復(fù)強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)案例

1、心=號(hào)X100%復(fù)強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)案例0引言產(chǎn)品的再制造性評(píng)估有兩種方式，一是對(duì)已經(jīng)使用和報(bào)廢的產(chǎn)品再制造前對(duì)其進(jìn)行再制造合理性評(píng)估；二是在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)對(duì)其進(jìn)行再制造性評(píng)估，利用評(píng)估結(jié)果改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加再制造性。廢舊機(jī)電產(chǎn)品的再制造性是決定其能否進(jìn)行再制造的前提，是再制造基礎(chǔ)理論研究中的首要問(wèn)題。廢舊產(chǎn)品再制造性可定義為：廢舊產(chǎn)品在規(guī)定的條件及時(shí)間內(nèi)，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素后，通過(guò)再制造，恢復(fù)或提高原產(chǎn)品功能和性能的能力。隨著再制造技術(shù)的發(fā)展舊產(chǎn)品的再制造性也會(huì)隨著變化。產(chǎn)品能否再制造以及再制造的效果如何，不僅關(guān)系到再制造生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，也對(duì)再制造產(chǎn)品的質(zhì)量提供了一個(gè)基本保證。對(duì)產(chǎn)品可再

2、制造性的評(píng)價(jià)是再制造生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？稍僦圃煨詻Q定了對(duì)產(chǎn)品實(shí)施再制造的可能性和經(jīng)濟(jì)性。文中主要是通過(guò)一些評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化來(lái)最終達(dá)到一個(gè)合適廢舊產(chǎn)品再制造性的定量指標(biāo)，從數(shù)量上客觀反映廢舊產(chǎn)品是否適合再制造。再制造性評(píng)價(jià)隨著中國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與推進(jìn)，人們對(duì)再制造越來(lái)越認(rèn)可，再制造在環(huán)境等方面的貢獻(xiàn)越來(lái)越受到國(guó)家政府和有關(guān)部門的重視，但在指標(biāo)評(píng)價(jià)體系方面相對(duì)欠缺，目前對(duì)廢舊的毛坯進(jìn)行再制造性的評(píng)價(jià)主要從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性和環(huán)境可行性三個(gè)系統(tǒng)層面進(jìn)行考慮。1.1技術(shù)可行性（R）1技術(shù)可行性要求廢舊產(chǎn)品進(jìn)行再制造加工技術(shù)及工藝上可行，可以通過(guò)原產(chǎn)品恢復(fù)或者升級(jí)恢復(fù)達(dá)到或者提高原產(chǎn)品性能的目的。

3、再制造加工過(guò)程主要包括拆卸、清洗、分類檢測(cè)、修復(fù)和升級(jí)、再制造零部件檢測(cè)、裝配、整體檢測(cè)，所以對(duì)再制造技術(shù)方面的可行性評(píng)價(jià)可以從下面幾個(gè)方面進(jìn)行。it訶再制ift種報(bào)廢祚檢測(cè)亦合格竹fl再制掐丄動(dòng)機(jī)=:=_=決IM3Et退役發(fā)動(dòng)機(jī)扌報(bào)*4技求升級(jí):改這卄町再:1:1:1:1:1:I:1:1一M,制直_L_:1:1再制造加工圖1發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的工藝流程圖1.1.1拆解合格率（R）11目前廢舊產(chǎn)品的拆解還是以手工和半機(jī)械化拆解為主，廢舊產(chǎn)品本身經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的服役，導(dǎo)致的銹蝕等因素導(dǎo)致了其不能完全無(wú)損的拆解或者不能完全分解。拆解合格率就是可再制造件在拆解過(guò)程中未經(jīng)破壞的比例，即：其中：Q表示無(wú)損傷的可

4、制造件數(shù)量；Q表示可再制造件總數(shù)。nr1.1.2檢測(cè)可靠性（R12）在進(jìn)行再制造之前的毛坯檢測(cè)是進(jìn)行再制造加工的重要環(huán)節(jié)之一。檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)兩種情況：一種是把不合格的毛坯錯(cuò)誤的當(dāng)成合格的毛坯，從而影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量；另一種是把合格的毛坯當(dāng)做不合格毛坯進(jìn)行回爐處理，雖然不會(huì)影響最終再制造的質(zhì)量，但是卻增加了成本。其評(píng)價(jià)方式可以用以下公式表達(dá)：(1_N)(1_n)X100%其中：N表示合格的檢驗(yàn)成不合格的數(shù)量；N表示不合格的檢驗(yàn)成合格的數(shù)量；N表ri示總的檢驗(yàn)數(shù)量。1.1.3新品可靠性（R）13雖然再制造產(chǎn)品的質(zhì)量不低于原始新品的質(zhì)量，但是隨著科技的進(jìn)步以及人們對(duì)產(chǎn)品的要求的嚴(yán)格，現(xiàn)有的產(chǎn)品質(zhì)量可能會(huì)

5、高于報(bào)廢零部件生產(chǎn)時(shí)候的質(zhì)量要求，為了保持再制造產(chǎn)品和現(xiàn)有同類產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，再制造產(chǎn)品的質(zhì)量不能和現(xiàn)有同類型產(chǎn)品新品的質(zhì)量相差太多。新品可靠性是衡量再制造產(chǎn)品適應(yīng)新的競(jìng)爭(zhēng)的能力（質(zhì)量和價(jià)格）的一個(gè)重要的指標(biāo)，用以下評(píng)估方法來(lái)評(píng)估：其中：n表示質(zhì)量比現(xiàn)有新品好、價(jià)格比現(xiàn)有新品低的數(shù)量；n表示質(zhì)量比現(xiàn)有新品12差、價(jià)格比現(xiàn)有新品低的數(shù)量；n表示質(zhì)量比現(xiàn)有新品好、價(jià)格比現(xiàn)有新品高的數(shù)量；n表34示質(zhì)量比現(xiàn)有新品差、價(jià)格比現(xiàn)有新品高的數(shù)量；表示性能所促進(jìn)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)比重。1.1.4整機(jī)性能（R14）再制造零部件雖然在單個(gè)性能上面不低于原始新品的質(zhì)量，但是再制造產(chǎn)品很多情況下作為一個(gè)整體，作為一個(gè)系

6、統(tǒng)，其性能是否不低于原始的整機(jī)性能。對(duì)于不同的再制造產(chǎn)品，所關(guān)心的具體內(nèi)容也不同，對(duì)于再制造發(fā)動(dòng)機(jī)，我們關(guān)心的是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、扭矩、可靠性等，而再制造輪胎，所關(guān)心的是耐磨性和壽命。所以整機(jī)性能這個(gè)指標(biāo)就用達(dá)到或者超過(guò)原始新品的比例來(lái)表示，即：其中：Q表示達(dá)到原始新品數(shù)量的整機(jī)數(shù)；Q表示整機(jī)數(shù)。u1.1.5相容性（R15）再制造產(chǎn)品作為一個(gè)整體，其中的每個(gè)零部件的使用壽命不盡相同，在使用的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)零部件的損壞而需要對(duì)零件進(jìn)行更換，這要求其中的再制造零部件要與其他零部件有著良好的兼容性，所以文中用以新件替代再制造件而不影響整機(jī)性能與總的數(shù)目的比值作為評(píng)價(jià)與其他零部件相容性的方法，即：艮刁

7、急其中：A用新品替換某個(gè)再制造零部件后整機(jī)性能不低于原始新品數(shù)量；A：每個(gè)整rc機(jī)的再制造零部件數(shù)目；A：整機(jī)的總數(shù)目。w1.1.6加工效率（R16）加工效率是衡量在再制造加工環(huán)節(jié)的一個(gè)結(jié)合時(shí)間性的指標(biāo)，是指廢舊毛坯進(jìn)入再制造工廠進(jìn)行清洗拆解開(kāi)始到裝配檢測(cè)成為一個(gè)新的再制造產(chǎn)品所消耗的時(shí)間。其中：t表示再制造加工平均所用時(shí)間；t表示維修所需的平均時(shí)間。01.2環(huán)境可行性（R）2再制造性的環(huán)境可行性是對(duì)廢舊產(chǎn)品再制造加工過(guò)程本身以及再制造后的產(chǎn)品在社會(huì)上使用時(shí)對(duì)環(huán)境影響的成本估計(jì)和預(yù)測(cè)。環(huán)境可行性的評(píng)價(jià)需要一個(gè)參照。再制造作為制造的延續(xù)與補(bǔ)充，并且彌補(bǔ)了原始制造的一些缺點(diǎn)，其顯著特點(diǎn)之一就是對(duì)環(huán)

8、境友好，所以再制造的環(huán)境可行性是和制造相比得到的結(jié)果。1.2.1舊件利用率（R）21進(jìn)入工廠的廢舊整機(jī)其拆解后的零部件分成可再制造件、直接利用件和不可再利用制造件。舊件利用率用來(lái)衡量再制造過(guò)程對(duì)廢舊產(chǎn)品的利用率，用可再制造件和直接利用件重量之和與整機(jī)的重量之比來(lái)表示，即：R2-W叱X100%其中：W表示再制造件重量；W表示可利用件重量；W表示整機(jī)重量remanreuse1.2.2節(jié)能（R）22原始制造出的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一個(gè)壽命周期后要經(jīng)過(guò)回爐變成原料再進(jìn)行加工成零部件，而再制造以廢舊產(chǎn)品為毛坯，進(jìn)行加工生產(chǎn)，不需要經(jīng)過(guò)回爐處理，因而節(jié)約大量能量，其計(jì)算公式為：其中：PW表示實(shí)際再制造耗能；PW表示完

9、全再制造耗能；PW表示回remanhremanmd爐耗能。1.2.3減少co排放量（r）223減少CO排放量是將廢舊毛坯經(jīng)過(guò)回爐成原始材料與其在加工成零部件的過(guò)程相比所2減少的CO排放量；完全再制造是指再制造率為1的再制造過(guò)程。其計(jì)算公式如下:2其中：E:再制造CO排放量；E:完全再制造CO排放量；E:回爐制造COr2cr2md2排放量。1.3經(jīng)濟(jì)可行性（R）3技術(shù)可行性和環(huán)境可行性決定了廢舊產(chǎn)品能否進(jìn)行再制造，而經(jīng)濟(jì)可行性卻最終反映了進(jìn)行再制造活動(dòng)是否繼續(xù)下去的最終判斷標(biāo)準(zhǔn)和人們從事經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的根本出發(fā)點(diǎn)之一?？紤]再制造活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)因素，不僅要考慮回收、加工、以及廢棄物處理的成本還要考慮再制造加

10、工過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響所帶來(lái)的環(huán)境成本。所以引進(jìn)2個(gè)指標(biāo)；利用率和環(huán)境收益率，用來(lái)評(píng)估再制造的經(jīng)濟(jì)性。利潤(rùn)率（R）是指凈利潤(rùn)與銷售收入之間的比值。凈利潤(rùn)借鑒杜邦財(cái)務(wù)分析法可得其31計(jì)算示意圖如圖2所示圖2凈利潤(rùn)計(jì)算示意圖Fig1Sketchmapofthenetprofitcalculation環(huán)境收益率（R）是用來(lái)衡量再制造對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)的影響。廢舊產(chǎn)品通過(guò)再制造變成了32性能等同或稍高于原先新品的再制造品，這個(gè)過(guò)程不僅帶來(lái)了可用的“新品”，而且避免了廢舊產(chǎn)品的回爐所造成的原先產(chǎn)品附加值的減少與新品價(jià)值的比值。指標(biāo)權(quán)重確定對(duì)已經(jīng)確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)間權(quán)重的確定是建立再制造性指標(biāo)評(píng)價(jià)模型關(guān)鍵問(wèn)題之一。對(duì)于

11、多層次、多要素、多準(zhǔn)則的非結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題層次分析法給出了很好的解決方法。2.1層次分析法（AHP）層次分析法是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種定性和定量相結(jié)合的決策方法。AHP常常被用于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問(wèn)題。再制造性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的權(quán)重的確立考慮的因素多，且指標(biāo)間存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。利用AHP方法來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重，不僅減少了認(rèn)為因素對(duì)指標(biāo)的權(quán)重的影響，增加了模型的可惜度，而且建立了模糊評(píng)價(jià)與精確評(píng)價(jià)之間的聯(lián)系。2.1.1AHP標(biāo)度在進(jìn)行層次分析法確定權(quán)重之前要進(jìn)行AHP標(biāo)度的確定，標(biāo)度的確定一般是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定的，如表1所示。利用

12、AHP標(biāo)度，可以得到一個(gè)AHP判斷矩陣B。通過(guò)對(duì)B的一致性檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上面所定義AHP標(biāo)度是否合理，其方法如下：S1層次分析法的（AHP】標(biāo)度Tabic1Analytichierartrhyproctssscalc標(biāo)度含義1一個(gè)閑素與另-個(gè)岡素同樣重姿3一個(gè)因素與另個(gè)因素稍微電姿5個(gè)陰索打另個(gè)因素明顯亜耍個(gè)岡索與另一個(gè)因索遇烈審要g一個(gè)肉索與另一個(gè)因素扱為亟要21禱兩個(gè)相鄰判新的中間值43馬兩個(gè)相鄰判斷的中間值65.7兩個(gè)相鄰判斷的中間值2兩個(gè)相鄰判斷的中闊值倒數(shù)因索i與因索j比較，得到的判斷為5=1/aJ；H.j=1（在j時(shí)）計(jì)算判斷矩陣的最大特征值，并計(jì)算max其中：n為判斷矩陣B的階數(shù)；R

13、I為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（見(jiàn)表2）。表2平均隨機(jī)一致性指標(biāo)Table2Meanindexesofstochasticcnnsistcncy階數(shù)4567890.901.12L241.35當(dāng)CRvO.lO時(shí)，判斷矩陣有一致性，否則調(diào)整AHP標(biāo)度使判斷矩陣有一致性。2.2系統(tǒng)層權(quán)重的確定對(duì)于技術(shù)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)3個(gè)系統(tǒng)層面來(lái)說(shuō)，目前比較關(guān)心的是環(huán)境和經(jīng)濟(jì)，所以環(huán)境和經(jīng)濟(jì)相對(duì)于技術(shù)這個(gè)系統(tǒng)層來(lái)說(shuō)稍微重要一點(diǎn)，根據(jù)上面的AHP標(biāo)度得到相關(guān)權(quán)重，如表3所示。表3AIIPjj系統(tǒng)層權(quán)重碓定Table3DeterminationofsystemweightwithAHPmethod總廿權(quán)歪/%1.

14、00.50-52.020.0&2.01.01.0040,0Ra2.0L01.04.040,0判斷矩陣TOC o 1-5 h z廠1650.5 HYPERLINK l bookmark40 B=211l211_=3，可得CI=0，CR=00.l0max所以AHP標(biāo)度是有效的，且技術(shù)可行性、環(huán)境可行性和經(jīng)濟(jì)可行性權(quán)重分別為20.0%、40.0%和40.0%。2.3指標(biāo)層權(quán)重的確定表4中給出的是技術(shù)可行性指標(biāo)關(guān)系。可得技術(shù)可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)拆解合格率、檢測(cè)可靠性、新品可靠性、整機(jī)性能、相容性和加工效率的權(quán)重分別為16.46%、16.46%、22.78%、17.72%、17.72%和8.86%。根據(jù)環(huán)境可

15、行性指標(biāo)間的關(guān)系，可得到表5的數(shù)據(jù)，即環(huán)境可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)舊件利用率、節(jié)能和減少CO2排放量的權(quán)重分別為20.0%、40.0%和40.0%。根據(jù)經(jīng)濟(jì)可行性間的關(guān)系，可得表6，即經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)利潤(rùn)和環(huán)境收益的權(quán)重分別為50.0%和50.0%。表4AHP法技術(shù)可行性權(quán)重確定Table4DeterminationoftechnicalfeasibilityweightwithAHPmethodRig總汁權(quán)重/%1.oL00.51.0E02.06.516.461.01.051.0kO2.06.516.46-Rm2.02.01.0L01.0NO9.022,78R.41.01.0L0L01.02.07.

16、017.721.01.0L01.0E02.07.017.720.50.5Cl50.50.5L03.58.RfiCI=0J)162tC7=0,01310.W表5AHP法環(huán)境可行性權(quán)重確定Table5DeterminationnfenvimnmenlfeasibilityweightwithATIPmethodR議尺禍R：總計(jì)權(quán)転l.o0.5a52.0Z0.02.01.0L04.040.0R闕2.01.01.04.040.0Ci=0,CR=00.10表6AI1F法經(jīng)濟(jì)可行性權(quán)重確定TableBDctcrmiriritionofeconomyfcasibilii.yweightwithAFTPmet

17、hod31Ki總計(jì)權(quán)軋/%L01.02.050.0尺321.0L02,50,0CI=03=094.92%。12再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)格均低于原先新品的價(jià)格，該批500臺(tái)再制造發(fā)動(dòng)機(jī)有14臺(tái)因質(zhì)量問(wèn)題被召回，通過(guò)對(duì)用戶的調(diào)查，約80%的用戶是因?yàn)樵僦圃彀l(fā)動(dòng)機(jī)便宜而選擇使用再制造發(fā)動(dòng)機(jī)，所以，由式（3）、式（4）可得：件3=（500-14+14x0.2）500=97.76%，氣=（5-14坨。=97.20%。公司采用表面工程技術(shù)結(jié)合尺寸恢復(fù)法來(lái)再制造發(fā)動(dòng)機(jī)，所得到的再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件均可以和原先零部件進(jìn)行互換和使用，所有由式（5）可得：R=1。15發(fā)動(dòng)機(jī)大修平均所需時(shí)間為36h,再制造一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)平均所

18、需時(shí)間為24h，由式（6）可得R=1。16每回爐1噸鋼鐵、鋁材、銅材耗能分別為1784kwh/t、2000kwh/t和1726kwh/t,排放CO2分別為0.086噸、0.17噸和0.25噸；再制造1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)耗能102.857度，排放CO0.02812噸（工廠實(shí)際數(shù)據(jù)）；用回爐后的型材制造1臺(tái)新發(fā)動(dòng)機(jī)耗能205.714度，排放CO0.05622噸。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)含鋼鐵：583.668kg；鋁材:16.01kg；銅材:1.886kg?？捎?jì)算出：一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)從回爐到再制造所需的能量為1769.22kwh、排放的CO為2133.70kg；再制造一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的能量為：785.68kwh、排放的CO為86.50kg。利用式27）、（8）可以計(jì)算出節(jié)能R22785.