工程機械發展趨勢——再制造

郭 明

南京工業大學，江蘇南京 210009

在全球倡導節能減排和國家大力實施的循環經濟大背景下，再制造的地位和作用變得日益突出，統計顯示，全球再制造每年節約的材料總量達1 400 萬t，這些材料可裝滿3 000km 長的火車；全球再制造每年節約的能量約為352 億kW·h（120 萬億Btu），相當于8 家核電站1 年產生的能量總和。2010 年5 月13 日，國家發改委、科技部以及工信部等11部委發布《關于推進再制造產業發展的意見》，對再制造產生的經濟社會效益給予了高度評價：“再制造與制造新品相比，可節能 60%，節材 70%，節約成本 50%，幾乎不產生固體廢物，大氣污染物排放量降低 80%以上。再制造有利于形成‘資源—產品—廢舊產品—再制造產品’的循環經濟模式，可以充分利用資源，保護生態環境，同時最大限度地挖掘制造業產品的潛在價值。

我國是起重機械制造及使用大國，以江蘇省為例，12 種主要機型起重機機械保有量達8 萬臺。隨著我國進入起重機械報廢的高峰期，再制造產業在社會、資源、環境效益等方面的優勢決定了發展再制造產業勢在必行。我國起重機械大多處于超負荷工作狀態，目前全省30%的在役起重機械超過保質期，如果將被淘汰的產品進行修復，便能以較少的成本，獲取較大的回報，并減少能源消耗。另外，與汽車零部件再制造相比，開展起重機械再制造具有先天、獨特的優勢：1）起重機械大多為重型裝備，大型結構件多，實施再制造可以更顯著的節約資源；2）再制造附加值更高；3）結構相對簡單，拆解、清洗、檢測、修復更易實現。

開展起重機械再制造研究，為起重機械再制造生產奠定理論和技術基礎也是增強我國起重機生產企業國際競爭力的需要。由于全球經濟的不確定性，市場的波動，原材料價格上漲等因素會擠壓許多制造行業的利潤空間。但“再制造”產品卻不受原材料的限制，而且價格低廉，使市場大大拓寬。因此像卡特彼勒、小松、日立建機等國際著名工程機械廠商，紛紛開設專業的工程機械再生廠，彌補利潤損失。有力的增強了自身的競爭力。在國內，像徐工、玉柴、柳工、中聯重科等知名企業也不斷加大工程機械再制造的投入。例如，徐工將投入27.4 億元實施全地面起重機建設項目，同時投入6.2 億元實施起重機再制造項目。

國外從20 世紀70 年代就已經開始了對再制造工程的研究與實踐。國外工程機械再制造研究內容主要集中在以下5 方面:

1）在產品的服役至報廢階段，評估產品損毀程度，結合先進技術，實現裝備的高技術修復，確保再制造產品的高性能；

2）通過對產品的全壽命周期的跟蹤，觀察產品的機械物理結構、產品表面以及內部材料的變化，尋找到合適且高效的再制造修復技術方法；

3）針對已達到技術壽命的產品，通過使用新型材料，新技術和新工藝等，對再制造產品進行升級；

4）預測產品的剩余壽命。使用先進的診斷技術和工具測量再制造產品的性能或老化特性 ；

5）再制造的研究技術的經驗積累為再制造產業的可持續性發展奠定基礎。

國外再制造技術中運用較為廣泛有換件修理法，尺寸修理法。換件修理法是將損傷零件整體更換為新品零件；尺寸修理法是將失配的零件表面尺寸加工修復到可以配合的范圍，如缸套的活塞環磨損失效后，通過鏜缸的方法恢復缸套的尺寸精度，再配以大尺寸的活塞環以完成再制造。

再制造產業已經在國外發展了30 多年，并且形成了循環經濟的重要組成部分。由于再制造產品的低成本與高利潤，再制造產品已經成為。目前，北美等地的工程機械已經要求全部實現再制造，為提高回收量，倡導全民回收，制造商承諾向消費者返還產品價格50%的費用，在此基礎上建立了嚴格的制度，即機械產品制造商必須負責對其售出使用5 年或是運行1 萬小時的產品進行全部回收和再制造。國外再制造產品主要涉及汽車以及汽車配件和工程機械領域。以國際工程機械巨頭——美國卡特彼勒公司為例，致力于再制造業務已有30 年，每年循環利用超過1億磅的報廢鐵，近10年的技術革新以及企業發展，逐漸成為再制造業巨頭。

雖然我國再制造產業發展起步較晚，但在國家領導高度重視和相關政策大力支持下，現階段我國再制造產業以實現國家目標為核心，以綠色環保節約能源為前提并且整個國內再制造產業的發展呈現出前所未有的良好發展態勢，同時在基礎理論研究與技術應用開發方面走在了世界前列。一方面拓展了產品全壽命周期理論，提出了各種現代表面技術、粘接技術、有關的再制造“毛坯”成形及再加工技術、快速成形技術等 ，旨在推進再制造學科的發展，另一方面創新了再制造產品使用年限評估理論，在廢舊的工程機械上運用先進技術將設備徹底翻新并確保達到高性能與高質量。目前，我們再制造理論基礎和相應的技術研究內容主要集中在一下4 個方面：1）裝備再制造工程設計基礎；2）裝備再制造質量控制技術；3）再制造關鍵技術與應用基礎；4）裝備應急維修技術。

我國目前已初步形成具有自主知識產權的基礎理論研究，運用表面工程技術作為再制造的主要技術，采用了一系列無損檢測技術，如渦流檢測、超聲波、金屬磁記憶等與相應的模擬測評手段，又結合力學、摩擦學、材料學等多學科理論，形成了具有技術集約和節能環保特性的中國特色再制造模式。在再制造實踐方面，以徐濱士院士領銜的裝備再制造技術國防重點實驗室已經走在了世界的前沿，發展、創新了多項先進的再制造關鍵，通過運用納米顆粒復合電刷鍍技術、等離子噴涂技術、新型高速電弧噴涂技術有效解決材料的耐高溫磨損及抗接觸疲勞問題、薄壁磨損零件修復問題以及表面防腐治理問題。

綜上所述，面對國內再制造市場特別是起重機再制造市場的繁榮，應該清醒的看到，與國外相比，從生產規模、零部件再制造能力、產品可靠性、質量穩定性等方面仍有不小差距，因此，國內各式起重機企業應當在轉變經營機制的基礎上，清醒認識自身存在的問題，解決當前國內生產的起重機液壓系統的滲漏、電器元件老化、接觸不良、失靈等存在的普遍現象，深入開展起重機零部件剩余壽命預測評估、失效零部件的失效分析、無損拆卸與分類回收、零部件表面處理工藝、再制造零部件的檢測與壽命評估等方面的研究，從而掌握起重機再制造方面的核心技術，形成具有中國特色的起重機再制造模式。科學制訂政策法規和有效實施長遠戰略，加快我國起重機械的技術創新，從優化產業機構、利用有限資源、降低制造成本、節能環保等方面生產具有自主產權的高性能、高質量、高可靠及低成本的起重機械。堅持走循環經濟路線，充分發揮再制造在起重機械中的作用，對節能、節材、保護環境、支持國家建設具有重要意義。

[1]劉俊英，張國勝，蔣伯平.表面工程技術-工程機械再制造的核心技術[J].獨家視角，2010(5):4-7.