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不確定條件下報廢汽車回收率云模型仿真研究

2018-05-21 06:20:58鄧乾旺劉俊武
計算機工程與應(yīng)用 2018年10期
關(guān)鍵詞:定性不確定性回收率

李 珣,鄧乾旺 ,劉俊武

1.惠州學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院,廣東 惠州 516007

2.湖南大學(xué) 汽車車身先進設(shè)計制造國家重點實驗室,長沙 410082

1 緒論

隨著資源能源嚴重緊缺,環(huán)境污染加劇,生態(tài)文明建設(shè)日益緊迫,回收與再制造正是落實生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分?;厥张c再制造系統(tǒng)涉及諸多因素,如當前學(xué)者在對回收與再制造展開的研究中,研究內(nèi)容涉及

回收模式與回收體系、回收成本與效益、逆向物流網(wǎng)絡(luò)、再制造工藝、再制造生產(chǎn)、政策激勵、再制造供應(yīng)鏈[1-4]等多方面。但研究中也涉及到多種不確定性因素,如回收產(chǎn)品數(shù)量[5]、產(chǎn)品質(zhì)量[6]、產(chǎn)品需求[4,7]、外部政策變化[2,8]、消費者意識[9]等?,F(xiàn)有文獻已有對不確定性問題的分析,主要集中在外部政策環(huán)境因素的變化的情況下回收數(shù)量(回收率)以及再制造率的不確定性、閉環(huán)供應(yīng)鏈下的供需不確定性、回收產(chǎn)品質(zhì)量以及再制造生產(chǎn)工藝的不確定等方面。

在政策影響方面,計國君等考慮現(xiàn)行回收條例的要素和流程,分析不同回收處理模式下的利益相關(guān)主體的經(jīng)濟行為[10];常香云等針對碳稅和不同政府政策情景,建立不同政策約束下的汽車零部件制造、再制造技術(shù)選擇的系統(tǒng)動力學(xué)模型[11];P Ferrao,P Nazareth評估了當前報廢汽車回收利用技術(shù),建立了ASR(Automobile Shredder Residue)模型,并通過仿真表明ASR機械分離和回收技術(shù)可以更廣泛地循環(huán)利用,有助于實現(xiàn)歐盟的回收目標,被視為比基于能量回收技術(shù)更有前途的方法[12]。

在回收率與再制造率方面,Simic V等提出ASR回收計劃模型,探討回收法對回收與提高企業(yè)盈利能力以及回收效率的影響[2];Farel R圍繞退役產(chǎn)品回收,應(yīng)用SD進行了回收體系、回收成本與效益、回收行為、經(jīng)濟補償機制等方面的研究[13];Sara Behdad通過對電子產(chǎn)品回收不確定性研究分析,針對回收數(shù)量的不確定性問題,建立隨機規(guī)劃模型[14];毛海軍充分考慮時間和數(shù)量、回收與再制造供需平衡、廢舊產(chǎn)品可再制造率等不確定性,將回收數(shù)量和利用率作為隨機參數(shù)處理[15];蘇春考慮再制造過程中隨機模糊參數(shù),運用隨機仿真尋找最優(yōu)可再制造率區(qū)間[16];余福茂研究情景因素對城市居民行為的影響關(guān)系,表明居民行為會對回收數(shù)量產(chǎn)生重要作用[9]。

在不確定質(zhì)量條件下再制造生產(chǎn)過程中,李聰波等設(shè)計工藝路線和時間的Petri網(wǎng)模糊學(xué)習(xí)系統(tǒng)解決回收產(chǎn)品質(zhì)量不確定性的問題[17];張晶提出再制造系統(tǒng)可靠度計算方法,解決零件質(zhì)量不確定性[18];李成川基于GERT圖解決質(zhì)量不確定性下再制造工藝問題[19];楊愛峰建立了質(zhì)量不確定情況下的回收品采購批量及再制造排序策略模型[20];C.B.Li針對再制造過程中的不確定性問題,提出了GERT模型,對再制造流程中的各個過程發(fā)生概率和消耗時間進行了估計[21];Y.Tang重點總結(jié)分析現(xiàn)有文獻關(guān)于解決再制造過程不確定性的方法[22];R.Teunter等研究產(chǎn)品的質(zhì)量如何影響到產(chǎn)品需求和再制造政策[23];Tang Xifeng研究了質(zhì)量不確定性下,再制造生產(chǎn)制造系統(tǒng)對環(huán)境的影響[5];蘇春提出了基于混合不確定性和證據(jù)理論的生產(chǎn)計劃研究方法,考慮再制造過程中的隨機模糊參數(shù)制定利潤最大化模型,得到滿意的再制造生產(chǎn)計劃[16];Denizel M研究不確定質(zhì)量投入情況下的再制造生產(chǎn)計劃[6];溫海駿為了減少再制造拆解過程中不確定因素的影響,采用模糊綜合評價法進行了回收質(zhì)量等級劃分,建立了基于雙重模糊機會約束的再制造拆解車間生產(chǎn)調(diào)度問題模型[24]。

在閉環(huán)供應(yīng)鏈方面,岳輝等將回收數(shù)量作為隨機參數(shù)處理,從而優(yōu)化逆向物流網(wǎng)絡(luò)[25];徐小峰等研究復(fù)雜制造協(xié)同物流網(wǎng)絡(luò)中資源規(guī)劃決策中的參數(shù)狀態(tài)和概率分布等隨機不確定性因素,借助蒙特卡羅方法進行仿真[26];熊中楷等為提高企業(yè)回收積極性,構(gòu)建了一個以舊換新為收購方式的逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計模型[27];Das D則針對再制造的閉環(huán)供應(yīng)鏈、生產(chǎn)與庫存、政策與技術(shù)開展了SD建模及仿真研究[28];Rosa V D研究不確定性條件下逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[29];高陽運用灰色規(guī)劃的思想和方法,用灰數(shù)來描述回收網(wǎng)絡(luò)中消費市場需求量,將不確定性關(guān)系轉(zhuǎn)化為確定性關(guān)系[30];申成然等分析知識產(chǎn)權(quán)保護與政府補貼下不同情況下閉環(huán)供應(yīng)鏈決策問題[31];M.Ketzenberg等考慮回收中不確定需求、地點等有價值信息下的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈決策[32];萬延花考慮再制造率和顧客需求的不確定性,將其作為確定函數(shù)處理,綜合考慮再制造決策問題[33];Kenne J P在不確定條件下,閉環(huán)供應(yīng)鏈中的制造與再制造混合系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃研究[34];Saman H A研究了不確定需求下,考慮閉環(huán)供應(yīng)鏈中的多個目標,進行選址規(guī)劃[4];易余胤探究獎懲機制對回收與再制造企業(yè)決策產(chǎn)生的影響,構(gòu)建需求不確定的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型[35];Atefeh Baghalian考慮需求不確定以及中斷問題,設(shè)計靈活供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)來處理需求等不確定問題[7]。

通過上述文獻分析可知,對諸多不確定性問題(如回收數(shù)量質(zhì)量、回收率及再制造率等)產(chǎn)生的原因研究較少,尤其對較為重要的回收率的深入研究略顯不足,同時,對上述問題的研究也僅僅停留在定性方面的描述,缺乏將定性問題轉(zhuǎn)化為定量問題的橋梁。

針對此情況,本文以報廢汽車回收率為研究目標,著重考慮消費者、企業(yè)及政府等各方面的不確定性因素,分析系統(tǒng)中存在的不能直接量化的不確定性概念,通過建立ISM結(jié)構(gòu)模型,并運用云模型[36]來解決不確定性問題,通過仿真,分析影響回收率的各種因素并驗證模型的有效性,為報廢汽車回收行業(yè)及政府有關(guān)部門提供新的理論支撐。

2 報廢汽車回收率系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)模型

回收與再制造是一個復(fù)雜的系統(tǒng),影響因素主要包括物流網(wǎng)絡(luò)選址、回收數(shù)量、回收質(zhì)量、人因、再制造的生產(chǎn)及工藝等,各因素又相互影響。如:物流網(wǎng)絡(luò)選址不同會造成時間及產(chǎn)品數(shù)量的變化,回收數(shù)量直接影響再制造的產(chǎn)品數(shù)量,而再制造產(chǎn)品數(shù)量又影響社會上消費者使用再制造產(chǎn)品的消費習(xí)慣,并影響整個社會消費結(jié)構(gòu)、消費文化的構(gòu)成,回收產(chǎn)品質(zhì)量直接影響再制造生產(chǎn)計劃以及質(zhì)量。再制造品的使用會讓消費者對此形成不同評價,反過來影響消費傾向及文化,人因決定消費者是否愿意將報廢產(chǎn)品進入正常的報廢渠道,同時,又是否愿意使用再制造產(chǎn)品,而政策的改變會改變企業(yè)和消費者對再制造的認可程度以及整個產(chǎn)業(yè)格局。故綜合上述分析,從政策、企業(yè)、人因等不確定性方面總結(jié)歸納報廢汽車回收與再制造方面的因素[37],如表1所示。

表1 報廢汽車回收率系統(tǒng)因素

分析上述系統(tǒng)因素及相互關(guān)系,得到鄰接矩陣如下:

通過ISM方法得到遞階結(jié)構(gòu)模型如圖1。

由圖1可以看出,報廢汽車回收率影響因素是一個多級遞階系統(tǒng)。對報廢汽車回收率產(chǎn)生直接影響的第一級要素有X18(可再制造(部件)數(shù)量)、X19(再使用再循環(huán)(部件)數(shù)量)、X20(擱置以及二手繼續(xù)使用車其中,Sij=1表示要素Si對要素Sj有影響;Sij=0表示要素Si對要素Sj沒有影響。數(shù))及X21(廢棄物填埋處理(部件)數(shù)量)。第二級要素有X16(報廢汽車正規(guī)回收數(shù)量)。X16通過影響X18,X19,X21來間接影響報廢汽車回收率。同理,可看出其他層級的影響要素組成以及各要素之間的相互影響關(guān)系。最底層的影響因素有X2,X3,X10,X11,X14,X22,X23,X24,X25,X27,X28,這些要素通過影響其他層級的要素來間接地影響報廢汽車回收率。

圖1 報廢汽車回收率系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

3 基于ISM結(jié)構(gòu)的報廢汽車回收率系統(tǒng)云模型

云模型提出后至今,已成功應(yīng)用到自然語言處理、數(shù)據(jù)挖掘、決策分析、智能控制、圖像處理等眾多領(lǐng)域。如針對交通系統(tǒng)本身的模糊性和車輛到達的隨機性,應(yīng)用云模型進行交通預(yù)測;針對群體復(fù)雜決策中知識不確定性的表示問題,給出基于云模型的語言變量表示和命題的描述,然后闡述不確定知識的產(chǎn)生式表示,最后給出基于相對貼近度和最大隸屬度的兩種知識推理方法等[36]。

3.1 報廢汽車回收率演化系統(tǒng)不確定性因素正態(tài)云

3.1.1 正態(tài)云及相關(guān)概念

云模型可以解決不確定性問題以及模糊隨機問題,是用語言值描述的某個定性概念與其數(shù)值表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型。將模糊性隨機性評價如“好,中,差”等模糊概念運用正態(tài)云來描述,構(gòu)建正態(tài)云模型,把不確定性的評語映射為可細微變化的不同云滴。

概念1(一維正態(tài)云)U為某個論域U={u},T是與U相關(guān)的定性概念,u在定性概念T中相對于U中的隸屬度CT(u)∈[ ]0,1,云是論域U 到CT(u)∈[0,1]的映射,即:

云用期望值Ex、方差En、超熵He三個數(shù)字變量表征,期望值Ex表示定性概念的期望值,方差En表示定性概念所能夠被接受的范圍,超熵He表示方差的不確定性度量,反應(yīng)云的離散程度,將模糊隨機的定性概念和定量數(shù)值之間形成映射關(guān)系,數(shù)學(xué)期望曲線(MEC)公式為:

m維正態(tài)云:U為一個m論域,U={x1,x2,…,xm},(x1,x2,…,xm)在定性概念T中相對于U中的隸屬度CT(x1,x2,…,xm),元素對于T的隸屬度是具有穩(wěn)定傾向的隨機數(shù),即:

m維正態(tài)云用3m個數(shù)字特征表述(Ex1,Ex2,…,Exm;En1,En2,…,Enm;He1,He2,…,Hem),多維正態(tài)云的數(shù)學(xué)期望超曲面(MEHS)公式:

概念2(云發(fā)生器)產(chǎn)生K個期望(Ex1,Ex2,…,Exm),方差(En1,En2,…,Enm)的m維正態(tài)隨機數(shù)xi=(x1i,x2i,…,xmi),i=1,2,…,k;產(chǎn)生K 個期望(En1,En2,…,Enm),方差 (He1,He2,…,Hem)的 m維正態(tài)隨機數(shù)yi=(y1i,y2i,…,ymi),i=1,2,…,k ;計算隸屬度:

由該公式得到云滴drop(xi,ui)。

概念3(X條件云)給定m組數(shù)據(jù)特征和特定的隨機數(shù)組xi=(x1i,x2i,…,xmi),產(chǎn)生滿足上述條件的云滴drop(xi,ui);Y條件云:給定m組數(shù)據(jù)特征和特定隸屬度值ui,產(chǎn)生滿足上述條件的云滴drop(xi,ui);將m維X條件云和一維Y條件云構(gòu)成復(fù)雜定性規(guī)則發(fā)生器,如圖2所示,其中CG表示云發(fā)生器。

根據(jù)上述多維多規(guī)則發(fā)生器,即可實現(xiàn)因素之間的定性因果關(guān)系轉(zhuǎn)化為定量關(guān)系。

3.1.2 報廢汽車回收率演化系統(tǒng)因素正態(tài)云

由表1報廢汽車回收率系統(tǒng)因素和圖1遞階結(jié)構(gòu)圖可知,對于回收率系統(tǒng)而言,存在諸多由人類認知帶來的不確定性因素以及自然環(huán)境中決策不確定性因素,如系統(tǒng)因素穿插著不能直接量化表述的定性語言描述概念,從而影響著整個系統(tǒng)的演化過程,云模型是解決上述問題的最優(yōu)工具,并在綜合評價[40-41]等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用,故將云模型應(yīng)用到報廢汽車回收率系統(tǒng),解決定性系統(tǒng)因素量化以及因素之間演化關(guān)系等問題。分析上述系統(tǒng)因素,對于含不確定性問題的定性因素提出正態(tài)云進行描述,另外,為了研究系統(tǒng)的整個演化過程,需要對其中部分定量因素構(gòu)建正態(tài)云,以配合完成與不確定性因素之間邏輯演化關(guān)系的數(shù)值演化。

圖2 多維多規(guī)則發(fā)生器示意圖

表2 報廢汽車流向系統(tǒng)因素正態(tài)云

針對報廢產(chǎn)品回收率系統(tǒng)中的不確定性因素,系統(tǒng)因素集HS={X1,X2,…,XN},以因素X1(政策以及法律法規(guī)宣傳教育)為例,將定性概念X1與定量數(shù)值形成映射關(guān)系。根據(jù)具體的情況需要將系統(tǒng)因素進行不同的評分等級,設(shè)置5個評估等級參數(shù)分別為(好,較好,一般,較差,差),表示為 VXi={μ1,μ2,μ3,μ4,μ5}={H,OH,M,OL,L},評價等級是以相對于歐美日等國家法律政策宣傳普及程度為依據(jù),其中“一般”表示與歐美日等國家的情況相當,根據(jù)問卷調(diào)查和征詢專家意見等樣本獲取樣本云滴,得到期望、方差、超熵三個數(shù)字特征CI(ExI,EnI,HeI),建立正態(tài)云CX1={(100,7,0.5),(70,5,0.1),(50,5,0.2),(25,5,0.3)(0,5,0.5)},運用云發(fā)生器產(chǎn)生更多云滴形成云圖,不同數(shù)值對應(yīng)的隸屬度如圖3所示。

參照上述X1正態(tài)云的構(gòu)建方法,建立各不確定性因素的正態(tài)云,總結(jié)如表2所示。

3.2 報廢汽車回收率演化系統(tǒng)定性規(guī)則描述

針對上述回收系統(tǒng),分析定性概念之間的影響關(guān)系,基于3.1節(jié)中定性概念對應(yīng)云的基礎(chǔ)上,建立描述因素之間相互關(guān)系的定性規(guī)則,并構(gòu)建表達邏輯關(guān)系的規(guī)則發(fā)生器。

圖3 X1政策以及法律法規(guī)宣傳教育正態(tài)云

在研究整個系統(tǒng)演化時需要建立準確的定性規(guī)則對因素之間的相互關(guān)系進行描述,根據(jù)圖1中的層次結(jié)構(gòu),建立因素之間的因果關(guān)系的定性規(guī)則,總結(jié)如表3所示。

以Rule6為例,當X3財政投入增大時,在法律法規(guī)的宣傳教育方面(X1)的投入成本加大,勢必對導(dǎo)致法律法規(guī)的普及程度增大,故如果X3(財政投入)“較大”時(取值H),X1(政策以及法律法規(guī)宣傳教育)程度也會“較大”(取值 H),以此類推,當 X3取值OH、H、M、OL、L時,X1也同時取值OH、H、M、OL、L。

表3 系統(tǒng)定性規(guī)則描述

圖4 多維多規(guī)則報廢汽車回收率不確定性推理圖

3.3 報廢產(chǎn)品回收率演化系統(tǒng)不確定性推理演化

3.3.1 不確定性條件下多維多規(guī)則報廢汽車回收率演化機理

基于多維多規(guī)則發(fā)生器,將報廢汽車回收層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建為報廢汽車回收不確定性推理系統(tǒng)。并劃分為回收率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和可再制造率調(diào)節(jié)系統(tǒng),如圖4所示。

3.3.2 不確定性條件下報廢產(chǎn)品回收率演化仿真

(1)根據(jù)圖4以及表2中定性規(guī)則,根據(jù)X條件云模型云滴公式得到云模型,CG表示云模型,將系統(tǒng)用數(shù)學(xué)表達如下:

以公式X9為例,根據(jù)概念3的定義,X9為X條件云,云滴公式為drop(xi,ui),CG表示云發(fā)生器,再根據(jù)圖4可知,X9=CG9(CG29,CG8),而CG29的云滴公式為CG29(X31),CG8的云滴公式為CG8(X2,X3),即

汽車保有總量與當?shù)亟?jīng)濟水平以及人口數(shù)量存在密切關(guān)系,本文以城市為例進行研究,而城市的汽車總量可以查證,故將此變量作為常數(shù)處理。報廢汽車總量與汽車保有量比例系數(shù)為k′,X18為可再制造比數(shù)量,企業(yè)資金投入基準為X9′,回收價格基準X5′,再制造調(diào)節(jié)比例系數(shù)k。

(2)設(shè)定初值。針對不同地區(qū)的經(jīng)濟狀況以及政策的不同,分析不同因素情況下對最終再制造品的影響,以城市長沙為例,設(shè)定初值:報廢汽車量與汽車保有量比例一般為0.05~0.07,現(xiàn)設(shè)定:k′=0.07;報廢汽車回收價格基準在企業(yè)資金投入基準為X9′=60%時:X5′=3 000元/輛;非正規(guī)途徑回收價格:X23=2 900元/輛 ;當?shù)仄嚳偙S辛縓30=105萬輛,其他變量初值設(shè)定如表4。

在X2和X3投入分別為“一般”和“較好”的情況下,企業(yè)參與積極性取值“一般”與“較好”之間;企業(yè)盈利“一般”情況下,企業(yè)資金投入X9=71,說明企業(yè)是有信心繼續(xù)進行再制造活動,回收價格上升;信息共享水平“較差”時,逆向物流網(wǎng)絡(luò)覆蓋率“較差”,從而導(dǎo)致正規(guī)報廢所花費的時間“較長”。宣傳教育程度與財政投入存在很強的正相關(guān)關(guān)系,介于“較好”和“一般”之間,而當X2=55時;消費者環(huán)保意識值為69,說明在這樣的情況下消費者環(huán)保意識較好,在經(jīng)濟發(fā)展“較好”的地區(qū),正規(guī)回收率為32%,回收率“較差”。每年應(yīng)報廢汽車數(shù)量為7.35萬輛,正規(guī)回收量為2.35萬輛,回收比例為32%,,在回收的基礎(chǔ)上可再制造比例為32.7%,實際能夠用于再制造的數(shù)量為0.77萬輛,占總車比例為10%左右?;厥毡壤c再制造比例都相對較低,為分析出實際的原因,故對此系統(tǒng)底層不確定性因素如法律法規(guī)、消費者意愿、經(jīng)濟投入進行仿真分析,研究因素影響系統(tǒng)的演化過程。

(3)不確定性推理計算以及結(jié)果如表5所示。

4 報廢汽車回收率系統(tǒng)不確定性因素演化仿真分析

回收率是系統(tǒng)中關(guān)鍵性因素,以回收率為基準將系統(tǒng)因素分為三類,即系統(tǒng)底層因素,導(dǎo)致回收率變化的系統(tǒng)過程因素,以及由回收率引起的系統(tǒng)頂層數(shù)量因素。系統(tǒng)底層因素只影響其他因素,不受其他因素影響,包括X2國家強制性法律法規(guī)、X3國家經(jīng)濟補貼政策(財政投入)、X31消費者對再制造品購買認可程度等;系統(tǒng)過程因素包含X12汽車正規(guī)途徑報廢比率(回收率)、X7正規(guī)報廢途徑便利性等;系統(tǒng)頂層數(shù)量因素包含X16正規(guī)報廢汽車回收數(shù)量、X17非法回收數(shù)量等。本文中選取系統(tǒng)底層具有代表性的不確定性因素,以國家強制性法律法規(guī)、國家經(jīng)濟政策補貼(含財政投入)、消費者對再制造品接受認可程度為例,模擬底層因素變化導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素以及頂層數(shù)量因素變化結(jié)果,進行仿真并分析。

表5 仿真結(jié)果

4.1 分析國家強制性法律法規(guī)對報廢汽車回收率系統(tǒng)的影響

4.1.1 國家強制性法律法規(guī)導(dǎo)致過程因素變化情況

在X2國家法律法規(guī)逐步完善的情況下,即X2取值從20取到100,而其他的因素如3.3節(jié)中數(shù)值設(shè)定不變,代入上述系統(tǒng)進行仿真,分析其對X4消費者環(huán)保意識、X5正規(guī)回收價格、X12正規(guī)途徑回收率、X9企業(yè)資金投入、X8企業(yè)參與積極性、X7正規(guī)報廢花費時間等因素的影響,如圖5所示。

從圖5中可以知道,正規(guī)途徑的回收率在大幅上漲,8%上漲到75%,漲幅非常明顯,分析其原因是由于法律法規(guī)的完善,導(dǎo)致企業(yè)參與積極性增加,企業(yè)的資金投入增加,在一定程度上提升了回收價格,而另一方面,法律法規(guī)的完善提升了消費者的環(huán)境保護意識,愿意參與到正規(guī)回收當中去,當然在正規(guī)渠道進行處理回收品的時間變短,使消費者所花費的時間成本減少,而所獲取的經(jīng)濟收入又增加,所以使回收率大幅增長,回收氛圍逐漸改善,行業(yè)體系逐步發(fā)生良性變化。觀察變化趨勢,在X2取值在40到50時,增加率比較高,說明這個節(jié)點上,對企業(yè)和消費者來說會產(chǎn)生較大的影響,而在65到80增幅同樣劇烈,在考慮X2變化時,應(yīng)該使取值跨越這些階段,從而能夠得到比其他階段更有效的結(jié)果輸出。

4.1.2 國家強制性法律法規(guī)導(dǎo)致數(shù)量因素變化情況

將X2取值從20取到100,分析其對 X16報廢汽車正規(guī)回收量、X17非法回收量、X18可再制造量、X19再使用再循環(huán)零部件數(shù)量、X21廢棄物填埋處理數(shù)量、X15應(yīng)報廢汽車總量等的影響情況,如圖6所示。

由圖6可知,隨著上圖回收率的上升,正規(guī)回收數(shù)量也逐步增加,非法回收數(shù)量因此而逐步減少,可再制造量也相應(yīng)增加,同樣可知,在40至50區(qū)間段、65到80區(qū)間內(nèi)增幅劇烈。在80以后幾乎沒有相應(yīng)的增長,由此可知,法律法規(guī)進一步完善并不能導(dǎo)致更好的結(jié)果輸出,由于受到企業(yè)因素的影響,企業(yè)和消費者受到法律法規(guī)的約束力不再增加,故國家法律法規(guī)的完善單方面對企業(yè)和消費者的影響是一定的。

4.1.3 小結(jié)

現(xiàn)階段政府應(yīng)加強法律法規(guī)的完善工作,引導(dǎo)企業(yè)增加資金投入,并通過法規(guī)和宣傳等措施改善回收環(huán)境,激勵消費者參與。但同時應(yīng)注意到,在法律法規(guī)完善到一定程度時,其對企業(yè)和消費者的影響又失去了靈敏性,此時應(yīng)該分析其他因素并采取相應(yīng)的措施。

4.2 分析國家經(jīng)濟政策補貼(含財政投入)對報廢汽車回收率演化系統(tǒng)的影響

4.2.1 國家經(jīng)濟政策補貼(含財政投入)導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素變化情況

當X3補貼政策逐步發(fā)生變化時,取值從20到100之間,分析其對系統(tǒng)影響,進行逐步的仿真,如圖7所示。

從圖7中可知,補貼政策對消費環(huán)保意識的影響是比較穩(wěn)定的,隨著X3的增長緩慢地增長。對企業(yè)資金投入形成比較劇烈的刺激,在[40,55]區(qū)間內(nèi)增長相當快,X3由“較差”轉(zhuǎn)為“一般”時使企業(yè)投入加大,企業(yè)參與積極性漲幅相對較大,由最初的20增長至90,可見財政性補貼對企業(yè)的刺激是相當有效的。與X2造成的影響形成對比分析,X3產(chǎn)生的影響比X2大,回收率和回收價格較X2而言都有增長。綜合分析,國家資金的投入比法律法規(guī)的約束力具有較大的刺激作用。

圖5 國家強制性法律法規(guī)導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素變化仿真結(jié)果

圖6 國家強制性法律法規(guī)導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素變化仿真結(jié)果

圖7 國家經(jīng)濟政策補貼(財政投入)導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素變化仿真結(jié)果

圖8 國家經(jīng)濟政策補貼(含財政投入)導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素變化仿真結(jié)果

圖9 消費者對再制造品接受認可程度導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素變化仿真結(jié)果

圖10 消費者對再制造品接受認可程度導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素變化仿真結(jié)果

4.2.2 國家經(jīng)濟政策補貼(含財政投入)導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素變化情況

國家經(jīng)濟政策補貼導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素的變化情況如圖8所示。

從圖中可以看出正規(guī)回收數(shù)量最高為85%,增幅劇烈的階段為40~55,以及80~90之間,在90以后,基本不發(fā)生變化,說明系統(tǒng)受到其他因素的制約,單純改變X3很難再對系統(tǒng)造成較為有效的影響。大體的效果與X2相似,但是其具體的值相對X2而言較優(yōu)。

4.2.3 小結(jié)

分析表明政府補貼政策具有持續(xù)的強有力的推動作用,現(xiàn)階段補貼政策應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定地實施。但當回收率達到一定高度時,補貼政策同樣失去靈敏性,此時應(yīng)考慮其他因素的影響。

4.3 消費者對再制造品接受認可程度對報廢汽車回收率演化系統(tǒng)的影響

4.3.1 消費者對再制造品接受認可程度導(dǎo)致系統(tǒng)過程因素變化情況

當消費者對再制造品購買態(tài)度發(fā)生變化時,會對整個再制造行業(yè)產(chǎn)生影響,因此取不同的值進行模擬仿真,如圖9所示。

如圖9可以看出,企業(yè)的盈利水平與消費者購買幾乎呈現(xiàn)線性增長關(guān)系,也表明隨著銷售量增長會是企業(yè)盈利水平增大;隨著盈利變高企業(yè)增大資本投入,其影響力與國家補貼政策導(dǎo)致的影響大體一致,正規(guī)途徑回收率與企業(yè)資本投入符合相同的增加關(guān)系,在資本投入為“較好”時呈跳躍式增長;回收價格在資本的沖擊下必然增漲;在其他條件不變的條件下,購買認可度增加對報廢花費時間的減少是有限的。

4.3.2 消費者對再制造品接受認可程度導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)量因素變化情況

消費者對再制造品接受認可程度發(fā)生改變時,導(dǎo)致系統(tǒng)因素變化的仿真如圖10所示。

圖10中,整體趨勢和X2/X3變化的趨勢基本一致,消費者購買認可度變化導(dǎo)致回收率增長,從而使正規(guī)回收數(shù)量以及再制造部件量增加,但是消費者意愿對回收率的影響沒有財政補貼的影響大,從而導(dǎo)致回收率仍然不夠,非法回收數(shù)量巨大,長期占據(jù)50%以上,故需要綜合其他因素進行整體分析。

4.3.3 小結(jié)

當消費者意愿達到一定水平后,行業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢,企業(yè)資金投入也會顯著提升,但對回收率的提升并沒有補貼政策的效果顯著。

5 結(jié)論

本文運用系統(tǒng)工程和不確定性理論,借助云模型工具將回收系統(tǒng)中的諸多不確定性問題進行定量轉(zhuǎn)化,并構(gòu)建相關(guān)的定性規(guī)則進行仿真分析,驗證了模型的有效性,具有重要的理論和現(xiàn)實意義,具體表現(xiàn)在:

(1)將ISM和云模型工具相結(jié)合并引入到報廢汽車回收系統(tǒng)中來,構(gòu)建相應(yīng)的關(guān)系準則,是較為重要的創(chuàng)新。

(2)相比較現(xiàn)有的理論和模型,本文通過云模型工具及構(gòu)建的關(guān)系準則,初步實現(xiàn)了將定性描述進行定量,直觀揭示了不確定性因素對回收率的影響,并進一步分析了各種因素對回收率的影響機理,具有較強的理論創(chuàng)新性和突破性。

(3)對報廢汽車回收行業(yè)的發(fā)展提供了新的思路和理論參考,對行業(yè)內(nèi)企業(yè)的布局和發(fā)展具有指導(dǎo)意義;比如回收和再制造企業(yè)應(yīng)參考本文的研究成果,分析行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,確定企業(yè)現(xiàn)階段是否需要增加投資,或者客觀分析企業(yè)現(xiàn)階段的盈利水平。

(4)對政府制定引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策及補貼措施提供了理論依據(jù)和支撐,具有重要的現(xiàn)實意義,比如現(xiàn)階段政府部門的工作重點應(yīng)該是大力完善法律法規(guī)制度,持續(xù)穩(wěn)定地實施補貼政策,直至行業(yè)發(fā)展到一定程度再考慮其他相應(yīng)措施。

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