第1章　概述

1.1　循環經濟與再制造

進入21世紀以后，中國作出了“發展循環經濟、建設節約型社會”的重大戰略決策，核心為節約資源和能源。在大力發展循環經濟的科學發展觀的指導下，再制造成為發展循環經濟和實現節能減排的重要技術支撐。再制造是循環經濟“再利用”的高級形式，是指將廢舊汽車零部件、工程機械、機床等進行專業化加工的批量化生產過程，能夠最大限度地挖掘出廢舊機電產品的潛在價值，有利于形成“資源—產品—廢舊產品—再制造產品”的循環經濟模式，從而實現資源的循環利用，達到節約成本、節能、節材和保護環境的效果。

1.1.1　循環經濟的內涵及基本原則

（1）循環經濟的內涵

“循環經濟”一詞，首先由美國經濟學家K·波爾丁提出，主要指在人、自然資源和科學技術的大系統內，在資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中，把傳統的依賴資源消耗的線性增長經濟，轉變為依靠生態型資源循環來發展的經濟。

以物質運動形式為著眼點進行分析，循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、再制造、再循環”為原則，以“低能耗、低排放、高效率”為基本特征，即“資源—產品—廢棄物—再生資源”的反饋式循環過程，圖1-1所示是循環經濟發展模式。循環經濟符合可持續發展理念的經濟增長模式，是對“大量生產、大量消費、大量廢棄”的傳統經濟模式的根本改變。其特征是低開采、高利用、低排放，可以有效地利用資源和保護環境，以盡可能小的能源消耗和環境成本，獲得盡可能大的經濟效益和社會效益，從而使經濟系統與自然生態系統的物質循環過程相互和諧，促進資源循環利用。

（2）循環經濟的4R原則

在工業發達國家中，廢舊產品的數量較大，造成了相應的環境危害及資源浪費，因而在循環利用和保護環境方面較早地提出了相應的對策。美國從工業發展的角度建立了帶有循環經濟色彩的3R體系（再利用、再制造、再循環），我國的循環經濟基本準則高度概括為“減量化、再利用和資源化”。

從廣義的物資循環利用出發，再制造既可以劃歸為再利用，也可以劃歸為資源化。在物資的流程中，再利用應界定為可直接利用或經過簡單處理即可利用，其特點是以極少的能源、材料和勞力投入即可再次使用。再制造是以廢舊機電產品為對象，在保持零件材質和形狀基本不變的前提下，運用高技術進行修復或運用新的科技成果進行改造的過程，它充分挖掘了蘊涵在成形零件中的材料、能源和加工附加值，使經過再制造的產品性能達到或超過新品，屬于資源化范疇，是廢舊機電產品資源化的首選途徑。

中國工程院院士徐匡迪在世界工程師大會上結合中國的國情，創造性地提出了關于建設我國循環經濟的“4R”工程，包括“減量化、再利用、再制造、再循環”，這就從本質上闡述了具有中國特色的循環經濟模式。

①減量化原則　減量化是以資源投入最小化為目標。該原則要求在生產各環節中，減少進入生產和消費流程的資源和能源量，因此又叫減物質化。

②再利用原則　再利用是在生產和消費過程中，盡可能多的方式或者次數重復使用物質，通過再利用可防止物品過早成為垃圾。

③再制造原則　再制造要求將廢舊機電產品及零部件作為毛坯，在保持零件材質和形狀基本不變的前提下，運用高技術進行修復或運用新的科技成果進行改造的過程，充分挖掘了蘊涵在成形零件中的材料、能源和加工附加值，使經過再制造的產品性能達到甚至超過新品，對環保的污染明顯減小。

④再循環原則　再循環要求將一道工序或者一次使用后產品產生的廢物作為下一道工序或下一次使用的原料，構成資源循環的生態鏈。

1.1.2　再制造的定義及特點

（1）再制造定義

1999年，中國工程院院士、著名維修工程及表面工程專家徐濱士在中國首次提出了“再制造（Remanufacture）”的概念：“再制造”是以產品全壽命周期設計和管理為指導，以廢舊機電產品實現性能跨越式提升為目標，以優質、高效、節能、節材、環保為準則，以先進技術和產業化生產為手段，來修復或改造廢舊產品的一系列技術措施或工程活動的總稱。科學地說，再制造就是讓舊的機器設備重新煥發生命活力的過程。

從循環經濟的角度出發，再制造是以產品全生命周期理論為指導，以報廢設備及其部件的循環使用和反復利用為目的，以報廢產品為毛坯，采用先進再制造成形技術，使報廢設備及其零部件恢復尺寸、形狀、性能，形成再制造產品的一系列技術措施；從實際生產的角度出發，再制造是指對全生命周期內回收的廢舊裝備進行拆解和清洗，對失效的零件進行專業化的修復或替換，然后通過產品的再裝配，使再制造產品達到與原有新品具有相同質量、性能的再循環過程。再制造的最終目的在于生產出能實現特定功能，滿足消費者需求，環境友好的產品。

（2）再制造的內涵與過程

再制造的內涵是廢舊裝備高技術維修的產業化，是維修發展的高級階段，通過新技術來提升裝備性能、延長裝備的使用壽命，其重要特征是再制造產品的質量和性能不低于新品，而與新品相比，再制造的產品可節約成本50%左右，節能60%左右，節材70%以上，對保護環境貢獻顯著。

再制造產品的全生命周期是“研制—使用—再生”，其物流是一個閉環系統，這也是對傳統全生命周期理論的延伸，其過程主要發生在再制造工廠環境中的工業過程，其過程需要遵循一定的質量標準和經濟原則，一般有以下五個步驟，如圖1-2所示。

產品再制造的第一個步驟是拆解，將廢舊產品及其部件有規律地按順序地分解成零部件，并保證在執行過程中最大化地降低零部件性能再次損壞的過程。第二個步驟是清洗，借助清洗設備將清洗液作用在廢舊零部件表面，采用物理、機械、化學、電化學等方法，去除廢舊零部件表面附著的油脂、銹蝕、泥垢等污物，并使廢舊零部件表面達到所要求的清潔度。第三個步驟是檢測與分類，是借助各類檢測技術和工具，確定拆解和清洗后廢舊零部件的表面幾何參數及功能狀態等，確定零件的再利用性或者再制造性，然后對零件進行分類。第四個步驟是加工，是對廢舊失效零部件進行幾何尺寸、機械性能加工恢復或升級的過程，對于無法再制造的零件則進行替換。第五個步驟是再裝配，是將再制造后的零件以及替換新備件裝配成再制造新品的過程。

（3）再制造的特點

①與維修的區別　維修是指在產品的使用階段為了保持或恢復到良好的技術狀態及正常運行而采用的技術措施。一般是在使用階段針對不能正常使用的零部件進行修復或更換，多以換件為主，輔以單個或小批量的零件進行修復，使產品能夠繼續使用，延長其有效使用壽命，具有典型的隨機性、原位性、應急性和小批量性的特點。維修使用的設備和技術一般較為落后，維修后所得的產品在質量和性能方面大多較難恢復到新品的使用水平。

再制造的對象一般是報廢的產品，將廢舊產品完全拆解，然后對所有的零件進行清洗、分類、檢測、再制造加工或替換、裝配，使產品質量達到甚至超過新品的質量和性能，獲得第二個使用壽命周期，像新品一樣重新投放市場。再制造能夠利用先進的再制造技術對大量同類報廢產品進行批量化修復，形成規模化生產，有利于實現生產的自動化，從而提高生產效率和資源利用率，使企業以最小的投入成本來獲得最大的經濟效益。再制造與維修的區別見表1-1。

②與再循環的區別　再循環是指企業將生產過程中的副產品進行資源化循環利用（圖1-3），它的基本途徑是對報廢零部件進行大批量回收，之后經過系統的分門別類再回爐處理。在再循環的過程中，減少了廢棄產品的數量，同時也減少了對原材料的開采，提高了資源利用效率。但是在回爐時，原先制造時所注入零件中的能源價值和勞動價值等附加值全面丟失，所獲得的產品只能作為原材料使用，而且在回爐以及以后的成形加工中又要消耗能源。

再制造則完全不同，它是以廢舊零部件為毛坯，通過專業化修復技術獲得高品質的產品，在修復過程中消耗的能源少，同時也最大限度地保存了廢舊零部件中的附加值，對能源和資源的消耗量以及廢棄物的排放量都遠低于產品的再循環過程。

再制造技術源于制造和維修技術，是制造和維修過程的延伸與擴展，以下是再制造的特點。

a.先進性。再制造過程中采用比原產品制造更先進的高新技術和現代生產管理，包括現代表面工程技術、先進的監測技術、先進的加工技術等。

b.創新性。再制造的對象是退役的產品，不同種類的廢舊產品、不同的使用環境、不同的失效模式，要求再制造應在傳統的基礎上進行創新，不斷采用新方法、新設備，呈現出動態性的特征，來解決產品因性能落后而面臨淘汰的問題。

c.經濟性。再制造對報廢產品的若干零部件進行了再利用，減少了廢棄物的數量，很大程度地保存了廢舊零部件中的附加值，減少了原材料和新產品生產過程中各種污染，保護了環境，使加工成本降低。既延長了產品的使用壽命，又間接地節約了資源，對生產者和消費者有一定的經濟性。

1.1.3　循環經濟與再制造

（1）循環經濟的支撐技術——再制造

黨的十八屆五中全會確立了“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念，要求建立綠色低碳循環發展產業體系，加快生態文明建設。“十三五”規劃《綱要》提出：創新是引領發展的第一動力，綠色是永續發展的必要條件和人民對美好生活追求的重要體現。再制造是綠色制造的關鍵技術之一，是將廢舊產品制造成“如新品一樣好”的再制造產品的循環過程，被譽為廢舊產品資源再循環的最佳形式。在機遇與挑戰并存的新時代背景下，需通過以下舉措促進循環經濟發展。

①強化技術服務支撐　循環經濟發展離不開關鍵技術的突破。再制造過程采用比原產品制造更先進的高新技術和現代生產管理，包括現代表面工程技術、先進的監測技術、先進的加工技術等，以保證再制造產品的使用性能。

②實施循環經濟重大工程　重大工程是發展循環經濟的重要推手。節能環保產業基地培育工程將有效推動支撐循環經濟發展的新興產業發展。再制造變廢為寶，使產品質量達到或超過新品的質量和性能，獲得第二個使用壽命周期，像新品一樣重新投放市場，減少資源消耗和對環境的污染，提高生產效率和資源利用率，使企業最小的投入成本來獲得最大的經濟效益。

③推動體制機制創新　按照“源頭預防、過程控制、損害賠償、責任追究”的思路，積極推動循環經濟制度創新。再制造對報廢產品的若干零部件進行了再利用，很大程度地保存了廢舊零部件中的附加值，使加工成本降低，直接減少了廢棄物的數量，充分利用了資源，減少了對原始資源的需求，從而減少了原材料和新產品生產過程中各種污染，保護了環境，不但對生產者和消費者有一定的經濟性，還有良好的綜合環保性。

（2）再制造對循環經濟的貢獻

①再制造的經濟效益顯著　2010年全球再制造業產值已超過1400億美元，當時預計到2015年年均增速10%，產業規模將達到2500億美元。美國是世界上再制造產業最發達的國家，擁有專業化再制造公司近10萬家，占全球再制造產業規模的70%。德國汽車維修零部件90%都是再制造品，擁有世界最大的二手機床及機床改造市場。日本從事機床再制造并具有一定規模的企業至少有20家，主要汽車公司的零部件回收利用率已達到95%以上。

②再制造的環保作用突出　廢舊機電產品經再制造可以減少原始礦藏開采、提煉以及新產品制造過程中造成的環境污染，能夠極大地節約資源，減少溫室氣體排放。美國環境保護局估計，如果美國汽車回收業的成果能夠被充分利用，對大氣污染水平將比目前降低85%，水污染處理量將比目前減少76%。

③再制造能緩解就業壓力　實施廢舊機電產品再制造，將可興起一批新興產業，解決大量就業問題。在2005年以前，美國的再制造業曾規劃到2005年安排100萬人，我國2020年如達到美國2005年水平，則創造就業將超過100萬人。美國的研究表明，再制造、再循環產業每100個人員就業，采礦業和固體廢棄物安全處理業將失去13人員就業。兩者相比較，可以看出再制造、再循環產業創造的就業機會遠大于其減少的就業機會。

④再制造的資源潛力巨大　2010年全國再制造業產值約為25億元。2013年以來，國家把再制造發展作為建設生態文明、實現綠色發展的重要方面，同年2月國務院發布《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》和8月國務院發布《關于加快發展節能環保業的意見》均明確提出：“抓好重點產品再制造”“推動再制造產業化發展”。據測算，全國役齡10年以上的傳統舊機床超過200萬臺，80%的在役工程機械超過保質期，廢汽車約500萬輛，若將其中的10%進行再制造，產值規模將超過千億元，再制造的潛力十分巨大。

⑤再制造向人民提供物美價廉的產品　通過開展以再制造為主要形式的廢舊機電產品資源化，充分提取了蘊涵在產品中的附加值，可以為人們提供物美價廉的產品，提高人民的物質生活水平。例如，再制造發動機，其質量、使用壽命達到甚至超過新品，并有完善的售后服務，而價格僅為新品的50%左右，可供不同收入階層和關心環保的人士使用。

⑥再制造能提升機電產品國際競爭力，擴大對外開放　發達國家相繼立法支持廢舊機電產品資源化，強化了對進口機電產品廢棄時的資源回收利用評價。例如，北美的工程機械要求全部實現再制造，其市場準入制度是制造商負責對售出使用5年或運行1萬小時的工程機械進行全部回收和再制造，并在回收的同時返還消費者產品價格50%的費用。這已成為我國工程機械進入國際市場的門檻，因此我國必須開展廢舊機電產品的再制造。如果我國企業能積極開展面向資源化回收的產品設計，并承擔起對自己產品實施再制造的責任，就可以避開這些國家的貿易壁壘、擴大出口。同時，還可對進入中國市場的外國機電產品，實施嚴格的資源回收利用評價。

基于循環經濟的解釋，再制造產業是以廢舊產品高科技維修為主要活動的產業，具有能源消耗少、科技含量高、設備工藝先進、排污少的特點。再制造出來的產品是新產品，不是舊產品，其質量與原產品相當或高于原產品，適應循環經濟發展需要。再制造產業將成為極具發展前景的新興產業，將是我國循環經濟產業化的重要實現形式。