 19515-2004）中的定義一致；mTr為破碎后可再利用的非金屬殘余物重量，基于小節(jié)3.3.1 提及的拆解原則，結(jié)合《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T 19515-2004）的定義，此處mTr的重量為零，與理論計算過程一致；mTe為破碎后可能量回收的非金屬殘余物重量；mV為整車整備質(zhì)量，定義參照《道路車輛 質(zhì)量 詞匯和代碼》（GB/T 3730.2-1996）。

3.3.5 基于MDS 與拆解數(shù)據(jù)的RRR 值驗證分析

通過整車拆解，結(jié)合《道路車輛可再利用性和可回收利用性計算方法》（GB/T 19515-2004）的定義，將零部件的拆解數(shù)據(jù)遵循RRR計算的各個階段進(jìn)行分配，同時按照小節(jié)3.3.1 和3.3.3 對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而得到基于拆解的RRR值。以實際拆解的某款車型為例，基于MDS 的RRR 計算和基于拆解數(shù)據(jù)的RRR 計算結(jié)果如圖3所示。可以看出，整車拆解在拆解階段的零件合理性的評估上具有較大優(yōu)勢，且選擇范圍更大，從而得到了更高的拆解階段質(zhì)量，有效地提升了RRR 值。

圖3 某款拆解車型RRR 驗證結(jié)果

此外，圖3數(shù)據(jù)表明，基于拆解的整車可再利用率Rcyc值86%是高于基于MDS 的理論整車可再利用率Rcyc值84%的，而可回收利用率Rcov值二者是持平的，說明該車型基于零部件MDS 的RRR 計算過程是保守、可靠且準(zhǔn)確的。從今后國家產(chǎn)品認(rèn)證符合性審查的角度來看，該款車型RRR 計算申報也將是完全符合國家認(rèn)證要求的。

4 結(jié)論

綜上所述，面向回收利用認(rèn)證的整車拆解研究可以為整車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對國家關(guān)于汽車回收利用產(chǎn)品認(rèn)證符合性審查提供較好的解決方案。基于拆解到均質(zhì)材料的原則，設(shè)計合適的拆解數(shù)據(jù)記錄表，運(yùn)用整車拆解系統(tǒng)全過程記錄拆解數(shù)據(jù)，有效地保障了拆解數(shù)據(jù)采集的可靠性；通過實車拆解研究，建立重點(diǎn)零部件MDS 關(guān)注清單，形成一套閉環(huán)的零部件MDS 管理保障體系，確保了MDS 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性；基于拆解數(shù)據(jù)的整車RRR 計算研究表明，尋找更多的拆解階段零件是提高回收率的有效途徑，并且驗證了當(dāng)前基于MDS 計算RRR 的模式是可靠的，符合國家認(rèn)證審查要求。

面向回收利用認(rèn)證的整車拆解研究積累了大量的零部件拆解數(shù)據(jù)，這對整車產(chǎn)品設(shè)計也具有一定的參考意義。例如，對拆解數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)則編號，建立基于不同專業(yè)組的重量數(shù)據(jù)庫，一方面可以用于整車重量的預(yù)測，指導(dǎo)整車設(shè)計，另一方面可以基于大數(shù)據(jù)橫向分析，提供整車減重方案，指導(dǎo)汽車輕量化設(shè)計。