再制造的本质是性能提升,是对传统维修概念的一种跨越式提升,是一种高科技与产业化的主动性性能提升。
主动再制造则是以全生命周期理论为指导,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,对正在服役的同一设计方案的产品,在一个合理的时间段内主动实施再制造,以实现在役产品总服役周期内经济性、环境性、再制造性最优的一系列工程活动。
以上是合肥工业大学研究再制造的宋守许教授给出的定义。前不久,他在北京举办的2016再制造产业发展研讨会上,从再制造中主动性需求、主动再制造定义及内涵、主动再制造理论与技术基础、主动再制造未来应用与展望等几个方面对主动再制造的理论基础与其发展进行了阐述。
其实,主动再制造在现实生活中早已有之,越是安全程度要求高的产品越需要进行主动再制造。如在飞机等航空领域,主动再制造的需求和要求很高,甚至有些从事飞行表演的飞行员专门要求驾驶发动机经过了主动再制造过的飞机。在类似航空这样的领域,经过再制造的发动机等核心总成,由于其主要零件已经经历过一定运行的检验,其整体安全程度往往要比新发动机高。在其他领域,诸如大型油田设备、矿山设备、轨道交通设备、大型工程机械等上面,由于其中的一些核心零部件价值相对很高,也需要进行主动再制造。
在目前再制造生产模式下,由于废旧产品数量与质量的不确定性、产品服役时间的不确定性、零件失效状态的不确定性以及产品设计存在的不合理性,使得目前再制造领域存在着被动形式。对此,应该从主动再制造的观点出发找出它们的确定性,从而更好地保持和提升产品的性能与品质。
宋守许教授介绍,主动再制造有如下四大特点:
一是主动性。当产品服役到再制造时域时,就主动终止产品服役,对其关键件进行再制造。
二是时机最佳性。在产品服役过程中客观存在性能退化拐点和再制造时间区域,在该区域内存在再制造最佳时机点,在该点实施再制造,恢复原设计功能、性能的技术性、经济性、环境性最优。
三是关键件优先性。当产品服役到再制造时域时,整机性能参数达到某一阈值,其关键零部件性能必须还没有退化到临界值,还具有较高的再制造价值,即在产品设计中关键件的再制造临界值要高于整机性能的阈值。
四是可批量性。对于同一设计方案的产品,在正常工况下,由于再制造时间的主动选择,再制造毛坯状态的差异性得到最大程度的改善,为实现再制造的批量生产提供了技术保障。
对于再制造时域的选择,宋守许教授认为,应当是产品性能退化拐点(IP),即产品主要性能指标已到劣化拐点,是应该再制造的时刻。在此区域之前,产品不需要进行再制造;在此区域之后,在当前技术条件下,产品则丧失了再制造的价值。
对于主动再制造的时机选择问题,来自山东大学的国家重点基础研究发展计划项目的李方义教授也认为,发动机主动再制造的时域决策要基于发动机模拟实验的“设计-损伤-服役特性”映射规律,如发动机整机产品应以发动机核心运转件曲轴磨损量为指标,以能耗为目标,结合再制造技术经济分析,提出产品主动再制造时机的选择方法。
例如,在发动机运转服役过程中,曲轴连杆轴颈的磨损量会逐渐加大,输出扭矩就会减小,同时发动机气缸体与活塞发生磨损将直接导致漏气发生能耗损失,引起发动机的性能下降。这时,可基于寿命匹配原则,设定曲轴再制造时机点与气缸和活塞更换时机点的关系,从而得到相关关键零部件的正确再制造时机。
主动再制造除了前面提到的产品安全考量之外,宋守许教授表示,其带来的好处也是多方面的,其中一点是可增强客户对再制造产品的认可度。例如,矿山客户都是集团客户,这些专业人士对于再制造产品的认知度没有问题,但很多客户对再制造的认知还没有到位。而基于主动再制造构建的相关再制造产品服务体系,可以增强客户对再制造产品的认可度,同时不断引导和培养新客户。
此外,主动再制造可形成再制造模式下的“原料库”。例如,当产品出现符合主动再制造标准的情况时,再制造企业应当激励消费者退回“旧件”,并向消费者提供可替代的再制造产品。通过这一措施,再制造企业可对自身所回收“旧件”的质量及数量进行预测与调控,从而进一步降低再制造成本。
同样,对于相对批量更大的汽车产业而言,大车队等运输企业客户也都是规模不等的集团客户,用主动再制造的思路和方法去服务,将使客户的车辆管理达到较高的水平,从而实现再制造企业与客户之间的双赢。
作者:zj
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