بازیافت و بازسازی محصولاتی که عمرشان پایان یافته، فرایندهای ارزش افزوده هستند و دارای مزایای زیست محیطی فراوانی هستند. اگر چه تجزیه و تحلیل تطبیقی تولید و بازسازی این محصولات رایج است، اما تنها تعداد کمی از آنها مبتنی بر مدل کمی هستند که به طور جامع، مزایای زیست محیطی بازسازی را تحت عدم قطعیت/ اطمینان کیفی ارزیابی کرده و چگونگی تاثیر مزایای زیست محیطی بر تغییرات ضریب کیفی را مورد بررسی قرار میدهند. این مطالعه، روش اندازه گیری ضریب همبستگی پیچیده ای را برای توصیف عدم قطعیت/ اطمینان کیفی در آیتم های برگشتی، گسترش داده است. بدنبال تجزیه و تحلیل داده های واقعی و تایید شده توسط آزمایش های عددی، این مطالعه به طور تطبیقی به تجزیه و تحلیل انتشار کربن بین تمام ماشین آلات بازسازی و فرسودگی و بین بازسازی مجدد و بازیافت پرداخته است. همچنین ارتباط داخلی بین وضعیت کیفی و مزایای زیست محیطی سیستم بازسازی را مورد بررسی قرار می دهد. نتایج نشان می دهد که کاهش میزان انتشار کربن با افزایش همبستگی پیچیده کیفی، افزایش می یابد، اما نرخ/ سرعت افزایش حاشیه ای آن به سرعت کاهش می یابد. این مدل، راهنمایی برای دولت بمنظور اجرای مقررات زیست محیطی و مرجعی برای شرکتها به منظور اجرای موثر مسئولیت های زیست محیطی آنها را فراهم می کند.

کلیدواژگان: مزایای محیط زیست/ زیست محیطی، عدم اطمینان/ قطعیت، بازسازی، انتشار کربن، CLSC

۱.مقدمه

در سال های اخیر، صنعت تولید چین به طرز چشمگیری بهبود یافته است و میزان ارتقاء محصول پیشرفت کرده است، که منجر به افزایش معنی داری در تعداد محصولاتی که عمرشان پایان یافته (EOL) شده است. این پیشرفت ها توجه زیادی را از سوی دانشگاه ها و صنعت به خود جلب کرده است، زیرا بازیافت و بازسازی محصولات EOL دارای پتانسیل گسترده ای در استفاده مجدد منابع می باشد و می تواند منافعی را به همراه داشته باشد. مدل های ارزیابی مزایای محیط زیست برای فرآیندهای بازسازی شده قبلا توسعه یافته است (Sundin and Hui، ۲۰۱۲؛ Deng و همکاران، ۲۰۱۵). Liu و همکاران (۲۰۱۶a) تأیید کردند که بازسازی می تواند انتشار گازهای مضر را کاهش دهد و مزایای زیست محیطی بیشتری را در چرخه طول عمر یک محصول به ارمغان بیاورد (Smith and Keoleian، ۲۰۰۴؛ Liu و همکاران، ۲۰۱۴، ۲۰۱۶b؛ Zanghelini و همکاران، ۲۰۱۴؛ Foelster و همکاران، ۲۰۱۶). McKenna و همکاران (۲۰۱۳b) صرفه جویی در انرژی را با صنعت بازسازی خودرو تحلیل نمودند (Sutherland و همکاران، ۲۰۰۸؛ McKenna و همکاران، ۲۰۱۳a). .Raugei و همکاران (۲۰۱۴) نشان دادند که فرایند جدید شکل گیری داغ (HFP) می تواند قابلیت بازیافت بالا و کاهش اثرات زیست محیطی را در طول چرخه عمر کامل گارانتی کند. مدل های ارزیابی مزایای محیط زیستی بر اساس سطوح تکنولوژیکی (Li و همکاران، ۲۰۱۶) و استراتژی های بازسازی (Schau و همکاران، ۲۰۱۱؛ Marty و همکاران ۲۰۱۵) توسعه یافته است.

Abstract

Recycling and remanufacturing of end-of-life products are value-added processes and have great environmental benefits. Although comparative analyses of manufacturing and remanufacturing of these products are common, only a few are based on a quantitative model that comprehensively evaluates the environmental benefits of remanufacturing under quality uncertainty and explore how the environmental benefits will be affected by the fluctuations in the quality coefficient. This study has developed a complex quality coefficient measurement method to describe the quality uncertainty in returned items. Followed by real-life data analysis and validated by numerical experiments, this study comparatively analyzes the carbon emissions between whole machine remanufacturing and cannibalization and between component remanufacturing and recycling. It also investigates the internal relationship between the quality condition and environmental benefits of the remanufacturing system. The results show that the reductions in carbon emissions increase with rising complex quality coefficient but its marginal increase rate decreases rapidly. The model provides a guideline for the government to implement environmental regulations and a reference for firms to effectively fulfill their environmental responsibility.

Keywords Environmental benefits,Uncertainty,Remanufacture,Carbon emissions,CLSC

Introduction

In recent years, Chinese manufacturing industry has improved dramatically and the rate of product upgrading has advanced, leading to a significant increase in the number of end-of-life (EOL) products. These improvements have attracted a great deal of attention from academia and industry because the recycling and remanufacturing of EOL products possess a vast resource reuse potential and can bring a number of economic benefits. The environmental benefits assessment models for remanufacturing processes have previously been developed (Sundin and Hui, 2012; Deng et al., 2015). Liu et al. (2016a) confirmed that remanufacturing can reduce the emissions of harmful gases and bring more environmental benefits over the full life-cycle of a product (Smith and Keoleian, 2004; Liu et al., 2014, 2016b; Zanghelini et al., 2014; Foelster et al., 2016).

McKenna et al. (2013b) analyzed the energy savings by automobile remanufacturing industry (Sutherland et al., 2008; McKenna et al., 2013a). Raugei et al. (2014) indicated that the novel hot forming process (HFP) could guarantee high recyclability and decrease environmental impacts over the full life cycle. Environmental benefits assessment models have been developed based on technological levels (Li et al. (2016) and remanufacturing strategies (Schau et al., 2011; Martí et al., 2015). Given the value-added nature and environmental benefit potential of remanufacturing, in the past few decades, many industries have emerged to engage in remanufacturing.

Remanufacturing objects include constructive machines, machine tools, medical equipment, aviation equipment, systems, facilities, and automotive components. In general, original equipment manufacturers (OEMs) or recycling centers obtain the EOL items from terminal customers after a series of processes, such as cleaning, testing, and restoring. The EOL items can be restored to their original functions and sold as new items in the market, while their production costs are much lower than the cost of manufacturing (van der Laan and Teunter, 2006; Chen et al., 2016). The consumption of energy and resources used in remanufacturing is much less than in manufacturing (Schmid et al., 2013; Zhang and Chen, 2013).

Although remanufacturing has many economic and environmental advantages over manufacturing, the practical remanufacturing process is a complicated system that includes a series of sections such as delivery, cleaning, testing, disassembly, and repairs. Gharfalkar et al.(2016), Wolfram et al. (2016), and Wu et al.(2015) applied the scenario-based hybrid Life Cycle Assessment to compute carbon emissions for different electricity generation technologies. Tornese et al. (2016) investigated the carbon footprint of pallet remanufacturing operations for different scenarios (crossdocking and take-back).Wang et al. (2014) investigated the impact of four governmental subsidy policies on Chinese enterprises of auto engine remanufacturing and concluded that different subsidies would have a different impact on the activities of the remanufacturing industry. Singh and Ordo~nez (2015) proposed a new resource recovery route to improve the effectiveness of remanufacturing systems by analyzing a large number of samples of the products made from recycled materials.