[科普中国]-再制造

再制造（Remanufacture）就是让旧的机器设备重新焕发生命活力的过程。它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。

简介科学的说，再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业，它针对的是损坏或将报废的零部件，在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上，进行再制造工程设计，采用一系列相关的先进制造技术，使再制造产品质量达到或超过新品。

再制造工程的定义再制造工程是一个统筹考虑产品零部件全生命周期管理的系统工程，是利用原有零部件并采用再制造成型技术（包括高新表面工程技术及其他加工技术），使零部件恢复尺寸、形状和性能，形成再制造的产品。主要包括在新产品上重新使用经过再制造的旧部件，以及在产品的长期使用过程中对部件的性能、可靠性和寿命等通过再制造加以恢复和提高，从而使产品或设备在对环境污染最小，资源利用率最高，投入费用最小的情况下重新达到最佳的性能要求。再制造工程被认为是先进制造技术的补充和发展，是21世纪极具潜力的新型产业。

图所示为产品的生命周期过程简图。由图可以看出再制造与维修、回收的区别。以往的产品报废后，一部分是将可再生的材料进行回收，一部分将不可回收的材料进行无害化处理。在产品的生命周期过程中维修主要是针对在使用过程中因磨损或腐蚀等原因而不能正常使用的个别零件的修复。而再制造是在整个产品报废后，通过采用先进的技术手段对其进行再制造形成新的产品。再制造过程不但能提高产品的使用寿命，而且可以影响产品的设计，最终达到产品的全生命周期费用最小，保证产品创造最大的效益。此外，再制造虽然与传统的回收利用有类似的环保目标，但回收利用（如熔化钢铁和溶解纸张）主要是材料的重新利用，而再制造技术是一种零部件功能性恢复技术，可以从废弃产品中获取零部件的最高价值，甚至获得更高性能的再制造产品。由此可见，再制造是对产品的第二次投资，更是使产品升值的重要举措1。

再制造过程产品的再制造过程一般包括七个步骤，即产品清洗、目标对象拆卸、清洗、检测、再制造零部件分类、再制造技术选择、再制造、检验等。

1.产品清洗

产品清洗是再制造工程的重要一步。清洗的清洁度对于产品性能的检测，再制造目标对象的准确确定等非常重要。其目的是清除产品外部尘土、油污、泥沙等脏物。外部清洗一般采用1～10MPa压力的冷水进行冲洗。对于密度较大的厚层污物，可以加入适量的化学清洗剂，并提高喷射压力和温度。常用的清洗设备包括：单枪射流清洗机、多喷嘴射流清洗机等。

2.目标对象拆卸

通过分析产品零部件之间的约束关系，确定目标对象的拆卸路径，完成目标对象拆卸。

3.目标对象清洗

目标对象的清洗就是根据目标对象的材质、精密程度、污染物性质不同，以及零件清洁度的要求，选择适宜的设备、工具、工艺和清洗介质，对目标对象进行清洗。目标对象清洗有助于发现目标对象的问题和缺陷，在零件再制造过程中具有重要的意义。

4.目标对象检测

目标对象检测不仅影响再制造的质量，也影响再制造的成本。零件从机器上拆下后，需要通过检测确定技术状态。常用的检测内容和方法有：

（1）零件几何形状精度。检测项目有：圆度、圆柱度、平面度、直线度、线轮廓度和面轮廓度等。检测一般采用通用量具，如游标量具、螺旋测微量具、量规、千分表、百分表。

（2）零件表面位置精度。检测项目有：同轴度、对称度、位置度、平行度、垂直度、斜度以及跳动等，检测一般采用心轴、量规和百分表等通用量具相互配合进行测量。

（3）零件表面质量。检测项目有：疲劳剥落、腐蚀麻点、裂纹与刮痕等，裂纹可采用渗透探伤、磁粉探伤、涡流探伤以及超声波探伤等。

（4）零件内部缺陷。内部缺陷包括裂纹、气孔、疏松、夹杂等。主要用射线及超声波探伤检查，对于近表面的缺陷，也可用磁粉探伤和涡流探伤等。

（5）零件机械物理性能。零件的硬度可用电磁感应、超声和剩磁等方法进行无损检测；硬化层深度、磁导率等可用电磁感应法进行无损检验；表面应力状态可采用X射线、光弹、磁性和超声波等方法测量。

（6）零件重量与平衡。有些零件如活塞、活塞连杆组的重量差需要检测。有些高速零件，如曲轴飞轮组、汽车传动轴等需要进行动平衡检查。高速零件不平衡将引起振动，并对其他零部件形成附加动载荷，加速零件磨损或其他损伤。动平衡需要在专门的动平衡机上进行。

5.再制造零部件分类

再制造零部件应根据其几何形状、损坏性质和工艺特性的共同性分类。零件分类的目的主要有：

①用以制定典型工艺过程和成组工艺过程。

②确定通用的再制造设备，以再制造成组的类似零件。

③合理组织工作地点。

④对相同的和类似的零件进行再制造时，消除定额指标的差异。

⑤使得统计、计划生产及其他作业实现机械化。

⑥建立合理的车间内和车间之间的运输图。

⑦对再制造企业的零件再制造工段和车间选择最佳的生产结构。

综上所述，再制造零件的分类为再制造企业采用大批量或批量方法实现再制造提供了条件。

6.再制造技术选择

根据再制造企业的技术水平、目标对象的损坏情况以及各种再制造技术的技术、经济和环境特性选择适宜的再制造技术。

7.再制造

根据所选的再制造技术，进行目标对象的再制造。

8.检验

对再制造后的目标零件进行检验，看是否达到技术要求。其具体内容和方法同目标对象检测2。

发展2005年，国务院在《关于加快发展循环经济的若干意见》中明确提出支持发展再制造，第一批循环经济试点将再制造作为重点领域。2009年1月实施的《循环经济促进法》将再制造纳入法制化轨道。

据数据显示，2010年5月，国家发展和改革委员会等11部门31日联合发文宣布，我国将以汽车发动机、变速箱、发电机等零部件再制造为重点，把汽车零部件再制造试点范围扩大到传动轴、机油泵、水泵等部件；同时，推动工程机械、机床等再制造，大型废旧轮胎翻新。

根据发展改革委、科技部、工业和信息化部、公安部、财政部、环保部、商务部等11个部门联合发布的文件，到2009年底，我国汽车零部件再制造试点已形成汽车发动机、变速箱、转向机、发电机共23万台套的再制造能力。我国在再制造基础理论和关键技术研发领域取得重要突破，开发应用的自动化纳米颗粒复合电刷镀等再制造技术已经达到国际先进水平。再制造是指将废旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程，再制造产品达到与原有新品相同的质量和性能，是循环经济“再利用”的高级形式。与制造新品相比，再制造产品可节省成本50%，节能60%，节材70%，几乎不产生固体废物。所以再制造产业前景广阔。

理化特性再制造是一个物理过程，比如，用旧了的发动机，经过一番修复、改造后，最后装成的仍然是一台发动机，而不是别的什么。由此看来，再制造不同于废旧物资回收利用。

再制造也具有化学过程的特征。虽然旧的发动机经再制造后仍是发动机，但是它的原材料或构件已经脱胎换骨，而且再制造的产品不是“二手货”，而是一种全新的产品，所以再制造也不等于一般的原材料循环利用。

再制造的本质是修复，但它不是简单的维修。再制造的内核是采用制造业的模式搞维修，是一种高科技含量的修复术，而且是一种产业化的修复，因而再制造是维修发展的高级阶段，是对传统维修概念的一种提升和改写。

“全寿命周期”这个概念就是由再制造生发的。通常我们说产品寿命周期，指的就是产品的制造、使用和报废处理三个阶段，再制造产业诞生后，产品的寿命周期就不仅要考虑上述三个阶段，而且在产品设计时就充分考虑产品维护以及采用包括再制造在内的先进技术对报废产品进行修复和再造，从而产品性能和价值得以延续。换言之，在全寿命周期概念中，应该报废的产品其寿命并未终结，经过再制造之手，它可以再度使用，因而产品的全寿命周期链条就拉长为产品的制造、使用、报废、再制造、再使用、再报废。

再制造不但能延长产品的使用寿命，提高产品技术性能和附加值，还可以为产品的设计、改造和维修提供信息，最终以最低的成本、最少的能源资源消耗完成产品的全寿命周期。国内外的实践表明，再制造产品的性能和质量均能达到甚至超过原品，而成本却只有新品的1/4甚至1/3，节能达到60%以上，节材70%以上。业内人士认为，最大限度地挖掘制造业产品的潜在价值，让能源资源接近“零浪费”，这就是发展再制造产业的最大意义所在。

产业门槛显然，再制造是有产业门槛的：

首先，必须考量再制造产品的经济性。

如果产品价值或所耗费的资源十分低廉，就失去了再制造的价值。其次，需要考量再制造产品的可行性。这里有两个门槛，一个是技术门槛，再制造不是简单的翻旧换新，而是一种专门的技术和工艺，而且技术含量较高；另一个是产业化门槛，即再制造的对象必须是可以标准化或具有互换性的产品，而且技术或市场具有足够的支撑，使得其能够实现规模化和产业化生产。第三，还需考量再制造对象的条件，比如，它必须是耐用产品且功能失效，必须是剩余附加值较高的且获得失效功能的费用低于产品的残余增值等等。

在资源和能源相对紧缺的今天，再制造显然优势凸显。虽然目前我国再制造更多地局限在发动机领域，仍有人乐观地估计，我国再制造的产业空间高达1000亿元。且不论这种推算科学与否，但这样的结论毋庸置疑：再制造是一个大有可为的产业。

制造技术高分子复合材料技术在发挥在线快速修复的优势基础上，在修旧利废方面同样发挥了巨大的作用。大部分机械设备及其零部件的损坏仅仅是在局部出现了磨损、腐蚀等情况，如果依靠福世蓝技术大部分的设备及零件完全能够“青春再现”，可以继续使用甚至超过新设备的使用寿命。

通过福世蓝技术对轴类磨损的修复案例，来说明福世蓝技术在再制造上所起到的巨大意义：

说明在工矿业生产过程中存在大量的轴类磨损现象，出现此种情况后，多数的企业会通过打麻点、刷镀、堆焊甚至报废更新来解决，这些传统方法不能有效解决轴类磨损问题，甚至造成更为严重的停机事故。更换下来的废轴被当做废铁卖掉，忽视了废品再利用的巨大价值。

产生磨损的原因金属部件在静配合的状态下，受部件表面光洁度、膨胀系数和装配工艺等因素影响，金属部件之间必存在一定的配合间隙。设备在强负荷的运行过程中，受轴承对轴的径向冲击力的影响，造成配合部件形成“硬对硬”的冲击。因金属材质为“常量关系”，虽然强度较高，但抗冲击性以及退让性较差，所以长期的运行必然造成配合间隙不断增大而产生相对运动，所以产生轴的磨损，导致设备无法正常运行。

修复原理福世蓝高分子复合材料即具有金属所要求的强度和硬度，又具有金属所不具备的退让性（变量关系）；通过“模具修复”、“部件对应关系”、“机械加工”等工艺，可以最大限度确保修复部位和配合部件的尺寸配合；同时，利用复合材料本身所具有的抗压、抗弯曲、延展率等综合优势，可以有效地吸收外力的冲击，极大化解和抵消轴承对轴的径向冲击力，并避免了间隙出现的可能性，也就避免了设备因间隙增大而造成相对运动的磨损，所以针对此类静配合，复合材料不是靠“硬度”来解决设备磨损的，而是靠改变力的关系来满足设备的运行要求。

综合评价通过福世蓝技术修复轴磨损花费的费用或许只有几十几百元，一些大型轴磨损也不过几千元，但是产生的时间效益和经济效益却非常可观，对企业和再制造企业的金属修复提供了技术支持，是静配合类磨损解决的有效途径，通过我们的经验可得出，不仅是轴类磨损可以修复，一些设备的轴承室磨损、键槽磨损、螺纹滑丝等静配合磨损同样可以起到有效地效果。修旧利废不仅是节省企业设备成本和提高维修效率的手段，更是让设备再制造产生巨大效益的利器。

福世蓝技术不仅仅能在金属修复上起到积极作用，还能够在橡胶类划伤磨损、罐体管道渗漏、泵体等设备的腐蚀冲刷等等方面具有巨大的使用价值，福世蓝技术所具有的巨大潜能还没有真正开发出来，需要不断挖掘，为国内的再制造的发展贡献一份力量。

五、汽车再制造、矿山设备再制造、机床再制造与工程机械再制造

汽车汽车再制造是一项高投入的产业，其需要的加工设备、检测检验设备等，价格较为昂贵。同时还需要投入大量的技术和土地等。有调查显示，新制造一台汽车发动机的能耗比再制造多出10倍；再制造一台汽车发电机的能耗是新制造的1/7。因此，再制造不仅可以获得较好的经济效益，也能同时获得不可估量的环境效益和社会效益。这在提倡绿色制造的今天具有非常积极的意义。

我国开展再制造的汽车零部件产品仅包括发动机、变速箱、转向器，以及发电机和启动机5类。

全国政协委员、吉利集团董事长李书福在建议，国家可适当放宽政策，允许设立多家报废汽车回收企业，注入必要的竞争机制。完善二手车市场及二手零部件的销售渠道，为拆解企业创造盈利空间。陕西法士特汽车传动集团有限责任公司董事长李大开呼吁国家要加强对再制造方面的支持力度，包括舆论支持、政策支持，使一些废物能够变废为宝，能够为国家节约资源。

中国汽车工业协会公布日前公布的2010年我国汽车零部件再制造业产能数据显示，今年我国再制造发动机约11万台，再制造变速器约6万台，再制造发电机、起动机约100万台右，总产值低於25亿元。

中国的汽车再制造产业在相关关键技术和设备的研究方面还存在很大的不足。这主要表现在对汽车的发动机再制造先进技术，寿命检测技术、损伤零部件制备与成形一体化技术、快速成形再制造技术、装备运行中的原位再制造技术等方面。

但是，我国汽车再制造产业发展的基本条件已经成熟。政府已经制定了产业发展的相关政策。就在不久前，国家发展改革委、国家工商管理总局联合发文，宣布正式启用汽车零部件再制造产品标志。该标志在国家发展改革委确定的汽车零部件再制造试点企业率先使用，汽车零部件再制造试点结束後，将在全国范围内推广使用。这一举措说明了政府该产业的重视。

矿山设备再制造是指以先进的表面工程技术为修复手段，在达到甚至超过与原有新品相同质量和性能的前提下，将废旧设备零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程。再制造不但能延长机电产品的使用寿命，提高机电产品技术性能和附加值，与制造新品相比，再制造产品可节省成本，节能节材，是循环经济“再利用”的高级形式。因此无论是毛坯来源还是再制造过程，对能源和资源的需求、对废物废气的排放都是极少的，是真正意义上的绿色制造，有力地促进了资源节约型、环境友好型社会的建设。2005年，国务院文件指出国家“支持废旧机电产品再制造”，并“组织相关绿色再制造技术及其创新能力的研发”。同年11月，国家发改委等6部委联合印发了《关于组织开展循环经济试点（第一批）工作的通知》，其中再制造被列为四个重点领域之一。2010年中央11部委联合发布的《关于推进再制造产业发展的意见》也明确指出：组织编制再制造产业发展规划、制定发布《再制造产品目录》、推动再制造产业发展。“十二五”规划纲要也明确把“再制造产业化”作为循环经济的重点工程之一。

矿山设备的再制造是在2007年首先提出，已初具规模。矿山机械是煤矿安全生产的必要保证，设备使用率高，要求安全系数大，有些主要安全设备在使用年限到达时强制报废。特别是井下采掘设备，工作面条件恶劣，设备磨损快，维修周期短，为保证设备的正常运转，充分发挥设备的效能和延长机器的使用寿命，必须对工作面设备进行强制检修。全国每年有15万台左右的矿山机械以各种形式，如报废、闲置、技术性和功能性淘汰等对再制造和提升提出需求。再制造一台矿山设备（或主要功能部件）的费用可比购置新设备（或主要功能部件）节约40%至50%，因此不但盘活了废旧矿山设备资源，同时还将节约大量的矿山设备制造成本，经济效益显著。

1、矿山设备再制造正在起步，发展前景十分乐观。国外矿山设备再制造发展很成熟，仅美国矿山再制造的产值就达650亿元。我国是煤炭大国，煤炭产量已达到34亿吨，全国煤矿报废采煤机200余台，约10000余吨，掘进机600台，约25万吨，刮板运输机达到近20万吨，矿山设备再制造潜力很大。国内矿山设备再制造经过5年的发展，已经初具规模，但仍没有形成区域垄断。在国家政策的引导和省市政府的支持下，可借鉴成功案例，发挥后发优势，结合自身优势，加快建设适合山西实际的再制造产业化运行机制和管理模式，实现再制造规模化、市场化、产业化发展，打造中国矿山设备再制造第一品牌。

2、矿山设备再制造作为山西省和集团绿色制造的亮点，具有重要的战略意义。我国的再制造工程在技术上摒弃了国外主要采用的换件修理法或尺寸修理法，即制造一个新零件去替换磨损的零件。我国的再制造则是通过以先进的表面工程技术为支撑的再制造关键技术，准确恢复废旧零件尺寸，以达到原有性能，甚至能显著提升原有性能，即“修旧如新”，最重要的是资源利用率高，能源消耗少，具有显著的节能环保特色，这些技术在国际上都是处于领先水平。

3、矿山设备再制造作为绿色制造的最佳体现方式，是国家循环经济和资源综合利用的发展趋势。

2009年出台的《中华人民共和国循环经济促进法》明确指出:“支持企业开展机动车零部件、工程机械、机床等产品的再制造”。2010年，国家发改委、科技部、工信部、公安部、财政部、商务部等11个部委联合下发《关于推进再制造产业发展的意见》，指导全国加快再制造的产业发展，并将再制造产业作为国家新的经济增长点予以培育。2011年，工信部发布的《2011年第一批再制造产品目录》明确认定矿山机械零部件再制造产品。随着我国进入机械装备报废的高峰期，再制造产业在社会、资源、环境效益等方面的优势决定了发展再制造产业势在必行。

机床机床再制造是一个充分运用现代先进制造工艺技术、信息技术、数控及自动化技术等高新技术对废旧机床进行可再制造性评估、拆卸以及创新再设计、再制造、再装配的过程。目前我国在机床再制造项目建设和产品技术方面均取得了一定的突破。

资料显示，目前我国机床保有量逾700万台，其中服役超过10年的机床占到60%，大量老旧机床依然在使用或将面临报废。因此，实施机床再制造不仅能够实现大量老旧机床设备资源的循环再利用，而且节能环保，将形成新兴的产业，具有可观的社会经济效益。

工信部于2010年10月份批复了湖南浏阳制造产业基地为再制造产业集聚区，该基地的核心企业湖南宇环同心数控机床有限公司和陕西中大机械集团湖南中大机械制造有限公司视同为再制造试点企业，予以支持。其中，湖南宇环同心数控机床有限公司是国家装备制造业重点企业，以生产精密、高效、数控系列磨床著称，其产品成为汽车、内燃机、航空航天等行业用户技术改造之首选设备。

在技术方面，2009年5月底，重庆机床集团联合重庆大学承担的国家“十一五”科技支撑计划项目“机床再制造关键技术与应用”通过了科技部、中国机械工业联合会组织的项目验收，此举标志着重庆机床集团在绿色再制造技术研究方面取得重大突破。验收组的专家认为，此项目在机床再制造各单项技术的基础上，形成了再制造与综合性能提升成套技术，并制定了金切机床的再制造技术标准，在废旧机床评价与再制造方案设计、多功能信息化提升终端装置、再制造标准等方面具有创新性。

针对业界存在问题，发改委明确表示，将会同有关部门编制《再制造产业发展规划》，明确“十二五”时期我国促进再制造产业健康发展的目标、重点任务和保障措施。

首先，在法规和政策激励方面，发改委将研究制定法规解决再制造企业资质管理、再制造发动机产品登记备案等问题，消除再制造产业发展的法律障碍。制定再制造旧件和再制造产品进出口管理目录。同时，发改委还将研究制定对再制造产品的税收优惠政策，以及对消费者使用和政府机关、事业单位优先采用再制造产品的相关激励政策。

其次，在深化试点工作，强化示范引导方面，发改委将加强对汽车零部件再制造试点的协调指导，严格安全、环保标准，完善回收和销售体系，加快培育一批再制造典型企业。推动机床、工程机械等产品再制造，提高技术水平，扩大推广应用。

第三，在规范回收和销售体系方面，加强市场监管，国家将鼓励建立再制造信息管理系统，加强分类回收管理，完善废旧机床、汽车、工程机械等的逆向回收物流体系。加强对拆解企业的监管，防止可再制造的旧件流失。建立再制造产品连锁示范店和售后服务点。加强旧机电产品进出口检验和监管。

工程机械再制造我国基础设施建设领域持续高速发展，各种工程机械的需求量大增，中国已经成为世界范围内的工程机械生产大国，中国机械工业市场巨大的保有量为再制造提供了无限的商机。据统计，到2010年年底，中国工程机械产品的市场保有量为400万台左右；同时，我国工程机械行业正在进入报废的高峰期，到2020年我国工程机械产品报废量将达到120万辆左右，这就为工程机械再制造产业提供了充足的再制造资源。伴随着国内工程机械销量、保有量的大幅增长，寻找一种可持续的生产和消费模式，对于推进工程机械行业节能降耗、减排来说至关重要，我国工程机械行业再制造潜力巨大。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学