1.4 再制造工程發(fā)展趨勢(shì)

再制造產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，促進(jìn)了再制造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)取得重要突破。未來10年，在政策支持與市場(chǎng)發(fā)展的雙重推動(dòng)下，再制造工程將主要向“綠色、優(yōu)質(zhì)、高效、智能、服務(wù)”五大方向發(fā)展[11]。

1.綠色

進(jìn)入21世紀(jì)，保護(hù)地球環(huán)境、構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)、保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展已成為世界各國(guó)共同關(guān)心的話題。目前大力提倡的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式是追求更大經(jīng)濟(jì)效益、更少資源消耗、更低環(huán)境污染和更多勞動(dòng)就業(yè)的一種先進(jìn)經(jīng)濟(jì)模式。制造業(yè)作為全球最大的資源消耗和污染排放產(chǎn)業(yè)，今后如何發(fā)展綠色制造和先進(jìn)制造也是各國(guó)科學(xué)家面臨的重要研究課題。

在制造流程中，再制造是以綠色制造的全壽命周期理論模式為指導(dǎo)，以產(chǎn)品使用報(bào)廢的后半生資源、能源最優(yōu)化循環(huán)利用為目標(biāo)，以節(jié)約資源、節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境為特色，以綜合利用信息技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)等高技術(shù)為核心，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)的資源再利用、再生產(chǎn)的活動(dòng)。再制造可使廢舊資源中蘊(yùn)含的價(jià)值得到最大限度的開發(fā)和利用，緩解資源短缺與資源浪費(fèi)的矛盾，減少大量的失效、報(bào)廢產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的危害，是廢舊機(jī)電產(chǎn)品資源化的最佳形式和首選途徑，是節(jié)約資源的重要手段。再制造工程高度契合了國(guó)家構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略需求，并為其提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，大力開展綠色再制造工程是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的主要途徑之一。

由于再制造以廢舊機(jī)電產(chǎn)品的零部件為生產(chǎn)毛坯，以先進(jìn)的表面工程技術(shù)為修復(fù)手段，通過在損傷的零件表面制備一薄層耐磨、耐蝕、抗疲勞的表面涂層，因此無論是毛坯來源還是再制造過程，對(duì)能源和資源的需求、對(duì)廢物廢氣的排放都是極少的，具有巨大的資源與環(huán)境效應(yīng)。再制造符合國(guó)家綠色發(fā)展的發(fā)展理念。同時(shí)，再制造的綠色度還表現(xiàn)在再制造全過程的綠色化生產(chǎn)。與新品制造相比，再制造增加了舊件清洗工藝，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物有廢水、廢液、廢氣、廢渣、粉塵和噪聲。因此再制造產(chǎn)業(yè)需按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行最嚴(yán)格的節(jié)能、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，確保再制造的綠色度。

綜上所述，按照“減量化、再循環(huán)、再利用”原則，再制造作為先進(jìn)制造的重要組成，同時(shí)也是一種保護(hù)環(huán)境的綠色制造，是節(jié)約資源、節(jié)省能源的關(guān)鍵途徑之一，在支撐國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)全球氣候變化發(fā)揮著積極的作用，再制造技術(shù)也應(yīng)向著“綠色”方向發(fā)展。

2.優(yōu)質(zhì)

隨著再制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來的再制造技術(shù)將更多地體現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)。包括先進(jìn)的再制造工程設(shè)計(jì)技術(shù)、再制造毛坯壽命評(píng)估技術(shù)、復(fù)合表面工程技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化再制造技術(shù)等優(yōu)質(zhì)技術(shù)群將得以大規(guī)模研發(fā)和應(yīng)用，同時(shí)再制造產(chǎn)品和服務(wù)也將更加優(yōu)質(zhì)、可靠。

再制造產(chǎn)品的質(zhì)量是由廢舊件原始質(zhì)量和再制造表面涂層質(zhì)量?jī)刹糠止餐瑳Q定。其中，廢舊件原始質(zhì)量則是制造質(zhì)量和服役工況共同作用的結(jié)果，尤其服役工況中含有很多不可控制的隨機(jī)因素，一些危險(xiǎn)缺陷常常在服役條件下生成并擴(kuò)展，這將導(dǎo)致廢舊件的制造質(zhì)量急劇降低。再制造前，質(zhì)量不合格的廢舊件將被剔除，不會(huì)進(jìn)入再制造工藝流程。如果廢舊件基體中存在超標(biāo)的質(zhì)量和性能缺陷，那么無論采用的再制造技術(shù)多么先進(jìn)，再制造后零件形狀和尺寸恢復(fù)得多么精確，其服役壽命和服役可靠性也難以保證。只有原始制造質(zhì)量好，并且在服役過程中沒有產(chǎn)生關(guān)鍵缺陷的廢舊零部件才能夠進(jìn)行再制造，依靠高新技術(shù)在失效表面形成的修復(fù)性強(qiáng)化涂層，使得廢舊件尺寸恢復(fù)、性能提升、壽命延長(zhǎng)，這是再制造產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到新品的前提。

優(yōu)質(zhì)的再制造關(guān)鍵技術(shù)與工藝包括：拆卸、零件的分類、清洗、損傷檢測(cè)與壽命評(píng)估、再制造成形與加工技術(shù)、質(zhì)量檢測(cè)與性能考核等步驟，具體包括再制造優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)技術(shù)、再制造零部件損傷檢測(cè)與壽命評(píng)估技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的再制造成形與加工技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的再制造產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)與試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的再制造智能升級(jí)技術(shù)等。例如，對(duì)再制造后的產(chǎn)品按照新品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝配，再制造裝配中要通過調(diào)整來保證零部件的傳動(dòng)精度，如間隙、行程、接觸面積等工作關(guān)系，通過校正來保證零部件位置精度，如同軸度、垂直度、平行度、平面度、中心距等。再制造后的產(chǎn)品必須進(jìn)行嚴(yán)格的性能檢測(cè)與試驗(yàn)，提高再制造質(zhì)量、避免早期故障、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。

3.高效

再制造的高效主要體現(xiàn)在再制造技術(shù)的高效化和再制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)的高效率兩方面。再制造技術(shù)的高效化體現(xiàn)在再制造工藝全流程環(huán)節(jié)。在再制造拆解技術(shù)方面，基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和柔性數(shù)控裝備技術(shù)，快速、自動(dòng)化的深度拆解裝備將顯著提高再制造拆解效率；在再制造清洗方面，基于超聲、激光、紫外線、高速噴射等技術(shù)的清洗技術(shù)與裝備的大面積應(yīng)用，可顯著提高清洗效率，降低清洗成本；在再制造損傷檢測(cè)和壽命評(píng)估方面，研發(fā)并應(yīng)用可快速、高效、高可靠度地實(shí)現(xiàn)再制造毛坯的剩余壽命預(yù)測(cè)的設(shè)備；在再制造成形過程方面，基于計(jì)算機(jī)控制和機(jī)器人操作的柔性再制造設(shè)備，能夠迅速使再制造生產(chǎn)適應(yīng)產(chǎn)品毛坯及生產(chǎn)目標(biāo)的變化，實(shí)現(xiàn)快速高效的柔性化生產(chǎn)。

此外，隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展，再制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)也變得更加高效，逐漸形成大規(guī)模定制模式下的新型再制造供應(yīng)鏈。在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，再制造可以為客戶提供快速高效的定制化產(chǎn)品解決方案，降低客戶的時(shí)間成本，大大提高產(chǎn)品的再制造率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品效益最大化。例如在正向供應(yīng)鏈的零售端，通過收集、分析消費(fèi)者的行為和喜好等信息，能夠準(zhǔn)確了解消費(fèi)者的消費(fèi)動(dòng)機(jī)，有針對(duì)性地提供消費(fèi)者所需要的商品，從而滿足個(gè)性化商業(yè)的需求，推動(dòng)零售業(yè)由產(chǎn)品“推動(dòng)”模式轉(zhuǎn)向消費(fèi)者需求數(shù)據(jù)“拉動(dòng)”模式轉(zhuǎn)變，對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

4.智能

《中國(guó)制造2025》提出堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展。其中智能制造是制造業(yè)的發(fā)展方向，也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱，智能制造技術(shù)是研究制造活動(dòng)中的各種數(shù)據(jù)與信息的感知和分析，經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)建，以及基于數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的智能決策與執(zhí)行的一門綜合交叉技術(shù)，旨在賦予并不斷提升制造活動(dòng)的智能化水平。智能制造技術(shù)涵蓋了產(chǎn)品全生命周期中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等環(huán)節(jié)的活動(dòng)。復(fù)雜、惡劣、危險(xiǎn)、不確定的生產(chǎn)環(huán)境及熟練工人的短缺和勞動(dòng)力成本的飆升也呼喚著智能制造技術(shù)與智能制造裝備的發(fā)展和應(yīng)用。21世紀(jì)將是智能制造技術(shù)獲得大發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)代。

智能再制造是以產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與再制造回收、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各環(huán)節(jié)融合，通過人技結(jié)合、人機(jī)交互等集成方式，為開展分析、策劃、控制、決策等先進(jìn)再制造過程與模式的總稱。它是以智能再制造技術(shù)為手段，以關(guān)鍵再制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以網(wǎng)通互聯(lián)為支撐，可有效縮短再制造產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低資源能源消耗，對(duì)推動(dòng)再制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

5.服務(wù)

技術(shù)的發(fā)展正在促進(jìn)現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造企業(yè)早已從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造發(fā)展，從重視產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的開發(fā)，到同時(shí)重視制造服務(wù)所需支撐技術(shù)的開發(fā)，通過提供高技術(shù)含量的制造服務(wù)，獲得比銷售實(shí)物產(chǎn)品更高的利潤(rùn)。長(zhǎng)期以來，我國(guó)在生產(chǎn)型制造的引導(dǎo)下，將技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)完全放在為產(chǎn)品“前半生”服務(wù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、零部件制造和裝配等方面，而忽視了產(chǎn)品全生命周期中更具附加值的實(shí)物產(chǎn)品售后的服務(wù)環(huán)節(jié)，即為產(chǎn)品“后半生”服務(wù)的相關(guān)技術(shù)研發(fā)。

再制造是制造產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，是服務(wù)型制造的具體體現(xiàn)，未來再制造的服務(wù)主要表現(xiàn)在打造再制造公共技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建再制造逆向物流和舊件回收服務(wù)體系，建立再制造公共檢測(cè)平臺(tái)與質(zhì)量保證體系，拓展再制造外包加工體系，設(shè)立再制造創(chuàng)業(yè)孵化中心平臺(tái)，發(fā)展再制造信息平臺(tái)與電子商務(wù)等方面。我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)正在由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，服務(wù)型制造將成為一種新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，服務(wù)型制造技術(shù)也將會(huì)成為機(jī)械工程技術(shù)的重要組成部分，為產(chǎn)品“后半生”服務(wù)的機(jī)械工程技術(shù)將會(huì)引起人們更大的關(guān)注，并投入更多的人力和資金，一批新的機(jī)械工程技術(shù)將應(yīng)運(yùn)而生，并促使機(jī)械工業(yè)新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)。