廢舊產品清潔再制造生產及其應用

崔培枝，姚巨坤，楊緒，江宏亮

廢舊產品清潔再制造生產及其應用

崔培枝1，姚巨坤2，楊緒2，江宏亮2

（1.裝甲兵工程學院科研部，北京100072；2.裝甲兵工程學院裝備維修與再制造工程系，北京100072）

廢舊產品再制造是實現產品資源利用的重要手段，是實現產品多壽命周期循環利用的主要途徑。在再制造生產過程中采用清潔生產技術和方式，能夠顯著提升再制造生產過程的環境效益。在分析清潔再制造生產基本內涵的基礎上，闡述了清潔再制造生產的內容框架，并提出了發動機清潔再制造的具體應用要求，可為企業開展清潔再制造生產提供參考。

清潔再制造生產；清潔生產；發動機再制造

清潔生產（C1eaner Production）是指既可以滿足人們的需要又可以合理使用自然資源和能源，并保護環境的實用生產方法和措施[1]。其自20世紀70年代出現以來，各國相繼出臺了有關清潔生產及其實施的相關政策，促進了清潔生產在產品制造中的應用。再制造是一種將廢舊產品制造成“如新品一樣好”的再循環過程，并且被認為是廢舊產品再循環的最佳形式，高效益地實現了老舊產品的資源節約，避免了老舊產品的環境污染[2]。再制造既屬于先進制造的重要內容，也與清潔生產具有相同環保目標，實現二者的結合，通過在廢舊產品再制造生產過程中設計并采用清潔生產理念及技術方法，建立全新的清潔再制造生產模式，將能夠進一步促進再制造生產方式變革，提升再制造的資源和環境效益。

1 清潔再制造生產的內涵

清潔再制造生產可以定義為，在再制造生產過程中，采用清潔生產的理念與技術方法，以實現減少再制造生產過程的環境污染，并減少原材料資源和能源使用的先進綠色再制造生產方式。其本質是減少再制造生產過程的環境污染和資源消耗，它既是一種體現再制造宏觀發展方向的重要生產工程思想與趨勢，也可以從微觀上對再制造生產工藝做出具體要求和規劃，體現再制造資源和能源節約的優勢，從生產過程中制訂污染預防措施。

清潔再制造生產主要是通過再制造管理和工藝流程的優化設計，使得再制造生產過程污染排放最低，資源消耗最少，資源利用率最高，以實現最優的清潔綠色再制造生產過程。清潔再制造生產方式在再制造企業的應用，將能夠有效提升再制造生產的綠色度，解決當前制造企業面臨的資源和環境問題，增強再制造產業的發展和競爭能力。

再制造與清潔生產兩者都體現著節約資源和保護環境的理念，都是支撐可持續發展戰略的有效技術手段，相互之間存在著密切的聯系。再制造的生產方式是實現廢舊產品的重新利用，這一過程實現了資源的高質量回收和環境污染排放最大化的減少，所以再制造本身就是一種清潔生產方式。同時，再制造生產本身也屬于制造生產過程，所以在再制造生產過程中采用清潔生產技術，可以進一步減少再制造生產過程的資源消耗和環境污染，實現再制造資源和環境效益的全過程最大化。再制造所使用的毛坯是退役的廢舊產品，本身蘊含了大量的附加值，相當于采用了最優的清潔能源完成了大量毛坯成形。而且再制造過程本身相對制造過程來說消耗的材料和能源極少，再制造生產本身也是清潔生產過程，再制造產品符合清潔生產的產品要求，屬于綠色產品的范疇。

2 清潔再制造生產內容及控制

清潔再制造生產不但是一種生產理念，更是一套科學可行的生產程序。這套程序需要從生產設計規劃開始，結合再制造全周期過程逐步深入分析，按一定的程序分析制訂出再制造全工藝過程的資源消耗、污染產生及環境評估，采用清單分析方法進行生產系統資源消耗分析，采用不影響環境的資源使用方案，減少或避免在生產過程中使用有毒物質，對再制造生產全過程也進行排放的廢棄物品類進行分析，避免對環境污染方案或資源的采用，從傳統的以產品生產為目標的生產模式轉換至生產產品和污染預防兼重的生產模式，在生產管理理念、工藝技術手段等方面，嚴格按照清潔生產程序組織再制造生產，達到消除或減少環境污染，最大化利用資源的目的。

清潔再制造生產需要從生產全過程來進行控制，圖1給出了再制造企業實現清潔再制造生產的控制流程及內容框架。具體來講，其在工廠的應用，需要從廢舊產品的再制造設計階段就開展進行規劃，調整再制造生產過程使用的材料及能源，改進技術工藝設備，加強清潔再制造的工藝、技術設備、物流管理、生產管理、環境管理等工作，實現再制造生產過程的節能、降耗、減污，并實現廢物處理的減量化、無害化。

圖1 清潔再制造生產內容及全過程控制

3 廢舊發動機清潔再制造生產應用

3.1 發動機清潔再制造工藝思路

再制造在我國已經得到了初步的發展，越來越多的企業加入到再制造行列。發動機再制造是我國最早開展再制造應用的領域，經過近20年的發展，在我國已經形成了一定的生產規模，形成了成熟的生產工藝流程，其主要生產步驟包括拆解、清洗、檢測、加工、裝配及包裝等過程。在發動機再制造生產中，引入清潔生產理念，對發動機再制造生產方式進一步優化設計，廣泛采用清潔再制造生產方式，將能夠進一步減少再制造過程的資源消耗和降低環境污染，增強發動機再制造效益。

發動機清潔再制造生產，在管理層面，需要推行清潔再制造全生產過程的清潔管理，即對生產全過程采用清單分析的方法，應用清潔生產審計，即在生產規劃之初，對計劃進行或者正在采用的再制造生產過程進行總體的污染測算和全過程的清單分析評估，對預計產生污染較多的工藝步驟進行改進或改造，盡量減少再制造生產過程中的各種危險性因素，如高溫、高壓、低溫、低壓、易燃、易爆、強噪聲、強振動等，制訂出最優化的清潔再制造生產工藝過程。例如可以在檢查有關生產單元技術過程、原材料和水電消耗、三廢排放的來源、數量以及類型的清單基礎上，通過全工藝過程的定量化評估分析，綜合考慮投入與產出關系，找出不合理污染單元，制訂減少污染排放方案，進而提升環境等綜合效益，建立可循環的綠色清潔再制造生產線。

3.2 發動機清潔再制造生產工藝

根據清潔生產的理念和要求，結合再制造生產的關鍵特點，發動機清潔再制造生產需要重點做好以下工藝過程內容要求。

3.2.1 清潔再制造拆解過程

老舊產品的再制造拆解是實現再制造的基礎步驟，是再制造的關鍵內容。但由于老舊產品本身經過使用后，本身品質下降，在拆解中面臨著大量的廢棄件、廢棄油料的處理問題，容易造成污染，因此，采用清潔再制造拆解過程是發動機清潔生產的重要內容[3]。為實現清潔拆解，一是建立自動化程度高的流水線拆解方式，避免人為誤操作造成的舊件損傷，產生過多的資源浪費和固體廢棄物；二是根據老舊發動機特點，制訂廢油、廢水的收集處理的方案及措施，避免泄露造成環境污染；三是不斷提高拆解技術水平，配置高效或專用的拆解設備，淘汰舊件回收率低、污染嚴重的老舊拆解工藝設備，提高無損拆解率。

3.2.2 清潔再制造清洗過程

再制造清洗過程是清除廢舊件表面污垢的過程，包括化學清洗和物理清洗方法，也是再制造生產中易產生高污染的過程，屬于清潔再制造生產中需要重點關注并進行清潔設計的內容[4]。傳統的廢舊件再制造化學清洗液中存在著污染環境、不利于環保處理的化學成分，對環境造成了嚴重污染。清潔再制造清洗要求，一是盡量減少化學清洗液的使用，尤其減少化學清洗液中對環境污染大的成分，杜絕對環境的化學污染；二是盡量采用機械清洗方式，重點實現化學溶劑的清洗方法向水基的機械清洗方法發展，例如摩擦、噴砂、超聲、熱力等清洗方式，增加物理清洗在再制造清洗中的比重，避免化學清洗的污染；三是大量采用先進的清洗技術，例如干冰清洗、激光清洗、感應清洗等，提高清洗效率，減少環境影響；四是建立再制造清洗殘留液或固體廢棄物的環保處理裝置，實現廢液的循環利用和固體廢棄物的減量化無害處理。總之，清洗環節是清潔再制造生產控制的重要內容，也是不同于清潔制造的過程，應通過清潔清洗技術、工藝、設備和管理來保證再制造清洗實現清潔、環保、高效，減少清洗過程的環境污染。

3.2.3 清潔再制造加工過程

對檢測后存在表面或體積缺陷，需要性能恢復或升級的舊件，將進入再制造加工過程，主要包括機械尺寸修理法和表面技術恢復法[5]。機械尺寸修理法主要是通過機械加工設備，對損傷表面進行磨削、車削、鏜削等機械加工方法來進行零件表面形狀公差和配合公差的恢復，其清潔生產過程與傳統產品制造中清潔生產要求相同，即主要是采用清潔能源和環保切削液，加強廢液和切屑等固體廢棄物的資源化利用和環保處理，降低設備噪聲，從而實現清潔機械加工過程。

表面技術恢復法是采用表面改性、膜層、涂層、敷層等技術方法來實現表面性能提升和尺寸恢復，通常為了達到表面配合要求，在完成表面技術處理后，還需要進行機械加工以滿足表面配合精度要求，對機械加工的清潔處理可以參考舊件機械加工的清潔生產要求內容。表面技術處理過程通常會帶來較大的環境污染，例如化學鍍液的處理、噴涂或熔敷過程中的噪音及粉塵污染等。做好表面技術加工過程的清潔生產，需要注意做好以下幾點：一是要求盡量減少化學鍍液的使用，尤其是限制使用毒性較高的原材料，減少使用揮發性有機溶劑，如使用替代六價鉻、鎘、鉛、氰化物、苯系溶劑的工藝，嚴格避免六價鉻污染；二是改造生產環境，部分高聲、光、電、粉塵污染的設備進行隔離，避免對生產環境產生污染，危害人身健康，例如對于噴涂工藝設備，要建立專用房間處理，操作人員穿著防護服，對粉塵采用抽風管道進行處理等；三是建立完善的“三廢”處理裝置，既實現有用資源的回收利用，又使最終“三廢”排放均經過環保處理，將其環境影響降至最低；四是不斷發展綠色表面技術，并加強對污染重工藝技術的改造和替換，例如用物理方法替代化學方法獲得涂層，用易處理的鍍液代替污染重的鍍液等[6]。

3.2.4 清潔再制造涂裝過程

再制造零件與新件組裝成再制造產品后，最后需要進行涂裝工藝，即對表面進行噴漆等，以達到防護、裝飾、標識等目的。再制造涂裝由于涉及大量的揮發性有機物，易于對空氣質量和環境造成嚴重危害，并對人類健康造成巨大威脅。清潔再制造涂裝需要從涂裝對象、工藝、材料、設備、管理等方面來綜合考慮，例如，對涂裝對象和涂裝目的進行深入分析設計，避免過度涂裝，節約資源；對涂裝工藝過程進行設計，采用高效可靠的技術流程；對涂裝材料進行科學選擇，避免采用高污染的材料；對涂裝設備進行模塊化規劃配置，以更小的占用面積、更小的材料消耗來實現材料節約；涂裝管理除強調全過程管理外，還可以采取專業化外包的方式，減少環保處理負擔[7]。

3.3 發動機清潔再制造生產管理

發動機清潔再制造生產要求以減少環境污染和資源浪費為目的，面向再制造全過程進行綜合管理和控制。從企業管理層面，應提出并實施清潔再制造生產管理，將環境影響作為再制造生產過程中各種決策的重要方面，在對再制造產品的論證規劃、再制造生產線布局、生產技術應用、再制造廢棄物處理等，都在規劃之初要體現清潔生產的思想，體現清潔生產戰略和實施方案，從設計源頭規劃出再制造生產中的污染預防理念。例如，盡量采用各種方法對常規的能源采取清潔利用，如電、煤、油及各種燃氣的供應等；在再制造生產過程中嚴格限制能源消耗高、資源浪費大、污染嚴重的工藝流程，對可能污染重、全壽命周期能耗高、產品性能品質劣的再制造產品實行轉產；完善再制造生產管理，減少無效勞動和消耗；組織安全文明生產，倡導綠色文明、綠色文化；落實崗位和目標責任制，防止生產事故；科學安排生產進度，改進操作程序等。在具體工藝層面，清潔再制造生產需要通過具體的工藝手段措施來實現再制造全周期過程的污染預防和資源節約。例如，對企業內部的物料進行內部循環利用；加強設備管理，杜絕跑冒滴漏，提高設備完好率和運行率；通過資源、原材料的節約和合理利用，使原材料中的所有組分通過生產過程盡可能地轉化為產品，使廢棄物資源化、減量化和無害化，減少污染物排放；盡量少用和不用有毒有害的原料，以防止原料及產品對人類和環境的危害；同時替代原廢舊產品中毒性較大的材料及零件，對廢舊產品中的高環境污染材料和零件進行合理處理，減少其廢棄后的環境危害；在再制造所需新備件使用中，要采用無毒、無害的最新技術備件產品，防止使用過程中對人類的危害等。

4 結束語

科學發展觀提出了要建設資源節約型和環境友好型社會，再制造和清潔生產都是針對當前面臨的嚴峻環境與資源挑戰而提出來的，是推進社會可持續發展的重要手段，也是貫徹落實科學發展觀的重要內容。運用清潔生產理念，通過科學規劃，實現清潔再制造生產，將不但能夠提升再制造企業產品的綠色度，減少環境污染和資源消耗，還能夠提升再制造企業效益，建立企業綠色文化。同時，作為先進清潔的再制造生產方式，政府部門也需要通過完善規章制度等措施，不斷促使再制造企業，自覺、連續、持久地推行清潔再制造生產，為社會的可持續發展做出更大的貢獻。

[1] 朱慎林，趙毅紅，周中平.清潔生產導論[M].北京:化學工業出版社，2001.

[2]姚巨坤，時小軍，朱勝.基于循環經濟的產品可持續發展研究[J].再生資源與循環經濟，2008，1(8)：11-13.

[3] 時小軍，姚巨坤.再制造拆裝工藝與技術[J].新技術新工藝，2009(2):33-35.

[4]崔培枝，姚巨坤.再制造清洗工藝與技術[J].新技術新工藝，2009(3):25-28.

[5]姚巨坤，崔培枝.再制造加工及其機械加工方法[J].新技術新工藝，2009(5):1-3.

[6]樊景星.綠色表面處理與清潔生產[J].涂裝與電鍍，2008(3):44-46.

[7]王福才.綠色涂裝理念在涂裝車間規劃中的應用[J].現代涂料與涂裝，2014，17(12):24-26.

Cleaner remanufacturing production and application of used product

CUI Peizhi1,YAO Jukun2,YANG Xuqi2,JIANG Hongliang2
（1.Science Research Department,Academy of Armored Forces Engineering,Beijing 100072，China; 2.Department of Equipment Maintain and Remanufacturing Engineering,Academy of Armored Forces Engineering,Beijing 100072，China）

Remanufacturing engineering is an important measure for realizing product resource use,and is a main approach forproductmulti-life recycles.Application ofcleanerproduction technology and methods during remanufacturing process could enhance remanufacturing environmental benefit.Based on the analysis of cleaner remanufacturing production connotation,the content framework of cleaner remanufacturing production was expounded, and the detailed engine cleaner remanufacturing application was put forward,which could provide the reference for cleaner remanufacturing production.

cleaner remanufacturing production;cleaner production;engine remanufacturing

F062.2；TH17；X38

A

1674-0912（2017）01-0035-04

2016-11-10）

崔培枝（1975-），女，博士，講師，主要從事裝備再制造與信息化領域的教學與科研工作。