制造业的循环经济：减少、再利用、再制造

线性的“获取-制造-处置”制造模式正变得站不住脚。自 2020 年以来，主要工业投入的原材料成本增加了 30--50%。供应链中断暴露了依赖来自集中地区的原始材料的脆弱性。而监管框架——从欧盟循环经济行动计划到遍布北美和亚洲的生产者延伸责任（EPR）法律——正在要求制造商对其产品的报废承担经济责任。

循环经济提供了一种不同的模式：产品和材料尽可能长时间地以最高价值流通。对于制造商来说，这不仅仅是一种环保理想。这是一种降低材料成本、降低供应风险、创造新收入来源并建立客户忠诚度的运营策略。

要点

• 与使用原始材料制造相比，再制造可以降低 40--65% 的生产成本，同时提供同等质量
• 回收计划可控制旧产品的供应，为再制造和材料回收业务提供支持
• 拆卸设计是循环制造最重要的推动因素 --- 产品的设计必须能够有效拆卸
• 具有逆向物流和物料跟踪功能的 ERP 系统对于大规模管理循环流至关重要

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线性制造与循环制造

线性模型

原材料被提取、制造成产品、出售给客户、使用和丢弃。价值被创造一次，并在生命结束时被摧毁。每个生产周期都需要提取新鲜的原材料。

圆形模型

通过多种策略保持产品和材料的使用：

循环模型按照价值保留的顺序堆叠这些策略——优先选择保持产品和组件中最嵌入价值（劳动力、能源、复杂性）的策略。

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再制造：循环制造的核心

再制造是将旧产品至少恢复到原始性能规格的工业过程。与维修或翻新不同，再制造产品具有与新产品相同的保修和性能保证。

行业领先的再制造

再制造过程

1. 收集 --- 通过回收计划、经销商网络或核心经纪人接收二手产品（称为“核心”）
2. 检查和分类 --- 评估每个核心的可再制造性、等级状况，确定所需的干预措施
3. 拆解 --- 将产品系统地拆解成单独的组件
4. 清洁 --- 使用适当的方法（超声波、化学、研磨）去除污垢、腐蚀、涂层和沉积物
5. 检查和测试 --- 根据原始规格测量部件，识别磨损、损坏或疲劳
6. 修复 ---修复或更换不符合规格的部件（机加工、焊接、电镀、涂层）
7. 重新组装 --- 使用恢复的和新的组件重新构建产品
8. 测试 ---验证再制造产品满足或超过原始性能规格
9. 保修 --- 提供与新产品同等的保修

再制造经济学

经济优势引人注目：

• 材料成本节省： 与新制造相比，节省 40--65%（核心提供大部分材料）
• 节能： 比原材料制造节省 80--90% 的能源
• 劳动强度： 单位劳动力比新制造业更高，但由于节省材料而降低了总成本
• 定价： 再制造产品的售价通常为新产品价格的 45--75%
• 利润率： 再制造产品的毛利率通常超过新产品的毛利率，因为投入成本要低得多

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回收计划和逆向物流

二手产品的可靠供应对于循环制造至关重要。回收计划反过来创建了这个供应链。

回收计划模型

押金-退货： 客户在购买时支付押金，在产品使用寿命结束时退回产品时收回押金。适用于标准化产品（电池、容器、电子产品）。

以旧换新积分： 客户在退回旧产品时可以获得新购买的积分。常见于电子产品（苹果、三星）和汽车（经销商以旧换新）。

服务合同： 产品销售时附有服务协议，其中包括报废退货。常见于 B2B 设备（Caterpillar、Xerox）。

EPR 合规性： 生产者延伸责任法规要求制造商对其产品的使用寿命负责。在电子、包装和纺织品领域越来越常见。

逆向物流基础设施

逆向物流比正向物流更复杂，因为退回的产品到达时的状况、数量和时间是不可预测的：

• 收集点 --- 零售店、服务中心、投递地点、回邮计划
• 集运中心 --- 汇总多个收集点的退货，以便高效运输至加工设施
• 分级和分类 --- 评估状况和适当处理的路线：再制造、翻新、回收或处置
• 加工设施 --- 拆卸、清洁和再制造操作
• 库存管理 --- 通过逆向供应链跟踪核心、组件和再制造产品

带有逆向物流模块的 ERP 系统使制造商能够跟踪产品从销售到退货、加工和重新进入正向供应链的整个过程。这种可见性对于管理核心库存、生产计划和成本核算至关重要。

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可拆卸和循环设计

循环制造中最重要的决策发生在设计阶段。产品专为易于拆卸、组件标准化和材料分离而设计​​，可实现高效的循环操作。没有这些考虑而设计的产品会使循环加工变得昂贵，有时甚至是不可能的。

循环设计原则

模块化架构 --- 将产品设计为离散、可分离模块的组件。这样可以选择性地更换磨损的模块，同时保留功能模块。

标准化紧固件 --- 使用一致、方便的紧固方法（螺钉而不是粘合剂，卡扣而不是焊接）。最大限度地减少每种产品不同紧固件类型的数量。

材料标识 --- 用材料类型标记所有组件，以便在拆卸过程中进行高效分类。使用材料护照或数字孪生来跟踪材料成分。

单一材料设计 --- 在可能的情况下，每个组件使用单一材料类型，以消除回收过程中材料分离的需要。

避免永久连接 --- 尽量减少防止非破坏性拆卸的焊接、粘合和包覆成型。

组件标准化 --- 使用跨产品系列的通用组件来增加重用池并简化库存管理。

循环设计检查表

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材料回收和循环利用

当产品无法再制造或部件无法重复使用时，材料回收可确保原材料重新进入制造周期。

高价值材料回收

金属是最有效回收的制造材料。铝回收使用的能源比初级生产少 95%。钢铁回收使用的能源减少了 74%。铜、锌和贵金属都建立了回收和精炼基础设施。

塑料由于回收过程中的聚合物种类、污染和降解而更具挑战性。机械回收非常适合清洁、分类的聚合物（PET、HDPE、PP）。化学回收（热解、解聚）正在扩展到处理混合和受污染的塑料。

用于电子、电机和电池的稀土元素越来越多地通过专门的湿法冶金工艺进行回收。城市电子废物开采在经济上正变得比几种关键矿物的初级开采更具竞争力。

产业共生

产业共生将公司联系起来，使一家公司的废物成为另一家公司的原材料：

• 制造过程产生的废热为邻近设施提供动力
• 机械加工产生的金属废料为当地铸造厂提供原料
• 一个制造商的塑料边角料成为另一制造商的原料
• 来自一个过程的化学副产品可作为另一过程的输入

丹麦的卡伦堡共生就是最著名的例子，发电厂、炼油厂、制药公司和墙板制造商交换材料和能源，每年总共节省数百万美元和数千吨二氧化碳。

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循环经济和 ERP 系统

管理循环物料流需要 ERP 功能超越传统的仅向前供应链管理。

所需的 ERP 功能

• 逆向物流跟踪 --- 管理用过的产品从客户退货到处理再进入的流程
• 核心库存管理 --- 与新库存分开跟踪已用产品和组件，并进行状况分级
• 再制造生产计划 --- 在可变输入条件下安排拆卸、修复和重新组装操作
• 材料可追溯性 --- 在多个产品生命周期中跟踪材料，维护成分和历史数据
• 循环产品的成本核算 --- 再制造与新产品的独立成本结构，包括核心采购、加工和新部件成本
• 保修和生命周期跟踪 --- 管理整个产品生命周期的保修，跟踪总产品服务历史记录

有关 ERP 系统如何支持可持续发展运营的更广泛背景，请参阅我们的可持续业务运营：ESG 报告、碳跟踪和绿色 ERP 支柱指南。

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衡量循环经济绩效

跟踪这些指标来衡量循环经济成熟度：

这些指标补充了传统的碳核算。有关排放测量的详细指南，请参阅制造商碳足迹跟踪：范围 1、2 和 3 排放。

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常见问题

再制造和翻新一样吗？

不会。翻新是将产品恢复到可接受的工作状态，通常会进行外观改进。再制造是一种更严格的工业流程，将产品完全拆卸，将每个部件恢复到原始规格，然后重新组装，并进行与新产品相当的测试和保修。再制造产品必须达到或超过原始性能规格；翻新产品可能不会。

如何说服客户接受再制造产品？

关键是保修平价。当再制造产品具有与新产品相同的保修时，客户的接受度就会大大提高。 Caterpillar 的 Cat 再制造计划就是一个最佳实践示例：再制造的部件具有与新部件相同的保修，价格为新部件的 40--60%，并且作为优质可持续选择而不是预算选择进行营销。

哪些法规要求实行循环经济？

欧盟循环经济行动计划包括生态设计（要求产品设计中的耐用性、可修复性和可回收性）、维修权（要求制造商提供备件和维修信息）、数字产品护照（跟踪产品成分和生命周期）和生产者延伸责任（使制造商对报废管理承担财务责任）等方面的法规。美国、英国和亚洲市场也正在出现类似的立法。

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下一步是什么

循环经济不是一个未来的概念——对于那些想要降低材料成本、遵守不断变化的法规、满足客户可持续发展期望以及建立更少依赖不稳定的原始材料市场的弹性供应链的制造商来说，它是一个可操作的现实。

首先评估您的最高价值产品的再制造潜力，设计新产品时考虑拆卸，并构建逆向物流基础设施以捕获报废产品。处理正向和反向物料流的 ERP 系统对于大规模管理循环运营至关重要。

ECOSIRE 帮助制造商实施支持循环经济运营的 ERP 解决方案——从逆向物流和核心库存管理到再制造生产计划和材料可追溯性。我们的 Odoo 咨询团队 可以设计一个管理您的线性和循环供应链的系统。

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