廢舊產品再制造工程設計探討

摘 要 隨著技術更新換代的加快，廢舊設備報廢的數量在逐年增加，如果對這些報廢的設備處理不當，勢必將造成大量的資源浪費，不僅存在安全隱患，而且還會污染環境。如果在產品報廢后能采用優質、環保、高效的再制造技術不僅能恢復產品原技術性能，而且還能提升設備性能，實現廢舊設備的循環使用。針對失效的廢舊產品進行再制造，首先要對其進行再制造設計，使其形成最優化的工藝流程。再制造工程的設計思想是以廢舊產品的再制造性評價、剩余壽命評估、再制造產品建模為核心研究內容。

關鍵詞 廢舊設備；再制造；工藝流程；產品建模

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0004-02

隨著技術更新換代的加快，廢舊設備報廢的數量在逐年增加，如果對這些報廢的設備處理不當，勢必將造成大量的資源浪費，不僅存在安全隱患，而且還會污染環境。這也是當前面臨的巨大的科技問題，我們要如何在當前大力倡導綠色環保的大前提下適當的處理這個問題，就顯得尤為重要了，在產品報廢后能采用優質、環保、高效的再制造技術不僅能恢復產品原技術性能，而且還能提升設備性能，實現廢舊設備的循環使用。針對失效的廢舊產品進行再制造，首先要對其進行再制造設計，使其形成最優化的工藝流程。再制造工程的設計思想是以廢舊產品的再制造性評價、剩余壽命評估、再制造產品建模為核心研究內容。下面將針對這三個主要環節進行一一介紹。

1 廢舊產品的再制造性評價

當我們在對產品進行再制造之前，首先必須要做的就是要對報廢產品的再制造性進行評價。那么，何為再制造性評價呢？其實從字面上我們就不難看出，是對報廢產品從技術性能、經濟價值、對環境影響等多方面因素，進行綜合分析與評價。而后，評估出廢舊產品是否具有判斷可否對廢舊產品進行再制造的前提是其再制造型評價，也是廢舊產品再制造的評價的理論基礎。廢舊產品具不具有再制造性要在環境、技術、經濟等各種條件下去分析廢舊產品的設計架構和經濟價值，得到一個完全整體的分析之后，才能判斷其是否具有再次通過修護或改良的條件。影響再制造性的因素主要包含以下幾個方面。

1）廢舊產品再制造的技術性評價：從產品的設計機構上分析可拆卸裝配性、可再制造加工性、性能升級性和再制造后的服役性等，從再制造加工的難易及再制造后的服役性能方面來評價是否有再制造的價值。這也是對廢舊產品實施再造的根本問題，首要采取措施的重要環節。

2）廢舊產品再制造的經濟性評價：從技術經濟的角度分析廢舊產品再制造在經濟上是否合算。一切從經濟適用出發，當前的社會前景就是倡導綠色環保，經濟實惠，杜絕鋪張浪費，那么，我們尤其是要客觀、準確地評估廢舊產品在再制造每一個階段的生產成本，分析其經濟合理性，這對制定具體的再制造工藝、降低再制造成本具有特別重要的意義，廢舊產品再造，若成本超過新產品，那么我們的再造就將失去意義，因而要相當的注重其中的微妙關系。

3）廢舊產品再制造的環境性評價：從廢舊產品本身報廢造成的環境污染、再制造過程中可能造成的環境污染、再制造產品在服役中可能造成的環境污染等方面綜合考慮，從而評價廢舊產品是否具有環保、節能、節材等社會意義。環保還是不變的主題，如果在對廢舊產品實行再造的過程中，對環境產生了較為嚴重的污染，那么我們的再造工作就失去了其現實意義。

4）研究建立廢舊產品再制造性概念、評價體系、方法、評價模型及專家評價系統。想實現理想的再造，那么一切實施基礎都要以專業的、科學性的概念、評價體系、方法、評價模型以及專家評估體系，作為基石，從根本上就要樹立一種嚴明的操作方案。那么這樣的實施行為才會是有效的。

2 廢舊產品的失效機理、剩余壽命評估及再制造產品的壽命預測

產品服役的環境行為及失效機理研究是進行廢舊產品的剩余壽命評估和再造產品壽命預測的基礎理論依據。產品剩余壽命評估方法主要建立在零部件失效分析的基礎上，應用斷裂力學、摩擦學、腐蝕學、金屬物理等理論建立失效行為的數學模型，從宏觀和微觀上研究零部件在復雜的環境中失效的機理和損傷的規律，并與加速試驗的結果相結合，已建立產品壽命的預測評價系統，準確的估算廢舊產品的剩余壽命、再制造產品的使用壽命及已使用產品的剩余壽命，制定合理的再制造方案，提高產品的使用壽命。其主要研究內容包括：

1）創建在自然環境中廢舊產品中各個零件受到磨損、腐蝕的多狀態下的損耗情況的模擬，還有對各個零件剩余使用壽命的了解，做出比較正確的判斷。

2）了解廢舊產品各個零件剩余使用壽命可以根據其狀態、磨損程度、腐蝕程度等方面做出一個比較全面的數據，再對比實際過程中的得出相對應關系，進行剩余壽命的評估。

3）一個產品由全新到廢舊狀態，產品中的各個零部件呈現出的是不同狀態的磨損，我們可以研究這個折舊過程當中各個零件在特定時間特定狀態下的損耗，判斷出折損的規律這樣對于我們在操作中可以做出對剩余壽命的評斷。

4）將物理知識運用到實踐當中去，利用顯微器械判斷出產品中零件的大概使用時間，以便更好的知曉其剩余的作用價值，做到一個最大的物盡其用。

5）從多個層面不同角度分析在不同情況不同形態下去找出磨損規律。我們可以從這幾個方面去入手，比如說結合力學原因和腐蝕介質去尋找零件損耗原理，或者是考慮溫度和應力場耦合作用下的零件損耗行徑，多軸載荷作用下零件長期使用形成磨損行徑，還可以是研究在固/氣/液相互交錯的狀態下觀察零件的穴蝕、腐蝕、沖蝕的磨損規律。

6）根據材料服役環境及失效特點，并參照再制造產品的性能模型，對預測典型再制造產品壽命的方法和技巧進行分析和研究，最終形成其壽命評價技巧的理論體系。根據周圍環境對于產品的影響以及磨損特性，再結合之前推測出來的剩余壽命的數據。

3 廢舊產品的再制造建模endprint

廢舊產品零件本身蘊含了大量的幾何形貌、擦學性能、整體強度等信息。而且由于各個廢舊產品的工作環境、時間等眾多影響因素不可能完全相同，所以對其零件原始幾何、性能參量的獲取并建立幾何及力學的再制造模型，是進行再制造產品設計的關鍵技術和難點。廢舊產品再制造建模的研究內容包括：

1）研究廢舊零件的機械學、摩擦學行為及所喪失的幾何及性能參量。

2）在不能獲取廢舊零件原始幾何尺寸和測量基準的情況下，采取接觸式和非接觸式測量技術，挖掘融化在廢舊產品中的幾何形貌、整體強度等信息，獲取廢舊零件的幾何參量，反求出產品的原始幾何數據，并建立零件的再制造幾何模型。

3）通過現代性能測試技術和傳感器技術，獲取廢舊零件再制造服役環境中相關的工況參數，并利用力學、運動學的基礎理論和有限元計算等手段，結合環境分析和失效分析，探討建立基于知識集信息的原始零件力學和表面性能模型。

對于一個企業來說，較好的控制成本大大提升了企業的長久性以及競爭性。因為現在這個社會企業成敗很大一部分取決于其產品成本的價格高低。但是控制成本并不意味著求數量不求質量，往往有這種想法的企業最終的結果只有一個—倒閉。怎么樣才能做成又有質量成本又低的產品呢，古語說的好“人事相宜，人崗匹配”。把一切調度到最佳狀態，即可以讓企業從產品中得到利潤，又可以讓消費者滿意。

4 結束語

廢舊設備的再制造在如今社會迅速發展的狀況下具有非常重大的意義，實行廢舊材料的建造是一種有效的節約能源的措施，在當前的社會發展大前景中，也是我們不可或缺的發展手段，有效的、科學的實施，是對大自然的一種維護，能夠為社會的發展提供源源不竭的動力，做好廢舊材料的再造，為社會作出貢獻，也必將是專業人才所畢生追求的。

參考文獻

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作者簡介

王澤琪（1983-），男，漢族，黑龍江雞西人，助教，本科，研究方向：數控技術。endprint