工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)——再制造

郭 明

南京工業(yè)大學(xué)，江蘇南京 210009

在全球倡導(dǎo)節(jié)能減排和國(guó)家大力實(shí)施的循環(huán)經(jīng)濟(jì)大背景下，再制造的地位和作用變得日益突出，統(tǒng)計(jì)顯示，全球再制造每年節(jié)約的材料總量達(dá)1 400 萬(wàn)t，這些材料可裝滿3 000km 長(zhǎng)的火車；全球再制造每年節(jié)約的能量約為352 億kW·h（120 萬(wàn)億Btu），相當(dāng)于8 家核電站1 年產(chǎn)生的能量總和。2010 年5 月13 日，國(guó)家發(fā)改委、科技部以及工信部等11部委發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》，對(duì)再制造產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益給予了高度評(píng)價(jià)：“再制造與制造新品相比，可節(jié)能 60%，節(jié)材 70%，節(jié)約成本 50%，幾乎不產(chǎn)生固體廢物，大氣污染物排放量降低 80%以上。再制造有利于形成‘資源—產(chǎn)品—廢舊產(chǎn)品—再制造產(chǎn)品’的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，可以充分利用資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)最大限度地挖掘制造業(yè)產(chǎn)品的潛在價(jià)值。

我國(guó)是起重機(jī)械制造及使用大國(guó)，以江蘇省為例，12 種主要機(jī)型起重機(jī)機(jī)械保有量達(dá)8 萬(wàn)臺(tái)。隨著我國(guó)進(jìn)入起重機(jī)械報(bào)廢的高峰期，再制造產(chǎn)業(yè)在社會(huì)、資源、環(huán)境效益等方面的優(yōu)勢(shì)決定了發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。我國(guó)起重機(jī)械大多處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，目前全省30%的在役起重機(jī)械超過(guò)保質(zhì)期，如果將被淘汰的產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)，便能以較少的成本，獲取較大的回報(bào)，并減少能源消耗。另外，與汽車零部件再制造相比，開(kāi)展起重機(jī)械再制造具有先天、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：1）起重機(jī)械大多為重型裝備，大型結(jié)構(gòu)件多，實(shí)施再制造可以更顯著的節(jié)約資源；2）再制造附加值更高；3）結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，拆解、清洗、檢測(cè)、修復(fù)更易實(shí)現(xiàn)。

開(kāi)展起重機(jī)械再制造研究，為起重機(jī)械再制造生產(chǎn)奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)也是增強(qiáng)我國(guó)起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的需要。由于全球經(jīng)濟(jì)的不確定性，市場(chǎng)的波動(dòng)，原材料價(jià)格上漲等因素會(huì)擠壓許多制造行業(yè)的利潤(rùn)空間。但“再制造”產(chǎn)品卻不受原材料的限制，而且價(jià)格低廉，使市場(chǎng)大大拓寬。因此像卡特彼勒、小松、日立建機(jī)等國(guó)際著名工程機(jī)械廠商，紛紛開(kāi)設(shè)專業(yè)的工程機(jī)械再生廠，彌補(bǔ)利潤(rùn)損失。有力的增強(qiáng)了自身的競(jìng)爭(zhēng)力。在國(guó)內(nèi)，像徐工、玉柴、柳工、中聯(lián)重科等知名企業(yè)也不斷加大工程機(jī)械再制造的投入。例如，徐工將投入27.4 億元實(shí)施全地面起重機(jī)建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)投入6.2 億元實(shí)施起重機(jī)再制造項(xiàng)目。

國(guó)外從20 世紀(jì)70 年代就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)再制造工程的研究與實(shí)踐。國(guó)外工程機(jī)械再制造研究?jī)?nèi)容主要集中在以下5 方面:

1）在產(chǎn)品的服役至報(bào)廢階段，評(píng)估產(chǎn)品損毀程度，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝備的高技術(shù)修復(fù)，確保再制造產(chǎn)品的高性能；

2）通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的全壽命周期的跟蹤，觀察產(chǎn)品的機(jī)械物理結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品表面以及內(nèi)部材料的變化，尋找到合適且高效的再制造修復(fù)技術(shù)方法；

3）針對(duì)已達(dá)到技術(shù)壽命的產(chǎn)品，通過(guò)使用新型材料，新技術(shù)和新工藝等，對(duì)再制造產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)；

4）預(yù)測(cè)產(chǎn)品的剩余壽命。使用先進(jìn)的診斷技術(shù)和工具測(cè)量再制造產(chǎn)品的性能或老化特性 ；

5）再制造的研究技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)積累為再制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

國(guó)外再制造技術(shù)中運(yùn)用較為廣泛有換件修理法，尺寸修理法。換件修理法是將損傷零件整體更換為新品零件；尺寸修理法是將失配的零件表面尺寸加工修復(fù)到可以配合的范圍，如缸套的活塞環(huán)磨損失效后，通過(guò)鏜缸的方法恢復(fù)缸套的尺寸精度，再配以大尺寸的活塞環(huán)以完成再制造。

再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在國(guó)外發(fā)展了30 多年，并且形成了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。由于再制造產(chǎn)品的低成本與高利潤(rùn)，再制造產(chǎn)品已經(jīng)成為。目前，北美等地的工程機(jī)械已經(jīng)要求全部實(shí)現(xiàn)再制造，為提高回收量，倡導(dǎo)全民回收，制造商承諾向消費(fèi)者返還產(chǎn)品價(jià)格50%的費(fèi)用，在此基礎(chǔ)上建立了嚴(yán)格的制度，即機(jī)械產(chǎn)品制造商必須負(fù)責(zé)對(duì)其售出使用5 年或是運(yùn)行1 萬(wàn)小時(shí)的產(chǎn)品進(jìn)行全部回收和再制造。國(guó)外再制造產(chǎn)品主要涉及汽車以及汽車配件和工程機(jī)械領(lǐng)域。以國(guó)際工程機(jī)械巨頭——美國(guó)卡特彼勒公司為例，致力于再制造業(yè)務(wù)已有30 年，每年循環(huán)利用超過(guò)1億磅的報(bào)廢鐵，近10年的技術(shù)革新以及企業(yè)發(fā)展，逐漸成為再制造業(yè)巨頭。

雖然我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，但在國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)高度重視和相關(guān)政策大力支持下，現(xiàn)階段我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)以實(shí)現(xiàn)國(guó)家目標(biāo)為核心，以綠色環(huán)保節(jié)約能源為前提并且整個(gè)國(guó)內(nèi)再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出前所未有的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)在基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面走在了世界前列。一方面拓展了產(chǎn)品全壽命周期理論，提出了各種現(xiàn)代表面技術(shù)、粘接技術(shù)、有關(guān)的再制造“毛坯”成形及再加工技術(shù)、快速成形技術(shù)等 ，旨在推進(jìn)再制造學(xué)科的發(fā)展，另一方面創(chuàng)新了再制造產(chǎn)品使用年限評(píng)估理論，在廢舊的工程機(jī)械上運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)將設(shè)備徹底翻新并確保達(dá)到高性能與高質(zhì)量。目前，我們?cè)僦圃炖碚摶A(chǔ)和相應(yīng)的技術(shù)研究?jī)?nèi)容主要集中在一下4 個(gè)方面：1）裝備再制造工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；2）裝備再制造質(zhì)量控制技術(shù)；3）再制造關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)；4）裝備應(yīng)急維修技術(shù)。

我國(guó)目前已初步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)理論研究，運(yùn)用表面工程技術(shù)作為再制造的主要技術(shù)，采用了一系列無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，如渦流檢測(cè)、超聲波、金屬磁記憶等與相應(yīng)的模擬測(cè)評(píng)手段，又結(jié)合力學(xué)、摩擦學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科理論，形成了具有技術(shù)集約和節(jié)能環(huán)保特性的中國(guó)特色再制造模式。在再制造實(shí)踐方面，以徐濱士院士領(lǐng)銜的裝備再制造技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)走在了世界的前沿，發(fā)展、創(chuàng)新了多項(xiàng)先進(jìn)的再制造關(guān)鍵，通過(guò)運(yùn)用納米顆粒復(fù)合電刷鍍技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)、新型高速電弧噴涂技術(shù)有效解決材料的耐高溫磨損及抗接觸疲勞問(wèn)題、薄壁磨損零件修復(fù)問(wèn)題以及表面防腐治理問(wèn)題。

綜上所述，面對(duì)國(guó)內(nèi)再制造市場(chǎng)特別是起重機(jī)再制造市場(chǎng)的繁榮，應(yīng)該清醒的看到，與國(guó)外相比，從生產(chǎn)規(guī)模、零部件再制造能力、產(chǎn)品可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性等方面仍有不小差距，因此，國(guó)內(nèi)各式起重機(jī)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)機(jī)制的基礎(chǔ)上，清醒認(rèn)識(shí)自身存在的問(wèn)題，解決當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的起重機(jī)液壓系統(tǒng)的滲漏、電器元件老化、接觸不良、失靈等存在的普遍現(xiàn)象，深入開(kāi)展起重機(jī)零部件剩余壽命預(yù)測(cè)評(píng)估、失效零部件的失效分析、無(wú)損拆卸與分類回收、零部件表面處理工藝、再制造零部件的檢測(cè)與壽命評(píng)估等方面的研究，從而掌握起重機(jī)再制造方面的核心技術(shù)，形成具有中國(guó)特色的起重機(jī)再制造模式?？茖W(xué)制訂政策法規(guī)和有效實(shí)施長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，加快我國(guó)起重機(jī)械的技術(shù)創(chuàng)新，從優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)、利用有限資源、降低制造成本、節(jié)能環(huán)保等方面生產(chǎn)具有自主產(chǎn)權(quán)的高性能、高質(zhì)量、高可靠及低成本的起重機(jī)械。堅(jiān)持走循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線，充分發(fā)揮再制造在起重機(jī)械中的作用，對(duì)節(jié)能、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境、支持國(guó)家建設(shè)具有重要意義。

[1]劉俊英，張國(guó)勝，蔣伯平.表面工程技術(shù)-工程機(jī)械再制造的核心技術(shù)[J].獨(dú)家視角，2010(5):4-7.