工程機械再制造協(xié)同設(shè)計與質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

李強 LI Qiang

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，沈陽 110036）

0 引言

工程機械再制造是指在原有工程機械的基礎(chǔ)上，通過先進的技術(shù)手段對設(shè)備進行修復(fù)、升級，使其達到新設(shè)備性能的工藝過程[1]。工程機械再制造產(chǎn)業(yè)具有廣闊的市場前景，有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高資源利用效率，符合我國節(jié)能減排和綠色發(fā)展的戰(zhàn)略需求。因此，研究工程機械再制造協(xié)同設(shè)計與質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化具有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 工程機械再制造流程

1 工程機械再制造協(xié)同設(shè)計的范疇

工程機械再制造協(xié)同設(shè)計作為一種綜合性、創(chuàng)新性的設(shè)計方法，其范疇涉及工程機械再制造的各個環(huán)節(jié)[2]。技術(shù)評估是基礎(chǔ)，通過對原有工程機械的深入分析，對設(shè)備的狀態(tài)、性能、壽命等方面進行評估，為后續(xù)設(shè)計提供依據(jù)。其次，根據(jù)評估結(jié)果，制定合理的再制造方案，包括設(shè)備改造、部件更換、技術(shù)升級等，以滿足再制造工程的目標(biāo)和要求。接下來，設(shè)計優(yōu)化是關(guān)鍵，通過運用先進的設(shè)計理念和技術(shù)手段，對工程機械的結(jié)構(gòu)、性能、功能等方面進行優(yōu)化，提高再制造設(shè)備的整體性能和可靠性。在這個過程中，需要各相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員密切合作，共同開展設(shè)計優(yōu)化工作。在工藝選擇方面，根據(jù)再制造設(shè)備的性能要求和成本預(yù)算，選擇合適的制造工藝和材料，確保再制造設(shè)備的性能和成本達到最優(yōu)。同時，生產(chǎn)實施階段應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計方案和工藝要求進行，確保生產(chǎn)過程的順利進行。質(zhì)量檢測與評價是工程機械再制造協(xié)同設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。通過對再制造設(shè)備的性能、可靠性、安全性等方面進行檢測和評價，確保再制造設(shè)備達到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)和使用要求。（表1）

表1 工程機械再制造協(xié)同設(shè)計的范疇

2 工程機械再制造質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容概述

在工程機械再制造質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)中，各環(huán)節(jié)相輔相成，共同確保再制造設(shè)備的優(yōu)質(zhì)性能。（表2）

表2 工程機械再制造質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)

首先，再制造工藝技術(shù)作為核心環(huán)節(jié)，其對舊設(shè)備的拆解、清洗、檢測、修復(fù)、組裝及調(diào)試等工藝過程有嚴(yán)格的要求。通過研發(fā)先進的拆解與組裝技術(shù)、清洗與去污技術(shù)、無損檢測技術(shù)、故障診斷與預(yù)測技術(shù)、再制造修復(fù)技術(shù)以及調(diào)試與驗收技術(shù)等，可以有效提高再制造設(shè)備的性能和可靠性[1]。

其次，質(zhì)量檢測與控制技術(shù)在確保再制造設(shè)備質(zhì)量方面具有重要意義。通過性能檢測與分析、零部件壽命評估、裝配質(zhì)量檢測等技術(shù)手段，實現(xiàn)對再制造過程的精細(xì)化管理和質(zhì)量控制，確保再制造設(shè)備的性能達到預(yù)期目標(biāo)。

再者，材料選擇與處理技術(shù)對再制造設(shè)備的耐用性和使用壽命具有直接影響。在再制造過程中，根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境和工作條件，合理選擇材料和優(yōu)化處理工藝，如焊接、熱處理、涂層等技術(shù)，可以有效提高再制造設(shè)備的可靠性和使用價值。

最后，表面工程技術(shù)在再制造過程中也發(fā)揮著重要作用。通過表面處理技術(shù)，如噴涂、電鍍、激光熔覆等，可以提高再制造設(shè)備的抗磨損、抗腐蝕、抗疲勞等性能，延長設(shè)備使用壽命，確保再制造設(shè)備在實際應(yīng)用中具有優(yōu)越的性能。

3 工程機械再制造協(xié)同設(shè)計與質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用問題探析

3.1 技術(shù)創(chuàng)新能力不足問題

工程機械再制造領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新能力不足的問題在協(xié)同設(shè)計過程中表現(xiàn)得尤為明顯[3]。首先，在多領(lǐng)域、多學(xué)科的復(fù)雜技術(shù)問題中，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新具有一定的困難。在制造工藝方面，如何優(yōu)化再制造工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，也是一個需要解決的問題。其次，在現(xiàn)有再制造技術(shù)中，存在一些局限性。例如，在表面處理技術(shù)方面，雖然激光熔覆技術(shù)可以提高零部件的耐磨性和抗疲勞性，但如何解決成本高、熔覆層性能不穩(wěn)定等問題，限制了該技術(shù)在工程機械再制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在綠色制造方面，盡管環(huán)保理念逐漸被重視，但如何實現(xiàn)綠色制造技術(shù)在工程機械再制造過程中的實際應(yīng)用，仍存在一定的技術(shù)難題。此外，在工程機械再制造行業(yè)中，缺乏核心技術(shù)。目前，我國在工程機械再制造領(lǐng)域的主要技術(shù)依賴于國外，缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。例如，在工程機械的智能監(jiān)控與診斷技術(shù)方面，雖然國內(nèi)外企業(yè)都在積極研發(fā)，但如何實現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性和實時性，提高再制造設(shè)備的可靠性，仍需要進一步探索。

圖2 工程機械再制造與綠色制造

3.2 質(zhì)量檢測體系不完善問題

在工程機械再制造協(xié)同設(shè)計過程中，質(zhì)量檢測體系的不完善問題對再制造設(shè)備的性能和可靠性產(chǎn)生了負(fù)面影響。在質(zhì)量檢測設(shè)備方面，部分企業(yè)仍然使用較為落后的檢測設(shè)備，導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性受到限制[4]。例如，在零部件的尺寸檢測中，傳統(tǒng)的卡尺、微米計等檢測設(shè)備的精度較低，無法滿足再制造零部件的高精度要求。在檢測方法方面，當(dāng)前質(zhì)量檢測體系存在一定的不統(tǒng)一性。由于各個企業(yè)對檢測方法的選擇和實施存在差異，導(dǎo)致檢測結(jié)果的一致性和可比性受到影響。在質(zhì)量檢測體系的管理方面，存在一定程度的不足。例如，如何在組織結(jié)構(gòu)、人員培訓(xùn)、檢測流程等方面進行優(yōu)化，以保證檢測體系的正常運行和檢測結(jié)果的可靠性，是當(dāng)前工程機械再制造領(lǐng)域需要關(guān)注的問題。

圖3 機械工件受損類型

3.3 協(xié)同設(shè)計水平提升的問題

在工程機械再制造領(lǐng)域，協(xié)同設(shè)計水平提升的問題已成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。協(xié)同設(shè)計過程中，各相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員之間的溝通、協(xié)作和整合能力對于設(shè)計效率和質(zhì)量至關(guān)重要。然而，在實際操作中，由于各種原因，協(xié)同設(shè)計水平往往難以達到預(yù)期效果。例如，在跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的協(xié)同設(shè)計過程中，技術(shù)人員可能存在知識結(jié)構(gòu)差異、溝通障礙等問題，從而影響協(xié)同設(shè)計的效果。此外，在協(xié)同設(shè)計過程中，如何實現(xiàn)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)的有機銜接，也是一個挑戰(zhàn)。例如，在工程機械再制造領(lǐng)域，由于各個環(huán)節(jié)之間的信息不對稱，可能導(dǎo)致設(shè)計方案的實施過程中出現(xiàn)難以預(yù)料的問題，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。此外，協(xié)同設(shè)計過程中的資源整合也是一個重要問題。在實際操作中，由于各個領(lǐng)域之間的資源分配不均，可能導(dǎo)致協(xié)同設(shè)計過程中出現(xiàn)資源浪費或不足的情況。

3.4 產(chǎn)業(yè)化水平低的問題

在工程機械再制造領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)化水平較低的問題已成為制約協(xié)同設(shè)計成果廣泛應(yīng)用的一個重要因素。第一，在產(chǎn)業(yè)化過程中，企業(yè)對再制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用存在一定的局限性。例如，在再制造工藝方面，如何實現(xiàn)高效、環(huán)保、低成本的再制造技術(shù)，以滿足市場需求，是一個挑戰(zhàn)。此外，在再制造產(chǎn)品的推廣應(yīng)用方面，如何提高用戶對再制造產(chǎn)品的認(rèn)可度，消除他們的顧慮，也是一個需要解決的問題。第二，在產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展環(huán)境中，存在一些不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素。例如，當(dāng)前我國在工程機械再制造領(lǐng)域的政策支持力度相對較小，相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，這在一定程度上限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，由于工程機械再制造產(chǎn)業(yè)涉及多個領(lǐng)域，如何實現(xiàn)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的協(xié)同合作，提高資源整合效率，也是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中需要關(guān)注的問題。第三，在產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過程中，人才培養(yǎng)和引進也是一個重要的環(huán)節(jié)。如何培養(yǎng)和引進具有專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的人才，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才保障，是當(dāng)前工程機械再制造領(lǐng)域需要面對的問題。

4 工程機械再制造協(xié)同設(shè)計與質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用改進策略

4.1 技術(shù)創(chuàng)新能力提升策略

技術(shù)創(chuàng)新能力提升策略在工程機械再制造領(lǐng)域具有重要意義。為實現(xiàn)更高的設(shè)計水平和質(zhì)量保障，企業(yè)需關(guān)注以下幾個方面。通過強化產(chǎn)學(xué)研合作，促進高校、科研機構(gòu)與企業(yè)的緊密合作，以提高再制造領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力。例如，某工程機械再制造企業(yè)與高校共同開展產(chǎn)學(xué)研項目，合作研發(fā)了一種新型環(huán)保的再制造工藝，顯著提高了協(xié)同設(shè)計水平。加大對核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件研發(fā)的投入，通過技術(shù)引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。這有助于企業(yè)在激烈的市場競爭中保持競爭優(yōu)勢。建立技術(shù)創(chuàng)新團隊，加強人才培養(yǎng)和引進，提高團隊整體的技術(shù)創(chuàng)新水平和協(xié)同能力。通過這些措施，企業(yè)可以不斷提升技術(shù)創(chuàng)新能力，從而為工程機械再制造領(lǐng)域的協(xié)同設(shè)計提供有力支持，使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效保障。

4.2 質(zhì)量檢測體系改進策略

為了提升工程機械再制造協(xié)同設(shè)計的質(zhì)量保證，優(yōu)化質(zhì)量檢測體系顯得尤為重要。具體的改進策略包括：首先，更新現(xiàn)有的檢測設(shè)備，提升檢測的精確度，以確保檢測結(jié)果的可信度和精確度。其次，推動無損檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化和互認(rèn)，從而提高檢測的效率和一致性。最后，強化對檢測人員的培訓(xùn)和管理，提升他們的檢測技能和責(zé)任感。舉例來說，某工程機械再制造企業(yè)引入了如三維掃描儀、光譜分析儀等先進的檢測設(shè)備和技術(shù)，這不僅提升了零部件檢測的準(zhǔn)確度，也進一步提高了質(zhì)量保障的水平。

4.3 協(xié)同設(shè)計水平提升策略

協(xié)同設(shè)計在工程機械再制造領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位。為提升協(xié)同設(shè)計水平，企業(yè)需采取一系列措施。首先，強化各相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和整合能力的培養(yǎng)，以提高協(xié)同設(shè)計效率和質(zhì)量。其次，構(gòu)建多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同設(shè)計平臺，促進技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)的有機銜接。最后，推動跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的協(xié)同合作，提高資源整合效率。舉例來說，某工程機械再制造企業(yè)成功建立了跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的協(xié)同設(shè)計團隊，通過高效合作和資源整合，實現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計水平的提升，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量得到有效保障。這些措施有助于企業(yè)克服再制造過程中的技術(shù)難題，提高工程機械再制造的整體質(zhì)量。

4.4 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展促進策略

為了加速工程機械再制造協(xié)同設(shè)計的產(chǎn)業(yè)化進程，企業(yè)需要關(guān)注幾個關(guān)鍵方面。一是需要得到政府的大力支持和引導(dǎo)，這包括完善相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個良好的政策環(huán)境。二是需要促進產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的深度合作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、資源共享，以提高整個產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力。三是加大人才培養(yǎng)和引進的力度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的人才支持。舉例來說，某地方政府出臺了一系列支持工程機械再制造產(chǎn)業(yè)的政策，如稅收優(yōu)惠、補貼等，這些政策吸引了眾多企業(yè)和人才投身于該領(lǐng)域，從而促進了產(chǎn)業(yè)化進程。這些措施將有助于我國工程機械再制造產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展。（表3）

表3 技術(shù)改進前后對比

5 結(jié)語

工程機械再制造協(xié)同設(shè)計與質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用對于提高我國工程機械再制造產(chǎn)業(yè)的核心競爭力具有重要意義。未來，隨著技術(shù)創(chuàng)新的不斷深入，協(xié)同設(shè)計理念的不斷完善，以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的持續(xù)推進，我國工程機械再制造領(lǐng)域的協(xié)同設(shè)計必將取得更大的突破，為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出更大的貢獻。