面向回收利用認證的整車拆解研究

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、禁用物質控制以及拆解指導手冊編制等回收利用相關工作[1]。2014年1月，《機動車輛類強制性認證實施規(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）進行整車回收率計算，同時按照《汽車禁用物質要求》（GB/T30512-2014）進行禁用物質管控[2]。2015年7月，工業(yè)和信息化部頒布了《汽車產(chǎn)品有害物質和可回收利用率管理要求》，同樣對上述內容實施監(jiān)管，同時還要求汽車生產(chǎn)企業(yè)在新車型獲得《公告》6 個月內發(fā)布車型拆解指導手冊[3]。此外，汽車環(huán)境標志產(chǎn)品認證、中國生態(tài)汽車評價等自愿性認證也陸續(xù)將回收利用納入評價指標。至此，汽車產(chǎn)品回收利用全面進入了生產(chǎn)準入的國家監(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)品回收利用相關工作，并提出了一些指導性的政策方針。隨著汽車產(chǎn)品兩大核心準入認證（即CCC 認證和產(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)品市場準入的必要條件之一，國家在產(chǎn)品設計階段加強了準入數(shù)據(jù)監(jiān)管。2016年，國務院發(fā)布《2016年推進簡政放權放管結合優(yōu)化服務改革工作要點》，要求推進政府監(jiān)管體制改革，加快構建事中事后監(jiān)管體系。2017年，中國汽車技術研究中心發(fā)布了《汽車產(chǎn)品有害物質和可回收性一致性實施規(guī)則》，標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)管重心的轉變，國家監(jiān)管機構將依據(jù)汽車生產(chǎn)企業(yè)在準入階段提交的相關零部件、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)鏈進行采集的，即從最底層的材料供應商到一級零部件總成供應商，逐級向上提交相關的材料、零部件MDS，不同供應商水平的參差不齊可能會導致部分數(shù)據(jù)的可靠性與準確性大打折扣，進而導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)風險。

3 面向回收利用的整車拆解研究

僅通過供應鏈采集的MDS 數(shù)據(jù)進行整車回收率的理論計算，在汽車生產(chǎn)企業(yè)面對國家加強產(chǎn)品符合性監(jiān)管的情形下，是存在一定的風險的。鑒于此，有必要開展面向回收利用認證的整車拆解研究，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）計算結果的準確性，以期降低汽車生產(chǎn)企業(yè)在今后產(chǎn)品符合性認證方面的風險。

根據(jù)整車拆解的目的，主要開展以下內容的研究：整車拆解原則及數(shù)據(jù)采集；MDS 的準確性與可靠性；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?；谏鲜隽慵鸾膺^程研究，設計了總成零件的拆卸表、總成零件的拆解表以及復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雜的上下級關系，準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。

3.2 MDS 的準確性與可靠性

零件MDS 是汽車回收利用工作最基本的單元，隨著國家監(jiān)管重心的轉變，其準確性與可靠性對于汽車生產(chǎn)企業(yè)來說是至關重要的。為進一步提升基于產(chǎn)業(yè)鏈采集的零件MDS 的質量，本研究通過整車拆解的模式，運用拍照、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，并與其相對應的MDS 數(shù)據(jù)、圖紙數(shù)據(jù)進行比對分析，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)分析的偏差范圍標準。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，需進一步追溯，并會同主管工程師、供應商進行分析、更新。本研究以5 個車型為樣本，按照上述標準對零件MDS 的重量準確性進行分析，MDS 存在問題的零件分布呈現(xiàn)不確定性，結果如圖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 柱內飾和底部護板出現(xiàn)頻次最高，其他如工具盒、輪罩內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)的認證符合性就會存在較大風險。

為進一步降低國家審查的風險，通過整車拆解，實現(xiàn)對零部件MDS 質量問題的追溯，建立了“2 更新1 清單”的閉環(huán)MDS 質量管控模式，如圖2所示：更新供應商MDS，查漏補缺，直接提升MDS 質量；更新MDS 審核機制，不斷完善前期管控的不足之處，提升MDS 質量管控體系；建立重點零件關注清單，用于指導零件開發(fā)階段的MDS 采集與審核，提前實現(xiàn)風險MDS 的質量管控。上述模式不僅直接有效地提升了零件MDS 的質量，更是有利于企業(yè)進一步完善零件MDS 的前期管控流程，極大地降低今后產(chǎn)品認證符合性的風險。

圖1 MDS 存在問題的零件分布情況

圖2 閉環(huán)MDS 質量管控模式

3.3 基于拆解的整車RRR 計算與驗證

3.3.1 拆解前按照整備質量的定義，修正相關油液重量

根據(jù)《道路車輛 質量 詞匯和代碼》（GB/T 3730.2-1996）中整車整備質量的定義，燃油加注量達90%，其他油液加注量達上限，在計算之前，油液重量按上述要求進行修正，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，因此擴大拆解階段零件范圍對于提高整車RRR 值最為直接[5]。該標準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（以下簡稱PTL）。通過一些列車型拆解研究，運用拍照、攝像等手段，發(fā)掘并舉證了諸如鎖支架飾蓋、手套箱、發(fā)動機底部護板等拆解階段零件，同時也驗證了PTL 在實際運用中的可靠性。

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?；谄嚿a(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、粗密封和細密封組成，該部分輔料主要通過化學反應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行計算后獲得?？傃b輔料主要涉及玻璃黏結劑、加注的一些油液（如汽油、風窗玻璃清洗液、制冷劑等）和其他防護性質的輔料，其中防護性質的輔料不納入整車整備質量計算范圍，玻璃黏結劑重量依據(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進行修正。

3.3.4 按照GB/T19515 定義進行回收率計算

基于零部件拆解數(shù)據(jù)，結合相關標準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行計算。

可再利用率為：

可回收利用率為：

式中，mP為預處理階段零件重量，零件主要涉及油液、輪胎、機油濾清器、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、車門內飾板、車身底部護板等；mTr為破碎后金屬殘余物重量，除去預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為整車整備質量，定義參照《道路車輛 質量 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計算的各個階段進行分配，同時按照小節(jié)3.3.1 和3.3.3 對相關數(shù)據(jù)進行修正，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 計算結果如圖3所示?？梢钥闯觯嚥鸾庠诓鸾怆A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量，有效地提升了RRR 值。

圖3 某款拆解車型RRR 驗證結果

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、可靠且準確的。從今后國家產(chǎn)品認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證要求的。

4 結論

綜上所述，面向回收利用認證的整車拆解研究可以為整車生產(chǎn)企業(yè)應對國家關于汽車回收利用產(chǎn)品認證符合性審查提供較好的解決方案?；诓鸾獾骄|材料的原則，設計合適的拆解數(shù)據(jù)記錄表，運用整車拆解系統(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，建立重點零部件MDS 關注清單，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，并且驗證了當前基于MDS 計算RRR 的模式是可靠的，符合國家認證審查要求。

面向回收利用認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)品設計也具有一定的參考意義。例如，對拆解數(shù)據(jù)進行規(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測，指導整車設計，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，指導汽車輕量化設計。