基于文献计量的我国农机再制造研究进展分析

袁刚,杨印生

(1东南大学机械工程学院,江苏 南京 211189)(2 吉林大学生物与农业工程学院,吉林 长春 130022)

随着农业现代化的快速发展及农机产品生命周期的缩短,农机产品更新的速度也越来越快,从而导致大量废旧农机产品的产生。一方面,废旧农机产品含有重金属、化合物、塑料等物质,对这些物质的不当处理,会对环境造成很大的危害;另一方面,废旧农机产品中蕴藏着大量的可再生资源,若不能有效地再生利用,将是资源的极大浪费。废旧产品回收利用及其再制造已列入国家“十三五”节能减排领域的战略性新兴产业,近年来我国也相继出台了相关的政策以促进废旧农机产品回收利用工作的开展。再制造作为一种新的生产活动,可为再制造生产计划的顺利进行提供原材料。实施再制造技术不仅节约自然资源及能源,还可有效地降低环境污染,同时也是促进经济健康循环发展及实现工业可持续发展的重要保障。

再制造是以产品全寿命周期理论为指导,利用先进制造技术实现产品高效环保节能,通过修复、维修技术使产品达到再次使用的一系列技术措施或工程活动的总称。围绕农机再制造,国内学者开展了一系列研究。刘思远等[1]提出了农机装备仿生再制造的一般流程和方法,研究了高端农机装备仿生增材再制造的关键技术。YANG Y S等[2]提出了一种多目标果蝇算法与模糊AHP相结合的集成优化模型,实现了废旧农机拆解方案的优化与评估。刘宇等[3]基于系统动力学理论构建分级回收再制造模型,分析在不同环境政策指数下回收质量等级对农机回收再制造企业的影响。以绿色再制造为研究背景,袁刚[4]围绕废旧农机拆解规划与方案评估展开研究,分别对农机可拆解性评估,拆解规划,拆解线平衡,拆解调度展开系列研究。王能强等[5]分析了发达国家再制造标准化体系以及对我国农机装备领域的影响。赵冬[6]提出了报废农机逆向物流多方协同运营模式,分析了报废农机逆向物流网络收集、拆解以及再制造等功能要素。韩雪[7]运用AHP方法评估了逆向物流网络运营模式,并对网络功能以及网络设施、网络层数和网络节点等内容进行设计。侯林等[8]对农机的工艺技术、经济性以及环境因素的分析,建立了农机产品再制造方案综合评价模型。从农机产品再制造评价体系入手,武园园[9]对农机产品实施再制造的产业条件和产品条件进行系统分析。李春发等[10]提出了基于产品服务化的再制造农机产品销售模式,对产品服务化模式的实施与推广提出建议。魏津瑜等[11]提出一种基于工业互联网协同管理平台的农机供应链创新结构模型。赵勇[12]提出了以提升零部件缺陷检测能力、零部件清理效果、强化零部件修复能力和主动再制造理念的技术改进策略。韩红美等[13]构建了一种农机再制造标准体系,为农机再制造技术发展和产业技术提升提供技术支撑和基础保障。高波等[14]分析了再制造工程对我国农机行业的现实意义,并对推行再制造工程的主导因素做了前瞻性分析。从农机装备绿色制造理念出发,孔斌等[15]分析了4R理论制造在农机方面研究范畴。针对退役农机模糊拆解调度,YUAN G等[16]提出一种基于三角模糊函数的多目标优化模型。

针对农机回收利用技术与政策,国内也展开了相关研究。刘宇等[17]运用系统动力学模型分析了农机分级回收再制造的内在逻辑。冉光泽[18]分析了农机废旧锂电池回收工艺与设备以及回收过程中的前端环节-放电所使用的设备。苑清敏等[19]构建了废旧农机产品信息收集和发布的信息系统,实现了废旧农机产品的信息在区域内最大程度的共享。李燕等[20]介绍了农机具修复再利用的重要性、绿色维修的组织实施与管理、绿色维修实施系统。为促进老旧农业机械更新换代,减少报废农业机械超期服役现象,漯河市召陵区农机推广中心开展农机报废拆解示范[21]。通过对现行农机购置与报废更新补贴政策的梳理和研究,武佳[22]归纳出政策的目标体系及措施体系,对农机购置与报废更新补贴政策进行量化,计算出两项政策目标和政策措施的协同度。以甘肃省农业机械报废更新补贴政策试点为重点,成璐璐[23]运用政策扩散理论对2015—2020年农机报废更新相关的政策推进情况进行研究,从政策成本、政策实施、政策效益三个角度出发进行政策绩效评估。李乾志[24]对农业机械报废更新政策进行绩效评价,根据调研结果研究了农机户农业机械报废更新的影响因素。为了评估废旧农机的可拆解性,YUAN G等[25]提出一种集成可拓关联度和交叉效率相结合的综合评估模型,实现废旧农机可拆解性的多层次分析。

农机产品回收利用是实现资源高效利用及再制造的重要环节之一[26],因此,本研究不仅对农机产品再制造分析有指导意义,还可为再制造策略决策和相关标准制定提供依据,同时还为废旧农机产品绿色制造工艺设计及选择提供决策支持。

1 相关政策和标准

如表1所示,国内外已经制定相关法律条例并采取措施致力于废旧农机产品的回收再利用,中国出台了《报废农业机械回收办法》《农业机械报废更新补贴实施指导意见》,日本最早出台了《资源有效利用促进法》,俄罗斯出台的《农业机械回收费用机制征求意见》,以及韩国出台的《居昌郡支持回收废旧农业机械条例》等政策法规,其目的是加快建立废旧农业机械回收制度,规范农机回收和再制造的程序,促进农机更新换代、节能降耗和安全生产。《拖拉机禁用与报废》和《联合收获机报废技术条件》是农机回收再利用的直接出台的标准,标准内容如表2所示,其内容的实施为农机回收利用提供了明确的指导。

表1 农机回收再利用的相关政策

表2 农机报废相关标准

根据文献调研可知,农机回收利用的一般流程如图1所示[4]。农机回收利用遵循由表及里、由浅入深的拆解原则,同时结合废旧农机产品拆解技术规范制定拆解工艺流程,主要包括8个部分:登记审查、拆解预处理、总成拆解、部件深度拆解、机架解体、破碎分选、梯次利用和再制造、废物处理。

图1 农机回收利用流程

2 文献计量分析

采用文献计量分析1981—2021年期间农机再制造相关研究的文献,输入“农机再制造”“农机拆解”“农机回收”“农机报废”“农机再利用”和“废旧农机”检索关键词,740篇文章的年度论文发表趋势如图2所示,分析可知2008年之后关于农机再制造的研究呈现出快速增长趋势。

图2 年度论文发表趋势

农机回收再利用的主题词分布如图3所示,主要为报废更新、三率、农机安全生产、农机购置补贴、农机化、农机安全监理、再制造、农机维修等主题词。检索关键词为报废更新的文章数为278篇,遥遥领先于其他主题词;检索关键词为三率、农机安全生产、农机购置补贴、农机化、农业机械化等发文量次之。

图3 主题词分布

学科分布情况如图4所示,包括农业经济、财政与税收、农业工程、工业经济、贸易经济、行政法及地方法制、宏观经济管理与可持续发展、环境科学与资源利用、农业基础学科等21个学科。

图4 学科分布

对现有农机再制造文献调研可知,研究层次分布如图5所示,主要分布在“开发研究-政策研究”“技术研究”“应用研究-政策研究”“工程研究”“应用研究-管理研究”“工程与项目管理”“应用基础研究”等层次。

图5 研究层次分布

对于文献发表期刊来源分析如图6所示,主要发表在《中国农机监理》《当代农机》《农业机械》《农机科技推广》《湖北农机化》《南方农机》《山东农机化》《农机质量与监理》《农机适用与维修》《江苏农机化》等31个期刊。

图6 文献发表期刊来源分布

按照作者论文发表量,作者分布如图7所示,发表4篇的作者有秦海生、刘长华、孙雨生和罗英。发表3篇论文的作者有季开云、陆立国、陆会茹、刘心成、王素芳、许杰贤,其他多数作者发表在2篇以下,且呈分散式分布。

图7 作者论文发表量分布

按照发表机构分布分析,得到图8所示的柱状图,发表文章最多7篇的机构为湖北省农业机械管理局和江苏省农业机械管理局;发表5篇的机构为山东省农业机械管理局、陕西省南郑县农机管理站、湖北省农机安全监理总站、河北省沧州农技推广站和河北农业大学;发表4篇的机构为天津理工大学、河北省衡水市农机监理所、吉林大学等机构。

图8 发表机构分布

按照基金资助情况分布,得到基金资助情况分布如图9所示,其中国家自然科学基金3项、国家社会科学基金2项、高等学校博士学科点专项科研基金资助2项、黑龙江省博士后经费资助2项、湖南省研究生科研创新项目1项、天津市高等学校科技发展基金1项、黑龙江省自然科学基金1项、河南省高等学校人文社科经费资助1项、江苏省高校自然科学研究计划项目1项等。

图9 基金资助情况

3 结论

针对农机再制造问题和研究现状,本研究采用文献计量法分析了国内有关农机再制造的研究现状与发展分析,详细分析了年度论文发表趋势、主题分布、学科分布、研究层次、文献发表期刊来源、作者论文发表量、发表机构分布以及基金资助情况分布。农机再制造现状分析与研究,可为再制造生产计划的顺利进行提供理论参考,同时也是促进循环经济健康发展及其实现农业可持续发展的重要保障。