چرخه مجدد خودرو و طراحی برای تفکیک (DFD)

حمیدرضا دهنار صیدی‏ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع ـ مهندسی سیستم‌های اقتصادی و اجتماعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران علوم و تحقیقات،

 E-mail:hamidrezaseyedi@yahoo.com

 

در این مقاله سعی بر آن است که موضوع استفاده مجدد از قطعات خودروهای فرسوده و طرح اسقاط «معقول» خودروها مورد بحث قرار گیرد. به این منظور با استفاده از سیستم‌های دینامیکی به تجزیه و تحلیل موضوع و ارائه راهکارهایی برای آن و نیز بیان سیستماتیک مشکل می‌پردازیم. در ضمن موضوع طراحی خودرو برای تفکیک قطعات آن نیز در این مقاله گنجانده شده است.

 

جمع‌آوری خودروهای فرسوده

در اواسط دهه 1990 بسیاری از پارکینگ‌های خودروهای فرسوده و اسقاطی و نیز مکان‌های دفن زباله در بیشتر دنیا با مشکل کمبود جا مواجه شدند که این موضوع با افزایش آگاهی زیست محیطی ملت‌ها همراه شد. در این زمان آلمان قانونی وضع کرد که براساس آن کارخانه‌های خودروسازی می‌بایست خودروهای فرسوده و تولیدی‌شان را دوباره برگردانند.

وضع قوانین، کمبود محل‌های دفن زباله و معضلات زیست محیطی، به صنعت خودروسازی اروپا و سپس ایالات متحده فشارهایی وارد آورد و آنها ناگزیر به مطالعه روش‌هایی برای افزایش بازیافت قطعات و چرخه مجدد مواد از خودروهای فرسوده پرداختند. به تازگی جمع‌آوری خودروهای فرسوده در کشور ما نیز با تأخیر در حال انجام است ولی ظاهراً به طور معقول پیش نمی‌رود.

 

عمر مفید و چرخه عمر محصول[1]

هر یک از محصولات تولیدی‏ عمر مفیدی دارند که پس از آن یا اصلاً قابل استفاده نخواهند بود یا کارایی‌شان بسیار افت خواهد کرد و شاید حتی مضر هم بشوند. در نتیجه تمام محصولات پس از طی عمر مفید خود دور انداخته می‌شوند. بسیاری از محصولات، پس از مصرف ناکارا شده و دور انداخته می‌شوند. این کالاها معمولاً خیلی زود به زباله تبدیل می‌شوند ولی عمر مفید بسیار طولانی دارند، لذا معمولاً عمر مفید برای آنها مطرح نمی‌شود. نمونه این کالاها روغن موتور و صابون هستند. همچنین اگر محصول یا کالایی دیگر مد نباشد، دور انداخته می‌شود. مثال واضح آن، دور انداختن بسیاری از لباس‌های زیبا، سالم و تمیزمان است. یک دستگاه ژیان کاملاً تمیز و بدون اشکال فنی محسوس نسبت به حالت اولیه خود، با سن حدود 30 سال دیگر برای راننده‌اش رغبت‌انگیز نیست و به دنبال خلاصی از آن و جایگزینی‌اش با خودروهای متداول است. بسیاری از کالاها یا محصولات، قبل از این که عمر مفیدشان تمام شود، از مد می‌افتند و باید دور انداخته شوند. این موضوع بر کارخانه‌های تولیدکننده آن محصول نیز اثر می‌گذارد زیرا آنها نیز باید محصول خود را کنار بگذراند و یا در آن تغییر اساسی ایجاد کنند. اینجاست که وارد مبحث چرخه عمر محصول می‌شویم. هر محصول یک عمر تولیدی دارد که طی مراحلی از سودآوری و فروش را پشت سر می‌گذارد و به آن چرخه عمر محصول می‌گویند. نمودار کلی چرخه عمر یک محصول در شکل 1 دیده می‌شود. در اینجا ما کاری به چهار مرحله عمر محصول نداریم، ولی همان طور که در شکل ملاحظه می‌کنید، درست موقعی که سود محصول و نیز فروش و درآمد حاصل از فروش آن به حداکثر می‌رسد، چرخه عمر محصول پایان می‌یابد.

البته این به معنای آن نیست که در اوج سودآوری، محصول کنار گذاشته می‌شود چون در عمل، لحظه اوج سودآوری به طور دقیق قابل پیش‌بینی نیست و تا مطمئن نشویم که سود از حداکثر مقدار خود کاهش یافته است و به این کاهش ادامه خواهد داد، نمی‌توان محصول را کنار گذاشت و یا تغییر داد. بعضی از کارخانه‌ها تولید محصول را تا وقتی که سود آن منفی نشده است (وارد مرحله زیان نشده‌اند) ادامه می‌دهند که این می‌تواند به ورشکستگی آنها بینجامد. روش منطقی آن است که بلافاصله بعد از این که «مطمئن» شدیم سود از حداکثر مقدار خود کاهش یافته است و به این روند کاهشی ادامه خواهد داد، تولید محصول را متوقف و یا در آن تغییر اساسی ایجاد کنیم. این لحظه، نزدیک به اواسط بازه‌ای است که در آن سود از حداکثر مقدار خود به صفر می‌رسد.

PLC درآمد/ فروش و سود                   سود

زمان

درآمد/ فروش سود

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1- نمودار کلی چرخه عمر محصول

 

امروزه، شرکت‌ها در بدو تأسیس کارخانه باید چرخه عمر محصولات خود را به طور تخمینی طراحی کنند تا وارد مرحله زیان نشوند چون برای بعضی از محصولات (به خصوص در دنیای فوق‌العاده رقابتی آتی) رسیدن به اوج سودآوری و به ویژه دستیابی به سود صفر، پس از آن خیلی سریع و ناگهانی فرا می‌رسد؛ چنان که فرصت درک روند مطمئن محصول سلب می‌شود. البته تعیین پیشاپیش چرخه عمر محصول در بدو تأسیس کارخانه دلایل منطقی دیگری نیز دارد. محصولات انحصاری سود بیشینه خود را (قسمت افقی نمودار چرخه عمر محصول) تا مدت زیادی می‌توانند حفظ کنند. نمونه آن، محصولات شرکت ایران خودرو و سایپاست. این موضوع باعث تأخیر در ایجاد زباله می‌شود ولی آن را کاهش نمی‌دهد و حتی پارکینگ‌های خودروهای فرسوده را به داخل جاده‌ها، خیابان‌ها، کوچه‌ها، پارکینگ‌های شخصی و غیره می‌کشاند و آثار زیان‌آور زیست محیطی و بهداشتی آن را بیشتر می‌کند.

در نتیجه هر محصولی به دلیل مصرف شدن یا اتمام عمر مفید، خروج از تداول یا ضربه (تصادف) باید کنار گذاشته شود و برای جادادن آن ـ که حالا به زباله تبدیل شده است ـ باید فکری کرد. اگر بخواهیم مساحت زباله‌گاه‌ها را افزایش دهیم، با کمبود فضا و آلودگی محیط زیست مواجه می‌شویم و اگر بخواهیم تولید محصولات را کمتر کنیم، نیاز مردم و جامعه مرتفع نمی‌شود. یک راهکار رایج در دنیا، استفاده مجدد از قطعات سالم محصول و نیز بازیافت بعضی از قطعات بازیافت پذیر است. این کار باعث کاهش زباله‌های حاصل از محصول می‌شود.

 

ساختار انباشت و جریان بازچرخه خودرو

پاول زامودیو ـ رامیرز در سال 1996 بازیافت و چرخه مجدد مواد را در صنعت خودروسازی ایالات متحده امریکا مدل‌سازی کرد تا به تفکر صنعتی گسترش چرخه مجدد خودرو کمک کند. ساختار انباشت و جریان مورد نظر او نسبتاً کامل و پیچیده بود. در اینجا نقشه انباشت و جریان متفاوتی ارائه می‌شود که به درک آن کمک می‌کند با ساختار کشورمان هماهنگ‌تر است و این نقشه از بعضی جهات از ساختار ارائه شده توسط پاول زامودیو ـ رامیرز کامل‌تر یا درست‌تر است که با گردآوری اطلاعات بیشتر (افزایش حوزه مدل‌های ذهنی) می‌تواند تکمیل شود. نقشه این ساختار را در شکل 2 می‌بینید. این ساختار براساس روند «معقول» باز چرخه خودروست. ممکن است در ایران بخشی از این بازچرخه به صورت استاندارد وجود نداشته باشد که امیدواریم به زودی اصلاح شود. در هر حال استفاده از این ساختار بسیار مناسب است. در مواردی، برخی از این انباشت‌ها در یک مکان صورت می‌گیرد. خودروهای فرسوده روی جاده می‌توانند به اسقاط کنندگان فروخته شوند. در طرح جمع‌آوری خودروهای فرسوده ایران، این کار به صورت نقدی و غیرنقدی ـ که رایج‌تر است ـ صورت می‌گیرد. این نمودار فقط یک منبع ورودی[2] دارد. یکی از انباشت‌هایی که در شکل 2 می‌بینیم، انباشت خودروهای رها شده توسط صاحبانشان است. هر چه طرح‌های جمع‌آوری خودروهای فرسوده بیشتر و نیز بازار خودروها رقابتی‌تر باشد، خودروهای رها شده در خیابان کمتر می‌شوند. معمولاً رها شدن خودروها هم به ضرر صاحبان آنهاست و هم فضای خیابان‌ها که آن نیز دردسرهای شناخته شده خود را دارد. انباشت رها شده در خیابان یک جریان ورودی و دو جریان خروجی دارد. هر سه جریان این انباشت، مقدار کمی دارند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2 ـ انباشت و جریان چرخه مجدد خودرو تصادفات، اتمام عمر مفید و یا اتمام چرخه عمر خودرو باعث می‌شود که خودرویی اوراق یا رها شود. این عوامل رادر فرمول سازی این ساختار باید اعمال کرد. بعضی عوامل ثابت دیگر را در این ساختار به طور واضح می‌بینید.

انباشت‌های مهم دیگری که در شکل 2 می‌بینید، مربوط به موجودی اسقاط کننده و پاره پاره کننده است. اسقاط کننده کسی است که لوازم کارا و مفید (سالم یا نو) را از خودرو جدا می‌کند و آن را به استفاده کننده می‌رساند اما پاره پاره کننده (قیچی کننده) کسی است که بدنه خودرو را قیچی و از هم مجزا می‌کند که آهن‌آلات آن مورد استفاده صنایع قرار می‌گیرد و سایر لوازم آن (مثل چرم و پلاستیک) دور انداخته می‌شود. قطعاتی که اسقاط کننده از خودرو جدا می‌کند، به موجودی قطعات استفاده شده اضافه می‌شوند. این قطعات به کارگاه‌ها یا تعمیرگاه‌ها فروخته می‌شوند و آنها نیز برای قطعات آسیب دیده خودروهای در حال کار‏ از این قطعات استفاده می‌کنند.

بررسی دقیق این نمودار به اطلاعات بسیاری نیاز دارد. مقدار تمام متغیرها، پارامترها و رابطه دقیق آنها باید شناسایی شود. میزان بازیافت در قیچی کردن به هزینه این کار، قیمت مواد بازیافت شده برای فروش و افرادی که این مواد را می‌خرند بستگی دارد لذا بسیاری از مواد به طور مستقیم به زباله‌گاه‌ها می‌روند. این مواد، مخلوطی از پلاستیک، شیشه، کشپارها و بعضی از فلزات تجدیدناپذیرند که پس مانده قیچی کننده خودرو یا «کرک» نامیده می‌شوند. یکی از مهمترین نگرانی‌های زیست محیطی مربوط به خودروهای فرسوده «ASR» است.

محاسبه هزینه اصلی بازیافت به زمان کار مورد نیاز برای درآوردن یک قطعه مربوط است و بستگی به این دارد که چند قطعه دیگر باید استخراج شود تا قطعه مورد نظر به دست آید. این ارتباط تقدمی نیز به طراحی خودرو و ارزش قطعات حائل باز می‌گردد که آن محل را بتوان به سرعت شکافت و یا مجزاسازی را با دقت انجام داد.

برنامه طراحی برای تفکیک (DFD) می‌تواند هزینه بازیافت قطعه را از طریق طراحی بهتر، انتخاب اتصال دهنده‌های محکم قطعات، انتخاب بهبود یافته و برچسب گذاری مواد و دیگر تکنیک‌ها کاهش دهد. یک تأخیر چند ساله بین طراحی برای تفکیک و قرار گرفتن خودروی طراحی شده براساس برنامه DFD در خط مونتاژ وجود دارد که مسئله بسیار مهمی است. متوسط زمانی که یک خودرو در ایالات متحده بر روی جاده (فعال) باقی می‌ماند، تقریباً یک دهه است و خودروهای جدید نرخ اوراق بسیار پایینی دارند (بیشتر اینها لاشه‌هایی می‌شوند که با عنوان فقدان‌های کلی توسط شرکت‌های بیمه بیان می‌شوند). در ایران از یک خودرو بیش از ده سال و معمولاً حدود سی سال و اندی استفاده می‌شود.

اگر تقاضا برای قطعات استفاده شده بدون کشش باشد، اثر اصلی طراحی برای تفکیک ممکن است از افت ارزش قیمت قطعات استفاده شده و خنثی کردن منفعت طراحی اصلاح شده باشد.

اگر تمایل به خودروهایی کوچکتر و سبکتر با محتوای پلاستیکی بیشتر و فولاد و فلز کمتر را در نظر بگیرید، خواهید دید که چنین تغییراتی برای بهبود اقتصاد سوخت، افزایش بازیافت پذیری قطعه و کاهش مقدار حجم ترافیک و کرک منتهی شونده به زباله‌گاه‌ها رو به افزایش است. صنعت خودرو یکی از مصرف کنندگان مهم فولاد و آهن است. کاهش فولاد و آهن می‌تواند جرم و درصد فلز بازچرخه پذیر را کاهش دهد و اگر این کاهش از مقدار خاصی فراتر رود، هزینه بازیافت از درآمد حاصل از فروش فلزات بازیافت شده بیشتر می‌شود و بازیافت فلز رو به توقف خواهد گذاشت و لذا مقدار فلز کرکی افزایش می‌یابد و مقدار زباله نیز ممکن است بیشتر شود. بنابراین تداوم سیاست فوق مناسب نیست.

 

شبیه سازی

برای بررسی نتایج نقشه انباشت و جریان فوق، به داده‌های قابل توجه و نسبتاً دقیقی نیاز است که به دست آوردن آنها ساده نیست اما با یک سری از داده‌های تقریبی و تحلیل منطقی این ساختار به نمودارهای شکل 3 می‌رسیم. با فرض ثابت ماندن جرم فلزات خودروها در سطح ثابت نسبتاً پایین و نیز بهبود مستمر برنامه‌ریزی و طراحی برای تفکیک، درصد باز چرخه‌پذیری به طور پیوسته افزایش می‌یابد. با فرض منطقی رشد اندک نرخ فروش خودروی جدید ـ که معادل نرخ تولید خودروی جدید است و به رشد نسبتاً خطی نمودار انباشت خودروهای روی جاده منجر می‌شود ـ نمودار نرخ مصرف یا همان نرخ انتقال به زباله‌گاه‌ها به صورت نوسانی نسبتاً نزولی می‌شود و بنابراین نمودار انباشت مواد باز چرخه ناپذیر و یا همان کرک‌ها به صورت نسبتاً خطی صعودی در می‌آید. یعنی با وجود طراحی مناسب نیز نمودار انباشت کرک‌ها صعودی خواهد بود و در واقع این اجتناب‌ناپذیر است چون همان طور که نمودار نشان می‌دهد، فقط در صورتی که نرخ مصرف به صفر همگرا شود ـ که غیر ممکن است ـ نمودار انباشت کرک‌ها به صورت همگرا در خواهد آمد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 3- نمودارهای حاصل از شبیه سازی ساختار انباشت و جریان بازچرخه خودروی شکل 2.

 

یکی از راهکارهای مهم برای کاستن از رشد انباشت کرک‌ها، کاهش نرخ تولید و واردات خودرو و افزایش نرخ صادرات آن (از نظر کشوری) است؛ به طوری که اگر نرخ فروش خودروی جدید روند نزولی پیدا نکند، حداقل به صورت ثابت درآید. از طرف دیگر، برنامه‌ریزی و طراحی‌ها برای تفکیک باید به بهترین شکل ممکن انجام شوند تا باز چرخه پذیری را حداکثر کند. اگر جرم فلزات به کار رفته در خودرو را کم کنیم باید از کاهش قیمت فلز اوراقی و نیز فاصله قیمت آن با فلز نو بکاهیم. همچنین فقط باید از مواد بازیافت پذیر استفاده شود.

هر قدر تأخیرها در بازچرخه سازی و اسقاط خودروها بیشتر شود، اگرچه در رشد انباشت کرک‌ها نیز تأخیر ایجاد می‌کند و در واقع برای مدتی مقدار آن کاهش می‌یابد اما انباشت خودروها در خیابان‌ها و پارکینگ‌ها بیشتر خواهد شد و ضمن افزایش مشکل ترافیک، نیاز به جاده سازی و پارکینگ سازی نیز افزایش می‌یابد. این راهکار، کاملاً نامعقول است و باید برنامه‌های از رده خارج کردن را به بهترین شکل و بدون تأخیر پیاده کرد.

اگر در این خصوص تجدیدنظر اساسی صورت نگیرد، آینده ترافیک، پارکینگ‌ها و محل‌های انباشت و دفن زباله وخیم خواهد بود. زنگ خطر به صدا در آمده است.

 

نتیجه‌گیری

میزان انباشت زباله در جهان رو به افزایش است و این، خطرات بسیاری را برای زیست و حیات ما انسان‌ها به همراه خواهد آورد. از طرف دیگر انباشت خودروها در خیابان‌ها و پارکینگ‌ها نیز رو به افزایش است که مشکلات ترافیکی بسیاری را در کشور ما ایجاد کرده است. یکی از زباله‌های نگران کننده، زباله‌های خودروسازی است. اگرچه نمی‌توان زباله حاصل از خودروسازی را به صفر رساند اما می‌توان از رشد تولید و انباشت آن کاست. به این منظور باید برنامه‌«طراحی برای تفکیک» را در صنایع خودروسازی نهادینه کرد و آن را به طور مستمر بهبود بخشید. صنعت بازیافت فلزات و نیز سایر مواد باید با قدرت به کار خود ادامه دهند و محل‌های جمع‌آوری و اسقاط خودرو بیشتر شود. همچنین نسبت یا فاصله بین قیمت‌ فلزات اوراقی و فلزات نو و نیز لوازم دست دوم و نو نباید از حد خاصی بیشتر شود. دولت می‌بایست به اسقاط کنندگان و قیچی کنندگان یارانه دهد و یا این کار را به عهده بگیرد تا کرک کمتری برای زباله‌گاه‌ها باقی بماند. ضروری است نرخ تولید خودرو و صادرات آن افزایش و واردات خودرو کاهش یابد. برنامه‌های از رده خارج کردن خودرو نیز باید با سرعت و به طور مستمر و برنامه‌ریزی شده اجرا شوند. در ساخت خودرو باید از مواد بازیافت پذیر و یا بازچرخه پذیر استفاده شود. همچنین می‌بایست با برنامه‌ها و مصوباتی، نسبت مالکان خودرو به خودروها کاهش یابد. این شاخص همیشه از عدد یک بزرگتر است اما باید قوانین کشوری طوری باشند که داشتن بیش از یک خودرو برای یک فرد بالغ را ممنوع کنند. تمام ساختمان‌ها باید با پارکینگ‌ ساخته شوند. جرم فلزات به کار رفته در خودرو از حد خاصی نباید کمتر باشد. همچنین می‌بایست بازار خودرو رقابتی‌تر و راهکارهایی برای تجزیه زباله‌ها اندیشیده شود.

 

مراجع

1. مهندس پریزاد، جزوه طرح‌ریزی واحدهای صنعتی، 1381

2- Forrester| J.W| business dynamics| p. 225-227.