汽車零部件再制造系統的研究

李素華，段齊明

（江漢大學 機電與建筑工程學院，武漢 430056）

0 引言

汽車產業在我國占有著巨大的市場領域，是我國經濟發展的支柱產業。但它在為人類創造巨大物質財富、便利交通的同時也消耗了大量的自然資源，產生了大量的廢棄物，給環境造成了嚴重的污染。2010年，我國汽車產銷量超過1800萬輛，已成為世界第一汽車產銷大國，2011年我國汽車保有量已增加到7000萬輛。由此將導致報廢汽車的數量急劇增加。廢舊汽車傳統的材料回收利用已經不適合我國發展循環經濟，建設節約型社會的戰略要求。并且我國人均資源占有量極低，如何合理利用和有效節約自然資源對我們未來的發展來說是首要問題。因此，可持續發展要求我們進入人與自然和諧相處的再制造時代。

再制造是以舊的機器設備為毛坯，采用專門的工藝和技術，在原有制造的基礎上進行一次新的制造，而且重新制造出來的產品無論是性能還是質量都不亞于原先的新品。它能夠節約能源和自然資源、填埋空間，還能通過減少材料重熔從而減少再循環過程中造成的空氣污染。因此，開展汽車零部件再制造，設計與完善汽車零部件再制造系統就顯得尤其重要。

1 再制造的內涵

美國波士頓大學Robert T.Lund教授于1984年最早提出了再制造的定義：再制造是將失效的耐用產品經過拆解、清洗檢查、整修加工、重新裝配、調整測試恢復到既能用又經濟的狀態的生產過程[1]。

中國工程院院士徐濱士指出：再制造是指以裝備全壽命周期理論為指導，以實現廢舊裝備性能提升為目標，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，進行修復、改造廢舊裝備的一系列技術措施或工程活動的總稱[2]。

在新零件的制造過程中，需要消耗各種資源、能源，其中大部分一旦投入使用就會消失，轉化成了零部件的附加值。所以，對廢舊零部件做材料回收處理是一種浪費，不僅浪費了其本身的附加值，而且在回收過程中還要繼續消耗各種資源、能源。并且許多廢舊零部件仍然處于其壽命的第二個階段，失效率非常低，可靠性期望值高，這樣的零部件具有良好的可再造性能。汽車零部件再制造的內涵就是最大限度的挖掘廢舊零部件中的潛在價值，對具有可再造性的廢舊零部件應用先進的修復技術和專業化的設備把其制造成如新品一樣好甚至超過新品性能使其進入全新的第二次生命周期。

汽車零部件再制造的工藝流程主要分為預清洗、拆解、再清洗、檢測與分類、再制造加工、再裝配與試驗、打再制造標志等七步。其中預清洗是為拆解做準備的，而拆解是再制造過程中最關鍵的一步，廢舊零部件必須被拆解為單個零部件才能夠進行再制造。零件的再清洗質量直接影響著零件表面分析、表面檢測、再制造加工、裝配等工藝流程，進而會影響再制造零部件的質量和成本。再制造加工是利用高新技術來恢復或提升廢舊零部件的性能，是再制造活動中最重要的核心環節。再裝配是將再制造后的零件以及替換的新備件裝配成再制造品的過程。同時，再制造品要100%的檢驗，可靠性通常比隨機抽樣的要高，是再制造零部件質量的根本保障。

2 我國汽車零部件再制造業的現狀

目前，我國汽車零部件再制造業剛剛起步，處于“探索試驗”“統籌規劃”“制定標準法規”的階段。20世紀以來，我國不斷有企業進行著再制造的實踐探索，如1998年投入運營的濟南復強動力有限公司是中國重汽集團公司與英國SANDWELL公司合資創辦的專業化發動機再制造公司，其發動機及其零部件的再制造生產線，現已通過ISO9001：2000質量管理體系認證、TS16949質量管理體系認證，發動機再制造能力已達到年產50000臺。2008年5月，國家發改委出臺了《汽車零部件再制造管理辦法》并選擇確定了14家整車生產企業和零部件再制造企業，開展汽車零部件再制造試點。2010年《關于推進再制造產業發展的意見》提出深化汽車零部件再制造試點。以推進汽車發動機、變速箱、發電機、起動機等零部件再制造為重點，加大資金投入，規范流通市場，完善回收體系，消除制度瓶頸。在此基礎上，將試點范圍擴大到水泵、油泵、壓縮機、傳動軸等部件。2011年，全國人大審議通過的“十二五”規劃綱要明確把“再制造產業化”作為循環經濟的重點工程之一。大眾汽車集團和中國一汽集團合資建立了的汽車動力總成再制造基地——大眾一汽發動機（大連）有限公司的再制造項目，在大連金州新區于2011年8月27日舉行了投產慶典。大眾一汽發動機，初期投資約1億元人民幣，目前主要進行發動機再制造，未來將變速箱再制造也納入其中。項目初期計劃年生產再制造發動機5000臺，到2014年，再制造發動機產能將達到15000臺，產品將很快覆蓋到大眾汽車集團在中國的諸多車型。并且我國一直都在積極的進行再制造技術領域的探索研究，同時也有很多企業和科研單位參加了此研究項目。如裝甲兵工程學院建立了裝備再制造技術國防科技重點實驗室。但如何高效的對廢舊汽車零部件進行再制造，將制造業的單一生命周期發展成再制造的多生命周期循環，還仍需要統籌兼顧再制造的各個相關環節、對其進行科學的規劃及系統化的分析。

3 汽車零部件再制造系統的研究

3.1 傳統再制造系統

傳統汽車零部件再制造系統如圖1所示，主要由回收，再制造，銷售，使用，服務與維修等部分組成。

圖1 傳統的汽車零部件再制造系統

通過對大量實例的研究和現有資料的的分析總結，傳統的再制造系統的生產活動過程中存在著以下五個不確定性[3]。

1）廢舊產品的數量和到貨時間的不確定。

2）回收產品的再制造數量與市場需求的不確定。3）廢舊產品的可拆解性及拆解時間的不確定性。4）回收產品的可再制造率不確定。5）再制造加工工序不確定。

正是由于這些不確定性的存在，將會給從事汽車零部件再制造生產活動中的物流、庫存、人員調度、管理決策、生產規劃和資源分配等帶來嚴重的負擔，造成不必要的浪費，尤其是供需關系的不確定，有可能會導致生產過剩，甚至生產出已無市場需求的再制造產品，給從事汽車零部件再制造生產的企業帶來嚴重的損失，導致資源的浪費。而這些不確定性主要是由有效信息不能快速傳遞或沒有傳遞造成的。

3.2 再制造系統的優化設計

針對傳統再制造系統所存在的問題與不確定性，在原有的系統模型上進行了優化設計，如圖2所示。

新的汽車零部件再制造系統是以管理信息系統應用為基礎，對汽車零部件再制造生產活動過程進行控制，需要掌握能夠反映生產在時間上的運動狀況和在空間上的分布狀況的信息，因此，信息是管理控制汽車零部件再制造系統的前提，管理信息系統的采用有利于及時的做出正確的管理決策；有利于解決一些結構性問題，實現一個相對穩定的，協調的生產環境。信息將會成為汽車零部件再制造系統的驅動力。

圖2 優化的汽車零部件再制造系統

可再制造性預檢測，是從剩余壽命、可拆解性、再制造成本、市場需求等方面進行綜合評估，將不具有再制造性的廢舊零部件及時剔除汽車零部件再制造系統，對其進行材料回收或無公害處理。避免在后續的生產中產生不必要的浪費和損失。最后形成有目標的對廢舊零部件進行回收，以市場需求拉動再制造生產。失效與質量分析中心，就是對廢舊零部件的失效原因及再制造后的不合格產品進行質量分析，記錄數據及對所得數據進行統計分析，并將分析結果反饋給制造部門與設計部門，進而指導它們改進生產工藝或優化產品的設計，同時，也為我國汽車零部件再制造產業的發展積累了寶貴經驗數據，對再制造產業的快速發展有著巨大的意義，并且我國現在的汽車制造水平、技術水平還比較落后，所以，我們要充分的利用再制造系統中的失效與質量分析中心的優勢，不斷的改進和提高我國汽車的制造水平及技術等級。

綜上所述，汽車零部件再制造系統應以先進的信息技術為手段，快速的對信息進行采集、整理、加工、傳播、存儲和利用為基礎，以資源消耗最少，對環境污染最小為目標，具有失效與質量的分析統計功能，對參加汽車廢舊零部件再制造的人或相關部門等活動的總稱。

4 汽車零部件再制造對我國的意義

再制造是循環經濟“再利用”的高級形式。加快發展汽車零部件再制造產業是建設“資源節約型、環境友好型”社會的客觀要求。是實施可持續發展戰略的有效手段。對我國汽車工業發展有著重要意義。

1）緩解就業壓力：汽車零部件再制造活動是一個勞動密集型行業，由于再制造工序與工藝的特殊性，決定其與相同產品的制造部門相比較，通常需要3倍～5倍的勞動人員。

2）有利于環境保護：汽車零部件再制造大幅度減少了報廢設備零部件直接掩埋對地下水和大氣的毒害和污染；避免采用粉碎、磁篩選、回爐、冶煉的方式對環境造成二次污染；大幅度減少了零部件初始制造過程中對環境的污染與危害。

3）節能節材：據科學家推算每年全球再制造節約能源量相當于8家核電站的年發電總量，每年節約的材料總量高達14000000噸相當于可以裝滿230000節車廂，在鐵路上排列起來將長達3000km[4]。

4）有效的降低汽車的使用成本：在汽車的售后市場，汽車零部件的再制造能夠為汽車的維護與維修提供可供選擇的方案，保證在最低的費用投入下，提高客戶的滿意度，有利于解決“買車易，養車難”的矛盾，能夠維持汽車售后市場健康快速的發展。

發展汽車零部件再制造產業有利于形成新的經濟增長點，加快發展再制造產業是促進制造業與現代服務業發展的有效途徑。發展再制造產業還能使制造企業有能力投入更多精力進行新產品的研發和設計，形成良性循環，對推動我國制造業的產業結構調整、產品更新換代、技術進步和人員素質提高十分有利。

5 結束語

目前，我國汽車零部件再制造正處于起步階段，很多法規標準還不是很完善，還存在著以下五個問題。

1）在新零部件設計的過程中還未形成面向拆解的設計理念。

2）消費者對再制造零部件的認知度比較低，缺乏質量信任。

3）尚未建立暢通的回收渠道，不能保證充足的再制造毛坯供應。

4）我國汽車零部件市場秩序混亂，商品良莠不齊。

5）專業人才十分匱乏，自主研發能力不強，制造技術、工藝比較落后。

只有解決以上問題，在相應政策的引導下汽車零部件再制造系統才能高效的運行，以推動汽車零部件再制造產業的良性發展。

[1] Robert Lund T.Remanufacturing. The Experience of the USA and Implications for the Developing Countries[M] .World Bank Technical papers, 1984: 1-20.

[2] 徐濱士等. 綠色再制造工程及其在我國應用的前景[R].工程科技與發展戰略咨詢報告集, 2001: 4-31.

[3] 儲江偉. 汽車再生工程[M]. 北京: 人民交通出版社,2007: 172-173.

[4] 羅爾夫·施泰因希爾佩. 再制造-再循環的最佳形式[M] .北京: 國防工業出版社, 2006: 110-113.