0 前言

循环经济具有低开采、低排放和高利用的特征，能够产生良好的经济效益和社会效益。我国循环经济建设遵循的基本原则为：“减量化（reduce）、再利用（ reuse）、再循环 （ recycle）、再制造 （remanufacture）”，即 4R 原则。其中，再制造是以废旧产品为毛坯，运用先进加工技术和材料进行修复或升级改造，使其质量和性能不低于原型新品的一种专业化生产过程和模式^[1]。通过实施再制造，企业可以最大限度地利用废旧产品中蕴含的附加值，缓解资源短缺与产品需求之间的矛盾，减少报废产品对环境的危害。因此，再制造被看作是循环经济的高级形式^[2]。

产品服务系统（Product service system，PSS） 作为一种适应循环经济发展要求的商业模式^[3]，已经成功运用于欧美发达国家的一些机械制造企业，这些企业同时提供再制造产品和服务，取得了良好的经济效益^[4]。产品服务系统有利于打消用户对再制造产品质量的疑虑，可以有效解决再制造产品营销的难题^[5]。使用导向和结果导向的 PSS 策略可以让原始设备制造商（OEM）有效回收可再制造的旧件，排除第三方企业的竞争^[6]。此外，PSS 还可以提高产品的设计水平，如易回收、易拆解、提高零部件耐磨性等，实现最优的再制造流程^[7]，降低产品生命周期的环境影响^[8]。

然而，企业开展再制造还面临许多挑战，主要包括以下几个方面：一是市场认知不足，包括消费者、经销商甚至 OEM 对再制造存在误解、抵触和担忧；二是旧件回收数量、质量和时间不确定，再制造企业无法像采购原材料生产新品一样，及时地获得足够数量的高质量、低成本的毛坯作为再制造的原料；三是技术创新与产业协同不足，新产品设计缺乏考虑可再制造性，第三方再制造企业无法获得 OEM 的技术支持；四是再制造税收优惠政策不足，企业普遍反应旧件进项税难以抵扣，成本负担较重。JOHANSSON 等^[9]研究了原设备制造商 （OEM）开展再制造须要解决的关键问题，包括旧件获取与逆向物流、劳动力技能与可用性、再制造基础设施、再制造工艺与技术等。而且，由于缺乏足够的数据样本，再制造成本预测精度也较低^[10]。企业在构建再制造闭环供应链模式时还面临渠道商的竞争^[11]。此外，消费者偏好也会影响再制造企业利润^[12]。随着制造企业进行服务化转型及智能互联技术应用，产品服务系统通过整合数字化产品和服务组件，可以为再制造商业模式创新提供了新的机遇^[13]。在智能互联环境下，产品服务系统可以快速获得用户需求，加强闭环供应链协同，降低企业实施再制造的风险。因此，产品服务系统可视为企业实施再制造的一种重要使能策略^[14]。

企业实施面向再制造的产品服务系统能否为自身、用户和社会带来更多的经济效益是各方关注的焦点。再制造经济效益与产品和工艺的影响有关^[15]，再制造过程成本和再制造率等因素是影响再制造生态绩效的关键因素^[16]。生命周期成本法（Life cycle cost，LCC）是研究产品全生命周期成本的有效工具，可用来分析再制造产品的成本^[17]。ZHANG 等^[18]提出了一种考虑经济、环境和能源的再制造方案选择方法。现有研究分析了 PSS 对企业实施再制造的促进作用，提出了再制造方案评估方法，但是缺乏从产品生命周期成本角度研究企业实施面向再制造的产品服务系统能够带来哪些经济效益。因此，本文面向再制造全流程，运用生命周期成本分析方法，对再制造过程中的回收、生产、销售、使用和报废处置等阶段进行全面梳理，分析再制造成本、技术选择和市场规模等因素对再制造产品服务系统经济效益的影响，构建再制造产品服务系统经济性评价模型，为企业制定再制造实施策略、技术和服务模式选择提供一种分析框架。

1 再制造产品服务系统

1.1 运行体系

本文所研究的再制造产品服务系统是一种面向再制造的工业产品服务系统，企业实施再制造产品服务系统不仅销售工业机电新产品，而且还可以提供旧件回收、以旧换再、再制造修复或升级等服务，其目的是满足顾客需求并实现可持续发展^[19]，其运行体系如图1 所示。企业实施再制造产品服务系统需要根据政策法规要求，以市场需求为导向，以节能减排、降本增效和客户满意为目标，通过技术创新和服务创新，对新品制造、旧件回收再制造及其相关服务活动进行生产控制和管理组织。系统中的产品生命周期从原材料开采加工到零部件制造，经过产品生产与使用维护，寿命到期后进入再制造系统，旧件经过回收、拆解、清洗和检测，对符合再制造要求的零部件进行加工修复，用新件更换易损件和报废件，然后进行装配、测试，形成再制造产品，经过再制造产品销售和使用，直至报废再次循环利用。其中，服务支撑系统发挥关键作用，除了新品销售和售后提供的各种服务之外，再制造产品服务系统还提供旧件回收服务、“以旧换再”服务、产品租赁以及再制造升级服务等，为客户提供质优价廉的产品及服务。

企业实施再制造产品服务系统不仅可以落实节能减排目标，推动企业可持续发展，还可以满足客户的不同需求。一方面，企业可以通过“以旧换再” 服务为用户提供再制造产品，例如当用户的发动机到达大修期时可以选择再制造产品直接更换，缩短用户的维修等待时间，同时也为废旧发动机提供了合理的回收处置渠道。另一方面，企业也可以通过再制造升级服务、再制造租赁服务，提升用户原有产品的质量和性能^[20]。再制造能够结合有形产品和无形服务，形成一种集成服务系统，为用户带来更多选择。企业实施再制造产品服务系统需要考虑再制造产品的功能和结构设计对再制造服务提供的影响。例如，再制造旧件回收服务要求产品易于回收运输，再制造升级服务要求产品模块易于拆解。因此，再制造产品服务系统设计需要综合考虑材料、结构、回收和升级等多种因素，这些因素对再制造经济效益有重要影响^[21]。

1.2 经济性分析

再制造产品服务系统的经济性受旧件回收、修复技术、市场需求及政策导向等方面的影响。旧件是再制造的原料毛坯，旧件回收也是企业实施再制造产品服务系统提供的一种服务，旧件的质量、回收价格、运输成本是再制造企业需要考虑的关键问题。再制造修复技术选择影响旧件再利用率和再制造率，从而影响企业设备投资成本、加工成本及社会资源环境成本。此外，产业政策是引导和促进再制造产业可持续发展的重要手段。政府补贴对于用户购置再制造品的成本具有重要影响^[22]。再制造产品的市场认可度直接关系企业的销量和利润，产品服务系统可以促进再制造原料获得、再制造相关信息获取、再制造产品销售。因此，旧件质量、再制造修复技术模式选择直接影响再制造品的生产者成本及社会资源环境成本，市场需求和政策导向影响用户购置再制造品成本。

在上述再制造产品服务系统经济性影响因素分析基础上，将再制造产品服务系统成本分解为新品制造子系统和旧件再制造子系统，每个子系统包含生产者成本、用户成本和社会成本三种类型成本，如图2 所示。其中，生产者成本和用户成本是指实际发生的成本，社会成本是指再制造产品服务系统产生的资源和环境成本。

生产者成本主要涉及原材料采购与产品生产阶段的成本，其中原材料采购主要包括材料成本和零部件外协成本，产品生产成本主要包括人工、设备、能耗、管理和税费等。用户成本主要涉及产品购置成本、使用和报废处置成本，使用成本指运行及维持等费用，包括能耗成本和维护成本。一般情况下，用户将报废产品售卖可获得一定收益，因此报废处置成本可能为用户正收益。此外，由于任何一项生产活动都会与生态环境发生相互作用并产生各种环境影响，为了消除环境影响，保护生态环境，就会产生一系列社会成本。社会成本可采用整体度量方式，主要考虑资源消耗成本和污染排放治理成本。

2 经济性评价建模

本文采用生命周期成本（LCC）方法构建再制造产品服务系统经济性分析模型。第一步是确定研究目标与范围定义，给出经济性评价目标与研究边界；接着分析再制造产品服务系统生命周期成本清单，分别构建各系统的成本模型；最后构建再制造产品服务系统经济效益评价模型。

（1）目标与范围定义

研究目标用来分析企业开展再制造产品服务系统的实施方式、成本构成以及不同策略的经济效益。分析再制造先进技术经济性，为企业实施再制造技术模式选择和技术创新提供决策依据。研究范围包括新品制造子系统全过程以及再制造子系统全过程。

（2）生命周期成本清单分析

再制造产品服务系统生命周期成本清单主要包括新品制造子系统成本和旧件再制造子系统成本，如式（1）所示：

式中，LCC_RPSS 为再制造产品服务系统生命周期成本，LCC_N 为新品制造子系统成本，LCC_R 为旧件再制造子系统成本。

新品制造子系统成本如式（2）所示：

式中，C_NM 为新品制造子系统中生产者成本，C_NC为新品制造子系统中用户成本，C_NS 为新品制造子系统中社会成本。

旧件再制造子系统成本如式（3）所示：

式中，C_RM为旧件再制造子系统中生产者成本，C_RC 为旧件再制造子系统中用户成本，C_RS 为旧件再制造子系统中社会环境成本。

（3）经济性评价模型

根据成本效益分析理论构建了再制造产品服务系统经济性评价模型，从再制造产品服务系统生产者、再制造产品和服务的用户以及社会三个不同角度评价再制造产品服务系统带来的经济效益，本节所涉及到的主要符号及其含义见表1。

作为生产者，企业实施再制造产品服务系统可以带来销售收入和利润的变化，由此分析再制造产品服务系统生产者收益，当企业不进行再制造时，生产者的经济效益为：

当企业实施再制造产品服务系统时，生产者的收益为：

式中，$p_{\mathrm{r}}=f\cdot p_{\mathrm{n}}，f=F_{\mathrm{n}\mathrm{e}\mathrm{w}}\cdot （e-g）+g$。

再制造产品服务系统给用户带来的效益可以用购买和使用再制造产品相较于购买和使用新品所节约的成本衡量。用户购买和使用新品所付出的成本可以表示为：

用户购买和使用再制造品所付出的成本可以表示为：

因此企业实施再制造产品服务系统，用户选择再制造品所带来的效益为：

企业实施再制造产品服务系统带来社会效益可以由资源节约和环境减排效益表示：

3 案例分析

3.1 数据采集与成本分析

汽车零部件再制造是我国发展较为成熟的再制造行业，具备再制造规模大、企业数量多和试点推广良好等特点。本文选择济南复强动力有限公司生产的斯太尔柴油发动机作为案例进行分析。该发动机可再制造的主要零部件见表2，采用表面工程技术修复发动机零部件成本见表3。

3.1.1 生产者成本

通过企业调研，收集的生产者成本各项数据见表4。新品制造过程主要成本为材料、零件采购成本。此外，发动机属于较为复杂的机械产品，产品生产涉及多家供应商，企业原材料及零部件外协采购费用较高。发动机新品制造的原材料和加工成本共计 3 万元，加工成本共计 1.22 万元。

发动机再制造生产者成本主要来自于再制造流程中的毛坯回收环节和再制造生产环节。根据企业全年再制造旧件的回收数量及价格统计，得出平均一台再制造发动机毛坯的购置成本约为 1 000 元。企业从全国 77 个站点回收再制造发动机毛坯运输到再制造工厂，平均一台发动机运输距离为 880 km，运输成本为 100 元，旧件购置成本为 1 000 元。由此可得，再制造毛坯回收成本共计 1 100 元。

再制造生产环节两种再制造技术模式的成本构成见表5。由此可计算得到发动机再制造产品服务系统再制造（换件法）子系统生产者成本为 1.75 万元，发动机再制造产品服务系统再制造（表面工程法）子系统生产者成本为 1.61 万元。

3.1.2 用户成本

考虑到用户成本的差异性和个体性，本文根据产品参数和用户反馈对用户购置和使用发动机成本进行核算。假设发动机使用过程中，满载百公里油耗约为 35 L，使用寿命为 50 万 km，按照柴油均价为 5 元 / L 计算，发动机服役寿命周期内的运行成本为 87.5 万元。此外，根据再制造国家标准，再制造发动机质量和性能不低于与原型新品，本文假设二者质量和性能一致^[23]，因此燃油消耗、维护成本也相同。假设发动机年均维护成本 2 000 元，使用寿命按 10 年 50 万 km 计算，则维护成本共计 2 万元。

企业选择实施再制造产品服务系统，可以为用户提供废旧发动机回收服务，发动机作为再制造毛坯的回收价格为 1 500 元。当企业不实施再制造产品服务系统时，用户只能将废旧发动机当作废品处理，废品回收价格约为 800 元。

3.1.3 社会成本

针对社会成本分析，可采用生命周期评价（Life cycle assessment，LCA）方法对再制造产品服务系统的环境影响进行评估，主要对全球变暖潜力 （GWP）、酸化（AP）、富营养化（EP）、可吸入颗粒物（AI）四种污染物排放指标，以及矿产资源消耗（ADP）、初级能源消耗（PED）、水资源消耗（WU） 三种资源消耗指标，运用污染物排放治理的社会支付意愿及资源价格分析衡量社会成本。再制造产品服务系统 LCA 评价结果见表6。

3.2 经济性分析

3.2.1 生产者效益

若企业发动机年销售规模为 8 000 台，且企业只生产和销售新品时，企业所获得的经济效益由式 （4）可得：

${\pi }_p^n=（50000-42200）\times 8000=6240\text{万元}$

当企业选择实施再制造产品服务系统，同时生产和销售新品和再制造品时，再制造会对新品销量产生一定的蚕食效应，导致新品销量下降。低价的再制造发动机同时也会吸引价格敏感型消费者购买，从而能够拓展企业的市场容量^[24]。根据企业调研，当再制造产品价格占新品价格 80%时，客户将不考虑购买再制造发动机。同时，本文假设当再制造发动机价格低至新品 20%时，客户将只购买与新品性能和质保相同的再制造发动机，此时取 e=0.8，g=0.2。企业实施再制造产品服务系统后，发动机新品年均销量约为 7 000 台，再制造品年均销量为 2 000 台，可得 f=0.67。此时，企业经济效益根据式 （5）可得，当企业采用再制造换件技术模式时，企业获得的经济效益为：

${\pi }_{\mathrm{p}}^{\mathrm{r}\mathrm{l}}=8660\text{万元}$

当企业采用再制造表面工程技术模式时，企业获得的经济效益为：

${\pi }_{\mathrm{p}}^{r2}=8940\text{万元}$

新品制造与再制造产品服务系统两种技术模式下的生命周期成本占比如图3 所示。由图可见，企业实施再制造产品服务系统可获得较好的经济效益，特别是当企业使用先进的表面工程技术模式时，企业可以获得更多的经济效益，这是因为再制造可以极大节省原材料和能源支出。再制造表面工程技术虽然支出了较高的设备成本、能耗成本和管理成本，但提高毛坯旧件的再制造率，节省了更新件的采购成本，整体上具有较高的经济效益。

随着可持续发展理念不断推广，我国再制造产业规模不断扩大，产品领域将更加丰富，产品和服务质量也将不断提升。当再制造产品的市场认可度不断提高，再制造品的市场规模将会持续增长，企业实施再制造产品服务系统能够为客户提供更高质量服务和产品。随着消费者对再制造产品认知水平 e、g，以及新品与再制造品价格比 f 提升时，企业实施再制造产品服务系统获得更多的经济效益，如图4 所示。

3.2.2 用户效益

用户购买新品的费用为 5 万元，使用时间为 10 年，年均购置成本为 5 000 元，报废回收收益为 800 元，用户成本合计为 4 200 元。当企业实施再制造产品服务系统时，用户购买再制造品的费用为 33 500 元，使用时间 10 年，年均购置成本为 3 350 元，报废回收收益为 1 500 元，用户成本合计为 1 850 元。根据式（8）得，用户效益为 2 350 元。由此可知，再制造产品服务系统可以让用户以较低的价格获得与新品性能一致的再制造产品。当企业采用先进的表面工程技术生产性能升级的再制造产品时，可以降低用户使用阶段成本，从而为用户带来更多的经济效益。

3.2.3 社会效益

企业实施换件法再制造时，可实现社会效益 2 387 万元；采用表面工程技术的再制造模式可实现社会效益 2 500 万元。见表7，换件法再制造的社会成本只占新品制造的 1 / 4，表面工程再制造的社会成本占新品制造接近 1 / 5。由此可见，企业实施再制造产品服务系统有利于节能减排，可以降低社会环境污染治理成本和资源消耗成本，再制造产品服务系统的实施能够给社会带来较高的资源环境收益。

4 结论

（1）分析再制造产品服务系统运行体系及成本分解结构，根据产品全生命周期理论提出一种再制造产品服务系统经济性评价模型，并采用柴油发动机再制造作为案例对企业实施再制造产品服务系统的生产者效益、用户效益和社会效益进行深入分析。

（2）再制造产品服务系统不仅可以成为企业的盈利增长点，还能够降低用户成本，实现节能减排，减少环境治理和资源消耗成本，有利于创造更多的经济效益和用户价值，降低社会成本，实现可持续发展。

（3）企业在实施再制造产品服务系统过程中，应积极开展面向再制造的产品设计，提高旧件再制造率；在再制造加工过程中，应积极研发和应用先进的再制造表面工程技术，可以获得更大的经济效益。

（4）未来企业数字化转型加速变革，在智能制造环境下，新品制造企业与第三方再制造企业针对实施再制造产品服务系统如何开展更多协同与创新，如何有效分担协同研发成本形成合理的利益分配机制是下一步研究的重点。

参考文献