報廢汽車拆解工藝的比對與研究

劉正，池莉，張琪

（中國電子工程設計院有限公司，北京100142）

1 報廢汽車處理現狀

隨著我國經濟持續穩步發展，國民收入水平不斷提高，近十年來，我國汽車生產消費呈現出快速發展的趨勢，由2009年生產量1 379 萬輛至2019年生產量2 572 萬輛，年均增長6.4%。根據公安部交通管理局發布的數據，2019年末，全國汽車保有量達到26 000 萬輛[1]。在汽車保有量持續增長的同時，汽車報廢也開始進入快速增長階段。

如圖1所示，2019年，我國汽車理論報廢量為456 萬輛，其中通過正規渠道回收的報廢汽車數量僅為229.5 萬輛，回收率（回收量占報廢量的比例）為50.3%[2]，一直在低位徘徊。與此同時，報廢車“黑市”交易又比較嚴重，不僅對正規的回收拆解企業造成沖擊，擾亂正常市場秩序，而且給道路交通安全帶來嚴重隱患，對環境造成污染，大量資源沒有得到有效利用。

圖1 我國2011—2019年汽車報廢及回收情況

汽車生產是典型的資源密集型產業，在生產過程中需要消耗大量的鋼鐵、銅、鋁、鉛、鋅、橡塑等資源，所占比重最高的是鋼鐵，約為70%。這些資源都可以資源化應用。報廢汽車還有一部分零部件可以回收再利用。

我國于2019年6月1日正式實施的《報廢機動車回收管理辦法》（國務院第715 號令），刪除了之前《報廢汽車回收管理辦法》（國務院第307 號令）“五大總成”作為廢金屬冶煉回爐的要求，允許將報廢汽車“五大總成”交售給再制造企業。這一舉措有效促進了汽車回收利用行業上下游的有序聯接，有利于汽車零部件再制造行業的發展，極大提高了報廢汽車的回收利用率，明顯改善回收拆解企業經營狀況。與此同時，也對報廢汽車拆解處理工藝提出新的要求[3]。

2 拆解工藝主體思想的形成

報廢汽車處理工藝的選取，不僅會影響汽車拆解質量、拆解成本和拆解效率，還關系到環境與生態的保護。一般報廢汽車處理流程分為進廠評估、存儲、預處理、精細拆解、機械拆解、零部件拆解等。依據這一流程，多年來拆解企業形成了一些拆解工藝主體思路。

拆解工藝主體思想的形成其實是制式與非制式工藝博弈的結果。所謂制式，也就是按照統一的，有章可循的模式進行某項工作或操作。現代汽車生產自動化程度很高，絕大多數工序都已經采用制式工序，以保證在單位時間完成預定操作，生產恒定數量的產品。但作為汽車的逆向生產，汽車拆解過程中，只能部分保留部分制式工序，例如輪胎、蓄電池等部件的拆卸和油液抽取作業等。但也有許多操作不得不采用非制式工序，例如銹蝕的鈑金件和零部件解離、發動機等總成細分拆解等。這些工序需要通過調研和測試，提出每一工序所需要的時長，然后設計建造工序串聯的自動線，實行流水作業。

據此，形成了3 種不同的工藝主體思想。

一是遵循一條線拆到底“車走人不走”主體思想，也就是自動化程度相對較高的流水線作業，這是參照制式化原則的拆解工藝。

二是以單位拆車單元為基礎，“車不走人走”的固定拆解主體思想。認為非制式因素不可避免，因此全部采用自由節拍，由工人隨意控制拆解速度，實行單工位固定工人拆解。

三是以柔性運輸系統為基礎的，“車走人少走”的主體思想。是利用柔性傳輸系統，采用自由節拍，工人隨意控制拆解速度，實行單工位固定工人拆解。

3 拆解工藝概述

不同的主體拆解思想形成了不同的拆解工藝，其中固定工位式、流水線式和柔性傳輸式3 種拆解工藝具有一定的代表性。

3.1 固定工位式拆解工藝

固定工位拆解工藝是目前國內報廢汽車處理企業主要采用的拆解工藝。按照“車不走人走”的基本原則，將預處理后的報廢汽車運至精細拆解工位，利用拆解工具，根據評估單對可利用的零部件進行人工精細拆解。拆解得到的零部件裝入防泄露塑料箱中，送至零部件拆解區。剩余的車體與非精細拆解車輛由多功能拆解機進行機械拆解。車體在不同工位間的運輸方式一般采用叉車來進行搬運。

固定工位拆解一般工藝流程為：登記驗收→檢驗評估→預處理→精細拆解→零部件拆解→機械拆解。圖2為華中某企業固定工位式拆解線。

圖2 華中某企業固定工位拆解線

3.2 流水線式拆解工藝

流水線式拆解工藝是近幾年出現的比較新穎的拆解方式，本著“車走人不走”主體思想，將預處理后待拆解車輛按照拆解順序在流水線上進行有序拆解，其中各個工位都有特定的拆解分工，并按照一定的工作節拍對報廢汽車進行拆解。按照物流運輸方式的不同，可分為地面運輸拆解線、懸掛式拆解線等。

3.2.1 地面運輸拆解線

地面運輸拆解線運輸方式一般有板鏈機、地軌等方式。板鏈式拆解線一般為直線型布線，需要在拆解廠房內開挖地坑并將板鏈輸送機放置坑內，板鏈運輸帶和地面平齊[4]。可通過移載機械手將板鏈上報廢汽車轉運至拆解工位上進行拆解。地軌式拆解線是在廠房地面開挖鋼槽供轉運拖車移動，可以通過設置轉運站點進行角度切換從而實現生產線的非直線型布局。圖3為華北某企業報廢汽車板鏈運輸線。

圖3 華北某企業報廢汽車板鏈運輸線

3.2.2 懸掛式拆解線

懸掛式拆解線主要利用升降設備將車輛放置在移載吊具上在半空中進行搬運和拆解。此類處理工藝便于操作人員對汽車底部進行拆解，整體布線方式較為靈活，無需在地面開挖溝槽。但考慮到此類工藝結構復雜、成本較高，目前國內采用該方案的拆解企業較少，圖4為中部地區某企業空中輸送鏈。

圖4 華中某企業空中輸送鏈

3.3 柔性傳輸系統拆解工藝

柔性傳輸系統拆解工藝是目前國內最新涌現出來的新型方式。是在“車走人少走”主體思想的基礎上進一步完善而來。此工藝主要通過柔性傳輸系統（Flexible Transport System，簡稱FTS）完成物料轉運作業。預處理后的報廢汽車，通過自動引導轉運車（Automated Guided Vehicle，簡稱AGV）將待拆解車輛載入翻轉或拆解工位區內，放置于翻轉機上或拆解工區內。對于高價值車輛采用精細拆解。對于部分零部件需要拆解的車輛，拆解工人按照評估師給出的拆車單對零部件進行拆解作業。一個工位的拆解工作完成后，工人通過呼叫器，直接呼叫自動引導運輸車（AGV），載入新的一輛報廢車。工位上的零部件（例如車門、電機、三元催化等）周轉箱裝滿后，工人通過呼叫器，呼叫FTS 自動運輸車。待車輛到達后，工人通過懸臂吊，將周轉箱轉移至自動運輸車上，讓其按預定路線將其傳輸至下一道工序或庫房。圖5為華南某企業AGV 傳送裝置。

圖5 華南某企業AGV 傳送裝置

4 拆解工藝的比對分析

以上介紹的幾類是目前較為常見的報廢汽車拆解工藝，每種工藝都有各自的優缺點。哪種方法也不能完全適用于所有處理企業，企業不能盲目選擇，必須對企業自身情況有具體的認知，根據實際情況進行選擇。主要就物流交通、處理效率、設備成本、后期維護、操作安全等幾個方面，對上述3 種報廢汽車處理工藝方案優缺點進行分析。詳見表1。

表1 工藝方案比較

根據表1總結可知：上述幾種處理工藝中，固定工位式拆解工藝突出人工作用，可滿足報廢汽車精細化拆解的要求，處理設備成本較低，設備結構簡單，后期維護較為方便。但是報廢車上料物流采用叉拖車運輸方式，雖然上料簡單，但存在安全隱患，柴油叉拖車在車間內行走還有尾氣污染。對于較大處理規模，該物流方案流線復雜，容易造成交叉和阻塞。工人勞動強度大且效率低下，工人圍繞車輛轉動，常常處于無效的行走之中。全部拆解物都需要人工入籠入庫。

流水線式拆解工藝很大程度上減少了叉拖車在報廢車拆解廠房的活動范圍，避免廠房內交通交叉堵塞，并且提高了工人操作的安全性，同時提高了報廢汽車處理自動化水平以及工人操作效率，適合于處理規模較大的拆解企業。但是該工藝設備成本較高，設備結構較復雜，后續維護也比較困難。由于非制式因素的存在，在相關工序中不得不考慮給予一定時長的調節期，又因為非制式操作所遇到問題的不確定性，從而經常造成冗余積壓或工序卡頓現象，常常需要停止生產線進行協調，對于工作效率影響較大。

柔性傳輸系統處理工藝采用柔性傳輸系統FTS利用自動引導車輛AGV 進行廠內的物流運輸，減少了叉拖車在報廢車拆解廠區內的活動范圍，避免廠內交通交叉堵塞，提高了安全性。采用自動引導車輛AGV進行物料運輸，縮短單工位停留時間，提高處理效率的同時，也減少了工人勞動強度，相較于流水線拆解工藝，該工藝后期維護較為方便。但是該工藝設備成本較高，目前國內采用該工藝的應用案例較少，還需要對其適用性和經濟性進一步研究。

5 拆解工藝選取的建議

參照新發布的《報廢機動車回收拆解企業技術規范》（GB22128—2019）中企業產能的要求，企業所在地區（地級市）類型依據年機動車保有量確定，企業數量依據地區年總拆解產能確定[5]。以Ⅲ檔地區為界（地區年機動車保有量為100～200 萬輛，單個企業最低能拆解產能1.5 萬輛），報廢汽車拆解產能達到1.5 萬輛及以上的企業屬于大型報廢汽車處理企業，以下則為小型報廢汽車處理企業。大型處理企業由于處理規模較大，廠房內物流通暢以及提高拆解效率就顯得尤為重要。另外，相比之下，大型拆解企業建設資金較為充足，對于處理設備的購置以及后續維修處理資金承受能力較大，在注重實用性的同時也重視處理工藝的示范性，選擇先進處理工藝、設備不僅可以提高處理效率，還可以大大提升企業形象與地區影響力。因此，就大型處理企業而言，流水線式處理工藝、柔性傳輸系統處理工藝都不失為較好的選擇。

小型處理企業要考慮的因素更多，在處理規模以及資金投入等因素的限制下，企業處理工藝的選擇不僅要滿足企業處理產能，同時需要具備較好的經濟效益。比較之下，小型處理企業資金投入有限，所以在處理工藝、設備的選擇上更加注重實用性。由于固定工位式拆解工藝設備成本低，后期維護方便，也是可以作為企業工藝方案設置的選項。不過企業和設計者都要積極面對該工藝存在的廠房物流以及處理效率等方面的問題，進而通過較為完善的設計和有效的管理措施加以緩解，以適應相關規范和產業需求。

6 小結

每個報廢汽車拆解工藝都有各自的優點與不足，企業需根據自身實際需要，選取最適合自身條件的工藝，在保證經濟效益的同時，做好環境保護與資源綜合利用，貫徹落實《報廢機動車回收管理辦法》（國務院第715 號令），適應報廢機動車回收拆解行業發展，真正做到環境與效益的雙贏。