摘要：航空公司退役的飞机一般会被出售、出租或者拆解，但是由于老旧飞机的适航安全性、燃油经济性都无法与新设计的飞机相比，退役飞机往往找不到合适的买家或承租人，这样拆解飞机就成为了唯一的解决之道。拆解工作通常包括对飞机零部件的翻新、维修、取证、出租或转售，机身蒙皮、隔框、长桁等结构部件的金属材料回收，复合材料的回收和掩埋等。
飞机拆解回收获得的收益，使飞机持有人在获利的同时省去了存放飞机的费用，加速了资金的周转。但是航空业对于飞机的退役和零部件的回收利用并没有一个公认的执行标准，随意的拆解或弃置那些处于非安全存放状态的飞机将带来一系列的风险，比如飞机上残余滑油、液压油、燃油等油液对机坪环境的危害；一些二手零部件不受控制而变成“流氓部件”，冲击正常的航材备件市场；未经过恰当的选择就把拆下的零部件全部销毁；各种混杂的金属未经分类，导致金属回收率很低等。
目前监管部门还没有出台退役飞机的处理和监管条例，致使大多数退役飞机找不到自己的归宿。有的被赠送给一些教学和培训机构，作为客舱服务和应急撤离的演练场所；有的被一些专业废品处理公司收购，挑拣出有价值的金属材料后，留下一大堆废弃物。现代飞机的机体结构金属材料主要是铝、锌、铜合金的混合体。
根据一个专门的飞机拆解公司巴尔腾循环利用集团（Bartin Recycling Group）称，飞机结构的金属组合物中含有65〜75％的铝合金，10％的钢，3％的钛， 2％的铜。航空铝合金绝大部分是锻造铝合金，通常是是2XXX系列和7XXX系列合金，与其他铝合金相比具有更低的杂质含量。这些合金的成分含有大量的铜和锌，这说明相比其他系列，这些铝合金的市场价值更高。
众所周知，从铝土矿中生产铝，是一种高能耗的过程，并且需要消耗大量的不可再生自然资源。此外，这个过程中还会产生废气，废水，副产物和固体废物的排放。与初级铝生产相比，再生铝的生产会有许多优势，因为它降低了材料消耗的能源，水，土地占用，废物处理，空气和水的排放量。与初级铝生产的过程相比，再生铝的生产（铝回收）至少能节约80到95%的能源，减少90%固体废弃物和废气的排放（CO2，氟化物，SO2）。图1为航空铝合金再循环图。
图1为航空铝合金再循环图
那么，如何能够高效的从退役飞机的机身结构上分类拣选出各种铝合金呢？本文将基于线性程序模型，以经济收益作为目标函数，探索最优化拆解方案。
一、飞机拆解概述
飞机拆解大致可以分成以下三个步骤：
首先，从飞机的净化开始：清除航空煤油、滑油、液压油、电池和导线等。然后收集可以重复使用的飞机零部件，主要是高价周转件，例如发动机、APU、计算机、座椅、作动筒等。最后是飞机机身、机翼“残骸”的处理，主要涉及金属材料回收和复合材料掩埋等。
以国内三大航为例，截至2015年底，作为亚洲最大航空公司，南航集团机队规模达到667架；国航集团拥有飞机590架，东航股份公司拥有551架飞机。
三大航空公司通过不断引进新飞机，退役老飞机，保持机龄年轻化和燃油经济性。在2015年，南航集团新增飞机58架，退出飞机3架；国航集团引进新飞机66架，退役飞机16架；东航集团引进飞机合计80架，退出飞机42架。
据统计，近年来国内飞机退役架数逐年递增，下表为2013年至2015年国内空客A320系列和波音737系列机队的飞机退役架数。
根据波音公司预测，随着波音737MAX 和空客A320neo 等燃油效率更高的新一代飞机陆续交付，预计未来20 年全球将需要37000架新飞机，与此同时将迎来一股老旧飞机的“退役潮”。据飞机回收协会（AFRA）预计，未来十年每年退役的飞机数量将达到1000 架。甚至有些机构预测，到2033 年会有12500架飞机退役。图4为飞机拆解产出链。
二、算法和模型描述
在本文中，拆解通常与分解有关。因此必须精确地区分两种不同的活动。分解是一种将装配件或子装配件的组件分开的一种活动。另一方面，即使一个部件由一个单独的部件组成，其也可以被拆解成多个部分。用于拆解退役飞机等产品的设备不仅仅限于装配件和子装配件的概念。这就是拆分顺序形成不受限于接头类型和紧固件类型的原因。本文中提出的算法是基于拆解顺序的形成而非分解的顺序。
算法描述
该算法始于拆解顺序的形成。即使拆解非常耗费时间，也能很容易制定拆解图，因为对产品进行构思之后，装配件、子装配件和组件都是已知的。在拆解过程中，因为其不受限于分解的可能性，所以所有产品的实体是未知的。因此，拆解顺序的形成必须基于后续拆解活动的可行性，进而符合我们对产品的认识和可用的技术资源。
根据技术和几何限制，每种顺序的形成都要达到最大分解水平。分解属于一种切变操作，将一种元素分成两种或多种元素。一旦拆解顺序形成，则每一顺序都将在二元线性程序中按照计划予以执行。对于各个顺序，该模型决定了拟议顺序的最佳分解水平及其利润率。使用给定的算法，得出最佳的完整或不完整的拆解顺序。
使用此种方法最大的不便是，用收集所需的产品知识来详述拆解顺序是非常困难的，但是拟议的算法以最佳的方式减少了顺序的数量，并且可以处理使用期间由于产品变更导致的EOL产品状态的不确定性。该算法的主要结构可以用于任何分解或拆解顺序的形成和优化，但是二元线性程序仅适用于可以拆解，但不受限于其自身的分解的机身和产品。最终，该算法还可以用于产品的某一部分而非整个产品。
线形程序模型描述
如果碎片整理是一种成本效益较高的方式，那么刚刚提出的数学优化模型为航空工业飞机的关键铝部件的回收利用提供了机会。
该模型决定了在分解其部件前，必须先拆分飞机实体或直接拆分实体。同时，该模型还能够确定需要分解的部件，以及升级回收的材料的成分。
为方便理解，使用“实体”一词，而非使用装配件和子装配件。图5为拆解逻辑，图6从拆解顺序（拆解树状图）和其组件名称方面对此进行了说明。做出如下五种假设：
1）根据气流分选、磁分选和LIBS进行分选，按照其类别分对铝进行分选
2）剪切时间与分解实体的组件数量成线性关系
3）组件分解时间与其体积成线性关系
4）组件的分选时间与期体积成线性关系
5）剪切、切碎和分选操作的费用取决于用户（cd、cs、ct）。
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