21世紀的機械維修

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21世紀的機械維修

中國工程院院士   徐濱士

     環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主要問題。20世紀全球經(jīng)濟高速發(fā)展，與此同時，對自然資源的任意開發(fā)和對環(huán)境的無償利用造成了全球的生態(tài)破壞。資源浪費和短缺、環(huán)境污染等重大問題。人類的生存環(huán)境面臨日益增長的機電產(chǎn)品廢棄物的壓力，以及資源日益缺乏的問題。 1996年全球有2400萬輛汽車報廢， 2000年全球將有2 000萬臺計算機被淘汰。專家指出最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物，是解決環(huán)境污染和資源浪費與短缺問題的治本之道。于是，一個全新的制造領域或產(chǎn)業(yè)——綠色再制造由此而生。

再制造的概念

      再制造工程在設備的全壽命周期中的位置見附圖，再制造是利用報廢設備的零部件，以現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式，采用高新表面工程技術及其他加工技術，使零部件恢復尺寸、形狀和性能，形成再制造產(chǎn)品。再制造以優(yōu)質、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為主要目標，從而使退役產(chǎn)品或部件對環(huán)境的負面影響最小、資源利用率最高。

      設備全壽命周期包括設備論證設計、制造、使用、維修和報廢五個環(huán)節(jié)，再制造是設備報廢階段的再生處理，其中維修是一種具有隨機性、原位性的恢復性能生產(chǎn)方式。為了縮短在修時間，常以換件為主；即使對個別重要零件進行修復，但因批量小，所用的設備和技術都相對落后。報廢設備中的各種零件總有一類雖有損傷，但通過再制造加工是完全可以恢復的，因而應使報廢設備再循環(huán)和環(huán)保處理的零件盡量減少。再制造是一種具有專業(yè)性。互換性、規(guī)模化恢復性能的生產(chǎn)方式，要與新品件進行市場競爭，所以必須采用最先進的設備和技術，使其性能和價格都要優(yōu)于新品件。維修和再制造雖然存在上述差別，但“盡量恢復設備的使用性能”卻是它們共同的特性?？梢哉J為，再制造就是在設備報廢階段的更徹底的維修，再制造也是高技術維修的產(chǎn)業(yè)化。

      設備再制造雖然與傳統(tǒng)的回收利用有類似的目標，但回收利用（如金屬重新熔煉。塑料重新熔鑄等）只是重新利用了它的原材料，往往需要消耗大量能源并污染環(huán)境，而且產(chǎn)生的是原材料。再制造產(chǎn)品是以原有成型零部件為基礎，進行局部加工與改造，使其性能達到甚至超過原來的性能，因而是一種從報廢零部件中獲取高附加值的經(jīng)濟方法。

      設備再制造與傳統(tǒng)制造的重要區(qū)別之一，是加工的對象不同，傳統(tǒng)制造是對新材料進行加工，而再制造是對經(jīng)過使用已有缺陷的零件進行再加工。因此，再制造過程中的鑒定、加工。檢測及質量控制等方面的技術難度增大，約束條件苛刻。

發(fā)展再制造工程的意義

     1．再制造工程是先進制造技術的延伸和發(fā)展

     先進制造技術，是指在制造業(yè)中不斷采用機械、冶金、電子、信息、材料和現(xiàn)代管理等領域最新成就的一系列通用制造技術。

      再制造工程的目標、手段。途徑及效果符合先進制造技術的定義，因而是其重要組成部分。同時，再制造工程又豐富和發(fā)展了先進制造技術的內(nèi)涵，它使設備全壽命管理的過程不是到設備報廢就截止，而是擴展到設備報廢后的再生利用。它使設備的設計必須考慮“再制造性”，即在新設備的設計時，就要為今后報廢時的再制造注入“基因”，使其具備優(yōu)異的再制造特性，為今后的再制造打下良好的基礎；它使新設備的設計與制造可以更多地借鑒一爵制造過程中采用的新技術、新材料、新工藝，從而使新設備的質量大幅度提高。

      2．再制造工程是落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施

     我國設備資產(chǎn)有數(shù)萬億，若其中 10％報廢的設備能利用再制造技術形成產(chǎn)品，則能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。同時，再制造工程的最大優(yōu)勢是能夠以表面工程和多種先進成型技術制造出優(yōu)于本體材料性能的零部件，賦予零件耐高溫、防腐蝕、耐磨損、抗疲勞和防輻射等性能。一個明顯的再制造產(chǎn)品是坦克的行星框架，制造一個行星框架的毛坯質量為 71．3 kg，而零件質量只有19． 5 kg，價格為1200元，使用壽命為6000 km；再制造一個行星框架只需消耗鐵基合金粉末0．25 kg，費用只有新品的 1／10，而使用壽命可延長一倍，達12000 km，節(jié)材率為 99．65％。由此可見，再制造工程是符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一項綠色系統(tǒng)工程。

     3．再制造工程可以加快新設備的研制

     再制造的零部件，不僅可以用在舊設備上，也可以用在新設備上。那種認為新設備中的零部件必須是新品的觀念已經(jīng)過時，已經(jīng)不適應環(huán)保時代的要求。在新設備研制時，盡可能地采用再制造的零部件可以縮短研制周期，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，同時可以降低研制和全壽命周期的費用。

      我國生產(chǎn)的直一九型直升飛機，從由法國引進技術到國產(chǎn)化批量生產(chǎn)總共用了14年時間。美國先進的F－16戰(zhàn)斗機研制期僅用了3年時問，其中一個重要奧秘是它使用了再制造的零部件。再制造產(chǎn)品在新機型上的應用，使飛機制造商爭取了時間，占據(jù)了市場，贏得了訂單。

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再制造工程的發(fā)展狀況

      1．國際發(fā)展現(xiàn)狀

  }4 j' F0 r; Y5 c$ S      再制造工程受到發(fā)達國家的高度重視，不論是在理論研究方面還是在產(chǎn)業(yè)化方面都做了許多工作。1998年 6月，設在美國羅切斯特理工學院的全國再制造和資源恢復中心，曾主辦過一次再制造技術會議；田納西大學無污染產(chǎn)品和技術研究中心將進行汽車行業(yè)的再制造技術研究。再制造在汽車行業(yè)發(fā)展最快。德國摘報》 1999年 1月刊登的《未來 10年的科技》中認為，2006－2007年全球將普及節(jié)能汽車。這種汽車所用材料和部件的90％均可重新使用。2000年2月初，歐盟委員會通過了一項有利環(huán)境保護的新規(guī)定，未來所有歐盟的汽車用戶，將享受免費舊車回收。從2000年起，廢舊汽車的可再生利用率將達到85％，到2015年將達到95％?！督袢彰绹鴪蟆?999年4月27日報道，福特汽車公司正在建立一個舊部件交流中心，從環(huán)保出發(fā)，充分利用口收再制造的部件，一年將實現(xiàn)10億美元的營業(yè)額。許多學校在工業(yè)設計課程中講授再制造技術，要求在工業(yè)產(chǎn)品設計中考慮設備部件的可再制造性，認為在設計產(chǎn)品時只考慮一次性使用是愚蠢的。再制造業(yè)是規(guī)模相當大的產(chǎn)業(yè)，美國軍隊目前是世界上最大的再制造受益者，它的車輛和武器通常使用再制造部件，這樣不但節(jié)約了裝備的制造費用，減少了備件庫存，而且提高了裝備的壽命和維修性，為裝備的使用提供了有效的保障。根據(jù)美國波士頓大學制造工程學教授羅伯特·倫德收集的1996年統(tǒng)計資料表明，美國再制造部件公司已構成了一個價值530億美元的產(chǎn)業(yè)，雇傭了48萬人。
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# [( i( c8 d) u. n' D7 T      2．國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
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; N' S) F; R4 F3 |4 V" z     我國對再制造工程的研究應用尚處于起步階段，很多有識之十積極倡導和宣傳建立再制造工程學科，受到了政府有關部門的高度重視并擬將再制造成型技術。壽命評估技術等列人“十五”先進制造技術發(fā)展前瞻和國家自然科學基金項目。
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     目前，一些企業(yè)已瞄準了電冰箱。摩托車的再制造。清華大學加大了對綠色工程技術領域研究的支持力度，上海交大與美國通用公司合作開展了轎車的回收再制造研究。工程機械維修研究會曾于 1999年9月組織召開了一次主題為“21世紀的維修——綠色再制造工程”的專題學術會議，引起國內(nèi)維修界的廣泛關注。今后，除將進一步探討再制造設計和再制造技術外，還將研究市場運作方面的許多問題及法律。法規(guī)。標準的配套問題等。再制造肯定是21世紀的發(fā)展方向，再制造企業(yè)定會有大的發(fā)展。
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門前的小木橋

       再制造工程在設備的全壽命周期中的位置見附圖，再制造是利用報廢設備的零部件，以現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式，采用高新表面工程技術及其他加工技術，使零部件恢復尺寸、形狀和性能，形成再制造產(chǎn)品。再制造以優(yōu)質、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為主要目標，從而使退役產(chǎn)品或部件對環(huán)境的負面影響最小、資源利用率最高。
' ?9 p5 j! W, o% L( x7 C8 _3 s; s       再制造肯定是21世紀的發(fā)展方向，再制造企業(yè)定會有大的發(fā)展 .

小雨淅瀝

我國對再制造工程的研究應用尚處于起步階段，很多有識之十積極倡導和宣傳建立再制造工程學科，受到了政府有關部門的高度重視并擬將再制造成型技術。壽命評估技術等列人“十五”先進制造技術發(fā)展前瞻和國家自然科學基金項目