工程機械再制造協同設計與質量保障關鍵技術及產業化

李強 LI Qiang

（遼寧軌道交通職業學院，沈陽 110036）

0 引言

工程機械再制造是指在原有工程機械的基礎上，通過先進的技術手段對設備進行修復、升級，使其達到新設備性能的工藝過程[1]。工程機械再制造產業具有廣闊的市場前景，有利于降低企業生產成本，提高資源利用效率，符合我國節能減排和綠色發展的戰略需求。因此，研究工程機械再制造協同設計與質量保障關鍵技術及其產業化具有重要的現實意義。

圖1 工程機械再制造流程

1 工程機械再制造協同設計的范疇

工程機械再制造協同設計作為一種綜合性、創新性的設計方法，其范疇涉及工程機械再制造的各個環節[2]。技術評估是基礎，通過對原有工程機械的深入分析，對設備的狀態、性能、壽命等方面進行評估，為后續設計提供依據。其次，根據評估結果，制定合理的再制造方案，包括設備改造、部件更換、技術升級等，以滿足再制造工程的目標和要求。接下來，設計優化是關鍵，通過運用先進的設計理念和技術手段，對工程機械的結構、性能、功能等方面進行優化，提高再制造設備的整體性能和可靠性。在這個過程中，需要各相關領域專業技術人員密切合作，共同開展設計優化工作。在工藝選擇方面，根據再制造設備的性能要求和成本預算，選擇合適的制造工藝和材料，確保再制造設備的性能和成本達到最優。同時，生產實施階段應嚴格按照設計方案和工藝要求進行，確保生產過程的順利進行。質量檢測與評價是工程機械再制造協同設計的重要環節。通過對再制造設備的性能、可靠性、安全性等方面進行檢測和評價，確保再制造設備達到預期的技術指標和使用要求。（表1）

表1 工程機械再制造協同設計的范疇

2 工程機械再制造質量保障關鍵技術內容概述

在工程機械再制造質量保障關鍵技術中，各環節相輔相成，共同確保再制造設備的優質性能。（表2）

表2 工程機械再制造質量保障關鍵技術

首先，再制造工藝技術作為核心環節，其對舊設備的拆解、清洗、檢測、修復、組裝及調試等工藝過程有嚴格的要求。通過研發先進的拆解與組裝技術、清洗與去污技術、無損檢測技術、故障診斷與預測技術、再制造修復技術以及調試與驗收技術等，可以有效提高再制造設備的性能和可靠性[1]。

其次，質量檢測與控制技術在確保再制造設備質量方面具有重要意義。通過性能檢測與分析、零部件壽命評估、裝配質量檢測等技術手段，實現對再制造過程的精細化管理和質量控制，確保再制造設備的性能達到預期目標。

再者，材料選擇與處理技術對再制造設備的耐用性和使用壽命具有直接影響。在再制造過程中，根據設備的使用環境和工作條件，合理選擇材料和優化處理工藝，如焊接、熱處理、涂層等技術，可以有效提高再制造設備的可靠性和使用價值。

最后，表面工程技術在再制造過程中也發揮著重要作用。通過表面處理技術，如噴涂、電鍍、激光熔覆等，可以提高再制造設備的抗磨損、抗腐蝕、抗疲勞等性能，延長設備使用壽命，確保再制造設備在實際應用中具有優越的性能。

3 工程機械再制造協同設計與質量保障關鍵技術應用問題探析

3.1 技術創新能力不足問題

工程機械再制造領域技術創新能力不足的問題在協同設計過程中表現得尤為明顯[3]。首先，在多領域、多學科的復雜技術問題中，實現技術創新具有一定的困難。在制造工藝方面，如何優化再制造工藝，提高生產效率和產品質量，降低生產成本，也是一個需要解決的問題。其次，在現有再制造技術中，存在一些局限性。例如，在表面處理技術方面，雖然激光熔覆技術可以提高零部件的耐磨性和抗疲勞性，但如何解決成本高、熔覆層性能不穩定等問題，限制了該技術在工程機械再制造領域的廣泛應用。在綠色制造方面，盡管環保理念逐漸被重視，但如何實現綠色制造技術在工程機械再制造過程中的實際應用，仍存在一定的技術難題。此外，在工程機械再制造行業中，缺乏核心技術。目前，我國在工程機械再制造領域的主要技術依賴于國外，缺乏具有自主知識產權的核心技術。例如，在工程機械的智能監控與診斷技術方面，雖然國內外企業都在積極研發，但如何實現更高的準確性和實時性，提高再制造設備的可靠性，仍需要進一步探索。

圖2 工程機械再制造與綠色制造

3.2 質量檢測體系不完善問題

在工程機械再制造協同設計過程中，質量檢測體系的不完善問題對再制造設備的性能和可靠性產生了負面影響。在質量檢測設備方面，部分企業仍然使用較為落后的檢測設備，導致檢測結果的準確性和可靠性受到限制[4]。例如，在零部件的尺寸檢測中，傳統的卡尺、微米計等檢測設備的精度較低，無法滿足再制造零部件的高精度要求。在檢測方法方面，當前質量檢測體系存在一定的不統一性。由于各個企業對檢測方法的選擇和實施存在差異，導致檢測結果的一致性和可比性受到影響。在質量檢測體系的管理方面，存在一定程度的不足。例如，如何在組織結構、人員培訓、檢測流程等方面進行優化，以保證檢測體系的正常運行和檢測結果的可靠性，是當前工程機械再制造領域需要關注的問題。

圖3 機械工件受損類型

3.3 協同設計水平提升的問題

在工程機械再制造領域，協同設計水平提升的問題已成為影響產品質量的關鍵因素。協同設計過程中，各相關領域專業技術人員之間的溝通、協作和整合能力對于設計效率和質量至關重要。然而，在實際操作中，由于各種原因，協同設計水平往往難以達到預期效果。例如，在跨學科、跨領域的協同設計過程中，技術人員可能存在知識結構差異、溝通障礙等問題，從而影響協同設計的效果。此外，在協同設計過程中，如何實現技術研發、產品設計、生產制造等環節的有機銜接，也是一個挑戰。例如，在工程機械再制造領域，由于各個環節之間的信息不對稱，可能導致設計方案的實施過程中出現難以預料的問題，從而影響產品質量。此外，協同設計過程中的資源整合也是一個重要問題。在實際操作中，由于各個領域之間的資源分配不均，可能導致協同設計過程中出現資源浪費或不足的情況。

3.4 產業化水平低的問題

在工程機械再制造領域，產業化水平較低的問題已成為制約協同設計成果廣泛應用的一個重要因素。第一，在產業化過程中，企業對再制造技術的研發和應用存在一定的局限性。例如，在再制造工藝方面，如何實現高效、環保、低成本的再制造技術，以滿足市場需求，是一個挑戰。此外，在再制造產品的推廣應用方面，如何提高用戶對再制造產品的認可度，消除他們的顧慮，也是一個需要解決的問題。第二，在產業化的發展環境中，存在一些不利于產業發展的因素。例如，當前我國在工程機械再制造領域的政策支持力度相對較小，相關法律法規和標準體系不完善，這在一定程度上限制了產業的發展。此外，由于工程機械再制造產業涉及多個領域，如何實現跨行業、跨領域的協同合作，提高資源整合效率，也是產業化發展過程中需要關注的問題。第三，在產業化的發展過程中，人才培養和引進也是一個重要的環節。如何培養和引進具有專業技能和綜合素質的人才，為產業發展提供人才保障，是當前工程機械再制造領域需要面對的問題。

4 工程機械再制造協同設計與質量保障關鍵技術應用改進策略

4.1 技術創新能力提升策略

技術創新能力提升策略在工程機械再制造領域具有重要意義。為實現更高的設計水平和質量保障，企業需關注以下幾個方面。通過強化產學研合作，促進高校、科研機構與企業的緊密合作，以提高再制造領域的技術創新能力。例如，某工程機械再制造企業與高校共同開展產學研項目，合作研發了一種新型環保的再制造工藝，顯著提高了協同設計水平。加大對核心技術和關鍵零部件研發的投入，通過技術引進、消化、吸收和再創新，形成具有自主知識產權的核心技術。這有助于企業在激烈的市場競爭中保持競爭優勢。建立技術創新團隊，加強人才培養和引進，提高團隊整體的技術創新水平和協同能力。通過這些措施，企業可以不斷提升技術創新能力，從而為工程機械再制造領域的協同設計提供有力支持，使產品質量得到有效保障。

4.2 質量檢測體系改進策略

為了提升工程機械再制造協同設計的質量保證，優化質量檢測體系顯得尤為重要。具體的改進策略包括：首先，更新現有的檢測設備，提升檢測的精確度，以確保檢測結果的可信度和精確度。其次，推動無損檢測方法的標準化和互認，從而提高檢測的效率和一致性。最后，強化對檢測人員的培訓和管理，提升他們的檢測技能和責任感。舉例來說，某工程機械再制造企業引入了如三維掃描儀、光譜分析儀等先進的檢測設備和技術，這不僅提升了零部件檢測的準確度，也進一步提高了質量保障的水平。

4.3 協同設計水平提升策略

協同設計在工程機械再制造領域中具有舉足輕重的地位。為提升協同設計水平，企業需采取一系列措施。首先，強化各相關領域專業技術人員的創新能力、協作能力和整合能力的培養，以提高協同設計效率和質量。其次，構建多領域、多學科的協同設計平臺，促進技術研發、產品設計、生產制造等環節的有機銜接。最后，推動跨行業、跨領域的協同合作，提高資源整合效率。舉例來說，某工程機械再制造企業成功建立了跨學科、跨領域的協同設計團隊，通過高效合作和資源整合，實現了協同設計水平的提升，從而確保產品質量得到有效保障。這些措施有助于企業克服再制造過程中的技術難題，提高工程機械再制造的整體質量。

4.4 產業化發展促進策略

為了加速工程機械再制造協同設計的產業化進程，企業需要關注幾個關鍵方面。一是需要得到政府的大力支持和引導，這包括完善相關的法律法規和標準體系，為產業發展提供一個良好的政策環境。二是需要促進產業鏈上下游企業的深度合作，實現優勢互補、資源共享，以提高整個產業鏈的競爭力。三是加大人才培養和引進的力度，為產業發展提供有力的人才支持。舉例來說，某地方政府出臺了一系列支持工程機械再制造產業的政策，如稅收優惠、補貼等，這些政策吸引了眾多企業和人才投身于該領域，從而促進了產業化進程。這些措施將有助于我國工程機械再制造產業的健康、快速發展。（表3）

表3 技術改進前后對比

5 結語

工程機械再制造協同設計與質量保障關鍵技術的研究與應用對于提高我國工程機械再制造產業的核心競爭力具有重要意義。未來，隨著技術創新的不斷深入，協同設計理念的不斷完善，以及產業化發展的持續推進，我國工程機械再制造領域的協同設計必將取得更大的突破，為我國的經濟發展和社會進步做出更大的貢獻。