再制造业要形成核心的技术能力
2010年01月08日
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以下为分论坛主持人黄永和与装甲兵工程学院再制造工程系主任、教授张伟的发言实录:

主持人:下面有请装甲兵工程学院再制造工程系主任张伟教授演讲,题目是"基于可持续制造的汽车发动机再制造技术",大家欢迎。

张伟:首先感谢组委会给我这个机会,在这儿向各位领导,各位专家汇报一下再制造的情况,刚才郭处把我国现在再制造的一些政策,包括出台的一些具体的文件,包括咱们现在国内的一些情况做了一个总体的介绍。那么我想这个报告主要从技术角度给大家介绍一下,为什么想从技术角度来介绍。一个是,咱们再制造目前国内是刚刚起步,从企业来讲主要是一些试点企业在开展工作,那么再制造这个产业要做大做强我想最核心的还是要保证再制造产品的质量,那么产品质量保证的基础,或者是前提,就是要有自己核心的一些技术来支撑这个产品质量的提升,所以在这儿我想结合发动机再制造的例子来讲讲中国再制造一些技术的模式。

    前沿的部分由于有些内容可能跟前面有些重复,就简单的说一下,一个是咱们国家现在汽车产业发展的非常迅速,大量的报废汽车或者是未来会面临越来越多报废汽车的压力。这个图是一个产品的全生命周期的图,对于像我们装甲兵工程学院主要研究的是像装甲装备为例,它的全寿命周期费用前半生,蓝线之前仅仅占到30%,或者40%,大部分的费用60%到70%的费用是它后半生的,通过再制造的研究工作,可以一个是实现产品的全寿命的周期,另外能够有效降低产品全寿命周期的费用。在这儿我简单的再强调一下再制造的概念,因为刚才还有一个报社的记者在了解,那么目前再制造有很多做再制造的企业,包括有很多想从事再制造的,我感觉对再制造的认识还是有不同的认识,或者有一些差别。在这儿我们已经制定了再制造的一个国家标准叫做再制造术语,这里面是对再制造有一个明确的定义,它的通过一系列专业化的技术手段进行维修或者是升级改造的一个制造过程,要求产品的质量不低于原来新型产品的质量,所以这个是再制造一个非常显著的特征和要求。

    因此,它的特点主要体现在一个就是说,它和新品是应该有一样好性能的保证和质量,另外,它节能环保的效果是非常显著,我们说它价钱是新品的二分之一,节能60%,节才70%,而且对环境污染特别小,国外的情况从上世纪70年代开始就已经发展了比较成规模的再制造企业,有8万多家企业,总的产值在500亿美元量级,它涉及的领域非常广,汽车在再制造这个产业领域里面占了非常大的比重,像国外的汽车行业像我们知道的通用、宝马,还有德国的大众他们都是有自己再制造的企业。那么这些企业从事再制造,他共同的特点一个就是,这种工业化的规模化一种生产的方式。另外,他执行的是新品一些制造的标准。第三,他这个产品的售后服务是和新品是一样的售后服务,那么国内再制造的情况不具体介绍了,因为郭处已经都提到了,包括09年的循环经济促进法里面明确的支持城市再制造的工作。包括发改委、工信部都对再制造有一些非常明确指导的意见和支持,在这儿我提一个2010年的时候由发改委牵头组织了11家国家部委共同签署了关于推进再制造产业发展的意见,这个文件我们觉得非常重要,它对后续一系列再制造产业的发展会起到很大的促进作用。目前从事再制造的试点企业发改委第一批有14家,第二批28家,工信部有35家试点企业,目前进入到试点范围有70多家的企业,涉及到应该是9大领域,除了汽车以外,还有其他的方面。

再制造业要形成核心的技术能力

    从事再制造研究这块,发改委刚刚批了由我们学院牵头筹建一个机械产品再制造国家研究中心,目前中心正在筹建之中,此外现在也有很多再制造的一些学术组织,这里面我想简单介绍一个全国绿色制造标准化技术委员会,分委会的作用就是制定一些再制造的标准,目前已经有五项国家的再制造标准已经出台,那么后续还有很多再制造标准,这个标准制定的和企业是密切相关的,希望大家能够共同关注,支持再制造的标准,像今年我们向国标委提出申请国际再制造分委会的申请,但是差一点没有通过,他最终的投票率要求所有国家都进行投票,其实支持的国家很多,但是有很大一部分国家他是投了弃权票,也不是反对,我们了解这些国家他们对再制造不了解,或者他们国家没有开展再制造的工作,主要是欧洲,还有美国都是支持咱们工作的,所以还需要大家支持工作。

    下面说一下再制造技术的情况。发动机再制造的流程首先主要是旧发动机的回收,然后是对发动机进行一个彻底的拆解,拆解下来的一些零部件进行一些深度的清洗,有各种清洗的设备,然后对这些清洗后的零部件进行分类和检测,对于可以进行再制造或者可以再利用使用的零部件进入到下一个环节。那么对一些有损伤或者轻微损伤的进行一些特殊的零部件的一些我们说的再加工,或者说一些修复的工作,使他能够达到一些新品的要求,最后再进行产品的组装,装配和最终的实验,这是一个完整的发动机再制造的流程,那么国外目前这种做法的过程中,他主要采用的方式我们归结为就是叫换件法和尺寸修理法,对于损伤比较严重的零件用新件来替代,尺寸修理法对一些损伤比较小的,在工差范围之内使用加工的手段调整尺寸,来实现他性能的要求,那么这种模式我们认为从中国再制造目前状况来讲,他有一些限制,一个是咱们国家的一些旧件,特别是以发动机为例,咱们收回来的旧机本身状态就非常差,完全依赖这种模式的话,我们旧件的利用率非常低,目前这种模式国外发动机的再造率能够达到60%到75%之间,要是在国内收回来旧机的话可能还达不到这种水平,所以针对这个问题,而且为了确保再制造产品的质量,我们说不低于新品,那么我们在再制造过程中更关注两个环节。一个就是旧件检测的环节。另外一个,旧件进行修复的环节,围绕这两个环节我们开展了两方面的一个工作。第一个方面,针对旧件的检测和寿命评估的工作,首先要分析这些旧件它到底失效的部委和失效的模式,然后它到底还能不能再使用,就说还能不能再制造,如果能够再使用的话,寿命还有多少,这个是我们关注的核心点,通过这一方面的检测和分析来确保进入到下一个环节的零部件都是可靠的,或者是能够保证产品质量的零部件,第二个方面我们说的中国特色,我们提出的是通过先进的表面工程技术手段来恢复这些旧件的尺寸,对它损伤的部位进行修复,使它达到新件的要求,通过先进的技术手段使它性能能够达到原始新品的要求,甚至超过原始新品的要求,我们把它归结为两个方面。一个是检测质量的控制。另外一个是表面的恢复,性能的提升。对于旧件的检测我们做了利用无存检测的方式,共振的手段,像这个是发动机的曲轴,当硬力达到一定程度的时候,它就产生裂纹导致曲轴的断裂,我们利用超声和金属慈济的方式,对缺陷进行定量的检测,然后对它的寿命进行一个判定,来确定它能不能再制造,这是我们的车间对关键件进行检测和分析。

    另外,各种表面的修复技术手段,我们主要有三大类。一个是用电话沉积的方式,纳米电刷度技术,我们围绕发动机里面的两个关键件,一个是他的连钢,还有钢体钢的钢孔,钢孔磨损是不均匀的,常规的方式把它都弄大加钢套,我给它恢复到原来的尺寸,保证一个好处,旧件再制造以后性能还能得到保证,通过自动化的刷度设备提高了旧件的利用率,另外它的质量也得到了保证。另外一类,就我们说的热喷图技术,这里有等离子喷涂和电弧喷涂,这是等离子喷涂结构分析的照片,它主要解决一些高温损伤的零部件,像一些高温磨损,或者高温腐蚀的件,我们主要喷一些陶瓷土层。另外电弧喷涂主要解决一些损伤尺寸比较大的一些件,我们用它成功的解决了,一个是发动机的曲轴,另外一个是发动机的钢盖部分磨损的修复,这是用机器人控制的,生产线工作的状况。第三类,熔覆技术,就是完全的冶金结合,它不存在涂层和界面脱落的情况。这个图是一个电弧的情况,用它成功的修复了像发动机的气门。另外就是咱们大家用的比较多的激光熔覆的技术,它有利于修复一些形状比较复杂,或者是一些曲面修复的难题。像我们用它成功的修复一些齿轮齿面的再制造。我们对上面讲的这些技术进行了一个统计,就是我们和技能富强公司共同把这些技术用到发动机再制造上,通过这个统计500台发动机一个效果,那么它显示节能节才的效果非常显著,另外一个非常显著的提升,就是旧件的利用率,这个是之前富强他没有利用这些技术,不同件报废率的一个情况,那么通过采用这个技术以后,旧件的报废率降低的非常低,那么就说旧件的利用率得到大幅度的提升,这样来说对企业来讲有更多的旧件得到了使用,他更多的附加值得到了恢复,通过这个技术我们也申请了专利,还有相关的国家和企业制定了一些相关的标准,在这儿不具备介绍了。

    最后我还是想强调一点的就是,再制造尤其是咱们国家起步比较晚,但是我们要充分发挥我们的后发优势,充分利用我们国家对再制造产业的支持,目前国家郭处专门来介绍,国家部委包括国家各个部门都有相应的政策,对再制造应该有非常大的一个支持的力度,那么作为企业如果要想有可持续的发展,我们认为一定要形成自己的一些核心的技术能力。因此技术的发展是非常重要的,希望咱们企业能共同的来关注再制造的技术,形成我们自己的一些创新的技术,来使我们这个产业不断地做大做强。

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