《Proceedings of the Design Society》：How do design-related remanufacturing barriers and enablers affect business models? A retrospective analysis of remanufacturing cases
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再制造可通过考虑价值创造、价值保持与价值回收的设计活动得以促进。面向再制造的设计决策能够影响商业模式的绩效，但现有文献尚缺乏对这些障碍或促进因素的识别。通过对选定的再制造案例进行分析，本研究为填补这一空白提供了初步尝试。研究发现凸显了面向再制造的设计在增强价值
再制造可通过考虑价值创造、价值保持与价值回收的设计活动得以促进。面向再制造的设计决策能够影响商业模式的绩效，但现有文献尚缺乏对这些障碍或促进因素的识别。通过对选定的再制造案例进行分析，本研究为填补这一空白提供了初步尝试。研究发现凸显了面向再制造的设计在增强价值创造过程和新服务供给方面的潜力，并呈现了案例中反复出现的再制造障碍与促进因素。
## 研究背景与问题提出
循环再制造（Circular Economy, CE）作为一种促进可持续发展的经济模式，旨在建立资源高效利用的经济体系，与传统"获取-制造-使用-废弃"的线性经济形成鲜明对比。在循环再制造的多种策略中，再制造（remanufacturing）因其在产品寿命延长和价值保持方面的最高潜力而备受关注。再制造是一种工业过程，通过清洗、检测、储存、拆解、再加工、重新装配和测试等步骤，将废旧产品（即"核心件"，cores）恢复至接近新品的状态。
尽管再制造在重型非公路设备、汽车和印刷等行业已有四十余年的应用历史，但多数企业在实施再制造时面临诸多挑战，尤其是当再制造未被纳入设计阶段考量时。这些问题包括复杂几何形状产品的价值可回收性、污染、缺乏识别标识、技术快速迭代导致的产品寿命缩短、零部件过时、缺乏预防性维护和耐久性设计，以及因初始产品质量低、变体数量多和再制造流程冗长导致的低附加值等。面向再制造的设计（Design for Remanufacturing, DfRem）被定义为通过设计过程使产品便于再制造的系统性方法，其关键原则旨在通过效率、效益、盈利能力和生命周期末期处理的综合考量，实现价值的创造、保持和回收。
然而，尽管DfRem已明确了设计与再制造过程之间的联系，且与逆向物流的关联日益增强，但设计与商业模式（Business Model, BM）之间的连接仍显不足，这限制了再制造在环境和经济效益方面的巨大潜力。为应对这一研究空白，研究人员开展了本项研究，旨在探讨设计决策对再制造商业模式的影响。
## 研究开展与核心发现
研究人员采用三阶段研究方法：识别、筛选和分析成功的再制造案例。研究同时检索了科学文献（Scopus和Web of Science数据库）和灰色文献（欧洲再制造网络报告、再制造产业委员会项目及合作伙伴资料等），最终从220个初步识别的案例中，依据四项纳入标准（运营中的再制造企业、符合定义的再制造工业流程、案例中描述与再制造相关的设计活动、案例中描述与再制造相关的商业模式要素），筛选出四家公司的再制造案例进行深度分析。这四家公司分别涉及滚动轴承（Company A）、办公家具（Company B）、办公打印设备（Company C）和模块化机器人系统（Company D）领域，涵盖了原始设备制造商/再制造商（OEM/OER）和独立再制造商（IR）等不同类型。
研究采用DfRem框架和循环再制造商业模式（Circular Economy Business Model, CEBM）的理论框架进行系统性分析，将设计活动归类为可评估性（assessability）、主动预防（proactive prevention）、可行性（viability）、耐久性（durability）、拆解性（disassembly）、产品价值整合（integrate value）等原则维度，并将识别出的障碍和促进因素与CEBM模式及配置选项（Configuration Options, CO）进行关联。
## 主要技术方法
本研究采用回顾性案例分析方法，结合文献研究与跨案例比较分析。具体技术方法包括：第一，系统性文献检索与灰色文献雪球式追踪，以获取再制造企业的实践资料；第二，基于Hilton和Thurston（2019）提出的DfRem原则框架，对案例企业的设计活动进行编码和归类；第三，运用Pieroni等（2019, 2020, 2021）开发的CEBM模式与配置选项框架，建立设计因素与商业模式要素之间的关联分析；第四，跨案例比较法，识别不同企业间设计原则、实现手段及其商业模式效果的共性与差异。
样本队列来源方面，四家案例企业分别来自不同行业和国家：Company A为瑞典轴承制造商，在全球拥有超过25个再制造服务中心；Company B为英国办公家具设计与制造企业；Company C为日本办公打印解决方案跨国企业，自1980年代末开始再制造业务；Company D为美国模块化机器人系统全球领先企业，1990年代开始再制造业务并扩展至欧洲。
## 研究结果
### 可评估性与主动预防促进数据驱动服务
Company A通过数据矩阵码（Data Matrix Code）和认证应用程序，实现产品使用时长、储存位置、检测和维修历史等信息的追踪，为客户提供全生命周期跟踪的增值服务。同时，基于专家分析和根本原因故障分析的预测性维护服务，能够检测和预防早期及反复性损坏，并规划最佳再制造时机。这些设计活动促进了"数据驱动的维护或运营效率管理服务"这一CEBM模式。然而，再制造产品的"次新品"属性仍然构成障碍，影响新市场中客户的质量感知。
### 拆解性设计的成本困境
Company B通过降低零部件数量和采用快速易拆紧固件，实现了更易拆解的产品设计。尽管这一改进切实促进了拆解效率和再制造流程的优化，但相应资本投入却难以回收，凸显了商业模式需与设计策略相适配以确保此类设计决策的可行性和盈利性。此外，该公司最新款办公椅的包装设计使体积缩减约一半，降低了交付和回收系统的成本与碳足迹，优化了核心件收集的逆向物流系统。然而，通过减量化（dematerialisation）简化设计以优化资源时，为达到同等规格，减量化部件反而需要使用更多原生材料，可能导致更高的整体材料成本。
### 模块化平台与标准化策略
Company C将产品设计为长寿命模块化平台，实现渐进式改进，维持前几代产品的可销售性，并限制再制造所需库存水平。其面向拆解和检测的整体设计是公司再制造成功的关键。然而，不断演进的法规可能倾向于使用更新、更高效的零部件，这对长期设计策略构成阻碍。此外，零部件标准化策略可实现材料成本节约，但需在一定程度的产品范围内使用才能实现资本回收；可升级性设计则支持将再制造产品升级至最新技术。
### 模块化设计与全生命周期服务
Company D的产品面向模块化设计，允许在生命周期内更换部件或将子系统作为整体进行再制造，从而实现成本高效的再制造流程。同时，公司提供机器人全生命周期关怀服务（through-life care service），确保机器人持续运行。但机器人技术的快速发展和电子元件的大量使用，导致核心件获取困难且产品寿命缩短，制约了产品的长寿性。
### 跨案例比较与共性障碍
研究发现，价值整合通过模块化在Company C和Company D中均有实施，适用于长寿命运系统；可行性通过可升级性设计在Company A和Company C中均有体现，支持生命周期延长活动的服务和支持网络这一CEBM模式。然而，高资本投入是实施设计策略的反复出现的障碍，对中小企业尤为关键。此外，技术快速演进和法规变化是制约长寿命运产品的共同外部因素。
## 讨论与结论
研究人员指出，再制造企业通常是从现有业务转型而来，而非初创即从事再制造。其现有的设计、制造和销售流程必须相应调整，往往保留了一些并非为再制造而开发的特点。例如，Company B在再制造之前即已通过研发探索生态设计，其低零部件数量和易拆解设计虽非专门为再制造而设，却间接促进了再制造。类似地，Company A和Company C的产品升级选项对新件、翻新件、修理件或再用件同样适用。因此，区分有意为再制造而进行的设计选择与从早期流程继承而来的设计选择至关重要。
研究识别出的设计策略似乎通过提高再制造流程的效率和成本效益，以及为客户提供创新服务来促进再制造商业模式。虽然部分促进因素和障碍可与CEBM模式建立关联，但仍有部分因素无法直接对应现有框架，表明需要进一步开发专门针对再制造的商业模式模式。
综上所述，面向再制造的设计与商业模式增强的价值创造和服务供给之间存在一致的关联。模块化设计是再制造长寿命技术产品的关键促进因素，尽管这类产品的寿命可能受到快速演进的技术和法规的制约。产品可升级性是支持生命周期延长服务的反复出现的特征。同时，实施面向再制造的设计所需的资本投入仍然是必须纳入商业模式开发以确保长期可行性的重要障碍。本研究为强化再制造中设计与商业模式之间的联系提供了初步基础，以更好地实现再制造在价值保持方面的潜力。未来研究应在此基础上，通过考察更多当代再制造实践中的设计聚焦案例，并开发更明确整合面向再制造的设计的再制造特定商业模式模式，以支持研究发现的更强泛化。
