基于非期望產(chǎn)出SBM 模型的再制造經(jīng)濟性評價研究

陶彩奕 胡卿貝 殷程玲 江致君 王軼辰

安徽大學商學院 安徽省合肥市 230601

1 引言

2021 年，國家發(fā)展改革委員會發(fā)布了《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，《規(guī)劃》明確將“促進再制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”列為重點任務[1]，汽車發(fā)動機再制造是再制造產(chǎn)業(yè)中不容忽視的重要組成部分，2021 年國家發(fā)展改革委員會、工業(yè)和信息化部等8 部門連發(fā)印發(fā)《汽車零部件再制造規(guī)范管理暫行辦法》[2]，進一步規(guī)范了汽車零部件再制造行為和市場秩序。伴隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨成熟，高效利用報廢汽車中具有再制造價值的發(fā)動機，通過再制造為綠色循環(huán)發(fā)展助力，為我國再制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展注入新的動力。

汽車發(fā)動機的再制造是指按照行業(yè)規(guī)定的再制造標準，通過一系列再制造工序后，汽車發(fā)動機可以達到行業(yè)要求的標準[3]。為了高效利用汽車發(fā)動機，對汽車發(fā)動機的再制造經(jīng)濟性分析不可或缺，已有一些學者在汽車發(fā)動機的再制造經(jīng)濟性分析領域進行了研究。郭偉[4]從研究汽車發(fā)動機再制造的生產(chǎn)和物流成本，基于系統(tǒng)動力學模型，進行再制造產(chǎn)業(yè)仿真模擬和再制造經(jīng)濟性研究，得出產(chǎn)能、回收網(wǎng)絡與汽車發(fā)動機再制造成本的關系。桑凡[5]利用灰色系統(tǒng)預測模型，采取灰色理論，研究載重發(fā)動機再制造的不同成本組合模式。張欽[6]對汽車發(fā)動機再制造的綠色效益進行評價，應用實驗室法和積分法對再制造全過程進行指標分析與評價。桑凡[7]考慮到了再制造期間的周期費用問題和成本控制問題，并且利用了估算法對再制造可能的成本及相關費用進行估計，后根據(jù)各種不同的費用類型有針對性地選取了不同的估計方法?，F(xiàn)有的研究從多個角度分析了再制造的經(jīng)濟性，但是沒有考慮到再制造過程帶來的非期望產(chǎn)出問題，例如再制造拆解、清洗、加工等過程會產(chǎn)生一些污染物的排放。在此過程中，考慮生產(chǎn)過程非期望產(chǎn)出的評價引起了一些學者的格外重視。王素梅[8]將非期望產(chǎn)出SBM 模型應用于綠色生態(tài)文明建設的效益性評價分析體系中，利用多個地區(qū)進行非期望產(chǎn)出SBM 模型指標體系實證研究。

本文對影響汽車發(fā)動機再制造成本的因素，如單位產(chǎn)值廢舊汽車發(fā)動機購入費用、單位產(chǎn)值材料費用、單位產(chǎn)值設備費用、技術投入比率等方面對汽車企業(yè)進行發(fā)動機再制造經(jīng)濟性評估，以利潤率和凈利潤增長率為期望產(chǎn)出，同時選取一氧化碳排放量占標率、二氧化碳排放量占標率等指標計算環(huán)境影響值，作為非期望產(chǎn)出。運用非期望產(chǎn)出SBM 模型進行研究，并采用CCR 模型進行對比，從而對企業(yè)的發(fā)動機再制造活動的經(jīng)濟性做出更加準確的評價，節(jié)約資源、減少能耗，為汽車發(fā)動機再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。

2 再制造經(jīng)濟評價指標體系建立

受到發(fā)動機類型差異等因素綜合影響，廢舊汽車發(fā)動機再制造指標體系的建立是一個復雜立體的過程。從以往研究的經(jīng)驗來看，指標體系的建立需要考慮經(jīng)濟因素、社會因素和環(huán)境因素等指標，同時兼顧定性與定量維度，結合發(fā)動機再制造實踐經(jīng)驗綜合判斷。本文參考了現(xiàn)有學者文獻構建的指標體系[6]，將廢舊汽車發(fā)動機再制造轉(zhuǎn)化為投入和產(chǎn)出兩種流程。投入指標主要包括單位產(chǎn)值廢舊汽車發(fā)動機購入費用、單位產(chǎn)值材料費用、單位產(chǎn)值設備費用等。期望產(chǎn)出指標考慮了盈利角度，主要包括再制造利潤率、凈利潤增長率。再制造過程也會產(chǎn)生非期望產(chǎn)出，本文將其歸納為環(huán)境影響值，容納了一氧化碳排放量等相關指標。該指標體系的優(yōu)勢在于把成本納入重點考量對象，與再制造生產(chǎn)過程融合，有助于對比不同方式的實際經(jīng)濟效益。再制造經(jīng)濟性評價指標體系如圖1所示。

圖1 再制造經(jīng)濟性評價指標體系

3 模型建立

3.1 模型概述

通過綜合計算影響環(huán)境的有害物排放量指標，如：二氧化碳排放量占標率、BOD 排放量占標率等，得到再制造活動的環(huán)境影響值。將其作為非期望產(chǎn)出引入SBM 模型[9]進而得出決策單元的經(jīng)濟性評價。

3.2 算法實現(xiàn)

3.2.1 計算環(huán)境影響值

共設計有7 個方面的指標來衡量環(huán)境影響值，分別是：一氧化碳排放量占標率（占標率為指標的實際值與相關規(guī)定的標準值之比）、二氧化碳排放量占標率、氮氧化合物排放量占標率、PM 排放量占標率、BOD 排放量占標率、COD 排放量占標率、重金屬排放量占標率。

以上指標均反映了污染物對于環(huán)境的影響，指標值越大說明再制造活動對于環(huán)境的負面影響越大。對于將上述指標求均值得到環(huán)境影響值Z-：

3.2.2 非期望產(chǎn)出的SBM 模型

DEA 模型（數(shù)據(jù)包絡分析）是利用線性規(guī)劃的方法對決策單元進行相對有效性評價的方法，由于其成功地解決了評價方法中對于量綱和權重的依賴性而被廣泛地應用于經(jīng)濟型評價中。但是傳統(tǒng)的DEA 模型由于錐形假設和徑向性的限制，使其很難滿足現(xiàn)實的再制造生產(chǎn)活動經(jīng)濟性評價。同時，傳統(tǒng)的DEA 模型對于非期望產(chǎn)出也難以有效衡量，使用此類模型時往往忽視了非期望產(chǎn)出對于經(jīng)濟性評價結果的影響，使得評價結果可靠性降低。

而帶有非期望產(chǎn)出的SBM 模型摒棄了徑向性假設，擴大了應用范圍，同時引入非期望產(chǎn)出使得SBM 模型對于再制造活動的經(jīng)濟性評價結果更加科學合理。

帶有非期望產(chǎn)出的SBM 模型的線性規(guī)劃形式如下：

s-代表投入松弛，s+代表期望產(chǎn)出松弛，s b+代表非期望產(chǎn)出松弛，ρ代表綜合技術效率值，當ρ等于1時即說明再制造活動具有經(jīng)濟性，ρ＜ 1則代表不具有經(jīng)濟性。

4 實證分析

現(xiàn)有4 個廢舊汽車發(fā)動機再制造企業(yè)A,B,C,D 的相關經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)，見表1[6]。運用本文建立的再制造經(jīng)濟性評價模型，比較4 個企業(yè)發(fā)動機再制造的經(jīng)濟性。

表1 企業(yè)發(fā)動機再制造經(jīng)濟數(shù)據(jù)

4.1 運用非期望產(chǎn)出SBM 模型計算

表2 SBM 模型評價結果

根據(jù)結果可以看出，A、B、C 三家企業(yè)均具有經(jīng)濟性，而D 企業(yè)則不具有經(jīng)濟性。

4.2 對比實驗

為驗證SBM 模型的評價效果，這里使用傳統(tǒng)的CCR 模型進行對比實驗，刪去SBM模型中的非期望產(chǎn)出，保留原始投入指標和期望產(chǎn)出指標作為投入產(chǎn)出指標帶入CCR 模型進行計算。

運用DEAP2.1 軟件進行計算后，得到四家企業(yè)的綜合效率、技術效率和規(guī)模效率，如表3 所示。

表3 CCR 模型評價結果

根據(jù)結果可以看出，A、B、C 三家企業(yè)的再制造活動均達到了DEA 有效，而D 企業(yè)為非DEA 有效，主要是由于D 企業(yè)的規(guī)模效率沒有達到有效。

4.3 對比結果說明

從表4可以看出，兩種評價方法對于A、B、C三家企業(yè)的再制造活動評價均為DEA有效，D 企業(yè)則為DEA 無效，說明SBM 模型的評價結果具有一定可信度。同時，僅考慮經(jīng)濟效益的D 企業(yè)經(jīng)濟效率比考慮環(huán)境影響下的要高出13.9 個百分點。D 企業(yè)的經(jīng)濟效率在考慮環(huán)境影響后出現(xiàn)下降，主要是由于不考慮環(huán)境影響實際上是忽略了企業(yè)再制造所帶來的社會成本，總體低估了再制造成本。說明不考慮企業(yè)再制造的環(huán)境影響會使得對企業(yè)再制造的經(jīng)濟性評價產(chǎn)生整體高估的結果，影響經(jīng)濟性評價的真實性。

表4 不同方法評價結果對比

DEA 模型克服了傳統(tǒng)評價方法對于權重的依賴，使其在評價方法體系運用廣泛。但傳統(tǒng)的CCR 模型屬于徑向模型，限制了DEA 模型在再制造經(jīng)濟評價中的運用。本文使用的SBM 模型既彌補了傳統(tǒng)CCR 模型的缺陷，又進一步考慮了再制造的環(huán)境影響，可以更準確地對企業(yè)的發(fā)動機再制造活動的經(jīng)濟性進行評價。

5 結論

本文基于非期望產(chǎn)出SBM 模型，從成本、利潤、環(huán)境影響三個角度構建了再制造經(jīng)濟性評價模型。通過對企業(yè)實際的再制造活動進行經(jīng)濟性評價并與傳統(tǒng)的CCR 模型進行比較分析，發(fā)現(xiàn)SBM 模型與傳統(tǒng)的CCR 模型相比規(guī)避了傳統(tǒng)DEA 模型的徑向性，又考慮了非期望產(chǎn)出的影響，可以更加客觀真實地反映再制造活動的經(jīng)濟性。本文構建的再制造經(jīng)濟性評價模型有助于進一步拓寬再制造經(jīng)濟性評價體系并為企業(yè)實際的再制造活動提供參考。