《【徐州】产业循环升维的“生态之问”:老工业基地如何依托龙头,构建“装备制造+新能源+循环利用”的再制造生态?》
摘要
徐州,作为中国工程机械产业的核心集聚区与“中国工程机械之都”,其产业演进史深刻映射了中国重化工业的典型轨迹:依托矿产资源崛起,形成以徐工集团为龙头、涵盖挖掘机械、起重机械、混凝土机械等全系列产品的庞大制造集群。在“双碳”目标与制造业绿色转型的国家战略背景下,这一传统重资产、高能耗、长周期的产业模式正面临资源环境约束与价值链竞争的严峻拷问。
本报告的核心命题在于:徐州能否超越以“新品销售”为单一导向、以“报废回收”为终点处理的线性产业逻辑,通过一套基于循环经济范式与复杂产品系统(CoPS)生命周期的顶层设计,构建一个以“高端再制造”为核心枢纽,有机融合“绿色能源供给”、“智能化再制造服务”与“循环材料应用”的闭环产业生态系统?报告指出,这一构建的本质,是从追求“首次销售利润最大化”的“开采-制造-废弃”线性模式,跃迁至追求“全生命周期服务价值最大化”的“制造-使用-恢复-再制造”的循环模式。
报告构建了“工程机械再制造生态的三重循环共生”框架,提出该生态系统的竞争力取决于其对“产品生命周期循环”、“能源与材料循环”、“数据与知识循环”三个维度的高效整合与价值创造能力。诊断表明,徐州在整机产品谱系、市场规模存量、部分零部件再制造实践上基础坚实,但在支撑再制造规模化发展的逆向物流与旧件评估体系、基于绿色电力的低碳再制造工艺集群、以及贯穿产品全生命周期的数字孪生与残值预测模型上,存在系统性的能力断点。基于工业生态系统理论、产品服务系统(PSS)设计与资产专用性理论,本报告提出,徐州应致力于成为“国家重型装备行业绿色循环转型的‘系统解决方案输出地’与‘循环规则创新区’”。
具体路径包括:构建“徐工系”产品全生命周期数字护照与逆向物流智能调度平台,设立“零碳再制造产业园”与绿色电力定向消纳机制,并设计“基于设备残值区块链存证的再制造资产证券化模式”。这一系列制度-技术-商业模式复合创新,旨在将徐州庞大的工程机械社会存量资产,从潜在的环境负担转化为可持续的“城市矿山”与“服务利润源”,从而驱动城市从“中国工程机械制造中心”向“全球工程机械循环经济服务枢纽”的战略转型。
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引言:铁甲的荣耀与“锈蚀”的隐忧——线性增长模式的黄昏
徐州的城市工业化叙事,与钢铁的锻造和机械的轰鸣紧密相连。以徐工集团为代表的工程机械产业集群,将这座城市推向了全球工程机械版图的醒目位置。“工程机械之都”的称号,是对其规模制造能力与市场占有率的崇高致敬。这一成就建立在经典的线性工业范式之上:大量输入钢材、能源与其他原材料,通过复杂的加工与装配,转化为一台台崭新的挖掘机、起重机、压路机,交付给全球客户,并在其寿命终结时(或更早,因技术迭代)被弃置、拆解或低价值回收。这一模式的价值实现,高度集中于新机首次销售的时刻,其后的使用、维护、直至报废,于制造企业而言,主要是成本中心或有限的售后利润补充。
然而,这一线性范式正遭遇三重“天花板”的挤压:一是资源环境天花板。重型装备制造是资源与能源消耗大户,在碳约束趋紧的背景下,单纯依靠扩大新品产能的增长模式不可持续。二是市场增长天花板。国内基础设施投资增速放缓,叠加海外市场周期性波动,使得依赖新增销售的增长路径日益逼仄。三是价值捕获天花板。大量在役设备(徐州制造的社会存量巨大)所蕴含的持续服务价值,制造企业并未充分获取。设备报废后,其中蕴含的高价值材料(特种钢材、有色金属)和核心部件(液压件、发动机)往往被低水平处理,造成资源浪费与价值流失。
更为深刻的挑战在于,随着新能源革命的深入,工程机械的电动化、智能化浪潮已然兴起。这不仅意味着动力源的切换,更可能引发产品架构、使用模式乃至所有权关系的变革。传统以柴油机为核心、以整机销售为终点的商业模式,面临被颠覆的风险。
因此,徐州推动产业绿色转型、深化“工程机械之都”内涵的核心命题,并非在现有线性模式上叠加环保滤镜,而是需要进行一场彻底的产业逻辑重塑:从“销售产品”转向“运营资产”,从“制造新品”转向“赋能全生命周期”。这要求徐州回答:能否以徐工这一龙头为牵引,将遍布全球的徐州产工程机械设备,不再是视作“已售出的商品”,而是视为一座座散布的、可远程管理的“移动资产节点”?能否围绕这些资产节点,构建一套覆盖“健康监测-预防性维护-智能再制造-梯次利用-绿色回收”的闭环服务体系,并在此过程中,深度融入绿色能源与先进循环技术,使得每一台设备在其漫长的生命周期内,都能持续产生服务收入、资源回收收入乃至碳减排收益?这场转型的本质,是将工程机械产业从“钢铁消耗型制造业”,重新定义为“资源管理型服务业”。
第一部分:范式辨析——“线性制造”与“循环服务生态”的系统分野
为厘清转型的理论方位与实践路径,本报告构建“工程机械再制造生态的三重循环共生”框架,用以解构两种产业范式的根本区别与价值生成逻辑。
1.1 “线性制造”范式:基于规模经济与产权转移的“单向流水线”模型
这是徐州工程机械产业当前的支柱范式,其哲学根源是工业时代的标准化、规模化生产思想。
价值创造与实现核心:企业价值与城市产业价值,几乎完全系于新机销售。竞争焦点在于:通过技术创新提升产品性能参数;通过供应链管理降低制造成本;通过渠道扩张扩大市场份额。其价值函数简化为:利润 ≈ (新机售价 - 材料与制造成本) × 销量 - 环境合规成本。服务部门(售后、维修)是成本中心或辅助利润单元。
产品生命周期管理特征:
所有权与责任分离:设备出售后,所有权与主要风险转移至客户。制造商的责任限于质保期内的有限维修。对设备的中后期使用状态、维护质量、最终处置方式影响力微弱。
生命终点低价值化:报废设备被视为“废铁”,其处置是客户或回收商的责任。再制造(如果存在)多为非官方、小规模、基于经验的行为,缺乏标准,质量不一,难以形成主流市场。
能源与材料流动线性:制造过程消耗大量原生钢材与能源(主要是电网电力或自备燃煤)。产品使用阶段消耗柴油,排放尾气。材料与能量流动是单向、开环的。
产业系统脆弱性:
经济周期性敏感:产业景气度与宏观投资周期高度绑定,波动剧烈。
资源价格风险:对钢材等大宗原材料价格波动极为敏感。
环境成本内部化压力:随着碳交易、环保税等政策收紧,生产环节的环境成本将持续攀升。
价值捕获单一:无法分享设备长期使用过程中的服务价值与残值收益。
1.2 “循环服务生态”范式:基于资产运营与闭环再生的“三重循环”模型
目标范式将工程机械视为一种提供“土石方搬运”、“起重吊装”等服务的能力载体。制造商的核心业务从“制造并销售能力载体”,转向“保障能力载体的持续、高效、绿色运营”。其竞争力根植于“三重循环”的高效协同。
“三重循环共生”框架的内涵:
第一重循环:产品生命周期循环——从“销售到报废”到“服务与再生”
这是生态的核心循环。通过商业模式创新(如设备租赁、按使用付费、全生命周期管理合同),制造商得以保留或部分保留设备所有权,或至少深度介入其使用与维护过程。其核心环节包括:
智能运维与健康管理:通过物联网对设备进行实时监控,预测性维护,最大化设备可用性。
专业化再制造:当设备核心部件磨损或技术落后时,不是整体报废,而是返回经过认证的再制造中心。再制造不是简单的翻修,而是采用严格的工程标准、使用先进表面工程等技术,使部件性能达到或超过新件标准,并享受与新件同等的质保。
梯次利用与高值回收:对不适宜再制造的部件,进行降级梯次利用(如用于要求较低的工况);对无法利用的部件,进行精细化拆解与材料分类回收,特别是高价值合金材料的回收提纯。
第二重循环:能源与材料循环——从“消耗型输入”到“绿色闭环”
这一循环旨在使生态的能源与物质代谢绿色化、低碳化、循环化。
绿色能源耦合:再制造产业园配套建设分布式光伏、储能设施,或直接接入绿色电力交易市场,确保再制造过程使用绿电。推广电动化工程机械,并建设光储充一体化补给网络。
材料闭环流动:建立“钢厂-制造商-再制造中心-回收企业”之间的闭环材料合作。钢厂提供易于回收的绿色钢材设计方案;制造商采用易拆解设计;再制造中心提供高质量的返回料;回收企业将报废件处理成高品质再生原料供给钢厂。形成“钢-机-再-钢”的闭环。
第三重循环:数据与知识循环——从“经验驱动”到“算法驱动”
这一循环是前两个循环的“神经中枢”与“效率引擎”。
产品数字孪生与全生命周期护照:为每一台出厂设备建立伴随终身的数字孪生体,记录其设计数据、制造数据、运行数据、维修数据、再制造历史。这张“数字护照”是进行精准再制造、残值评估和碳足迹核算的基础。
再制造工艺知识库与算法优化:积累不同部件、不同损伤模式的再制造工艺参数,形成知识图谱。利用人工智能算法,优化再制造工艺流程(如激光熔覆路径、热处理参数),提升再制造质量与效率。
残值预测与市场定价模型:基于设备数字孪生体的实时健康状态与历史数据,构建精准的二手设备及再制造部件残值预测模型,为租赁、二手交易、再制造产品销售提供公允、动态的定价依据。
生态系统的组织与价值捕获:
生态由整车制造商、核心部件商、专业再制造服务商、回收拆解企业、绿色能源供应商、数据科技公司、金融机构等共同构成。价值捕获点多元化:设备租赁与服务费、再制造部件销售收入、设备残值管理收益、材料循环收益、碳减排收益(CCER)、数据服务费等。制造商的角色从“产品供应商”转变为“资产管理与循环服务方案提供商”。
生态竞争力函数:在此范式下,徐州再制造生态的竞争力应重构为:生态竞争力 = f(产品全生命周期数据完整性, 再制造技术体系标准性与先进性, 绿色能源与闭环材料保障度, 基于数字信用的循环服务金融产品丰富度)。
1.3 范式跃迁的深层障碍:从“销售文化”到“服务与循环文化”
徐州的工程机械企业,拥有强大的销售网络文化与规模化生产管理文化。向循环服务生态转型,要求其培育深度的“服务文化”与“循环文化”——即需要建立长期客户关系管理能力、远程服务与数据运营能力、逆向物流与再制造管理能力、以及与回收等“非主流”环节企业协作的能力。这涉及企业战略重心、组织架构、人才结构乃至财务核算方式的全面调整。
第二部分:徐州现状诊断——“新机”巨人、“循环”跛足
将徐州工程机械产业置于“三重循环共生”框架下审视,可见其在第一循环的起点(新机制造)实力雄厚,但在循环的闭环构建上,仍处于起步与探索阶段。
2.1 龙头引领与规模存量的“双刃剑”效应
强大的整机龙头与产业集群:徐工集团的行业领导地位为生态构建提供了天然的牵引力、技术标准和潜在的市场需求。庞大的本地配套体系为再制造产业发展提供了产业基础。
巨大的社会存量设备:全球范围内海量的徐州产工程机械存量设备,构成了发展再制造与循环服务的巨大潜在“资源池”与“服务市场”。
初步的再制造实践:徐工等企业在发动机、变速箱等关键零部件再制造方面已有试点和探索,积累了一定的技术经验。
转型的“路径锁定”与“利益冲突”:新机销售仍是企业收入和利润的绝对主力。大力发展再制造,短期内可能与新机销售(特别是中低端市场)形成一定竞争,引发内部销售体系的阻力。企业资源(研发、资本、人才)自然向主营业务倾斜,对循环经济的投入可能不足。
2.2 构建“循环服务生态”的四大核心梗阻
梗阻一:逆向物流与旧件回收的“成本黑洞”与“品质黑箱”。
将散布各地、笨重脏污的废旧设备或部件高效、低成本地回收至再制造中心,是首要挑战。运输成本高,且回收渠道混乱(大量通过个体户回收)。更关键的是,旧件核心损伤状态、维修历史等信息不透明,犹如“黑箱”,导致再制造中心无法预先精确评估其再制造可行性与成本,经营风险大。缺乏规模化的、可信的逆向物流与品检体系。
梗阻二:再制造产业的“技术非标”与“市场认知偏见”。
再制造绝非简单维修。它需要一套完整的技术标准体系(性能标准、工艺标准、检测标准)来保障产品质量,目前国内尚不完善。市场上普遍存在将再制造件等同于“二手翻新件”的认知偏见,用户(特别是对可靠性要求极高的工程领域)接受度低,担心质量与安全。缺乏具有公信力的第三方认证和品牌背书。
梗阻三:循环过程的“绿色赋能”不足与“碳价值”未显性化。
当前的再制造试点,多数并未与绿色能源系统深度结合,其碳减排效益未能精确量化并与碳市场对接。产业链上下游(钢铁厂、主机厂、回收厂)在材料绿色设计、易拆解设计、高值回收方面的协同几乎空白。再制造的“绿色”属性未能转化为实际的经济激励或市场溢价。
梗阻四:全生命周期数据“断流”与“资产数字孪生”缺失。
现有设备的物联网渗透率有待提高,且数据多集中于运行状态监控,设计数据、制造数据、历次维修数据并未打通。没有完整的“数字孪生体”,就无法对设备进行精准的健康诊断与剩余寿命预测,也就无法科学决策何时进行再制造、再制造哪些部件,更无法对再制造后的部件性能提供数据担保。数据断流导致循环智能化的基础薄弱。
2.3 “绿色能源”产业与“工程机械”主业的“板块分离”
徐州在光伏、风电等绿色能源装备制造上也有布局,但目前两大产业基本是独立发展。工程机械的绿色化(电动化)与再制造的绿色化(使用绿电),尚未与本地绿色能源产业形成战略协同与系统集成,未能发挥“装备制造+新能源”的融合倍增效应。
第三部分:生态架构路径——锻造“徐工循环谷”产业共生体
徐州的转型,必须启动一项旨在打通逆向物流、确立再制造标准、注入绿色能量、贯通数据血脉的系统工程。本报告提出锻造“徐工循环谷”产业共生体的完整方案。
3.1 系统基座:产品数字护照平台与闭环物流调度系统
建立“徐工系”工程机械产品全生命周期数字护照(PLP)平台:
平台架构:由徐工集团牵头,联合行业协会、权威检测机构,基于区块链技术构建。
护照内容:从产品出生(BOM设计数据、关键部件材料谱系、制造工艺参数)到服役(实时运行数据、维修保养记录、部件更换史)再到“重生”(再制造工艺数据、性能检测报告、碳足迹更新),全链条数据上链存证,不可篡改。
功能应用:为设备健康评估、残值鉴定、再制造质量溯源、碳足迹精准核算提供唯一可信的数据源。平台向合规的再制造服务商、金融机构、二手交易平台授权开放相关数据查询(经所有者同意)。
构建“闭环物流智能调度与旧件可信评估系统”:
智能调度网络:整合社会物流资源,搭建专注于大件、重型设备逆向回收的数字化调度平台。通过算法优化回收路径,降低空载率。
旧件快速评估技术套件:开发集成于移动终端(如PAD)的旧件快速评估APP。回收人员现场通过APP拍摄关键部位,结合简单检测,AI算法可初步判断损伤类型与程度,并估算回收基准价与再制造潜在成本,实现旧件“入网即估价”。
集中式预清洗与检测中心:在循环谷设立旧件集中处理中心,进行专业化清洗、深度检测与数据录入,为后续再制造提供稳定、可靠的“原料”。
3.2 价值内核:零碳再制造产业园与再制造标准认证体系
规划建设“徐州零碳再制造产业园”:
能源系统:园区建设屋顶分布式光伏、配备储能,积极采购绿电,实现再制造生产过程的“零碳”或“低碳”化。探索建立园区内部微电网和绿色电力交易机制。
产业集聚:吸引和培育一批专业的再制造企业(包括徐工自营、合资、独立第三方),覆盖发动机、液压系统、传动系统、结构件等不同品类,形成专业化分工与规模效应。
技术共享中心:设立公共的再制造技术研发中心、表面工程实验室、无损检测平台,为入园企业提供技术支持。
发起制定“中国工程机械高端再制造团体标准(XCMR)”与认证计划:
标准体系:联合国家工程机械质检中心、高校、龙头企业,制定涵盖再制造毛坯评估、工艺流程、性能检测、质量控制、碳排放核算的完整标准体系。
“徐州认证”标识:对符合XCMR标准、并在零碳产业园生产的再制造部件,授予“徐州认证”标识。该标识意味着其性能不低于新件、享受同等质保、且生产过程绿色低碳。
市场推广与保险联动:联合保险公司,为使用带有“徐州认证”标识再制造部件的设备,提供专门的“再制造部件质量与责任险”,彻底打消用户顾虑。
3.3 金融与融合引擎:设备残值区块链存证与“光储充换”一体化能源服务
设计“基于区块链的设备残值存证与资产证券化(ABS)模式”:
残值存证:基于PLP平台数据,运用算法模型动态计算设备及其核心部件的实时残值,并将残值评估结果与关键数据哈希值上链存证,形成可信的“数字资产仓单”。
资产证券化:金融机构可以这些可信的“数字资产仓单”作为底层资产,发行ABS产品,募集资金用于支持设备租赁、再制造业务扩张或循环技术研发。这盘活了存量设备资产,为生态注入金融活水。
推动“工程机械电动化与‘光储充换’一体化能源服务网络”建设:
产品牵引:鼓励徐工等企业加快电动化工程机械产品研发与推广。
基础设施共建:由政府引导,联合电网企业、能源企业、主机厂,在矿山、港口、大型工地等场景,规划建设“光伏+储能+充电/换电”一体化能源补给站。探索“车电分离、电池租赁”模式。
融合发展:将电动工程机械的退役电池,纳入循环谷的梯次利用(用于储能站)与回收再生体系,真正实现“装备制造”与“绿色能源”两大产业的闭环融合。
从“制造之城”到“循环之都”——徐州在全球工业可持续发展中的新坐标
徐州构建“装备制造+新能源+循环利用”再制造生态的探索,其深远意义在于为全球重工业城市应对资源环境约束与产业升级压力,提供一个将传统优势产业与循环经济、能源革命深度融合的系统转型范式。这场转型的成功,不取决于徐州能否生产更多新设备,而取决于其能否建立一套让旧设备“永葆青春”、让资源“生生不息”、让服务“无处不在”的产业新规则。
“徐工循环谷”产业共生体的构想,是为这一新坐标设计的实施蓝图。这一转型要求徐州完成三重历史性的角色蜕变:在产业价值维度上,从全球工程机械的“制造工厂”与“销售中心”,跃迁为工程机械资产全生命周期管理的“运营中心”与“价值再生中心”;在城市发展范式上,从依赖资源投入与规模扩张的“线性增长城市”,进化为依托资源循环与服务创新的“循环共生城市”;在全球工业治理中,从技术与产品的“输出者”,升维为重型装备领域循环经济标准、模式与治理方案的“定义者”与“输出者”。
这场转型成功的标志,将是当全球矿山企业评估设备全生命周期成本时,会将“采用徐州认证再制造部件与服务”作为降本增效的首选方案;当国际投资机构寻找绿色基础设施资产时,会将基于徐州残值模型的设备租赁资产包视为优质标的;当全球探讨工业循环经济最佳实践时,“徐工循环谷”的模式会成为必引案例。届时,“工程机械之都”的称号将被赋予跨越时代的内涵:它不仅代表着制造能力的巅峰,更象征着一种让工业血脉与自然生态和谐共生的智慧与责任。这,才是老工业基地在新时代所能谱写的最具生命力的篇章。
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