先进制造与再制造技术的结合与发展

先进制造与再制造技术的结合与发展陈银卫湖北工业大学农机院摘要：先进制造与再制造属于两个不同的领域，但两者本质上存在着紧密的联系，再制造有机地融合于先进制造之中，依托着先进制造，而且这种联系随着这两个学科的不断发展越来越紧密，越来越和谐。制造是将原材料加工成产品，而再制造是将达到报废阶段后的产品，通过高技术修复与改造，使其不低于原型产品质量和性能，可以说再制造启动了设备新的寿命周期。在资源面临枯竭，绿色制造大行其道的今天，先进制造和再制造技术显示除了巨大的前景，这位解决当下遇到的种种问题提供了合理方案，因此，先进制造与再制造技术的结合与发展问题引起了众多国家和科研人士的高度重视。。关键词：再制造；先进制造；绿色；发展制造业是国民经济持续发展的基础，是实现国家现代化的重要手段。再制造技术是绿色制造的核心组成部分。在国家可持续发展战略和大力发展循环经济的科学发展观指导下，再制造工程已成为发展循环经济、构建节约型社会的重要组成部分。再制造在发达国家目前已发展得相当成熟，美国的再制造产业涉及航空器材、电子产品、医疗器械等多个领域。再制造的意义不仅仅是产品服务的增值，更多的是用户和社会利益的放大，随着时代的发展，人们对再制造工程的认识进一步深化，再制造工程的内涵也在不断拓展。1再制造技术是绿色制造的组成部分绿色制造是指运用再制造技术、环保型制造技术和节省资源型制造技术，生产出来的即环保节能，又节省资源以及易于回收利用的绿色产品。绿色制造即体现了循环经济和可持续发展的战略思想，也是关键、重大工程项目的技术支撑和产业的发展方向。绿色制造涵盖了绿色产品设计（产品全寿命周期设计）和绿色制造系统的内容，解决了废弃产品处理的环境污染和资源浪费问题，推动了再制造产业的形成和报废产品回收处理的问题。它包括了干式切削加工技术、净成形制造技术、快速成型加工技术、虚拟制造技术和再制造工程技术等绿色制造的关键技术。同时，运用再制造技术生产出的再制造产品的性能要求不低于新产品，因此采用的再制造技术既要适用，又要有很高的先进性，以保证再制造产品的应用性能。再制造与维修和翻新有本质上的差别。就维修而言，首先，以排除故障、恢复或改善功能为主要目的，维修的质量直接受操作技师本身技能的影响；其次，维修是一对一的个性化处理方案，而再制造具有以标准流程大规模批量生产的特点，并发展成为一个全球化的产业链。此外，翻新主要是针对整机而言，一般原有的大型的结构件不进行更换，机器还是以原有的身份存在。再制造更多的是对零部件来说，而且零部件进入再制造流程，经过100%拆解，原先零部件的身份就完全不存在了。再制造技术随着绿色制造技术的发展，不断地弃旧纳新或梯次更新，呈现出动态性的特征。这些变化需要再制造技术善于创新，不断采用新方法、新工艺、新设备，以解决产品因性能落后而被淘汰的问题。2绿色制造的必要性环境污染问题的日益严重，给人类的生存生活带来巨大的危害，更是给当下经济发展模式提出警示。尤其是制造行业对环保问题的影响首当其冲，其转型升级走绿色发展之路已刻不容缓。可持续发展除了强调高效、节能和无污染外，还必须大力实施人才战略。因为从本质上看，它是一种以技术进步为基础的人力资源对自然资源的高效利用和部分替代，从而使得人类的生产活动从粗放型走上知识型科学发展之路现在，很多国家随着资源、能源、环境约束的加剧，特别是对流程工业的资源循环和替代技术，以及对装备制造业的清洁生产等绿色制造关键技术的核心竞争力的“培育计划”已经明显地上升为世界诸多国家的重要战略。绿色制造强调通过资源综合利用和循环使用、短缺资源的代用以及节能降耗等措施实现资源的持续利用；同时减少废料和污染物的生成及排放、提高生产和消费过程与环境的相容程度，最终实现经济效益和环境效益的最优化3再制造与先进制造的联系和区别运用传统的产品全寿命周期设计思想，其物流模式是“研制——使用——报废”的开环系统；而运用再制造产品的全寿命周期设计思想，其物流模式是“研制——使用——再生”的闭环系统。再制造有利于形成资源——产品——废旧产品——再制造产品的循环经济模式，可以充分利用资源，保护生态环境。另一方面，中国机床社会保有量快速增长，再制造产业发展潜力巨大。大量装备在达到报废要求后将被淘汰，新增的退役装备还在大量增加。发展再制造产业有利于形成新的经济增长点，为社会提供大量的就业机会。用于再制造生产设备的成本平均只占制造生产设备的50％左右，并且再制造生产设备质量不低于原始制造设备(包括使用寿命)，因此其单位时间的使用成本大约也降低到相应数值。如果再考虑环境治理等而减少的社会成本，其综合社会经济效益应更为显著。两者除了理论基础、研究对象和研究内容等方面的区别以外，既有共性技术、兼容性技术和互补技术，还存在着下列的不同点：1）关键技术不同，前者是先进管理技术、先进工艺技术和先进信息化与自动化技术等，后者是以微纳米为代表的表面工程技术，高速喷涂技术、热处理修复技术、自修复技术等；2）原料供应不同，前者以新开采的原始资源为主，后者以废旧的可再循环利用的零部件为主。4再制造在我国的发展现状包括中国在内的全球近30亿人口追求现代化生活的强烈愿望和行动，与有限的自然资源供给能力和生态环境承载能力的矛盾日益尖锐，大量耗费不可再生自然资源和破坏生态环境的传统经济增长方式难以为继，少数国家以攫取他国资源为手段的发展模式也不可能沿袭，必须依靠科技创新，走科学发展的道路，创造、发展合理的生产与生活方式。新的科技革命将引领人类进入绿色、智能、普惠、再生循环和可持续的新时代，为生产力的发展打开崭新的空间，引发产业结构的新一轮变革，催生战略性新兴产业并成为未来社会新的支柱产业，将人类带进绿色、智能、低碳时代。在推进人类生产方式、生活方式和发展方式转变的进程中，人们对科技创新突破和科技革命有着急迫的期待。传统制造业绿色化改造扎实推进。以节能、节水、废弃物资源化、再利用为重点，不断加大绿色化改造力度，“十二五”以来，省级以上财政资金支持的绿色化改造项目累计投产930多项，形成节能能力约650万吨标准煤。水泥行业纯低温余热发电、钢铁行业高炉压差发电、低热值煤气发电、加热炉蓄热式燃烧技术、电机变频调速技术等一大批先进适用源头减量技术得到广泛应用，供电标准煤耗及钢铁、水泥、合成氨、烧碱等主要耗能产品单位综合能耗比“十一五”末平均下降10%左右，单位产品能耗总体上达到国内先进水平。5再制造与先进制造的发展方向再制造产业是指在原有产业的基础上，将废旧产品利用技术手段进行修复和改造的一种产业。它是以产品全寿命周期理论为指导，以实现废旧产品性能提升为目标的一种产业。再制造产业应用领域主要涉及汽车零部件、工程机械、机床、大型工业装备、国防装备、铁路设备、农用机械、医疗设备和办公设备等领域。再制造行业作为国内的新兴产业，其背后蕴藏的巨大经济价值，正在国家建设资源节约型社会、鼓励节能减排的大背景下逐步显现。我国工业行业每年因磨损和腐蚀等原因导致设备停产、报废造成的损失占到全年GDP的10%左右，损失高达千亿元；同时，巨大的资源浪费无疑还对生态环境造成难以预估的破坏，而这也正为刚刚起步的再制造产业提供了广阔的市场空间。再制造产业在我国仍然处于发展的起步阶段，还存在诸多制约因素。例如，社会对再制造产品的安全认知需要有一个过程，尚缺乏系统性的产品标准及服务标准，一些政策性因素还对再制造产品进入市场形成制约，等等。国家需要制定相关标准体系和促进政策体系，以便使再制造产业规范发展。特别是，再制造产业是一个系统性较强的综合服务体系，包括废旧产品回收、拆解、检测、运输、再制造、销售、售后服务等，每一个环节都需要相互配套。6结论进入21世纪后，节约资源能源和节能减排已成为世界各国关心的重要话题，再制造作为废旧产品资源化的最佳形式和节能减排的重要途径而得到广泛关注。在科学发展观指导下，人们对再制造工程的认识不断深化，再制造工程的内涵也在不断地拓展，目前再制造工程已成为发展循环经济、构建资源节约型和环境友好型社会的重要组成部分。先进制造与再制造虽然研究内容不同，但存在着紧密的本质的联系，它们之间的关系是辩证的而且内涵深刻。再制造学科的发展无疑对于先进制造起到了支撑作用，有力地促进了先进制造技术的发展。实现绿色发展，不仅需要通过科学技术改变生产方式，还需要通过普及科学知识、科学方法、科学思想和提倡科学精神，推动整个社会形成绿色的生活方式。要让公众认知环境问题、能源问题和资源问题的紧迫性，科学认识自然变化的规律和人类发展的规律，养成科学健康的生活方式，摈弃浪费奢侈，追求节约宜居，在日常生活中自觉节约能源和资源，保护生态和环境，把生态文明真正融入中华文明之中。再制造工程作为一门新兴学科，其学科体系内涵和相关基础理论及应用实践问题值得深入研究。反映了大量国内外学者在先进制造、再制造及其关系的前沿的资料和成果。参考文献[1]徐滨士，等.再制造与循环经济[M].北京：国防工业出版社，2006．[2]徐滨士，刘世参，史佩京.再制造工程和表面工程对循环经济贡献分析[J].中国表面工程，2009，19(1)．[3]姚巨坤，时小军，崔培枝．绿色再制造工业发展综述[J].再生资源研究，2007，5．[4]田欣利，再制造与先进制造的融合及其相关技术[M].国防工业出版社，2010．[5]朱胜，姚巨坤．再制造设计理论及应用[M].北京：机械工业出版社，2009．