机械装备的再制造，重大课题---讨论

老鹰 · 发表于 2008-1-9 16:23:09

中国工程院院士、装甲兵工程学院教授徐滨士首次在中国提出“再制造”概念，主持创建了国家级装备再制造技术国防科技重点实验室，建设世界上第一个再制造学科，推动了我国再制造工程的应用与发展，成为中国的“再制造”科学家。6月23日，总装备部宣扬了他的

事迹。徐滨士从事教学与科研50年，在全国创新了电刷镀技术，解决了万吨巨轮、坦克等重大型机械，不需解体就能现场局部维修国家重点工程多项急需的关键技术难题。在连续3个五年计划中被列为国家重点推广新技术项目，获国家科技进步一等奖。
他主持研制的新耐磨合金技术，获国家发明专利，研究出的坦克履带板换代新材料，使国产坦克所用材料寿命由原来的3725公里，一跃超过10000公里，达国际领先水平。该成果获国家技术发明二等奖（一等奖空缺）。
他组织创建了我国第一个表面工程研究所；创建了全军装备维修表面工程研究中心及全军表面工程重点实验室；提出了纳米表面工程概念，对纳米超音速等离子喷涂技术等深入开发，取得显著军事和经济效益。他从装备再制造关键技术等4个方向系统研究，创新了装备全寿命周期模式，使我国机械维修工程产生飞跃。
去年8月，徐滨士参加了国务院总理温家宝任组长的国家长期发展规划“制造业发展科技”问题研究和论证工作，承担论证《机械装备自修复与再制造》分课题研究内容。
徐滨士拥有的10项科技成果获国家专利，20余项科研成果获国家和军队科技进步奖。2月20日，他带领课题组历经10余载攻克的两项课题分获国家科技发明和国家科技进步二等奖，胡锦涛总书记亲自为他颁奖。
“两件事对我震动很大”
“1954年，我从哈尔滨工业大学毕业后，被选调到哈尔滨军事工程学院装甲兵工程系（装甲兵工程学院前身）从事坦克维修专业教学。开始，我对这一工作认识不足，认为只有搞设计、制造才是高水平，才大有作为。后来，有两件事对我震动很大。”在装甲兵工程学院会议室，徐滨士讲起那两件事。
一件是苏联红军坦克维修部门在卫国战争期间抢修了43万辆次坦克、装甲车辆，相当于苏联战时年产量的15倍，这对保证装甲部队的持续战斗力、战胜法西斯起到了极其重要的作用。另一件是我军因维修和技术设备落后，许多局部磨损的坦克零部件不能修复，整机只好报废，浪费很大，严重影响正常训练和战备任务的完成。
徐滨士心情久久不能平静，暗下决心，一定要用所学知识改变部队维修技术落后的现状。
一个教研室效益30亿
曾任这所学院院长的刘世参教授对记者说：“徐滨士很注意把科研方向与我军建设的实际相结合，通过到作战部队调查，他了解到现代战争中坦克维修的重要性。”刘世参讲了这么一件事。
一天，徐滨士得知，我国从西方进口的民航客机上，都带有电刷镀技术的制成品，飞机零件坏了，用这种东西刷镀，不但马上变新颜，而且功能和新品一样。于是他潜心研究：在全国首例开发出电刷镀设备，即一个人就可操作，用镀笔蘸镀液，涂刷工件表面，以恢复和提高工件耐磨、耐腐蚀性能的新技术，以及各种镀液和应用工艺，解决了万吨巨轮、坦克，甚至一些大型进口精密仪器等重大型机械，不需解体就能现场局部维修的国家重点工程多项急需的关键技术难题，连续在3个五年计划中被列为国家重点推广新技术项目。他领导的教研室，为国家创造了30亿元的效益，获国家科技进步一等奖。
把“表面”的实践上升至理论
在高效能超音速等离子喷涂设备机房前，徐滨士拍着放在外边的机器说：“喷的速度越快，附着力越强。”他还告诉我们，装备、零部件的损坏有个共同点，就是问题往往出在“表面”，磨损在表面发生，磨蚀从表面开始，疲劳损伤由表面向基体延伸。
因此，他把在“表面”上的实践上升到理论，找出其本质问题，建立起理论体系，从自发研究走向自觉，并提出在我国建立表面工程学科的设想，表面技术即以修复或强化零件表面，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种性能的技术工艺。它是80年代世界十项关键技术之一，表面工程学科的重要组成部份。
1987年，他组织创建了我国第一个表面工程研究所，创办了由他任编委会主任的《中国表面工程》杂志，创建了全军装备维修表面工程研究中心及全军表面工程重点实验室。近几年，他又提出了纳米表面工程概念，对具有自主知识产权的纳米电刷镀技术、纳米超音速等离子喷涂技术、微纳米减摩自修复技术等进行了深入开发研究，并获得成功。其综合性能超过美国同类产品，喷涂的纳米涂层可用于修复高性能飞机发动机叶片。在国防系统和地方推广应用上，取得了显著的军事和经济效益。
坦克履带板寿命世界第一
据介绍，徐滨士研制的新型耐磨合金技术，1991年就获国家发明专利，在此基础上研究出的坦克履带板换代新材料，比国产坦克所用材料寿命延长3倍以上，达国际领先水平。当今世界上坦克履带板的寿命，美国是6400公里，俄罗斯5750公里，我国原来是3725公里，现在一跃达到10000公里。靠得就是这项获2003年国家技术发明二等奖的成果。
坦克多种磨损轴类部件不能高质量地维修，曾是我军装备保障的重大难题。徐滨士经反复研究，在上世纪70年代末期决定用等离子喷涂这个世界先进技术解决，历经数十次失败，他的课题组攻克了喷枪、电源、喷涂材料等一系列技术难关，获得突破。徐滨士提出，要通过实车试验检验才能用于装备修理。军委装甲兵主管技术工作的首长看准了这项技术的前景，批了3辆主战坦克，进行一个大修期系统后，试车结果表明，原车上某个零件跑4000公里就坏了，而经此技术处理的零件跑了12000公里仍能使用。其耐损性比新品提高1.4—8.3倍，有的寿命延长近3倍，成本却只有新品的十分之一。
“再制造”在中国诞生
徐滨士在长期的维修研究中提出了表面工程的概念，继尔，他又把维修和表面工程进行综合，在中国首次提出再制造工程的概念，即利用原有零部件采用先进表面工程技术（涂层与改性）及其它加工技术，使零部件恢复尺寸、形状和性能，修复质量与原新品性能相当或高于原新品产品的过程。
美国在对伊拉克的战争中，执行作战任务的轰炸机许多是早该退役的旧战机，但经过再制造，不仅重返战场，而且性能达到了新指标。据统计，1996年，美国再制造工程一年创造了540亿美元产值，解决了43万人就业，与美国钢铁业产值相当。
美国再制造以换件修理为主要手段，修复零件是以尺寸法为基础进行恢复。而徐滨士把表面工程技术融入到再制造技术中，对废旧产品进行高技术改造，实现了优质、高效、节能、省材、环保，赋予了中国特色再制造的全新内涵。他担任主任的“装备再制造技术国防科技重点实验室”，从装备再制造设计基础、关键技术、质量控制、装备应急维修4个研究方向，进行系统研究，创新了装备全寿命周期模式，既成为全军装备维修保障建设重要平台，又使我国机械维修工程产生飞跃，奠定了工程理论和技术基础。
地球两个点合谋一个“面”
“中国的表面工程研究水平，在世界上是一流的。”英国皇家工程院院士，当今国际材料热处理及表面工程领域著名专家和学者，伯明翰大学教授T·Bell这样称赞徐滨士。
贝尔是世界上表面工程这一新兴学科的创始人。他于1983年创建了第一个表面工程研究所和国际表面工程杂志。脚前脚后，徐滨士1987年创建了中国第一个学会性质的表面工程研究所，从1983年起双方就国际表面工程先进技术开展广泛合作交流，经徐滨士等人推荐，贝尔于2002年被评为中国工程院外籍院士。
2002年10月12日，徐滨士与贝尔在成都举行科技合作会谈，达成了合作开展研究奥氏体不锈钢人造关节表面处理，双方互派人员学习和合作科研等7项协议。其中在第四项中说，英方购买中方研究的纳米电刷镀装置，包括电源、系统镀笔工具及附件、配备部分镀液等。这使双方的科技合作从通用向高级，从局部向全面，从一般技术向高科技技术发展到新的重要阶段，为实现再制造的合作奠定了技术与设备基础。
徐滨士带领课题组研制的“金属基体上电刷镀纳米题粒复合镀层”的方法等10项科技成果获国家专利，20余项科研成果获国家和军队科技进步奖。你可知道，徐滨士的发明专利和奖项无一不是从部队和国民经济建设的实际需求研究而来，这在中国不也十分难得和罕见吗？
■新闻背景
六月四日，中国科学院第十二次院士大会和中国工程院第七次院士大会在人民大会堂举行。中科院院长路甬祥、中国工程院院长徐匡迪在大会上为获得“光华工程科技奖”的获得者颁发了证书，装备维修工程专家徐滨士院士获得“光华工程科技奖”。
■将新闻进行到底
“装备工程发展是3个阶段两个‘半生’，即设计、制造为前半生，使用维护到报废是后半生。长期以来，人们重视前半生忽视后半生，装备或设备磨损到什么程度需要维修或换新件？用什么方法维修能让设备完好如初，甚至比新品的性能还好，寿命更长？”徐滨士指着墙上的挂图说道
■相关链接
徐滨士
中国工程院院士、装甲兵工程学院教授，技术一级，少将军衔。
1931年生人，1954年毕业于哈尔滨工业大学后，被选调到哈尔滨军事工程学院装甲兵工程系（装甲兵工程学院前身）从事坦克维修专业教学，历任讲师、副教授、教授、副院长等职。2004年2月13日，在全国家科学技术奖励大会上，胡锦涛总书记亲自为他颁发了国家技术发明二等奖荣誉证书。
1987年，他组织创建了我国第一个表面工程研究所，创办了由他主编的《中国表面工程》杂志，出版了《表面工程与维修》专著，创建了全军装备维修表面工程研究中心及全军表面工程重点实验室。近几年，他又提出了纳米表面工程概念，出版了《纳米表面工程》专著，首次在中国提出“再制造”概念，主持创建了国家级装备再制造学科。
徐滨士为项目组长的《绿色再制造工程及其在我国应用的前景》课题，被列为2000年中国工程院咨询项目,2002年获国家自然科学基金重点项目。去年8月，徐滨士参加了国务院总理温家宝任组长的国家中长期发展规划专题“制造业发展科技”问题研究的理论工作，承担论证《机械装备自修复与再制造》分课题的研究内容。50年来他获国家发明专利10项，国家和军队科技进步奖20余项，出版专著17部。
■武器大观
拐角射击铁拳
在2004年欧洲萨托里防务展上，德国动力诺贝尔防务公司和以色列拐角射击公司联合展出了“拐角射击铁拳”（CSP）战术系统。该系统专门用于打击隐藏在拐角处的敌人。CSP战术“铁拳”60毫米（RGW-60）火箭筒，是一种便携式、易于操作的精确射击武器。通过配用可折叠式单脚架和瞄准系统，使用者无需暴露身体即可观察拐角和向拐角处的敌人射击，也可以躲在障碍物后射击和用于监视。
指挥官数字助理
美国陆军正在准备给排级和连级的指挥官配发大约300台“指挥官数字助理”(CDA)手持帮助计算机。CDA基本上属于一种军用PDA(个人数字助理，一种流行的掌上电脑平台)。新的CDA将会采用军事行动追踪系统技术，不断在PDA屏幕上显示附近所有的友好的排、坦克和战斗机的位置。美国陆军年轻的指挥官们已经热心地喜爱新的技术，如同他们中的多数人已经拿着自己的PDA进行战斗和训练练习长达数年之久一样。因此，国外把他们称为在战争中的“任天堂”一代人。
155毫米自行榴弹炮
尽管美军M109式155毫米自行榴弹炮完成研制已经有40年了，但它仍是世界上使用最广泛的火炮之一。在2004年欧洲萨托里防务展上，德国莱茵金属公司和荷兰RDM技术与防务公司联合展出了改进型M109L52式52倍口径155毫米自行火炮系统。
该炮安装的52倍口径155毫米火炮与德国PzH200式155毫米自行火炮系统保持了弹道通用性。火炮的最大射程取决于所使用的弹丸和装药，发射最新型Rh49式弹丸时的最大射程可达40千米。未来，M109L52式火炮将配用新型火控系统，使其具备自主式“打了就跑”的射击能力，包括在3分钟内完成停车、弹道计算、6发弹急促射击，然后撤离阵地

老鹰 · 发表于 2008-1-9 16:24:13

一台超过设计寿命的机器设备，如何处置？

按照常规思维，只能将损坏严重的部件重新修复，勉强而又小心地延长使用年限，或者干脆淘汰报废，然后更换新品。显然，这两者都不是最优选择，前者虽然实现了节约，但却让人如履薄冰，因为这种修复明显地降低了安全系数；后者虽然干脆利落，不留隐患，但没有做到最大限度地利用资源和能源。

当然，还有另外一种思维和路径，那就是再制造。专家称，经过再制造之手，行将报废的机器特别是石化、发电等大型机械设备有可能延长使用寿命20年—40年！

“再制造”是个啥？真的有这么大的作用？

通俗地说，再制造就是让旧的机器设备重新焕发生命活力的过程。它以旧的机器设备为毛坯，采用专门的工艺和技术，在原有制造的基础上进行一次新的制造，而且重新制造出来的产品无论是性能还是质量都不亚于原先的新品。

科学地说，再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业，它针对的是损坏或行将报废的零部件，在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上，进行再制造工程设计，采用一系列相关的先进制造技术，使再制造产品质量达到或超过新品。

再制造是一个物理过程，比如，用旧了的发动机，经过一番修复、改造后，最后装成的仍然是一台发动机，而不是别的什么。由此看来，再制造不同于废旧物资回收利用。

再制造也具有化学过程的特征。虽然旧的发动机经再制造后仍是发动机，但是它的原材料或构件已经脱胎换骨，而且再制造的产品不是“二手货”，而是一种全新的产品，所以再制造也不等于一般的原材料循环利用。

再制造的本质是修复，但它不是简单的维修。再制造的内核是采用制造业的模式搞维修，是一种高科技含量的修复术，而且是一种产业化的修复，因而再制造是维修发展的高级阶段，是对传统维修概念的一种提升和改写。

“全寿命周期”这个概念就是由再制造生发的。通常我们说产品寿命周期，指的就是产品的制造、使用和报废处理三个阶段，再制造产业诞生后，产品的寿命周期就不仅要考虑上述三个阶段，而且在产品设计时就充分考虑产品维护以及采用包括再制造在内的先进技术对报废产品进行修复和再造，从而产品性能和价值得以延续。换言之，在全寿命周期概念中，应该报废的产品其寿命并未终结，经过再制造之手，它可以再度使用，因而产品的全寿命周期链条就拉长为产品的制造、使用、报废、再制造、再使用、再报废。

再制造不但能延长产品的使用寿命，提高产品技术性能和附加值，还可以为产品的设计、改造和维修提供信息，最终以最低的成本、最少的能源资源消耗完成产品的全寿命周期。国内外的实践表明，再制造产品的性能和质量均能达到甚至超过原品，而成本却只有新品的1/4甚至1/3，节能达到60%以上，节材70%以上。业内人士认为，最大限度地挖掘制造业产品的潜在价值，让能源资源接近“零浪费”，这就是发展再制造产业的最大意义所在。

显然，再制造是有产业门槛的。

首先，必须考量再制造产品的经济性。

如果产品价值或所耗费的资源十分低廉，就失去了再制造的价值。其次，需要考量再制造产品的可行性。这里有两个门槛，一个是技术门槛，再制造不是简单的翻旧换新，而是一种专门的技术和工艺，而且技术含量较高；另一个是产业化门槛，即再制造的对象必须是可以标准化或具有互换性的产品，而且技术或市场具有足够的支撑，使得其能够实现规模化和产业化生产。第三，还需考量再制造对象的条件，比如，它必须是耐用产品且功能失效，必须是剩余附加值较高的且获得失效功能的费用低于产品的残余增值等等。

在资源和能源相对紧缺的今天，再制造显然优势凸显。虽然目前我国再制造更多地局限在发动机领域，仍有人乐观地估计，我国再制造的产业空间高达1000亿元。且不论这种推算科学与否，但这样的结论毋庸置疑：再制造是一个大有可为的产业。

老鹰 · 发表于 2008-1-9 16:27:35

在业内专家看来，汽车零部件再制造是一个既节约资源，又突出环保的产业，再制造在创造了巨大经济效益的同时，也降低了对环境的污染，减少了对有限资源的浪费。　　然而在中国，这只是一个新兴的产业，尽管社会各界都给予了高度的重视，但起步较晚、认知度低、技术落后、流通不利以及法规与政策不完善等等因素，也制约了零部件再制造产业的向前发展。
　　观念障碍
　　在汽车维修领域，再制造零部件有着广泛的应用前景，尤其是在能源、资源日趋紧张，环保压力增大的情况下，使用制造成本及消费成本较低的再制造产品无疑更具现实意义。例如在美国，规模最大的再制造产业就是汽车领域的再制造，从事再制造的公司超过5万家，年销售总额365亿美元。这些再制造的汽车零部件被广泛应用于售后维修服务中，再制造产品如发动机、传动装置、转向器、起动机、化油器等等已经占到替换市场的70％－80％。
　　然而，影响汽车零部件再制造产业的发展，我国首先面临的可能就是使用问题。
　　中国汽车工业协会（简称中汽协）相关负责人作的《再制造创造绿色财富》报告中，多次提及再制造产业的发展难题，中汽协常务副会长兼秘书长董杨就曾针对这一问题指出，思想认识和旧观念的障碍、法规上的约束、税费优惠政策不到位、回收旧件措施不得力、再制造企业资质要求和再制造产品准入条件以及标识制度不明确，成为影响汽车再制造的几个问题。
　　首先是观念障碍，中汽协市场贸易委员会秘书长张伯顺的这个观点更为明确，“相关方面认为既然报废了怎么还用来再制造；有的消费者认为再制造产品不如新品，不愿意使用再制造产品。”
　　“当务之急是加强对再制造产品的宣传。”十分关注于这个领域的原机械工业部部长何光远指出了目前要加快发展汽车零部件再制造还需做的工作，他表示，政府也要利用各种机会进行宣传，让公众认识再制造产品，明白使用再制造产品的好处，并且要研究如何通过国家政策激发企业的积极性。
　　据记者了解，除了从事轮胎翻新工作的100多家轮胎再制造企业之外，国内主要汽车零部件制造企业只有少数几家：首先试水的柏科（常熟）电机有限公司，早在1986年就已在深圳蛇口建厂，生产再制造的汽车发电机和起动机；经原机械部批准的济南重汽集团复强动力，这家1994年组建的中外合资再制造企业开展业务也是很早；而已经进入再制造产业的，还有上海大众瑞贝德动力总成有限公司、卡特彼勒再制造工业（上海）有限公司和广州花都全球自动变速箱有限公司。
　　虽然这些企业从事汽车零部件再制造产业较早，但生产规模都不是很大，例如重汽复强和上海大众瑞贝德只是依托于本渠道的国内售后维修网络模式运作，广州花都和常熟的两家企业则通过从国外进口废旧机电产品，然后再返销到海外市场，而全球最大的再制造商卡特彼勒公司，其在中国再制造业务的开展也备受回收不利及相关法规限制等种种不利的因素所制约。
　　政策限制
　　再制造的概念，尤其是汽车零部件的再制造，只是在最近几年才被广泛提及，对于大多数公众来说还处于一个比较陌生的阶段，我国汽车零部件再制造行业只能算是刚刚起步，但从目前的市场状况看，却极具发展潜力，一汽、东风、玉柴、潍柴等一批整车及零部件企业都在积极开展此项业务，国家相关部门也在取消或更改关于对汽车零部件再制造的政策限制。
　　国务院2001年6月第307号令《报废汽车回收管理办法》规定，拆解的发动机、变速器、前后桥和车架等“五大总成”应当作为“废金属，交售给钢铁企业作为冶炼原料”回炉。鉴于法规约束，再制造企业难于从回收拆解企业获得再制造旧件，而且，由于一些不法商人的利益驱使，一些报废汽车经过拼装继续上路，造成社会危害的同时也破坏了零部件的回收。
　　对此，国家发改委产业政策司处长李万里提出，汽车零部件的再制造，应从立法开始做起，然后逐步形成再制造全流程（包括登记制度）的一套管理制度，使汽车本身可以利用的部分发动机、变速箱或其它产品，通过一个高技术的重新整理之后，仍然能够回到使用环境中去。
　　国务院早在2005年颁布的21号、22号两个文件就已指出，国家将大力“支持废旧积淀产品再制造”，并把“绿色再制造技术”列为“国务院有关部门和地方各级人民政府要加大经济支持力度的关键、共性项目之一”。
　　2006年4月，曾培炎副总理在国家发改委《关于汽车零部件再制造产业发展及有关对策措施建议的报告》上批示，同意以汽车零部件为再制造产业试点，探索经验，研发技术，同时考虑适时修订有关法律法规。2007年6月，曾培炎又在原机械工业部部长何光远建议加快推进汽车零部件再制造的信中批示，抓紧修订法规，启动一、两个试点，再次表明了国务院支持汽车零部件再制造的态度。
　　遵循上述思路，国家发改委今年上半年在对国内外再制造产业发展状况深入研究的基础上，已经提出了中国汽车零部件再制造产业发展的对策措施。目前，发改委正在抓紧研究起草《汽车零部件再制造试点方案》，再制造试点工作成为国家循环经济试点的重要内容。
　　技术落后
　　最近，有很多学者提出了产品的生命周期概念，这种理论认为，产品的寿命不仅包括本代的使用时间，还应包括产品及其零部件的报废、回收和再利用，形成一个新的生命周期。
　　关于此点，首次提出再制造概念的中国工程院院士徐滨士也认为，应以产品全寿命周期理论指导零部件再制造，但他尤其强调先进技术和产业化的生产手段。“再制造不是二手产品，而是新品。利用新技术再制造的产品，可以弥补原来产品最薄弱的环节，所以再制造产品的质量可能超过新品。”
　　再制造技术先进的国家，从材料选择、结构功能、制造过程、储运方式、产品使用、废品处理等方面，充分考虑到再利用的循环过程，在产品的设计、生产、消费、回收等方面均有严格的控制。
　　欧盟2000年5月颁布的关于报废车处理的EU指令，对新型车使用环境负荷、报废车处理前的解体、报废车回收网络等等均有明文规定，并计划到2015年1月以后，零部件再生利用的实际效率达到95％其中能源利用率≤10％　。
　　在德国的慕尼黑，宝马公司建有一家专门的再循环和拆借中心，负责研究旧车的拆解技术与经济，在再制造的过程中，有94％被高技术修复，5．5％回炉再生，只有0．5％被填埋处理。
　　有关专家介绍，旧的零部件经过完全拆解、清洗、检测、加工、装配并且通过测试处理，产品再制造后性能达到或超过原型机新品，成本低于新品的50％，与回炉相比耗能在40％以下，节材在70％以上，但这是建立在高端技术和先进装备的基础上。目前我国汽车零部件修复、改造等产品设备和技术的引进还远远不够。

老鹰 · 发表于 2008-1-9 18:05:08

绿色产业，前途无量，国家政策支持迟早会出台。利润也应该很可观。

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机械装备的再制造，重大课题---讨论

“再制造”是个什么概念？

零部件再制造难在何处？