国外再制造的研究与应用

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第 ### 期
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Hale Waihona Puke Baidu
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慧眼聚焦
都体现多重异相的工艺生命周期， 在同一时间工艺 不会都变得过时。 另一方面， 产品生命周期指的是 产品本身经历的加工、 装配、 运行、 回收等过程。 按 照工艺生命周期组合零件， 将改善其耐用性， 可靠 性及易升级的能力， 因而延长材料的生命周期。 在再制造的产品设计中， 零件拆卸方法的设计 是特别重要的。 因为拆卸对于再制造的可行性和成 本是重要的决定因素。 !"#$% & ’("%)*" 提出了一个 叫 +,-."* 分析的系统， 输入产品的信息， 系统就产 生一个拆卸计划。 这种分析实际上是通过掌握拆卸 的时间、 费用和收益， 然后利用优化算法确定最佳 的拆卸方法和工具。 强调的是对于再制造的拆卸工 作必须是无损的， 一般的说， 有损拆卸大多数适用 于简单的材料回收。 实际上， 材料回收比再制造更 为普及。 因此选择有损或无损拆卸过程的导致不同 的产品设计。 对于大多数机械有损分离方法， 紧固 件或连接方法的选择与拆卸工序是有关的。 便于装 配和回收的产品设计， 却往往阻碍再制造生产。 选 在进行 择不同特性的材料 / 如磁性的或非磁性的 0 ， 机械分离时， 也是起决定作用的。 与制造系统相比较， 由于再制造更多的不确定 性， 所以提出了许多特殊的问题， 包括材料回收的 不确定性、 随机性、 动态性、 提前期、 工艺时变性、 时 延性和产品更新换代快等等。 加上顾客要求愈来愈 多， 选择性产品和零件增加， 再制造者必须寻求更 为柔性的工艺方法， 而不是常规的制造方法。 问题是经济动机。 因此， 已提出了许多评价方法， 如 经费模型， 主要考虑以下问题， 对于产品的不同生命 周期的选择， 确定其费用和利益； 确定哪种产品进行 再制造； 哪种产品须进行更新； 从原材料生产多少产 品以获取最大利润。 从影响环境的角度来看， 许多消 费产品在使用阶段比制造阶段更严重。 因此， 必须小 心地再制造产品， 不使用过时的或会带来污染的技 术， 并能争取所含技术的升级。 研究中涉及了工业生态学。 工业生态学提供了 一个集成的系统方法来管理合作的组织 / 如供应商、 制造商及销售商 0 使用能源和材料， 分析对环境的影 响。 工业生态系统模仿生物生态系统， 材料和能源进 行着代谢作用 / 使用和转变 0 。 在工业生态系统中， 公 司、 机构和团体一起工作使得对环境的影响为最小， 并且在加工产品中， 充分使用相互间的废弃物料。 如， 地毯制造商的产品废料可以被轿车公司用来制 造隔音材料。 另一方面， 从回收轿车座椅上得到的聚 氨脂泡沫， 可以被处理用于地毯的衬底材料。 在这个 例子中， 地毯公司、 轿车公司以及回收公司有一个共 生的关系， 就象在生物生态系统中一样， 这就形成了 所谓的工业生态系统。 这对于再制造是十分有利的。
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国外再制造的研究与应用
! 储伟俊 ! 刘 斌 ! 陈明宏
随着全 球对资源 消耗和 资源优 化问题的 日益 重视， 人们已经认识到， 工业经济依为命脉的石油 和土地等自然资源是很有限的。 无节制地消耗自然 资源和污染环境已经威胁到人类的生存。 全球制造 商在政府的压力下， 正越来越多地将生存概念考虑 到产品设计和制造过程中。 各国都在致力于研究可 持续性发展战略， 推行再制造和进行绿色制造、 清 洁化生产。 对材料的回收也有了更多的关注。 已经 证实， 通过产品的再制造和再使用， 会大大减少对 环境不利的影响。 回收的产品在生命周期内可继续 发动机、 酒瓶等 " ， 也可用于其它目的 ! 轮 使用 ! 如： 这样， 不仅可以减少材料的浪 胎作为船用缓冲垫 " 。 费和减少废弃物，而且可以减少制造中能源和材料 的消耗， 减少企业经费开支。 他们的产品。 许多政府也给予了相应资助或特殊税 收政策。
一、 再制造研究的必要性
#$ 年代早期， %&’( 和 )*++,- 对产品再制造领域 的许多问题进行了研究探讨， 包括： 产品的选择、 市 场策略、 再制造技术、 财政问题、 机构因素及法律事 项等。 并把再制造产品分成四个组： 汽车零件、 工业 再制造可以 设备、 商业产品和住宅产品。 %&’( 提出， 节约能量， 可减少固体材料的浪费。 从环境角度来 看， 估计再制造一产品所需能源是生产一新产品所 材料的回收再加工， 使得劳动 需能源的 . / 0 至 . / 1 。 和资本价值增加到产品零件中， 并新增了就业岗 位。 另外， 商品的低价格也可相应提高人们的生活 水平。 如某汽车再制造生产， 每月处理 2$ 辆左右， 其 价格大约是新车的一半。 再制造商本身也可获利： 低 ! 价格的弹性大 ， 价格在市场中竞争， 可扩展市场的占有率； " 折价 的价格促使消费者的回购率提高； # 现有产品的分 销系统可以转化为双行道， 同时进行产品的回收。 因为运输系统已经存在， 附加的费用是较低的； $ 利用质量信誉， 在性能信息 ! 可靠性和耐久性等数 据 " 反馈和获得物资供应方面优于独立的制造商。 许多成功和失败的数据可以用于改善产品。 许多企业都开展了再制造研究的实践。 3+456 公司强化早期设计阶段对环境的考虑， 将管理注入 产品生产工艺中， 确定目标是 .$$7 再使用和回收
四、 结束语
在国外， 再制造领域的许多研究工作已经开展， 涉及面很广： 概念描述、 理论建立、 产品和工艺设计、 再制造环境、 回收方法、 综合评价等。 显然， 在此领域 存在着许多未解决的问题。 例如， 研究寻求帮助制造 商从传统的制造系统转化成一个制造 1 再制造的集 成系统， 能集成企业组织、 产品和工艺等设计方法。 进而， 不应仅根据经济评价做出决策， 而应该用客观 的方法， 包括考虑环境方面， 走可持续发展之路， 追 寻人与社会和技术的和谐发展， 综合利用制造资源， 推行绿色制造， 不断迎接新机遇和挑战。
参 考 文 献
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三、 企业再制造决策
改善再制造运行方面的工作 / 如产品设计 、 再 同时须考虑企 制造工艺、 产品检索系统和生态等 0 ， 业的机构设计及再制造组织的管理。 企业应该制定 自己的再制造策略， 预测和响应不断变化的消费市 场， 并且按当地需要进行运作。 企业不断发展核心 竞争能力， 组织结构和业务实践的优势， 使其能够 预测和响应顾客的需要。 有人提出了实施系统模 型， 该系统能够依据企业经验、 产品回收方案、 产品 信息、 再制造工艺和企业资源等数据为企业、 顾客、 回收商和供应商提供解决问题的方案。 为了扩展再使用在社会的作用， ! 必须对产品 丢弃处理的外在化进行惩罚， 使制造商接受对产品 再制造的全面刺激； "企业是再制造的潜在候选 人， 什么样的设计和开发策略能使产品再使用， 对 于这些应有更好的理解； # 帮助制造商评价他们的 组织有能力维持产品再制造， 以及他们对产品再制 造的决定的影响。 对于任 何组织都 要考虑 再制造 的一个决 定性
作者单位： 南京解放军理工大学工程兵工程学院 邮政编码： 江苏・K2RRRI 收稿日期： KRRR年2K 月
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二、 再制造产品工艺设计
通过对工艺和产品两方面的开发， 寻求产品尽 可能多的经济和生态价值， 再制造成就将对经济和 环境有着重大的影响。 产品和材料的工艺设计， 涉及 技术、 经济、 生态和环境标准等各方面。 产品被使用， 并能无损地回收， 然后尽可能低成本地进行再制造 过程， 这样以达到目的。 但此目的不能与其它设计目 功能、 维护和回收 " 相孤立。 通过合适的 的 ! 如装配、 市场、 产品设计和产品分销及返回系统， 制造商怎样 开始利用潜在的机遇进行产品再制造。 问题有： !消 费者对用过的产品有偏见； " 以合理的价格获得核 心部件是困难的； # 设计的改变使得新零件与旧零 件不可互换； $ 根据产品整个预期生命周期所承担 的费用， 制造商确定产品的价格以获利最大。 市场需求和技术要求是一样重要的。 制造商会 更多关注于消费者的意愿， 以为用户服务为宗旨， 才 更加有勇气决定产品是否可再使用或可回收， 提供 产品和服务的集成， 以解决消费者在产品生命周期 内对功能、 费用和时间的全面要求。 为此必须： !建 立回收废旧产品的途径。 在此模式中， 制造商依赖于 可以多次回收产品； " 建立再售产品的渠道； # 改善 再制造产品的设计方法； $ 考虑产品技术快速升级 以及产品重要性能的改善， 因为知识和技术更新的 步伐正在加速； % 确立合适的生产指标； &分析不完 善的市场， 考虑较快的产品降价。 影响可再制造性的设计因素很多。 产品设计要 考虑产品整个生命周期的所有重要因素， 诸如成本、 质量、 性能， 以及可回收性、 可制造性、 可拆卸性、 清 洗、 整修、 检测和可装配性等。 再制造过程不是维修 过程。 例如， 空调再制造， 压缩机单元完全被拆卸， 然 后进行零件分组清洗、 整修、 分拣、 检测以及补充新 零件等。 因此， 在新部件和再制造的部件之间没有区 别， 它们的功能相同。 另外， 设计者提出一个特殊的 组合策略， 其用处是根据工艺生命周期将元件组成 组。 工艺生命周期是指元件、 产品或生产线上的工艺 被采用， 成熟直至陈旧的时间。 但是， 任何成熟产品