油料裝備壽命周期中的綠色維修探討

文/郭建科 張 鎮 彭 斌

油料裝備的生命周期中，裝備的使用與維護的時間是最長的、耗能也是最大，造成的污染可能是最多的。因此，為了在維修中貫徹執行可持續發展戰略和清潔化維修，必須進行綠色維修探討。

一、綠色維修概述

綠色維修是在維修的基礎上綜合考慮環境影響和資源利用效率的現代維修模式，即在維修過程及裝備維修后直至裝備報廢處理這一段時期內，既要最大程度地使裝備保持和恢復原來規定的各種狀態，又要使維修廢棄物和有害排放物最小；既對環境的負面影響最小，又對維修操作人員的勞動保護性好，還要使資源利用率最高。綠色維修的目標是：以最少的資源消耗，保持、恢復、延長、改善設備的功能；同時，避免產生廢物或污染環境，符合社會和公眾利益及政府法規。為了達到上述目標，必須開展無公害、無污染和資源重新利用的綠色維修研究，而且應當從產品的設計初期就提出產品的綠色維修性要求，進行綠色維修性設計。油料裝備綠色維修模型如圖1所示。

由此可見，綠色維修是在綜合考慮資源利用效率和對環境的影響的條件下，使裝備保持或恢復到規定狀態的全部活動。其要求是，在達到保持和恢復裝備的規定狀態這一物理目標的同時，還應達到在裝備維修直至報廢處理的全部活動中，對環境的污染最小，資源利用率最高的可持續發展目標。綠色維修應從兩方面入手，一是在產品的設計初期就提出產品的綠色維修性要求，進行綠色維修性設計的有關研究；二是進行綠色維修生產的無污染或少污染工藝方法和污染防治研究。綠色維修以可持續發展為目標形成一個完整的體系。在維修方法、材料、能源、過程等方面提出相應的要求，并制訂出具體的措施。綠色維修兼顧經濟效益和環境效益，最大限度地減少了原材料和能源的消耗，降低成本、提高效益，對環境和人類危害最小，對生產全過程進行科學的改革和嚴格的管理，使維修過程中排放的污染達到最小，使環境危害大大減輕。

二、油料裝備壽命周期中綠色維修的作用

1.減少水及土壤污染

油料裝備維修過程中的水、土壤污染主要指由于修理人員環保觀念差，對修理產生的廢水、廢渣、廢油等不能采取適當的回收措施，直接排入大自然造成的土壤及地下水污染，嚴重破壞生態環境。為此，維修過程中采取以下措施：一是對不同的材料采取不同的回收處理方法，可以按照能回收重用的、無法再用的和有特殊材料的(如含有毒、有害成分的材料)進行分類；二在維修工藝方案選擇上，要盡量選擇無污染或少污染的維修工藝方案。

2.避免廢棄物污染

油料裝備維修過程中，需要加工一些維修備件，很容易產生大量切屑和磨屑，同時也會產生一些報廢件、磨損件以及一些垃圾(含有毒的材料)。因此，需采取下列措施：一是對維修過程中產生的垃圾進行分類，以便于廢品的回收處理，提高廢品利用率；二是維修實現模塊化，建立模件庫，將更換下來的部件帶回模件庫中，修好后入庫，以備下次使用，提高維修效率。

3.實現可持續發展

從可持續發展的觀點看，資源的再使用和避免廢物產生是至關重要的，而維修由于其自身功能，恰恰能滿足這兩方面的需求。一般來說，通過維修恢復油料裝備的性能所消耗的勞動量和資源，僅僅是制造同一裝備的幾分之一甚至十幾分之一。而人力、物力資源消耗的減少，就意味著物料流和能量流的減少，意味著對環境污染的減少并利于社會的持續發展。同時，以最小的資源消耗，保持、恢復、延長、改善設備的功能，避免產生廢物或污染環境，符合社會和公眾利益及政府法規需要。所以綠色維修方式可以實現資源的可持續利用，在維修過程中可以控制大部分污染，減少污染來源，具有較高的環境效益。

三、油料裝備壽命周期中的綠色維修對策

綠色維修關注的是提高資源及能源的利用率，使裝備使用及維修等生命周期內無環境污染或使污染最小化，降低裝備壽命周期費用，提高軍事經濟效益。

1.完善裝備材料的選擇和管理

利用高科技對裝備零件修復，不僅可以恢復其幾何尺寸與精度，而且能提高零件乃至整個設備的性能與質量。如在某型號裝備上應用新型電弧熱噴涂防腐技術，可使其防腐壽命由5年提高到15年。在維修材料的選擇上，要優先考慮無毒和來源廣泛的材料，這些都是解決污染的一些措施。雖然這些做法有些從經濟方面來看成本較高，但是符合維修業長遠發展要求。

材料選擇要求具有環境適用性，不加任何有害涂鍍，廢棄后能自然分解并為自然界吸收；選用低能耗、低成本、少污染，易加工且加工中無污染或污染最小的材料；使用易回收、易處理、可重用、可降解的材料等。

維修材料管理過程中，不能把含有有害成分與無害成分的材料混放在一起；對于達到壽命周期的產品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要采用一定的工藝方法進行處理，使其對環境的影響降到最低限度。

2.更新設計理念

其一，回收性設計。回收性設計是在產品綠色維修性設計初期充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價值的大小、回收處理方法、回收處理結構工藝等與回收性有關的一系列問題，最終達到零件材料資源及能源的最大利用，并對環境污染為最小的一種設計思想和方法。回收性設計包括回收材料的標志，回收工藝及方法，回收的經濟性評價和回收性設計。

其二，拆卸性設計。可拆卸性是產品綠色性設計的主要內容之一，它要求在產品設計的初級階段就將拆卸性作為結構設計的一個評價準則，使所設計的結構易于拆卸，維護方便，并在產品報廢后可以重新利用部分能充分有效地回收和重用，以達到節約資源和能源、保護環境的目的。綠色維修性要求在產品的使用、維護和修理中避免破壞性拆卸。

其三，組合性設計。組合性設計即模塊化設計，其對提高產品綠色維修性水平有重要意義。模塊化設計可以簡化產品結構、能夠滿足產品的快速開發要求，并可將產品中對環境或對人體有害的部分、使用壽命相近的部分集成在同—模塊中，便于拆卸回收和維護更換。

3.實施智能故障診斷

智能故障診斷始于機械設備故障診斷，較常用的技術手段有振動監測、噪聲監測、溫度監測、油液分析、無損探傷等。故障診斷技術可以在設備運行過程或基本不拆卸的情況下，監測設備的運行技術狀況，預測設備的可靠性，判斷故障的部位和原因。因此，能夠防止突發故障和事故的發生，減少事故性停機，同時能夠較科學地確定設備修理間隔期和內容，降低維修成本，保證安全生產，節約能源。據統計，采用該項技術后，可減少75%以上的機械設備事故，維修費用降低25－75%，已成為提高機械設備安全、穩定、可靠、長周期、滿負荷地運行服務以及實現綠色維修的關鍵技術。

油料裝備故障的特點是具有“擴散性”，即系統中某一元件發生了故障，往往會導致一系列元件發生故障。對油料裝備進行在線監測，及時發現和排除故障。對于保證油料裝備使用的可靠性具有特殊的重要意義。油料裝備的故障形式及故障誘因很多，在進行故障診斷中，了解油料裝備中常見的典型故障及其誘發原因，既有助于選擇簡便而有效的診斷方法。又有利于獲得準確的診斷結論。

4.利用再制造工程技術

再制造工程的含義是以設備(零件)全壽命周期設計和管理為指導，以優質、高效、節能、節材和環保為標準，以先進技術、新型材料和產業化生產為手段，以修復、改造失效設備(零件)或提升使用性能為目的一系列技術、經濟活動的總稱。推行再制造工程符合可持續發展戰略的要求，改善設備(零件)的性能與質量，節約維修或制造成本。綠色再制造工程是一門新興學科，對加速舊裝備的延壽和升級改造，對軍隊油料裝備維修保障將起到重要作用。

再制造工程以油料裝備壽命周期管理為指導，包括對油料裝備的以下處理方法：一是修復，通過測試、拆修、換件、局部加工等，恢復裝備的規定狀態或規定功能。二是改裝，通過局部修改裝備設計或連接、局部制造等使產品適合于不同的使用環境或條件。三是改進或改型，通過局部修改和制造，特別是引進新技術等使產品使用與技術性能得到提高，適應使用或技術發展的需要，延長使用壽命。四是回收利用，通過對廢舊產品進行測試、分類、拆卸、加工等使產品或其零部件、原材料得到再利用。因此，再制造工程不同于一般意義上的簡單維修，減少了資源浪費。

5.創新維修工藝

在油料裝備修理中，采取環保設施及手段降低和處理維修過程中有害物的排放。如在裝備維修中，采用符合環保要求的油漆和打磨(帶吸塵)裝置，防止含有害化學成分的粉塵污染。在裝備維修過程中推行有利于環境保護的制造及修理技術，在修理中用高速氧燃料熱噴涂來代替鍍鉻，用化學鍍鎳來代替鎳鎘合金鍍等。

采用何種綠色維修工藝要做系統性的決策，具體做法是建立一個數據庫，查明每臺裝備每一個零件何處用了有害材料，可根據毒性及對環境和健康的影響對其進行數值量化。這樣在維修過程中，有助于工作人員了解重點應放在何處。從油料裝備的早期研制抓起，使新一代裝備具有良好的綠色維修性。綠色維修方案要兼顧維修工藝的傳統評價(適用性、耐久性和技術經濟性)和“綠色性”指標。在工藝方案的選擇上，要盡量選擇無污染或少污染的工藝方案。

6.開展綠色維修理論研究和應用

在裝備的壽命周期過程中，應對裝備綠色維修的概念和模型、綠色維修設計原理和技術、綠色維修檢測原理、綠色維修工藝、綠色維修材料理論等進行研究和應用。在裝備綠色維修研究過程中對裝備系統綠色維修理論進行研究和應用，對裝備系統綠色維修性的定量和定性要求進行研究和應用。改進維修技術和設備，減少或杜絕維修對環境的污染并且盡量利用低污染或無污染的新工藝新技術。

四、結論

油料裝備綠色維修貫穿于壽命周期全過程中，體現在論證、設計、制造、使用及維修等各個方面。綠色維修增加了對維修的約束，同時加大了維修目標。綠色維修是一個動態演變的體系，有很大的發展空間，是一件利國利民的大事。在綠色維修理念的指引下，通過制度創新、改善油料裝備維修體系，以技術創新為引導，使裝備綠色維修得到長足的發展，可促進我國循環經濟的健康發展。同時，從裝備的早期研制抓起，使新一代油料裝備具有良好的綠色維修性，在裝備材料的選擇上，要優先考慮無毒和來源廣泛的材料，這些都是推行綠色維修的有效手段。