2006·3月号·科技进步与对策
半成品资源 产品 消费
清洁生产 清洁生产 再使用
生态工业
废弃处理
材料利用
再制造
维修
自然界
收稿日期：2005-07-11
作者简介：张则强（1978-），男，浙江东阳人，西南交通大学博士研究生，主要研究方向绿色物流、物流信息化等；程文明（1963-），男，西南交通大学教授，博导，博
士，从事物流工程等方面研究。
摘 要：面对当前资源与环境等诸多问题，循环经济成为可持续发展的必然选择。论述了循环经济的价值增值的本
质所在，从超循环理论角度展现了循环经济的循环结构及其实现。分别从企业层面的小循环、区域层面的中循环以及社
会层面的大循环等角度详细论述了超循环结构及其形成。并进一步得出了物流和信息流是促进循环经济形成超循环结
构的重要基础。
关键词：循环经济；超循环；物流；环境
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1001-7348（2006）03-0045-02
张则强，程文明，吴 晓，王金诺
（西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 610031）
循环经济的价值增值与超循环理论
随着科技的进步，人类改造自然、征服
自然的能力得到极大地增强，在享受工业革
命带来硕果的同时，环境污染、能源枯竭等
诸多问题已摆在人类面前。人类经过反思，
深刻意识到以“高投入、高消耗、高污染”为
特征的传统工业发展模式已难以为继。实现
经济增长方式的转变是节约资源、保护环境
的根本，一个重要解决途径就是发展循环经
济[1-3]。德、日等发达国家已将循环经济作为
一项重要战略[4]，在我国亦已引起政府和社
会高度重视。
1 循环经济与价值增值
所谓循环经济，就是为保护环境、实现
物质资源的永续利用及人类的可持续发展,
按照生态循环体系的客观要求,通过清洁生
产、市场机制、社会调控等方式,促进物质资
源在生产与生活中循环利用的一种经济运
行形态[5]。它要求把经济活动组成一个“资源
─产品─消费─再生资源”的反馈式流程；
其特征是自然资源的低投入、高利用和废弃
物的低排放；其目标是实现社会、经济、环境
的协调、可持续发展。循环经济本质上是一
种生态经济，它要求运用生态学规律来利用
自然资源和环境容量，实现经济活动的生态
化和绿色化转向，指导人类社会的经济活
动，把生态设计、清洁生产、资源综合利用、
生态工业和绿色消费等融为一体。循环经济
系统如图1所示。
循环经济以减量原则、再用原则、循环
原则为运行原则：①减量原则(Reduce)。减少
进入生产和消费过程的资源，减少污染物的
产生和排放；②再用原则(Reuse)。提高产品、
装备和服务的利用效率。减量与再用原则由
于经济利益的驱动，许多企业和个人已经自
觉地在遵循着。③循环原则(Recycle)。把产品
在完成其使用功能后能重新变成可以利用
的资源以减少末端处理负荷。循环原则是3
原则中最根本也是在实际中最易忽视的一
单侧下限：!(3CpL)=1-P(d) （14）
单侧上限：!(3CpU)=1-P(d) （15）
根据上述关系(14)和(15)，查相应的标准
正态分布函数表，得到该种类型数据等价于
正态分布数据的过程能力指数。
3 结论
为了计算非正态分布数据的过程能力
指数，本文提出了一个等价性原理，并进一
步根据该等价性原理，建立了过程能力指数
和不合格率的关系。根据这一关系，提出了
一种计算非正态分布数据的过程能力指数
的方法，因而弥补了现有6$管理工具箱的
不足。为服务业推行6$管理提供了方便。
参考文献：
［1］［美］彼得·S·潘德，罗伯特·P·纽曼.6σ管理法：
追求卓越的阶梯［M］.北京：机械工业出版社，
2001.
［2］上海质量管理科学研究院.六西格玛核心教程
———黑带读本［M］.北京：中国标准出版社，2002.
［3］韩之俊，曹秀玲.ISO9000族标准统计技术［M］.
北京：科学出版社，2002.
［4］ThomasPyzdek.六西格玛手册［M］.孙静译.北
京：清华大学出版社，2003.
（责任编辑：胡俊健）
图1 循环经济系统图
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科技进步与对策·3月号·2006
图2 循环经济下企业的循环进化
企业A
企业C
企业B
E3
E1
E2
企业A
企业C
企业B
E3
E1
E2
条，循环原则通过把废弃物再次变成资源从
根本上减轻了对资源和环境的压力。但由于
某些物质的再循环未必给企业带来丰厚的
利润回报，因此在以经济利益最大化为目标
的部分企业中，资源的再循环并未得到良好
的遵循。
循环经济中资源将实现价值增值。假如
资源每一级的80%能为下一级所利用，即利
用率r=，根据1+r+r2+r3+⋯=1/(1-r)，那么1
单元的原始物质相当于1/(1-r)=5单元的循
环物质总量。当利用率越高，其循环总量的
增值就愈为明显。单个再循环增加输出的效
果未必十分明显，但一个网络中多个循环的
整体效应就十分突出了。而循环经济作为一
个复杂的网络结构，它所造就的整体效应与
作用是不可估量的,不单是价值得以增值，原
始矿产资源的开采大量减少，而且伴随着废
弃物的极大减少，系统资源的永续利用性就
越大，为营造可持续发展社会奠定了基础。
2 循环经济与超循环理论
超循环理论
超循环理论由艾根()和舒斯特
()提出[6]，该理论认为在化学进化与
生物进化之间有一个分子自组织阶段，完成
从非生命向生命物质转化的质的飞跃，并进
一步将超循环推广并运用于研究整个自然
界的演化，认为整个自然界也是通过超循环
的形式向前发展的。
艾根考察了生物化学中的各种循环现
象，将循环分为反应循环、催化循环和超循
环3个层次。①反应循环是指一组相互关联
的化学反应序列，其中某一步的一种产物恰
好是先前一步的反应物。反应循环是较低级
的组织形式，在整体上它是自我再生过程。
②催化循环是比反应循环高一级的组织形
式，在整体上它是自我复制过程，催化循环
的中间物不仅能够复原，而且还是自身反应
的催化剂。③超循环是比催化循环更高级的
组织形式,是催化循环在功能上循环耦合联
系起来的循环。在超循环中,复制单元不仅
指导自身的复制,而且控制下一个复制单元
的复制。超循环不仅是一种形式上的循环系
统的整合，而且是一种功能性的总和，它存
在着非线性作用，意味着具有自复制、自适
应和自进化的功能。
循环经济的优势所在和超循环
循环经济通过诸多层面上的多层次循
环，如企业层面的小循环、区域层面的中循
环、以及社会层面的大循环，在循环中实现
了价值增值。在这些循环中，它们的相互作
用和嵌套构成了复杂的超循环结构和多重
超循环结构，进一步推动了循环经济的发
展。
（1）企业层面的小循环。企业是社会经
济宏观层面上的较小单元，企业层面的小循
环即企业内部的物质循环是构建循环经济
的基础，不仅有利于节约资源,也有利于改善
环境。在企业经济利益的推动下，一些企业
内部循环（可视为反应循环阶段）自发形成，
一些企业则在相关法规的约束下形成。物质
循环范围越小，从生态经济效益上看就越合
算，因此，优先考虑小循环，再大循环。企业
层面循环并非最小循环，还包括企业内车间
之间及车间内部等的循环。
企业内部物料再生循环主要包括以下
几种情形：将流失物料回收后作为原料返用
于原工序中；将生产过程中生成的废料经适
当处理返回到原生产流程或厂内其它生产
过程中。在具体实施上，积极推行清洁生产，
通过技术改造等手段，尽量缩减物料、能源
等消耗量，减少废弃物、有害物质等的排放，
尽可能利用再生资源和加强物质循环使用
能力，并进一步提高产品的耐用性。一些关
键问题在设计阶段就应考虑，运用绿色设计
等理念，使企业和产品对环境的负面影响最
小化。
（2）区域层面的中循环。由于单一企业
内物料难以实现彻底的回收利用和循环，企
业为处理废弃物或节约原材料成本，自发与
其它企业形成产业链，通过提高资源利用率
和经济效益，达到共赢效果。如丹麦卡伦堡
生态园形成前的初级阶段，可视为超循环中
的催化循环阶段。
随着企业间废料交换的频繁化、密切
化，参与的企业不断增加，规模逐渐增大，资
源利用率也逐渐升高，由此形成了区域层面
的中循环。该循环不仅包括下游工业的废物
重返上游工业进行的原料利用等处理，而且
更为重要的是，将一企业的副产品、废物及
余能等送往另一企业作为原料加以利用，使
企业间在资源和能源方面形成互补的格局。
按照工业生态学的原理，通过企业间的物
质、能量和信息的集成，促进资源的循环利
用来减少废物产生,形成企业间的工业代谢
和共生关系，即成工业生态园区。
生态工业园的企业间既自我增进又互
相增进的耦合方式，使之形成了超循环组织
结构。这种超循环结构表现出群体优势，与
单个的企业相比有着更强的经济和环境价
值，企业双方在合作中互利互惠、共同发展。
以生态工业园的2个企业为例，如图 2所
示，循环经济下企业的循环进化。在企业A
和企业B之间在运作中构成了一个超循环
圈。在演化过程中，由于市场的随机性波动、
企业间日趋激烈的竞争等因素的作用，出现
一个不稳定的、暂时性的B企业的竞争企业
C。企业C以一种暂时联盟的形式参加到企
业A和企业B之间构成的超循环圈中，企业
B与企业C中的一家将被淘汰形成新的超
循环，或者在外部条件合适时由原先的两个
实体性质的超循环转变为3个实体性质的
超循环圈的形式。如此循环，经过不断的变
异和选择，企业合作的超循环组织可以形成
多个实体性质的超循环结构。
园区企业间资源、能源等互补是生态工
业园形成超循环的关键。由于现实生活园区
内企业间的联系与循环在某种程度上讲是
链条式结构，面对当前复杂多变的市场竞争
环境，市场需求与原材料供应等诸多不确定
性因素，以及副产品组成和数量也存在着不
确定性因素，易出现“吃不饱”或大量剩余的
情况，这对企业间稳定的合作和生态工业园
正常运作是一个严峻的考验。这也就造成了
成员企业经营活动易受相关成员企业制约
和供应链影响，某一成员企业的淘汰出局，
会出现一连串的连锁反应，甚至导致一损俱
损的局面，因此需要更具柔性和适应性的结
构。
（3）社会层面的大循环。工业生态园区
并未完美地解决物质循环问题，某些副产品
和余料未必都能够在园区内消耗，因此，还
需要更大层面上的循环，即社会层面的大循
科技哲学与科学方法
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ValueIncrementofCircularEconomyandHypercycleTheory
Abstract:Circulareconomybecomesavitalsolutionfacingtheemergentsituationofresourceandenvironment.
Thebasicprincipleandrealitiesofthecirculareconomybyusinghypercyclethoryareproposedinthispaper.
Andtheminorcycleofcorporate,Metacycleofeco-industrialParkandmacrocycleofthesocietyareinvesti-
,logisticsandinformationflowwhicharethefoundationsofcirculareconomyareal-
sodiscussed.
Keywords:circulareconomy﹔hypercycle﹔logistics﹔environment
环。正如食物网，物种越丰富，相互间的联系
越多，如构成错综复杂的相互依赖的网状结
构，则系统越稳定、抵抗外界的干扰能力越
强。循环经济系统要构成一个稳健的系统，
同样需要相互间联系的多样化。通过资源的
循环利用，实现消费过程中和消费过程后物
质和能量的闭环流动，以提高资源效率。
通过社会层面的大循环，生产者、消费
者以及还原者的极大丰富化，形成像生态系
统多样化稳定的大系统，以维持循环经济系
统的相对平衡，并进一步推动着经济系统的
进化,成为社会经济发展演变的动力。区域层
面中循环所形成的超循环实际上是以产品
或任务为核心的企业超循环组织，这是一种
动态的过程，随着产品或任务的变更而形成
超循环的成员可能有所变化。社会层面的大
循环在多个实体超循环的基础上可以形成
多重超循环。由于参与企业的多样化，系统
是一个较稳定的结构，且具有较强的稳健性
和抗风险能力。
从上述可以看出循环经济中的 3个循
环从形式上复杂性依次上升，从功能上可以
看出形成超循环结构具有较强的自适应能
力和进化功能。
促进循环经济超循环结构的形成
循环经济的本质是物质循环，无论是企
业内部的循环，还是企业间的物能交换，乃
至整个社会的经济活动，都不能脱离物流。
循环经济下对废物的理解发生了转变，它是
资源放错了位置或未合理使用，也即在错误
的地点、错误的时间、放置了错误的资源数
量；或者只是某一阶段内被赋予的特定使用
价值与功能的丧失，其本身的可利用属性尚
未完全消失，经优化配置，可获得新的使用
价值。而物流正是确保准确品种与数量的物
料在正确的时间、按正确的路线、到达正确
的地点，并以低成本、高效率、高质量运行为
目标。绿色物流是对物流的进一步提升，是
考虑环境、资源等问题后可持续发展的必然
要求[7]。其绿色化效用通过回收物流等实现
废弃物等的再生利用[8]，以及实现生产过程
和消费过程中物质和能量的循环。物流系统
也存在着正向物流与逆向物流，逆向物流是
废物转变成资源的不可缺少的关键步骤，是
循环经济超循环结构形成的重要条件。
企业内部以及企业之间的物质循环都
离不开信息的准确提供与传递,信息为物流
在准确的时间，将所需的物品送至目的地提
供了保障。在良好的信息沟通下，通过物流
使资源得以合理配置，确保循环经济超循环
结构的形成。在具体实践中，应重视信息网
络的建设，充分利用互联网的优势，实现某
些信息资源的共享；建立环境信息公开制
度，及时公布产生废弃物企业等相关信息；
建立信息交换平台，消除企业间的信息不对
称，确保信息畅通。使不同产业和企业间的
物质交换链和生态链保持灵活性和有效性，
政府充分发挥信息中介的作用，健全和完善
社会中介组织。
在运作层次，循环经济超循环结构的形
成需要多方面的合作与参与。首先需要政府
的倡导，发挥引领和导向作用，为循环经济
提供政策法律保障；其次舆论引导，循环经
济的有效实施与实现还有待全民绿色消费
意识的提高和积极参与，这是最根本的，也
是最艰巨的任务之一。新闻媒体应积极引导
绿色需要和绿色消费，通过绿色消费行为强
化企业自觉实行绿色经营管理；并且迫切需
要企业的推动和科技的促进。
3 结语
人类社会与自然是一个和谐—不和
谐—和谐不断往复的过程，通过否定之否定
得以螺旋式上升。从远古时代的原始和谐，
到农业社会的相对和谐，直至工业社会的冲
突（即不和谐），又到如今向信息社会转变过
程中通过循环经济再次通向人与自然的和
谐之路。而要真正走向和谐，人类必须成为
全球性整体的合作部分，充分融入物质循环
这个封闭的圈子，构成一个人类社会与大自
然一体的超循环结构，以达到古人所述的
“天人合一”之境界。
参考文献：
［1］王金南.发展循环经济是21世纪环境保护的战
略选择［J］.环境科学研究，2002，(3)：34-37.
［2］黄建军，刘建新，陈雪阳.循环经济产业化的实
现形式及其发展途径［J］.科技进步与对策,2005,
(5)：20-22.
［3］崔胜辉，洪华生，黄云凤.关于循环经济的哲学
思考［J］.科技进步与对策，2003，(2)：28-29.
［4］刘传国，唐学玺，曹曼.国内外循环经济实施现
状及分析［J］.生态经济，2004，(6)：26-28，36.
［5］陈德敏.循环经济的核心内涵是资源循环利用
———兼论循环经济概念的科学运用［J］.中国人
口.资源与环境，2004，(2)：12-15.
［6］M.艾根，P.舒斯特尔.超循环论［M］.曾国屏，沈
小峰译.上海：上海译文出版社，1990.
［7］PaulRMurphy,
strategies:Ananalysisofusagepatterns［J］.Tra-
,40(2):5-16.
［8］张则强，程文明等.面向生态工业和循环经济的
的绿色物流［J］.起重运输机械，2003，(9)：5-9.
（责任编辑：来 扬）
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