再制造升級的基本哲理認(rèn)知問題研究

姚巨坤，李超宇，崔培枝，楊緒啟，江宏亮

（裝甲兵工程學(xué)院裝備維修與再制造工程系，北京 100072）

隨著經(jīng)濟的高速增長，工業(yè)生產(chǎn)帶來環(huán)境污染、資源枯竭、生態(tài)破壞等諸多問題，卻間接地促進(jìn)了綠色發(fā)展觀念的快速推廣應(yīng)用。《中國制造2025》中將綠色發(fā)展列為五大指導(dǎo)方針之一[1]，再制造是綠色制造的重要內(nèi)容，近年來得到了快速發(fā)展。而再制造升級作為再制造的重要手段，能夠提升產(chǎn)品的性能，擴展產(chǎn)品的使用范圍，在促進(jìn)設(shè)備升級換代、實現(xiàn)智能化領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。從本質(zhì)和發(fā)展動力的角度，深刻認(rèn)識再制造升級的一些基本哲理問題，有助于人們從根本上闡述再制造升級出現(xiàn)及發(fā)展的必然性和必要性。

1 再制造升級的基本內(nèi)涵

1.1 再制造工程的概念

再制造是指以廢舊產(chǎn)品作為生產(chǎn)毛坯，通過專業(yè)化修復(fù)或升級改造的方法來使其質(zhì)量特性不低于原有新品水平的制造過程，屬于先進(jìn)制造和綠色制造。再制造是制造產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，也是先進(jìn)制造和綠色制造的重要組成部分。再制造產(chǎn)品在功能、技術(shù)性能、綠色性、經(jīng)濟性等質(zhì)量特性方面不低于原型新品，而成本僅是新品的50%左右，可實現(xiàn)節(jié)能60%、節(jié)材70%、污染物排放量降低80%，經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著。再制造包括恢復(fù)性再制造和再制造升級兩種主要模式[2]。

1.2 再制造升級

產(chǎn)品再制造升級是以需提升性能的舊品作為對象，以產(chǎn)品再制造為手段，以先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、功能模塊嵌入或更換和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改造為方法，以全面的產(chǎn)品再制造生產(chǎn)質(zhì)量要求為保證，來實現(xiàn)舊品的性能和功能提升，最終實現(xiàn)產(chǎn)品自身的可持續(xù)發(fā)展和多壽命周期升級使用，而采取的所有技術(shù)的、經(jīng)濟的、組織的、管理的方式和方法[3]。產(chǎn)品再制造升級是產(chǎn)品改造的重要組成部分，是高品質(zhì)的改造內(nèi)容，是高效益提升舊品性能的最佳途徑。

2 再制造升級的本質(zhì)

任何系統(tǒng)其實質(zhì)都是系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，再制造升級的本質(zhì)也是技術(shù)系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，它由技術(shù)系統(tǒng)的內(nèi)在矛盾構(gòu)成，是技術(shù)系統(tǒng)的比較深刻的、一貫的和穩(wěn)定的方面，它從整體上規(guī)定著技術(shù)的性能和發(fā)展方向。所以，人們首先要對再制造升級的本質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識，從而預(yù)測和把握再制造升級的發(fā)展趨勢。

2.1 本質(zhì)特征

再制造升級是人們對提升舊品性能所共同認(rèn)知基礎(chǔ)上的實現(xiàn)方法論，主要強調(diào)基于產(chǎn)品再制造過程基礎(chǔ)上的產(chǎn)品性能提升。由于再制造升級本身是一種舊品的高品質(zhì)再制造生產(chǎn)過程系統(tǒng)，人們可以參考系統(tǒng)論的分析原理，歸納出產(chǎn)品再制造升級的主要特征。

再制造升級是實現(xiàn)產(chǎn)品性能升級的一種有效方式，通過過時產(chǎn)品的再制造過程來實現(xiàn)產(chǎn)品性能增長；具有工程的完整性、復(fù)制性和可操作性；具有毛坯性能的個體性和數(shù)量與質(zhì)量的不確定性；具有性能可認(rèn)知性和目標(biāo)多樣性；具有市場需求性和產(chǎn)品自身發(fā)展的規(guī)律性；可視為一種認(rèn)識產(chǎn)品生長的廣義模型或框架。

2.2 本質(zhì)屬性

通過分析再制造升級的基本概念，人們可以認(rèn)識再制造升級的本質(zhì)屬性。

首先，再制造升級是實現(xiàn)產(chǎn)品自身發(fā)展的方法論，是在較少資源消耗情況下高效滿足用戶、企業(yè)與社會功能需求的重要手段。

其次，再制造升級是科技快速發(fā)展時代產(chǎn)品功能急劇更新環(huán)境條件下減少原生資源消耗的重要手段，它采用制造與再制造系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、規(guī)?；纳a(chǎn)方式、規(guī)范化的工作流程管理、系統(tǒng)化的運作機制、可量化的目標(biāo)評估方法、先進(jìn)的技術(shù)工藝手段和系統(tǒng)再設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計思想，持續(xù)提升產(chǎn)品性能，實現(xiàn)產(chǎn)品滿足用戶和生產(chǎn)需求情況下的產(chǎn)品功能先進(jìn)化、資源消耗減量化、環(huán)境污染最小化、綜合效益最大化。

再次，再制造升級的核心觀念是源于對事物循環(huán)發(fā)展觀和可持續(xù)生長觀的認(rèn)識，核心手段是再制造優(yōu)化設(shè)計、模塊的可替換性、技術(shù)的可更新性，其過程需要應(yīng)用到多種領(lǐng)域的科學(xué)知識，是制造、機械、材料、環(huán)境、信息和管理等多學(xué)科的綜合，要實現(xiàn)多學(xué)科知識在產(chǎn)品再制造升級工作中的有效融合和有序協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

最后，再制造升級的實施應(yīng)用，可以有效應(yīng)對快速科技發(fā)展對產(chǎn)品功能需求的快速變化所帶來產(chǎn)品淘汰速度加快的挑戰(zhàn)，在滿足人類生活和生產(chǎn)要求的情況下，避免產(chǎn)品大量生產(chǎn)所帶來資源匱乏加劇、環(huán)境污染惡化等問題。

3 再制造升級認(rèn)知的哲理性

馬克思主義認(rèn)為，事物的發(fā)展變化都由它自身的矛盾運動所決定。產(chǎn)品再制造升級符合確保人類生活質(zhì)量的提高和促進(jìn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，它的出現(xiàn)與發(fā)展，符合自然界一般規(guī)律發(fā)展的自然哲學(xué)原理。

3.1 從本質(zhì)論認(rèn)知再制造升級

再制造升級的目標(biāo)是產(chǎn)品。從本質(zhì)上來說，產(chǎn)品是指需求發(fā)展與技術(shù)實現(xiàn)的產(chǎn)物，它的產(chǎn)生與發(fā)展以滿足人類生產(chǎn)和生活需要為基礎(chǔ)，是人的本質(zhì)的一種體現(xiàn)。再制造升級可以實現(xiàn)產(chǎn)品高品質(zhì)的再生，滿足產(chǎn)品的本質(zhì)功能屬性，遵循產(chǎn)品循環(huán)發(fā)展規(guī)律。目前，產(chǎn)品大多實行的是單生命周期降階開環(huán)使用模式，即“原料—產(chǎn)品—老舊失效產(chǎn)品—廢料”的斷裂鏈條。但是，按照事物的循環(huán)發(fā)展觀點，產(chǎn)品發(fā)展也應(yīng)師法自然系統(tǒng)的循環(huán)原理，形成“原料→產(chǎn)品→再制造→產(chǎn)品”的高級閉合循環(huán)周期，使產(chǎn)品系統(tǒng)整合到生態(tài)系統(tǒng)的大循環(huán)之中[5]。產(chǎn)品的多壽命周期使用能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量及效能的高效循環(huán)利用，實現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)資源（包括性能、材料、能量、生產(chǎn)力及費用等）的良性循環(huán)。因此，產(chǎn)品再制造升級發(fā)展是滿足產(chǎn)品本質(zhì)屬性的可行手段。

3.2 從矛盾論認(rèn)知再制造升級

產(chǎn)品是其自身功能和外部需求的對立統(tǒng)一，一方面產(chǎn)品提供給人們所需的功能，另一方面，產(chǎn)品又因自身功能的劣化和人們需求的增長而導(dǎo)致差距不斷擴大。這種性能劣化和需求增長的矛盾，也不斷推進(jìn)了產(chǎn)品自身的發(fā)展，而再制造升級正是滿足這種發(fā)展需求、解決產(chǎn)品自身固有矛盾的有效技術(shù)手段。在產(chǎn)品研制、應(yīng)用過程中，產(chǎn)品自身也需要不斷向上發(fā)展運動，即根據(jù)新技術(shù)進(jìn)步和用戶需求進(jìn)行局部再制造升級，增加產(chǎn)品功能，使之適應(yīng)不同時間或者工況下用戶要求，實現(xiàn)原產(chǎn)品的可持續(xù)升級性壽命使用。因此，產(chǎn)品再制造升級是產(chǎn)品在自身矛盾的推動下，滿足自身發(fā)展的客觀需要。

3.3 從價值論認(rèn)知再制造升級

產(chǎn)品的價值體現(xiàn)在與人的關(guān)系中，它既是人所賦予的，也是由人來體現(xiàn)的，它既是滿足人們需要的功能載體，也是人們創(chuàng)造產(chǎn)品的價值載體，其本身具有價值。人們的目標(biāo)是避免價值的減滅和提高產(chǎn)品本身價值含量，即投入少的資源來實現(xiàn)產(chǎn)品價值的遞增，而再制造升級能夠回收原產(chǎn)品在新品制造階段所注入的大部分材料、人力、設(shè)備等附加價值，最大化地增加產(chǎn)品的剩余價值，實現(xiàn)產(chǎn)品自身價值的遞增，同時還帶來顯著的環(huán)境價值、資源價值和社會價值。

3.4 從方法論認(rèn)知再制造升級

方法是指人們認(rèn)識世界和改造世界所采取的方式、途徑、程序和手段。人們可以從三個方面認(rèn)知再制造升級的方法。一是再制造升級思維方法，在再制造升級中，可以采用大量的比較方法、分類方法、歸納方法、演繹方法、類比方法、分合方法等，推進(jìn)再制造升級的實施完成，提高再制造升級效益。二是再制造升級的系統(tǒng)方法，就是要從系統(tǒng)論、信息論和控制論的基礎(chǔ)出發(fā)，從整體上考察再制造升級活動，在動態(tài)中保持再制造升級系統(tǒng)的平衡，尋求最佳的再制造升級效益。三是再制造升級的技術(shù)方法，要充分利用技術(shù)轉(zhuǎn)移方法、技術(shù)改造方法、技術(shù)集成方法、技術(shù)發(fā)明方法等，完成再制造升級工程活動。所以，再制造升級過程是方法論的實踐運用。

3.5 從系統(tǒng)論認(rèn)知再制造升級

再制造升級是一個將舊品變成再制造升級產(chǎn)品的過程，也是一個實現(xiàn)產(chǎn)品性能提升、投入資金增值、資源環(huán)境友好的過程，再制造升級系統(tǒng)全過程模式如圖1所示。從原理和方法視角來看，再制造升級系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成、管理、控制等方面均具有一般生產(chǎn)物流系統(tǒng)的一些共同特征，例如，其生產(chǎn)過程都是以人、物、設(shè)備、資金、技術(shù)以及信息為資源，生產(chǎn)出具有實用價值的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加價值的交換過程。所不同的是，再制造升級系統(tǒng)是加工和處理性能落后產(chǎn)品，產(chǎn)出的是優(yōu)于原產(chǎn)品性能或功能的產(chǎn)品。

圖1 再制造升級系統(tǒng)

4 再制造升級發(fā)展的動力基礎(chǔ)認(rèn)知

4.1 基于產(chǎn)品零部件壽命不平衡性的物質(zhì)基礎(chǔ)

再制造升級需要使用大量的原毛坯中的舊件，原產(chǎn)品零部件壽命的不平衡性和分散性是舊品為再制造升級提供可用零件的物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然產(chǎn)品設(shè)計時要求采用等壽命設(shè)計，但實際制造后的產(chǎn)品零件壽命有兩個特點，即異名零件壽命的不平衡性和同名零件壽命的分散性，這導(dǎo)致老舊產(chǎn)品中的大部分零件都可以繼續(xù)使用。這種退役產(chǎn)品因結(jié)構(gòu)或失效模式不同而導(dǎo)致各零部件或其工作表面的不等壽命性，造成了產(chǎn)品中因部分零件以及零件上局部表面失效而使整個產(chǎn)品性能劣化。通過再制造升級，人們可對達(dá)到壽命極限或剩余壽命不足使用周期的零部件進(jìn)行再制造，恢復(fù)或升級產(chǎn)品零部件性能。

4.2 基于產(chǎn)品性能木桶理論的理論基礎(chǔ)

木桶理論是指木桶能盛多少水，取決于木桶最低一塊板的高度。產(chǎn)品的整體性能符合木桶理論。產(chǎn)品的性能劣化是導(dǎo)致舊品報廢的主要原因，而產(chǎn)品性能的劣化符合木桶理論，即退役產(chǎn)品并不是所有零件的性能都劣化，而往往是關(guān)鍵零部件的磨損等失效原因?qū)е庐a(chǎn)品總體性能下降，或者關(guān)鍵功能的缺失導(dǎo)致無法滿足使用要求而退役。這些關(guān)鍵零部件或功能就成為影響產(chǎn)品性能的最短板，那么只要將影響產(chǎn)品使用的關(guān)鍵“短板”修復(fù)，就可能提高產(chǎn)品的整體性能。再制造升級就是基于這樣的理念，著力于升級老舊產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件或核心功能，通過恢復(fù)其性能或功能來恢復(fù)產(chǎn)品的綜合性能。

4.3 基于后發(fā)優(yōu)勢的技術(shù)基礎(chǔ)

再制造升級時間滯后于制造時間的客觀特性決定了再制造升級生產(chǎn)中，能不斷吸納最先進(jìn)的技術(shù)或功能模塊，提升再制造產(chǎn)品性能或增加功能，在低成本、低消耗、低污染的情況下，快速高效地滿足用戶的使用需求。通常產(chǎn)品設(shè)計定型以后，制造技術(shù)工藝相對固定，很少吸納新材料、新技術(shù)、新工藝等方面的成果，生產(chǎn)的產(chǎn)品要經(jīng)過服役周期后退役報廢，而這期間科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，使得其再制造升級可以吸納最新的技術(shù)成果。這樣既可以提高零件的性能和使用壽命，又可以解決產(chǎn)品使用過程中暴露出的問題，對原產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造升級，提升產(chǎn)品整體性能。

4.4 基于產(chǎn)品高附加值的經(jīng)濟基礎(chǔ)

產(chǎn)品及其零部件制造時的成本是由原材料成本、制造活動中的勞動力成本、能源消耗成本和設(shè)備工具損耗成本等構(gòu)成的。其中，后三項成本為相對于原材料成本的產(chǎn)品附加值，如圖2所示，通常產(chǎn)品的附加值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原材料的成本。例如，汽車發(fā)動機原材料的價值只占15%，而成品附加值卻高達(dá)85%。發(fā)動機再制造過程充分利用了舊品中的附加值，因而能源消耗不到新品制造的50%，勞動力消耗只是新品制造中的67%，原材料消耗只是新品制造中的11%～20%[6]。

圖2 產(chǎn)品制造成本分析

4.5 基于產(chǎn)品需求多樣性的社會基礎(chǔ)

再制造產(chǎn)品在性能不低于新品的情況下，價格一般約為新品一半，再制造升級產(chǎn)品的性價比為其銷售提供了巨大的市場空間。同時，人們消費能力的不同，也為價廉物美的再制造產(chǎn)品提供了廣闊的市場空間。再制造升級過程能夠顯著地回收資源，在同樣滿足社會需求的情況下消耗較少的資源，大量減少“三廢”排放量，降低環(huán)境污染，同時能夠增加社會就業(yè)機會和經(jīng)濟收入。從市場趨勢發(fā)展來看，人們更愿意花更少的費用來享用同樣性能的產(chǎn)品，更支持綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售，這為再制造產(chǎn)品的營銷提供了社會基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

再制造升級能夠高品質(zhì)地實現(xiàn)產(chǎn)品的再利用，具有重大的資源和環(huán)保效益，在裝備的智能化發(fā)展中占有重要地位。再制造升級的發(fā)展是產(chǎn)品發(fā)展的必然，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品自身的可持續(xù)發(fā)展，同時，人們可以從系統(tǒng)論、方法論等角度認(rèn)識再制造升級，明確再制造升級發(fā)展的必然性。再制造升級的快速發(fā)展具有廣泛的基礎(chǔ)，通過深刻認(rèn)識再制造升級在理論、技術(shù)、經(jīng)濟、社會等方面的發(fā)展基礎(chǔ)，人們能夠更充分地認(rèn)識再制造升級發(fā)展的必然性，為今后再制造升級的應(yīng)用提供有力支持。隨著人們對再制造升級本質(zhì)和基礎(chǔ)認(rèn)識的不斷加深，再制造升級必將在推動產(chǎn)品升級換代上發(fā)揮越來越重要的作用。

1 夏妍娜，趙 勝.中國制造2025[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

2 徐濱士，梁秀兵，史佩京，等.我國再制造工程及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].表面工程與再制造，2015，15（2）：6-10.

3 朱 勝，姚巨坤.裝備再制造升級及其工程技術(shù)體系[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報，2011，25（6）：67-70.

4 姚巨坤，朱 勝.再制造升級[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.

5 姚巨坤，向永華，朱 勝.再制造工程的內(nèi)涵及哲學(xué)意義[J].中國資源綜合利用，2003，（8）：7-9.

6 徐濱士.裝備再制造工程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.