汽车零部件再制造系统的研究

李素华，段齐明

（江汉大学 机电与建筑工程学院，武汉 430056）

0 引言

汽车产业在我国占有着巨大的市场领域，是我国经济发展的支柱产业。但它在为人类创造巨大物质财富、便利交通的同时也消耗了大量的自然资源，产生了大量的废弃物，给环境造成了严重的污染。2010年，我国汽车产销量超过1800万辆，已成为世界第一汽车产销大国，2011年我国汽车保有量已增加到7000万辆。由此将导致报废汽车的数量急剧增加。废旧汽车传统的材料回收利用已经不适合我国发展循环经济，建设节约型社会的战略要求。并且我国人均资源占有量极低，如何合理利用和有效节约自然资源对我们未来的发展来说是首要问题。因此，可持续发展要求我们进入人与自然和谐相处的再制造时代。

再制造是以旧的机器设备为毛坯，采用专门的工艺和技术，在原有制造的基础上进行一次新的制造，而且重新制造出来的产品无论是性能还是质量都不亚于原先的新品。它能够节约能源和自然资源、填埋空间，还能通过减少材料重熔从而减少再循环过程中造成的空气污染。因此，开展汽车零部件再制造，设计与完善汽车零部件再制造系统就显得尤其重要。

1 再制造的内涵

美国波士顿大学Robert T.Lund教授于1984年最早提出了再制造的定义：再制造是将失效的耐用产品经过拆解、清洗检查、整修加工、重新装配、调整测试恢复到既能用又经济的状态的生产过程[1]。

中国工程院院士徐滨士指出：再制造是指以装备全寿命周期理论为指导，以实现废旧装备性能提升为目标，以优质、高效、节能、节材、环保为准则，以先进技术和产业化生产为手段，进行修复、改造废旧装备的一系列技术措施或工程活动的总称[2]。

在新零件的制造过程中，需要消耗各种资源、能源，其中大部分一旦投入使用就会消失，转化成了零部件的附加值。所以，对废旧零部件做材料回收处理是一种浪费，不仅浪费了其本身的附加值，而且在回收过程中还要继续消耗各种资源、能源。并且许多废旧零部件仍然处于其寿命的第二个阶段，失效率非常低，可靠性期望值高，这样的零部件具有良好的可再造性能。汽车零部件再制造的内涵就是最大限度的挖掘废旧零部件中的潜在价值，对具有可再造性的废旧零部件应用先进的修复技术和专业化的设备把其制造成如新品一样好甚至超过新品性能使其进入全新的第二次生命周期。

汽车零部件再制造的工艺流程主要分为预清洗、拆解、再清洗、检测与分类、再制造加工、再装配与试验、打再制造标志等七步。其中预清洗是为拆解做准备的，而拆解是再制造过程中最关键的一步，废旧零部件必须被拆解为单个零部件才能够进行再制造。零件的再清洗质量直接影响着零件表面分析、表面检测、再制造加工、装配等工艺流程，进而会影响再制造零部件的质量和成本。再制造加工是利用高新技术来恢复或提升废旧零部件的性能，是再制造活动中最重要的核心环节。再装配是将再制造后的零件以及替换的新备件装配成再制造品的过程。同时，再制造品要100%的检验，可靠性通常比随机抽样的要高，是再制造零部件质量的根本保障。

2 我国汽车零部件再制造业的现状

目前，我国汽车零部件再制造业刚刚起步，处于“探索试验”“统筹规划”“制定标准法规”的阶段。20世纪以来，我国不断有企业进行着再制造的实践探索，如1998年投入运营的济南复强动力有限公司是中国重汽集团公司与英国SANDWELL公司合资创办的专业化发动机再制造公司，其发动机及其零部件的再制造生产线，现已通过ISO9001：2000质量管理体系认证、TS16949质量管理体系认证，发动机再制造能力已达到年产50000台。2008年5月，国家发改委出台了《汽车零部件再制造管理办法》并选择确定了14家整车生产企业和零部件再制造企业，开展汽车零部件再制造试点。2010年《关于推进再制造产业发展的意见》提出深化汽车零部件再制造试点。以推进汽车发动机、变速箱、发电机、起动机等零部件再制造为重点，加大资金投入，规范流通市场，完善回收体系，消除制度瓶颈。在此基础上，将试点范围扩大到水泵、油泵、压缩机、传动轴等部件。2011年，全国人大审议通过的“十二五”规划纲要明确把“再制造产业化”作为循环经济的重点工程之一。大众汽车集团和中国一汽集团合资建立了的汽车动力总成再制造基地——大众一汽发动机（大连）有限公司的再制造项目，在大连金州新区于2011年8月27日举行了投产庆典。大众一汽发动机，初期投资约1亿元人民币，目前主要进行发动机再制造，未来将变速箱再制造也纳入其中。项目初期计划年生产再制造发动机5000台，到2014年，再制造发动机产能将达到15000台，产品将很快覆盖到大众汽车集团在中国的诸多车型。并且我国一直都在积极的进行再制造技术领域的探索研究，同时也有很多企业和科研单位参加了此研究项目。如装甲兵工程学院建立了装备再制造技术国防科技重点实验室。但如何高效的对废旧汽车零部件进行再制造，将制造业的单一生命周期发展成再制造的多生命周期循环，还仍需要统筹兼顾再制造的各个相关环节、对其进行科学的规划及系统化的分析。

3 汽车零部件再制造系统的研究

3.1 传统再制造系统

传统汽车零部件再制造系统如图1所示，主要由回收，再制造，销售，使用，服务与维修等部分组成。

图1 传统的汽车零部件再制造系统

通过对大量实例的研究和现有资料的的分析总结，传统的再制造系统的生产活动过程中存在着以下五个不确定性[3]。

1）废旧产品的数量和到货时间的不确定。

2）回收产品的再制造数量与市场需求的不确定。3）废旧产品的可拆解性及拆解时间的不确定性。4）回收产品的可再制造率不确定。5）再制造加工工序不确定。

正是由于这些不确定性的存在，将会给从事汽车零部件再制造生产活动中的物流、库存、人员调度、管理决策、生产规划和资源分配等带来严重的负担，造成不必要的浪费，尤其是供需关系的不确定，有可能会导致生产过剩，甚至生产出已无市场需求的再制造产品，给从事汽车零部件再制造生产的企业带来严重的损失，导致资源的浪费。而这些不确定性主要是由有效信息不能快速传递或没有传递造成的。

3.2 再制造系统的优化设计

针对传统再制造系统所存在的问题与不确定性，在原有的系统模型上进行了优化设计，如图2所示。

新的汽车零部件再制造系统是以管理信息系统应用为基础，对汽车零部件再制造生产活动过程进行控制，需要掌握能够反映生产在时间上的运动状况和在空间上的分布状况的信息，因此，信息是管理控制汽车零部件再制造系统的前提，管理信息系统的采用有利于及时的做出正确的管理决策；有利于解决一些结构性问题，实现一个相对稳定的，协调的生产环境。信息将会成为汽车零部件再制造系统的驱动力。

图2 优化的汽车零部件再制造系统

可再制造性预检测，是从剩余寿命、可拆解性、再制造成本、市场需求等方面进行综合评估，将不具有再制造性的废旧零部件及时剔除汽车零部件再制造系统，对其进行材料回收或无公害处理。避免在后续的生产中产生不必要的浪费和损失。最后形成有目标的对废旧零部件进行回收，以市场需求拉动再制造生产。失效与质量分析中心，就是对废旧零部件的失效原因及再制造后的不合格产品进行质量分析，记录数据及对所得数据进行统计分析，并将分析结果反馈给制造部门与设计部门，进而指导它们改进生产工艺或优化产品的设计，同时，也为我国汽车零部件再制造产业的发展积累了宝贵经验数据，对再制造产业的快速发展有着巨大的意义，并且我国现在的汽车制造水平、技术水平还比较落后，所以，我们要充分的利用再制造系统中的失效与质量分析中心的优势，不断的改进和提高我国汽车的制造水平及技术等级。

综上所述，汽车零部件再制造系统应以先进的信息技术为手段，快速的对信息进行采集、整理、加工、传播、存储和利用为基础，以资源消耗最少，对环境污染最小为目标，具有失效与质量的分析统计功能，对参加汽车废旧零部件再制造的人或相关部门等活动的总称。

4 汽车零部件再制造对我国的意义

再制造是循环经济“再利用”的高级形式。加快发展汽车零部件再制造产业是建设“资源节约型、环境友好型”社会的客观要求。是实施可持续发展战略的有效手段。对我国汽车工业发展有着重要意义。

1）缓解就业压力：汽车零部件再制造活动是一个劳动密集型行业，由于再制造工序与工艺的特殊性，决定其与相同产品的制造部门相比较，通常需要3倍～5倍的劳动人员。

2）有利于环境保护：汽车零部件再制造大幅度减少了报废设备零部件直接掩埋对地下水和大气的毒害和污染；避免采用粉碎、磁筛选、回炉、冶炼的方式对环境造成二次污染；大幅度减少了零部件初始制造过程中对环境的污染与危害。

3）节能节材：据科学家推算每年全球再制造节约能源量相当于8家核电站的年发电总量，每年节约的材料总量高达14000000吨相当于可以装满230000节车厢，在铁路上排列起来将长达3000km[4]。

4）有效的降低汽车的使用成本：在汽车的售后市场，汽车零部件的再制造能够为汽车的维护与维修提供可供选择的方案，保证在最低的费用投入下，提高客户的满意度，有利于解决“买车易，养车难”的矛盾，能够维持汽车售后市场健康快速的发展。

发展汽车零部件再制造产业有利于形成新的经济增长点，加快发展再制造产业是促进制造业与现代服务业发展的有效途径。发展再制造产业还能使制造企业有能力投入更多精力进行新产品的研发和设计，形成良性循环，对推动我国制造业的产业结构调整、产品更新换代、技术进步和人员素质提高十分有利。

5 结束语

目前，我国汽车零部件再制造正处于起步阶段，很多法规标准还不是很完善，还存在着以下五个问题。

1）在新零部件设计的过程中还未形成面向拆解的设计理念。

2）消费者对再制造零部件的认知度比较低，缺乏质量信任。

3）尚未建立畅通的回收渠道，不能保证充足的再制造毛坯供应。

4）我国汽车零部件市场秩序混乱，商品良莠不齐。

5）专业人才十分匮乏，自主研发能力不强，制造技术、工艺比较落后。

只有解决以上问题，在相应政策的引导下汽车零部件再制造系统才能高效的运行，以推动汽车零部件再制造产业的良性发展。

[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] 徐滨士等. 绿色再制造工程及其在我国应用的前景[R].工程科技与发展战略咨询报告集, 2001: 4-31.

[3] 储江伟. 汽车再生工程[M]. 北京: 人民交通出版社,2007: 172-173.

[4] 罗尔夫·施泰因希尔佩. 再制造-再循环的最佳形式[M] .北京: 国防工业出版社, 2006: 110-113.