废旧产品再制造工程设计探讨

摘 要 随着技术更新换代的加快，废旧设备报废的数量在逐年增加，如果对这些报废的设备处理不当，势必将造成大量的资源浪费，不仅存在安全隐患，而且还会污染环境。如果在产品报废后能采用优质、环保、高效的再制造技术不仅能恢复产品原技术性能，而且还能提升设备性能，实现废旧设备的循环使用。针对失效的废旧产品进行再制造，首先要对其进行再制造设计，使其形成最优化的工艺流程。再制造工程的设计思想是以废旧产品的再制造性评价、剩余寿命评估、再制造产品建模为核心研究内容。

关键词 废旧设备；再制造；工艺流程；产品建模

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0004-02

随着技术更新换代的加快，废旧设备报废的数量在逐年增加，如果对这些报废的设备处理不当，势必将造成大量的资源浪费，不仅存在安全隐患，而且还会污染环境。这也是当前面临的巨大的科技问题，我们要如何在当前大力倡导绿色环保的大前提下适当的处理这个问题，就显得尤为重要了，在产品报废后能采用优质、环保、高效的再制造技术不仅能恢复产品原技术性能，而且还能提升设备性能，实现废旧设备的循环使用。针对失效的废旧产品进行再制造，首先要对其进行再制造设计，使其形成最优化的工艺流程。再制造工程的设计思想是以废旧产品的再制造性评价、剩余寿命评估、再制造产品建模为核心研究内容。下面将针对这三个主要环节进行一一介绍。

1 废旧产品的再制造性评价

当我们在对产品进行再制造之前，首先必须要做的就是要对报废产品的再制造性进行评价。那么，何为再制造性评价呢？其实从字面上我们就不难看出，是对报废产品从技术性能、经济价值、对环境影响等多方面因素，进行综合分析与评价。而后，评估出废旧产品是否具有判断可否对废旧产品进行再制造的前提是其再制造型评价，也是废旧产品再制造的评价的理论基础。废旧产品具不具有再制造性要在环境、技术、经济等各种条件下去分析废旧产品的设计架构和经济价值，得到一个完全整体的分析之后，才能判断其是否具有再次通过修护或改良的条件。影响再制造性的因素主要包含以下几个方面。

1）废旧产品再制造的技术性评价：从产品的设计机构上分析可拆卸装配性、可再制造加工性、性能升级性和再制造后的服役性等，从再制造加工的难易及再制造后的服役性能方面来评价是否有再制造的价值。这也是对废旧产品实施再造的根本问题，首要采取措施的重要环节。

2）废旧产品再制造的经济性评价：从技术经济的角度分析废旧产品再制造在经济上是否合算。一切从经济适用出发，当前的社会前景就是倡导绿色环保，经济实惠，杜绝铺张浪费，那么，我们尤其是要客观、准确地评估废旧产品在再制造每一个阶段的生产成本，分析其经济合理性，这对制定具体的再制造工艺、降低再制造成本具有特别重要的意义，废旧产品再造，若成本超过新产品，那么我们的再造就将失去意义，因而要相当的注重其中的微妙关系。

3）废旧产品再制造的环境性评价：从废旧产品本身报废造成的环境污染、再制造过程中可能造成的环境污染、再制造产品在服役中可能造成的环境污染等方面综合考虑，从而评价废旧产品是否具有环保、节能、节材等社会意义。环保还是不变的主题，如果在对废旧产品实行再造的过程中，对环境产生了较为严重的污染，那么我们的再造工作就失去了其现实意义。

4）研究建立废旧产品再制造性概念、评价体系、方法、评价模型及专家评价系统。想实现理想的再造，那么一切实施基础都要以专业的、科学性的概念、评价体系、方法、评价模型以及专家评估体系，作为基石，从根本上就要树立一种严明的操作方案。那么这样的实施行为才会是有效的。

2 废旧产品的失效机理、剩余寿命评估及再制造产品的寿命预测

产品服役的环境行为及失效机理研究是进行废旧产品的剩余寿命评估和再造产品寿命预测的基础理论依据。产品剩余寿命评估方法主要建立在零部件失效分析的基础上，应用断裂力学、摩擦学、腐蚀学、金属物理等理论建立失效行为的数学模型，从宏观和微观上研究零部件在复杂的环境中失效的机理和损伤的规律，并与加速试验的结果相结合，已建立产品寿命的预测评价系统，准确的估算废旧产品的剩余寿命、再制造产品的使用寿命及已使用产品的剩余寿命，制定合理的再制造方案，提高产品的使用寿命。其主要研究内容包括：

1）创建在自然环境中废旧产品中各个零件受到磨损、腐蚀的多状态下的损耗情况的模拟，还有对各个零件剩余使用寿命的了解，做出比较正确的判断。

2）了解废旧产品各个零件剩余使用寿命可以根据其状态、磨损程度、腐蚀程度等方面做出一个比较全面的数据，再对比实际过程中的得出相对应关系，进行剩余寿命的评估。

3）一个产品由全新到废旧状态，产品中的各个零部件呈现出的是不同状态的磨损，我们可以研究这个折旧过程当中各个零件在特定时间特定状态下的损耗，判断出折损的规律这样对于我们在操作中可以做出对剩余寿命的评断。

4）将物理知识运用到实践当中去，利用显微器械判断出产品中零件的大概使用时间，以便更好的知晓其剩余的作用价值，做到一个最大的物尽其用。

5）从多个层面不同角度分析在不同情况不同形态下去找出磨损规律。我们可以从这几个方面去入手，比如说结合力学原因和腐蚀介质去寻找零件损耗原理，或者是考虑温度和应力场耦合作用下的零件损耗行径，多轴载荷作用下零件长期使用形成磨损行径，还可以是研究在固/气/液相互交错的状态下观察零件的穴蚀、腐蚀、冲蚀的磨损规律。

6）根据材料服役环境及失效特点，并参照再制造产品的性能模型，对预测典型再制造产品寿命的方法和技巧进行分析和研究，最终形成其寿命评价技巧的理论体系。根据周围环境对于产品的影响以及磨损特性，再结合之前推测出来的剩余寿命的数据。

3 废旧产品的再制造建模endprint

废旧产品零件本身蕴含了大量的几何形貌、擦学性能、整体强度等信息。而且由于各个废旧产品的工作环境、时间等众多影响因素不可能完全相同，所以对其零件原始几何、性能参量的获取并建立几何及力学的再制造模型，是进行再制造产品设计的关键技术和难点。废旧产品再制造建模的研究内容包括：

1）研究废旧零件的机械学、摩擦学行为及所丧失的几何及性能参量。

2）在不能获取废旧零件原始几何尺寸和测量基准的情况下，采取接触式和非接触式测量技术，挖掘融化在废旧产品中的几何形貌、整体强度等信息，获取废旧零件的几何参量，反求出产品的原始几何数据，并建立零件的再制造几何模型。

3）通过现代性能测试技术和传感器技术，获取废旧零件再制造服役环境中相关的工况参数，并利用力学、运动学的基础理论和有限元计算等手段，结合环境分析和失效分析，探讨建立基于知识集信息的原始零件力学和表面性能模型。

对于一个企业来说，较好的控制成本大大提升了企业的长久性以及竞争性。因为现在这个社会企业成败很大一部分取决于其产品成本的价格高低。但是控制成本并不意味着求数量不求质量，往往有这种想法的企业最终的结果只有一个—倒闭。怎么样才能做成又有质量成本又低的产品呢，古语说的好“人事相宜，人岗匹配”。把一切调度到最佳状态，即可以让企业从产品中得到利润，又可以让消费者满意。

4 结束语

废旧设备的再制造在如今社会迅速发展的状况下具有非常重大的意义，实行废旧材料的建造是一种有效的节约能源的措施，在当前的社会发展大前景中，也是我们不可或缺的发展手段，有效的、科学的实施，是对大自然的一种维护，能够为社会的发展提供源源不竭的动力，做好废旧材料的再造，为社会作出贡献，也必将是专业人才所毕生追求的。

参考文献

[1]马世宁，刘谦，孙晓峰.装备应急维修技术研究[J].中国表面工程，2003.

[2]严立，等.交通运输机械针对性维修策略与应用[M].大连：大连海事大学出版社，2001.

[3]胡忆沩，杨世儒.堵漏技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[4]徐滨士.纳米表面工程[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介

王泽琪（1983-），男，汉族，黑龙江鸡西人，助教，本科，研究方向：数控技术。endprint