吳小艷

（武漢理工大學(xué)管理學(xué)院 湖北 武漢 430070）

一、綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的基本概念

所謂綠色再制造，是指以廢舊產(chǎn)品性能提升為目標(biāo)，以先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，以產(chǎn)品全壽命周期理論為指導(dǎo)，以?xún)?yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為準(zhǔn)則，來(lái)修復(fù)、改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)的總稱(chēng)，其重要特征是綠色再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達(dá)到甚至超過(guò)新品，但成本只是新品的50%，比新品節(jié)能60%，節(jié)材70%。隨著綠色再制造產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)和發(fā)展，各大率先進(jìn)行廢舊產(chǎn)品回收和綠色再制造的企業(yè)在實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到：搭建一個(gè)面向主動(dòng)再制造的產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，并搞好其管理工作，越來(lái)越成為綠色再制造企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

傳統(tǒng)制造觀念下，很多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到當(dāng)其一次生命周期結(jié)束后的再制造需要，經(jīng)常生命周期末端難以再制造或零部件過(guò)度使用而無(wú)法再制造的被動(dòng)局面。如果早在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品使用壽命到期后的回收和綠色再制造階段的相關(guān)要求，融入可再制造性的設(shè)計(jì)理念，就可以顯著地提高綠色再制造的效益，更好地實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)是一個(gè)支持復(fù)雜信息環(huán)境下綠色再制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、應(yīng)用集成和系統(tǒng)運(yùn)行的軟件平臺(tái)。該平臺(tái)給用戶(hù)提供一個(gè)應(yīng)用集成框架、一些應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用程序接口，使得用戶(hù)在此框架下，利用平臺(tái)提供的工具和接口，能夠方便地將各種應(yīng)用集成到此平臺(tái)上來(lái)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)各個(gè)階段、各個(gè)過(guò)程所需要的功能有機(jī)地集成在一起，促進(jìn)用戶(hù)之間實(shí)時(shí)交互、共享平臺(tái)資源、簡(jiǎn)化應(yīng)用集成和設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度、提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度和能力。從某種程度上說(shuō)，綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)既是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的運(yùn)行系統(tǒng)，又是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的支持系統(tǒng)。搭建一個(gè)好的綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)，并搞好相關(guān)管理活動(dòng)，讓來(lái)自綠色再制造產(chǎn)品全壽命周期不同環(huán)節(jié)的內(nèi)外部人員（包括設(shè)計(jì)、營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)部門(mén)的人員和供應(yīng)商、經(jīng)銷(xiāo)商、用戶(hù)代表等）共同進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)決策，才能真正實(shí)現(xiàn)綠色再制造產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率的最大化和設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。

二、綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)成

綠色再制造的設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)成包括兩個(gè)部分：綠色再制造設(shè)計(jì)的組織平臺(tái)和綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)。這兩大平臺(tái)互為依托，前者為后者提供組織保證，后者為前者提供技術(shù)支持，共同為搞好綠色再制造企業(yè)的設(shè)計(jì)管理活動(dòng)服務(wù)。

1、綠色再制造設(shè)計(jì)的組織平臺(tái)。在綠色再制造企業(yè)傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品研發(fā)、制造、銷(xiāo)售、回收、綠色再制造、再銷(xiāo)售設(shè)計(jì)管理模式中，組織結(jié)構(gòu)是一種多層次、多環(huán)節(jié)、直線(xiàn)職能型結(jié)構(gòu)形式。即人員和工作任務(wù)按照職能部門(mén)劃分，如設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)部門(mén)的人員負(fù)責(zé)，制造由制造部門(mén)的人員負(fù)責(zé)，廢舊產(chǎn)品回收由物流部門(mén)負(fù)責(zé)，綠色再制造由綠色再制造部門(mén)的人員負(fù)責(zé)，新產(chǎn)品或綠色再制造產(chǎn)品的銷(xiāo)售由營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)負(fù)責(zé)，等等。這種科層制的、階段化的、順序化的、間斷式的組織運(yùn)作管理模式已越來(lái)越不適應(yīng)目前綠色再制造設(shè)計(jì)管理的需要。

隨著并行工程設(shè)計(jì)理念的引入，綠色再制造企業(yè)的設(shè)計(jì)組織平臺(tái)也要進(jìn)行優(yōu)化和變革。主要優(yōu)化措施是打破直線(xiàn)職能型的組織結(jié)構(gòu)，將與產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)有關(guān)的各部門(mén)、各地區(qū)、各專(zhuān)業(yè)背景的人員有機(jī)地組織在一起，成立跨部門(mén)、跨地區(qū)、跨專(zhuān)業(yè)的具有聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力的項(xiàng)目小組，盡早考慮產(chǎn)品全壽命周期的需要，快速、高質(zhì)量地搞好產(chǎn)品設(shè)計(jì)并保障設(shè)計(jì)的順利實(shí)施。這實(shí)際上是一種矩陣制的組織結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了各職能部門(mén)之間的橫向聯(lián)系，克服了各職能部門(mén)各自為政的問(wèn)題。同時(shí)，它將傳統(tǒng)的金字塔式的多級(jí)的設(shè)計(jì)管理模式，改變成可以快速響應(yīng)的、責(zé)權(quán)利統(tǒng)一的兩級(jí)（總經(jīng)理、項(xiàng)目組）平面型設(shè)計(jì)管理模式。這種組織結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)靈活，將各專(zhuān)業(yè)人員集中在一起集思廣益地開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)，更容易取得更加合理的、創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方案。

綠色再制造企業(yè)并行工程運(yùn)行的組織平臺(tái)應(yīng)該體現(xiàn)集成、并行的設(shè)計(jì)管理思想，保證組織平臺(tái)的開(kāi)放性和可變性。具體的綠色再制造企業(yè)并行工程運(yùn)行的組織平臺(tái)設(shè)計(jì)主要是采取企業(yè)內(nèi)部跨職能部門(mén)的人員和企業(yè)外部相關(guān)人員共同組成項(xiàng)目組的方式來(lái)運(yùn)作的（參見(jiàn)圖1）。

圖1 綠色再制造企業(yè)并行工程運(yùn)行的組織平臺(tái)

這種有縱有橫的組織結(jié)構(gòu)平臺(tái)，可以很好地貫徹并行工程的基本思想。其中，縱向部分仍體現(xiàn)了原來(lái)的直線(xiàn)職權(quán)關(guān)系，而并行工程項(xiàng)目組內(nèi)部則是橫向職權(quán)關(guān)系。這有助于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就將以后制造、回收、拆卸、綠色再制造等環(huán)節(jié)的需要考慮進(jìn)來(lái)，同時(shí)也把供應(yīng)商、經(jīng)銷(xiāo)商、用戶(hù)等反映的問(wèn)題消除在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品速度快、成本低、用戶(hù)滿(mǎn)意、便于制造、再制造以及運(yùn)輸拆卸等的目的。但矩陣制組織結(jié)構(gòu)往往存在組織穩(wěn)定性弱、資源管理復(fù)雜、責(zé)權(quán)利關(guān)系不明確、雙重職權(quán)關(guān)系等問(wèn)題，綠色再制造企業(yè)選擇以此作為組織平臺(tái)開(kāi)展并行工程設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)還需對(duì)其進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

2、綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)。為了保證綠色再制造企業(yè)并行工程設(shè)計(jì)理念的順利實(shí)現(xiàn)，還需要搭建綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)。以計(jì)算機(jī)集成為基礎(chǔ)的信息技術(shù)平臺(tái)，可以為參與綠色再制造設(shè)計(jì)工作的各部門(mén)、各地區(qū)、各專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家提供信息溝通和數(shù)據(jù)共享，使其緊密聯(lián)系、協(xié)同工作，形成高效、協(xié)調(diào)工作的并行工程項(xiàng)目組，方便他們互相通信，隨時(shí)了解設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況。綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)應(yīng)包括以下內(nèi)容。

（1）統(tǒng)一的產(chǎn)品模型。綠色再制造企業(yè)引入并行工程設(shè)計(jì)理念后，為了使產(chǎn)品設(shè)計(jì)一開(kāi)始就考慮全壽命周期所有因素，必須依托于并行工程項(xiàng)目組各成員的信息交換和相互協(xié)作。而統(tǒng)一的產(chǎn)品模型是實(shí)行集成的并行工程環(huán)境的基礎(chǔ)，也是項(xiàng)目組工作的必要條件。它可以保證產(chǎn)品信息的唯一性，使項(xiàng)目組成員用“同一種語(yǔ)言”交流。此外，還要建立綠色再制造企業(yè)的統(tǒng)一的知識(shí)庫(kù)。一個(gè)綠色再制造企業(yè)建立起“統(tǒng)一的產(chǎn)品模型”，即建立起模塊化產(chǎn)品模式。模塊化的產(chǎn)品系統(tǒng)是綠色再制造企業(yè)運(yùn)用系統(tǒng)工程和模塊化方法，對(duì)綠色再制造企業(yè)的主產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)所作出的規(guī)劃，它包括兩個(gè)組成部分：產(chǎn)品的系列化的模塊和由模塊組成的產(chǎn)品系列型譜，這就是輪廓和層次非常清晰的綠色再制造企業(yè)的“統(tǒng)一的產(chǎn)品模型”。這種模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，易于被綠色再制造企業(yè)各部門(mén)所熟知，是項(xiàng)目組討論技術(shù)問(wèn)題、制造問(wèn)題、綠色再制造問(wèn)題、營(yíng)銷(xiāo)問(wèn)題中的共同的語(yǔ)言?？梢哉f(shuō)，模塊化是實(shí)施并行工程的前提條件和必要條件。

（2）分布式環(huán)境。綠色再制造企業(yè)并行工程項(xiàng)目組的成員在地理位置上較為分散，借助綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)提供的分布式環(huán)境，他們可以在各自工作地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)是進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下協(xié)同工作。如利用各自的CAD、CAM、CAE系統(tǒng)開(kāi)展工作，以及通過(guò)多媒體會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。

（3）計(jì)算機(jī)模擬仿真。借助綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)提供的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，項(xiàng)目組成員可以對(duì)產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)、易拆卸性、易裝配性、可制造性、可再制造性，以及成本估計(jì)等進(jìn)行計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真，并結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估。

（4）開(kāi)放式界面。綠色再制造設(shè)計(jì)的信息技術(shù)平臺(tái)還應(yīng)提供良好的開(kāi)放式的界面，實(shí)現(xiàn)CAD、CAM、CAQ、CAT系統(tǒng)的集成，并有管理數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，方便綠色再制造企業(yè)內(nèi)外部的人員使用。

三、綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的管理

1、綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的開(kāi)放式管理。綠色再制造企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)復(fù)雜、繁重，需要新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品全壽命周期的各種因素，重視產(chǎn)品的可拆卸性、可再制造性和環(huán)境友好等設(shè)計(jì)要求，僅僅依靠綠色再制造企業(yè)的設(shè)計(jì)部門(mén)一個(gè)部門(mén)是難以勝任的。綠色再制造企業(yè)并行工程運(yùn)行的設(shè)計(jì)平臺(tái)主要是采取跨職能部門(mén)的人員（設(shè)計(jì)人員、制造人員、物流人員、綠色再制造人員、營(yíng)銷(xiāo)人員、供應(yīng)商、用戶(hù)及其他相關(guān)人員等）組成項(xiàng)目組的方式進(jìn)行運(yùn)作的。當(dāng)有設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，就組建一個(gè)相應(yīng)的項(xiàng)目組，該設(shè)計(jì)任務(wù)完成后，相應(yīng)的項(xiàng)目組解散。這種設(shè)計(jì)機(jī)制使得綠色再制造企業(yè)既能合眾人之力，得到最佳的設(shè)計(jì)方案，又節(jié)省常設(shè)某組織所需的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，非常靈活。

但項(xiàng)目組成員都分散在不同的部門(mén)、不同的地點(diǎn)，要集中辦公則差旅費(fèi)較高。較為合理的處理辦法是：項(xiàng)目組各成員在各自的辦公地點(diǎn)，通過(guò)綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的分布式設(shè)計(jì)管理模式參與設(shè)計(jì)任務(wù)，項(xiàng)目辦公室只集中部分必要人員完成現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)任務(wù)?？梢?jiàn)，綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)施分布式設(shè)計(jì)管理十分必要，既可以集綠色再制造企業(yè)內(nèi)外部全部的設(shè)計(jì)力量共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)，又節(jié)省了傳統(tǒng)集中辦公模式所必須的大量差旅往返所消耗的人力和財(cái)力。

2、綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)管理。所謂模塊化設(shè)計(jì)，就是用積木的概念，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的總功能進(jìn)行簡(jiǎn)化和科學(xué)的功能分解，將具有某明確分解功能的零部件作為獨(dú)立的單元，作為相應(yīng)的一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊。然后利用模塊效應(yīng)，使裝配產(chǎn)品可以像拼積木一樣隨心所欲和方便快捷，即將這些模塊根據(jù)組合方案圖構(gòu)成產(chǎn)品，該產(chǎn)品可能是整機(jī)也可能是部件、零件。

模塊化設(shè)計(jì)管理的優(yōu)點(diǎn)十分明顯。其一，模塊設(shè)計(jì)思想很好地體現(xiàn)了裝配設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則：將零件數(shù)量降低到最少；重視零件裝卸的簡(jiǎn)易性；采用最優(yōu)的連接方式。在產(chǎn)品總裝配時(shí)，數(shù)量巨大的單個(gè)零件都被事先裝配好在一個(gè)個(gè)的模塊中，現(xiàn)場(chǎng)只需將幾個(gè)模塊連接起來(lái)即可，模塊之間的連接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易且可靠，裝配成本大大降低，裝配效率顯著提高。其二，模塊設(shè)計(jì)面向的不是單個(gè)的產(chǎn)品，而是整個(gè)產(chǎn)品系列（產(chǎn)品族）。模塊化設(shè)計(jì)主要分為兩大步驟：首先，通過(guò)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)（產(chǎn)品族）進(jìn)行分解，建立通用的模塊系列；然后，選用模塊，在此基礎(chǔ)上局部改型設(shè)計(jì)，或增加一些專(zhuān)用模塊，組合出多樣化的新產(chǎn)品，具體如下式所示：新產(chǎn)品=通用模塊（不變化的部分）+改型模塊（改型的部分）+專(zhuān)用模塊（新設(shè)計(jì)的部分）。

基于綠色再制造設(shè)計(jì)平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)管理方法是將模塊化設(shè)計(jì)運(yùn)用于產(chǎn)品的再制造性設(shè)計(jì)階段，使產(chǎn)品同時(shí)滿(mǎn)足易于拆解和裝配、易于修復(fù)和升級(jí)、環(huán)境友好性等再制造性的指標(biāo)和要求。在模塊化的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮產(chǎn)品的再制造性，讓產(chǎn)品在壽命末端回收之后，能容易地拆卸為不同的模塊，且盡可能減小各模塊內(nèi)的可再制造性的差異，則可提高產(chǎn)廢舊產(chǎn)品回收利用率。這種設(shè)計(jì)方法是一種順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的嶄新的設(shè)計(jì)方法，有助于實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。產(chǎn)品的再制造性與模塊化設(shè)計(jì)密切相關(guān)。通過(guò)綠色模塊的構(gòu)建，產(chǎn)品比傳統(tǒng)產(chǎn)品具有更好的多方面效益，產(chǎn)品的功能屬性和環(huán)境屬性能同時(shí)滿(mǎn)足，效果十分顯著。

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