《TECHNOLOGY IN SOCIETY》：Information and Communication Technology as an enabler for Circular Manufacturing Systems: A simulation-based case study in the automotive aftermarket sector
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循环制造系统（Circular Manufacturing Systems, CMS）为可持续生产提供了有前景的路径，但在实施中面临挑战，尤其是整个价值链中信息流的可用性、可访问性和可靠性。本研究探讨了信息与通信技术（Information and Commu
循环制造系统（Circular Manufacturing Systems, CMS）为可持续生产提供了有前景的路径，但在实施中面临挑战，尤其是整个价值链中信息流的可用性、可访问性和可靠性。本研究探讨了信息与通信技术（Information and Communication Technology, ICT）作为CMS关键赋能者的角色，并量化了其对CMS性能的影响。研究人员采用了一种多方法仿真建模方法，整合了基于代理（Agent-Based, AB）和离散事件（Discrete-Event, DE）方法，应用于汽车售后市场领域的案例研究。结果表明，案例研究价值链中信息透明度和可访问性的增强使再制造量增加5%，并将批发商的财务损失减少7-8%。研究结果还揭示了再制造商之间退货产品再分配的转变，这是由批发商基于利润率、再制造商接受率和退货窗口持续时间的数-据驱动决策所驱动的。结果分析表明，当批发商完全了解这些参数时，退货决策不再仅基于退-货权选项的发行者，而是基于多个标准，从而实现更明智的决策、改进的再制造结果以及更具竞争力的再制造生态系统。通过在实际案例研究中量化信息价值和改进的透明度，本研究提供了超越定性和描述性叙述的关于ICT在CMS实施中作用的实证证据。它还提供了一种基于仿真的方法，供研究人员和从业者评估增强透明度在复杂的跨组织价值链中的影响，尤其是在利益相关者对其价值链控制程度和对循环性承诺存在差异的情况下。研究结果强化了ICT的战略角色，不仅作为数字支持工具，而且作为系统性赋能者，并强调了可互操作数据基础设施和跨组织协作的重要性。
**论文解读：信息与通信技术赋能循环制造系统的实证研究——基于汽车售后市场仿真的案例分析**
**研究背景与问题**
随着全球人口与经济增长，资源消耗与环境压力日益加剧。循环经济（Circular Economy, CE）通过设计恢复性与再生性工业系统，致力于消除废弃物、维持产品与材料流通。制造业作为资源消耗与废弃物产生的主要来源，其循环制造系统（Circular Manufacturing Systems, CMS）被视为实现可持续生产的关键路径。然而，CMS的实际应用面临多重障碍，其中数据与信息管理问题尤为突出——信息流的可用性、可靠性与整合性不足，影响从设计到客户参与的全生命周期与价值链。信息与通信技术（Information and Communication Technology, ICT）被广泛认为是CMS的关键赋能者，但现有研究多停留于定性描述，缺乏定量实证与真实案例验证，尤其在中介性商业模型（如回购模型）中，跨组织协作与信息共享的复杂性尚未被充分量化。本研究旨在回答：ICT实施所提升的价值链透明度在多大程度上影响CMS的技术、经济与环境绩效？
**研究内容与结论**
本研究采用多方法仿真建模，整合基于代理（Agent-Based, AB）与离散事件（Discrete-Event, DE）方法，基于欧盟资助项目ReCiPSS（EU Horizon 2020）中的汽车售后市场案例，构建了包含再制造商、服务提供商、批发商和修理厂的价值链模型。研究对比了现状（As-Is）与目标（To-Be）两种场景，后者通过云端零件数据管理平台实现信息透明化、可追溯性及财务流与物理流的解耦。结果显示：信息透明度提升使再制造量增加5%，批发商财务损失减少7-8%；再制造商之间核心件（cores）的分配发生显著转变，原因为批发商基于利润率、退回窗口及历史接受率的数据驱动决策；环境效益方面，因再制造相比新件制造可节省85%以上的过程与材料能耗及排放。该研究发表于《TECHNOLOGY IN SOCIETY》。
**主要关键技术方法**
本研究采用多方法仿真建模，整合基于代理（AB）与离散事件（DE）方法，在AnyLogic 8.5.0环境中构建模型。AB方法用于捕捉跨组织协作与交互（物理、财务、信息流），DE方法模拟内部运营与决策过程。数据来源于ReCiPSS项目（2019-2022年）期间的双年度大会、月度会议、两次专题研讨会，涉及汽车零件再制造商、服务提供商、独立批发商及学术团队。模型采用地理信息系统（GIS）地图设定德国地理位置，仿真周期为两年（104周），对应最长的退货选项有效期。输入参数包括再制造商A与B的初始供货比例、核心件附加费、退货窗口及历史拒绝风险因子，并基于文献（Nasr & Russell, 2018）设定再制造与新制造的环境影响参数。
**研究结果**
**4.1.1 现状流程（Business-as-usual）**
通过分析当前正向与反向供应链并行运行的结构，识别出批发商面临因提前退款导致的财务风险、再制造商因缺乏透明度导致的退货不确定性等挑战，核心问题在于信息不透明与追踪缺失。
**4.1.2 目标状态：通过零件数据管理平台实现核心件管理服务**
基于ReCiPSS项目开发的云平台，将退货权数字化为可转让资产，实现标准化创建、转移、执行与报告，并通过唯一标识符链接物理流与信息流，解耦财务与物理流程，降低批发商风险。
**4.1.3 多方法模型开发**
构建现状与目标两种场景的架构，将参与者建模为代理，关键流程用状态图与块图表示，并设定24个修理厂、19个批发商网点、1个中央仓库、2个再制造商等参数。目标场景中引入优先级评分公式（结合附加费、剩余时间、拒绝风险因子），并允许退货权交易。
**4.1.4 多方法模型结果与讨论**
- **技术性能**：目标场景中，合格退货选项（接受+有效）增加5%，接受选项增加2%，有效选项增加16%，未接受与过期选项被消除。
- **经济性能**：基于技术改善，批发商潜在财务收益达7-8%，源于附加费退款增加。
- **环境性能**：5%的再制造增量相比新件制造节省约87%的过程能耗与排放，以及85-95%的嵌入材料能耗与排放。
- **再分配转变**：再制造商A获得25%更多合格核心件，再制造商B减少33%，源自批发商基于多标准（附加费、时间窗口、接受率）的优化决策。
**4.1.5 敏感性分析**
- **附加费变化**：附加费越高，核心件份额越大，但需结合其他因素；再制造商A因较低拒绝风险而更具优势。
- **退货窗口变化**：退货窗口过长降低优先级评分，导致份额下降；窗口缩短可提升短期吸引力。
- **拒绝风险因子变化**：拒绝风险因子越高，份额越低；再制造商B在风险因子为1时短暂超越A，但随因子增大迅速失去优势。
**讨论与结论**
**讨论部分总结**
研究发现，ICT作为系统性赋能者，通过提升信息透明度，显著改善CMS的技术、经济与环境绩效，并在跨组织价值链中重塑再制造商之间的竞争格局。批发商的数据驱动决策不再仅依赖原始退货权发行者，而是基于多维度信息，从而优化资源分配。敏感性分析揭示了附加费、退货窗口与拒绝风险因子的交互作用，提醒再制造商需综合调整策略以维持竞争力。研究强调可互操作数据基础设施与跨组织协作的重要性，并指出ICT在中介性循环商业模型中的独特价值——当利益相关者控制权分散时，信息共享成为闭环的关键。
**研究结论部分翻译**
本研究超越了关于ICT与CMS实施交叉点的概念性讨论，通过提供定量证据表明ICT作为CMS系统性赋能者的角色。采用整合AB和DE方法的多方法仿真建模，本研究评估了增强透明度与信息可访问性如何影响汽车售后市场案例研究的技术、经济与环境绩效。在该案例中，结果显示，通过改善信息的可用性、可访问性和可靠性，解耦选定产品的物理流与财务流，使再制造量增加5%。这一改进将批发商的财务损失减少7-8%，并节省超过85%的材料与过程相关能耗。改善的信息可用性还使批发商能够基于附加费、退货窗口和历史接受率选择最优退货选项，而非仅将核心件退回原始退货权发行者，从而优化核心件分配。因此，再制造商A获得的合格核心件比现状场景多25%，而再制造商B减少33%。这些发现强化了ICT的战略角色，不仅作为数字支持工具，而且作为循环性和CMS性能优化的系统性赋能者。
