矿山机械再制造十篇

矿山机械再制造 篇1

我国是起重机械制造及使用大国, 以江苏省为例, 12种主要机型起重机机械保有量达8万台。随着我国进入起重机械报废的高峰期, 再制造产业在社会、资源、环境效益等方面的优势决定了发展再制造产业势在必行。我国起重机械大多处于超负荷工作状态, 目前全省30%的在役起重机械超过保质期, 如果将被淘汰的产品进行修复, 便能以较少的成本, 获取较大的回报, 并减少能源消耗。另外, 与汽车零部件再制造相比, 开展起重机械再制造具有先天、独特的优势:1) 起重机械大多为重型装备, 大型结构件多, 实施再制造可以更显著的节约资源;2) 再制造附加值更高;3) 结构相对简单, 拆解、清洗、检测、修复更易实现。

开展起重机械再制造研究, 为起重机械再制造生产奠定理论和技术基础也是增强我国起重机生产企业国际竞争力的需要。由于全球经济的不确定性, 市场的波动, 原材料价格上涨等因素会挤压许多制造行业的利润空间。但“再制造”产品却不受原材料的限制, 而且价格低廉, 使市场大大拓宽。因此像卡特彼勒、小松、日立建机等国际著名工程机械厂商, 纷纷开设专业的工程机械再生厂, 弥补利润损失。有力的增强了自身的竞争力。在国内, 像徐工、玉柴、柳工、中联重科等知名企业也不断加大工程机械再制造的投入。例如, 徐工将投入27.4亿元实施全地面起重机建设项目, 同时投入6.2亿元实施起重机再制造项目。

国外从20世纪70年代就已经开始了对再制造工程的研究与实践。国外工程机械再制造研究内容主要集中在以下5方面:

1) 在产品的服役至报废阶段, 评估产品损毁程度, 结合先进技术, 实现装备的高技术修复, 确保再制造产品的高性能;

2) 通过对产品的全寿命周期的跟踪, 观察产品的机械物理结构﹑产品表面以及内部材料的变化, 寻找到合适且高效的再制造修复技术方法;

3) 针对已达到技术寿命的产品, 通过使用新型材料, 新技术和新工艺等, 对再制造产品进行升级;

4) 预测产品的剩余寿命。使用先进的诊断技术和工具测量再制造产品的性能或老化特性;

5) 再制造的研究技术的经验积累为再制造产业的可持续性发展奠定基础。

国外再制造技术中运用较为广泛有换件修理法, 尺寸修理法。换件修理法是将损伤零件整体更换为新品零件;尺寸修理法是将失配的零件表面尺寸加工修复到可以配合的范围, 如缸套的活塞环磨损失效后, 通过镗缸的方法恢复缸套的尺寸精度, 再配以大尺寸的活塞环以完成再制造。

再制造产业已经在国外发展了30多年, 并且形成了循环经济的重要组成部分。由于再制造产品的低成本与高利润, 再制造产品已经成为。目前, 北美等地的工程机械已经要求全部实现再制造, 为提高回收量, 倡导全民回收, 制造商承诺向消费者返还产品价格50%的费用, 在此基础上建立了严格的制度, 即机械产品制造商必须负责对其售出使用5年或是运行1万小时的产品进行全部回收和再制造。国外再制造产品主要涉及汽车以及汽车配件和工程机械领域。以国际工程机械巨头——美国卡特彼勒公司为例, 致力于再制造业务已有30年, 每年循环利用超过1亿磅的报废铁, 近10年的技术革新以及企业发展, 逐渐成为再制造业巨头。

虽然我国再制造产业发展起步较晚, 但在国家领导高度重视和相关政策大力支持下, 现阶段我国再制造产业以实现国家目标为核心, 以绿色环保节约能源为前提并且整个国内再制造产业的发展呈现出前所未有的良好发展态势, 同时在基础理论研究与技术应用开发方面走在了世界前列。一方面拓展了产品全寿命周期理论, 提出了各种现代表面技术、粘接技术、有关的再制造“毛坯”成形及再加工技术、快速成形技术等, 旨在推进再制造学科的发展, 另一方面创新了再制造产品使用年限评估理论, 在废旧的工程机械上运用先进技术将设备彻底翻新并确保达到高性能与高质量。目前, 我们再制造理论基础和相应的技术研究内容主要集中在一下4个方面:1) 装备再制造工程设计基础;2) 装备再制造质量控制技术;3) 再制造关键技术与应用基础;4) 装备应急维修技术。

我国目前已初步形成具有自主知识产权的基础理论研究, 运用表面工程技术作为再制造的主要技术, 采用了一系列无损检测技术, 如涡流检测、超声波、金属磁记忆等与相应的模拟测评手段, 又结合力学、摩擦学、材料学等多学科理论, 形成了具有技术集约和节能环保特性的中国特色再制造模式。在再制造实践方面, 以徐滨士院士领衔的装备再制造技术国防重点实验室已经走在了世界的前沿, 发展、创新了多项先进的再制造关键, 通过运用纳米颗粒复合电刷镀技术、等离子喷涂技术、新型高速电弧喷涂技术有效解决材料的耐高温磨损及抗接触疲劳问题、薄壁磨损零件修复问题以及表面防腐治理问题。

综上所述, 面对国内再制造市场特别是起重机再制造市场的繁荣, 应该清醒的看到, 与国外相比, 从生产规模、零部件再制造能力、产品可靠性、质量稳定性等方面仍有不小差距, 因此, 国内各式起重机企业应当在转变经营机制的基础上, 清醒认识自身存在的问题, 解决当前国内生产的起重机液压系统的渗漏、电器元件老化、接触不良、失灵等存在的普遍现象, 深入开展起重机零部件剩余寿命预测评估、失效零部件的失效分析、无损拆卸与分类回收、零部件表面处理工艺、再制造零部件的检测与寿命评估等方面的研究, 从而掌握起重机再制造方面的核心技术, 形成具有中国特色的起重机再制造模式。科学制订政策法规和有效实施长远战略, 加快我国起重机械的技术创新, 从优化产业机构、利用有限资源、降低制造成本、节能环保等方面生产具有自主产权的高性能、高质量、高可靠及低成本的起重机械。坚持走循环经济路线, 充分发挥再制造在起重机械中的作用, 对节能、节材、保护环境、支持国家建设具有重要意义。

摘要：再制造是在原有产业的基础上, 通过技术手段对废旧物品进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动的总称。再制造产品具有降低成品与环保节能两个特点, 是一种新型高端的循环再利用方式。

关键词：工程机械,发展,趋势,再制造

参考文献

矿山机械再制造 篇2

再制造产品比新产品的制造节能60%,平均有70%的部件都可以被再利用,制造过程中可以节省80%以上的能源消耗,价格却平均只有新产品的30%-40%,成本实际上不到原来的50%,毛利率远远高于新品。这些数据看起来简单,但实现起来却非常困难。

实现成本降低最关键的一点就是利用原机器上仍然可有效利用的配套件。尤其是一些耐磨损的,但平时使用较少并未老化的配套件。经过润滑、打磨、喷涂等程序后重新安装到机器上。仔细分析,这些可持续利用的配套件中,覆盖件以及其他“运动量”较少的配套件占据了大多数。

再制造首先考验的不是主机企业,而是配套件企业。玉柴与卡特彼勒率先联姻,开展再制造业务正说明了应该抢滩工程机械再制造业务的正是配套件企业。

与电控系统、液压件相比,覆盖件等产品的科技含量相对较低,这也是中国企业最早取得突破的配套件产品。这些产品已经广泛应用于自主品牌的产品上,并且能够配套外资企业。

但是,能够匹配新机并不意味着其产品能够继续应用于再制造产品上。再制造对配套件的要求要明显高于新机--在维持了新机的生命周期之后,要继续维持一台再制造机器的生命周期--这对于配套件的耐磨损程度和耐腐蚀能力等有着极高的要求。这就要求配套件企业提高产品的合格标准,尽最大可能延长其使用寿命。

对于开展再制造业务的主体企业来说,如何修复已经遭受磨损的配套件也是一个难题。工程机械产品上钢材质的配套件非常多,这些配套件不能采用直接填充的方式进行修复,如果采取局部高温措施价格又非常昂贵,而且不同配套件损伤形式复杂多样,很难进行批量式修复工作。

这就又提出一个要求,由于修复工作的不确定性,再制造产品将非常依赖人工,这样造出的最终产品的价值是否具有较高的性价比是企业必须慎重考虑的问题。对于配套件生产企业来讲,如何评估原有配套件的剩余寿命仍是一个国际性难题。而目前,也尚未有机构对再制造的工程机械产品有严格的标准限制,各企业将在评估产品性能方面花费大量人力和物力。

矿山机械再制造 篇3

关键词：工程机械；基于活动的物料清单；追溯模型；再制造

中图分类号：TP301.5文献标识码：A

进入21世纪以后，人口、资源、环境与社会经济发展的矛盾日益突出，以及为了建设资源节约型社会、环境友好型社会和发展循环经济，使得对再制造的需求更加迫切.工程机械具有再制造性强、再制造价值大等特点，使其成为再制造行业典型代表[1].同时，建立完善的信息追溯系统已成为大多数制造型企业处理安全事故，实现产品的可追溯以及快速处理缺陷产品等必不可少的工具[2].工程机械再制造产品由于其特殊的身份，导致人们对其使用性能以及产品质量尤其关注，这就迫切地要求工程机械再制造企业构建面向再制造生产过程的信息追溯系统.

美国生产与物流管理协会（APICS）从物流的角度将可追溯性定义为：“可追溯性有双重含义：一是指能够确定运输中货物的位置，二是通过批号或序列号记录和追踪零部件、过程和原材料[3-5].”随着可追溯性的发展，人们提出了许多针对制造过程的信息追溯方法.例如物料清单（BOM）[6]以及基于批号的物料清单（BOL）[7]等.然而，相对工程机械再制造企业而言，只能追溯组成产品的零部件和原材料的批次信息还远远不够.与原始制造企业（OEM）的制造过程相比，再制造过程具有不确定性强、生产工艺复杂等特点[8].再制造过程涉及的零部件种类繁多，根据拆解后零部件的使用价值可分为修复件、报废件、完好件，而不同的零部件其制造工艺也不同.对修复件而言，相同规格的零部件由于其损伤程度不同其修复工艺也不相同，使得每个零部件都拥有唯一的修复工艺及修复过程.由BOL的特性可知，通过BOL只能追溯构成产品的零部件或原材料的批次信息，不能定位每一个产品，因为利用BOL进行追溯是建立在每一批次零部件的属性信息以及加工过程相同的基础上.然而，在再制造过程中，同一批次的零部件其属性信息和工艺都不完全相同，这就使得追溯再制造产品的批次信息没有实际意义.目前，工程机械再制造行业在国内还处于起步阶段，再制造过程信息追溯方面还没有一套科学、合理的面向整个再制造过程的追溯方法和追溯模型.其追溯深度只停留在对个别具有典型代表的关键零部件的修复过程，覆盖面相对较小，追溯能力有限[1].国外西方发达国家的工程机械再制造行业起步较早，在信息追溯方法和技术方面发展较为成熟，其中具有典型代表的有美国卡特彼勒 [9].其在工程机械再制造过程信息追溯方面，主要利用修复过程卡和关键零部件BOM有效地记录各个零部件的修复过程与其对应的物料关系.但该方法不能将过程信息和其对应的物料关系进行有效地融合，造成“信息孤岛”现象，最终导致追溯流程复杂.因此，为了解决这一问题本文提出了适合工程机械再制造过程追溯的基于活动的物料清单（A-BOM）信息追溯方法，并在该方法的基础上构建工程机械再制造过程信息追溯模型.

1工程机械再制造过程信息追溯分析

工程机械再制造是指将拥有再制造价值的退役工程机械作为再制造企业的原材料，运用现代清洗工艺、先进的检测方法以及高科技的修复工艺，进行批量化和专业化再制造，所获得的工程机械产品在使用性能和质量安全方面可以达到新机的水平.具体再制造过程如图1所示.

工程机械再制造过程涉及的信息种类繁多、而且各信息的联系比较复杂.这使得对该部分信息的追溯相对困难.因此，通过对工程机械再制造过程的分析，将工程机械再制造过程信息分为3大类：再制造过程中的产品（物料）信息、产品所经历的工艺信息以及再制造阶段所产生的过程信息.通过对这3大类信息的追溯，从而实现对整个再制造过程的信息追溯.

1）产品信息是指工程机械再制造过程中涉及的产品或物料的属性信息.如果产品为某一退役机上拆下的零部件，其属性信息则注明该零部件的具体型号以及来自哪台退役整机等.通过对产品信息的追溯可以确定组成总成品各个零部件的具体信息，为后期再制造产品的保养和维护提供指导.

2）工艺信息是指工程机械再制造过程包含的所有工艺如零部件的修复工艺、检验工艺、组装工艺、调试工艺以及涂装工艺.工艺信息属于技术文件，主要用于指导生产.对该信息的追溯可以帮助再制造企业规范再制造过程，实时维护工艺信息，防止不良品的产生.

3）再制造过程信息是指再制造阶段各个再制造活动所产生的信息如修复过程的修复信息、检验过程的检验信息、装配过程的装配信息，调试过程的调试信息以及涂装过程的涂装信息.对再制造企业而言，通过对过程信息追溯可以帮助再制造企业快速地寻找事故原因，准确地定位事故责任，从而提高整个企业的质量管理水平.

以上3类信息不仅包含了再制造过程的产品信息和生产信息，而且还涵盖了生产所对应的工艺信息，从而满足了信息追溯在其深度及宽度上的要求.

2基于活动的物料清单提出

2.1追溯实体描述

在工程机械再制造过程信息追溯过程中不仅需要追溯再制造产品的属性信息还需要追溯再制造过程信息.因此，本文提出了“追溯实体”的概念，追溯实体（Traceable Entity，TE）指在工程机械再制造过程中能够为唯一标识、描述和追溯的实体.根据追溯实体类型不同将追溯实体分为产品、作业和活动，产品经过作业产生“活动”.其中，产品可以是再制造过程中的任意物料如原材料、零部件或最终产品，作业则是再制造过程中各个操作工艺或工序的总称.

可追溯实体（TE）作为一个追溯对象拥有一个具有唯一性的标识编码和自身的属性信息.采用巴科斯—诺尔范式[10]（BNF）对追溯过程中的产品、作业、活动等进行规范化描述.可追溯实体应用BNF表示如下：

PROD_TE：：=

OPER_TE：：=

其中PROD_TE代表产品实体，TE_ID代表该产品对应的标识编码，TE_ATTR代表该产品具有的属性信息集合，即产品信息.OPER_TE表示作业实体，TE_ID和TE_ATTR与产品实体的相似，其中作业实体的属性信息为工艺信息.当产品实体与作业实体相作用时便产生了活动实体ACTI_TE，具体表示如下：

ACTI_TE：：=

其中ACTI_TE代表活动实体，TE_ID1代表该活动对应产品的标识编码，TE_ID2代表该活动对应作业的标识编码，TE_ID3代表该活动后产生的产品的标识编码，TE_ATTR则代表该活动对应的属性信息，即再制造过程信息.该信息属于动态信息，它随着生产的开展进行不断地更新，如果该活动为机加工，则其属性信息包括操作员，开始时间、结束时间等.

在实际生产过程中每个产品所经历的活动都不止一个，有的产品可能会经过多个活动.因此对应每个产品就会产生一个活动集，该活动集包含了此产品在整个生产过程中所经历的活动，记为：

ACTI_SET：：=…

其中TE_ID代表该产品对应的标识编码，ACTI_TEi是该产品对应的活动实体，而且每个活动的顺序是随着生产的进行从左至右依次展开.

2.2基于活动的物料清单

BOM描述了企业产品构成物料的结构关系，即通过BOM可以确定组成产品的所有物料，以及这些物料所在的物料层次，但不能确定物料的具体信息以及物料所对应生产过程信息.因此，为了满足工程机械再制造过程信息追溯的需求，将产品所对应的“活动”引入BOM中，生成基于活动的物料清单（ABOM），如图2所示.

其中acti_seti代表该物料对应的活动集，如：acti_set3表示零件E的活动集，通过该活动集可以追溯零件E的属性信息以及再生产过程中其涉及的所有活动.因此，由图2可知，A-BOM不仅描述了构成产品A的所有中间件以及构成所有中间件的零件，同时还描述了产品A以及构成产品A所有零部件的活动集.这在一定程度上弥补了BOL以及BOM存在的缺陷，使追溯的宽度和深度得到了不同程度的提高.

3工程机械再制造过程信息追溯模型构建

3.1工程机械再制造过程信息模型

信息模型是指从信息的角度对过程进行描述，其目标是用面向对象的方法刻划企业数据和过程信息[11].在工程机械再制造过程中，对整个再制造过程的信息追溯是通过产品信息、工艺信息以及过程信息展开的.因此通过对该3大类信息进行建模，最终实现对整个再制造过程的信息追溯.实际再制造过程中涉及的产品信息、工艺信息以及过程信息的种类相对较多，因此针对该3类信息，分别构建一组通用的信息模型.

1）产品信息模型

再制造过程中涉及的产品主要有：具有修复价值的修复件；可以直接用于装配的完好件；采购件；由零件装配而成的部件；由部件及零件装配而成的整机.各个产品对应的信息模型如下：修复件（零件编码、零部件名称、零部件规格、拆解整机的品牌、型号、用于装配整机的型号），完好件（零件编码、零部件名称、零部件规格、拆解整机的品牌、型号、用于装配整机的型号），采购件（零件编码、零部件名称、型号、供应商名称、采购日期、用于装配的整机型号），部件（部件编码、部件名称、型号、用于装配整机型号），整机（整机编号、整机名称、型号）.

2）工艺信息模型

再制造阶段主要涉及的工艺有：零部件的修复工艺、检验工艺、组装工艺、调试工艺以及涂装工艺.由于工艺信息属于技术文件，其表达相对统一而且比较规范.因此用一组模型表达所有工艺，具体如下：工艺编码、工序、技术要求、图纸编号以及使用设备等.

3）过程信息模型

再制造阶段的过程信息与工艺相对应主要有：修复过程、检验过程、装配过程、调试过程以及涂装过程.过程信息是由工艺指导的生产活动产生的，所以过程信息的模型与工艺信息相对应.主要有：工艺对应工序的操作者、操作开始时间、结束时间、操作结果.其中“操作结果”视具体情况而定.如该过程为检验过程，则“操作结果”为检验结果数据；如该过程为调试过程，则“操作结果”为调试结果数据等.

3.2工程机械再制造过程信息追溯模型

工程机械在制造过程中的A-BOM图不仅描述了工程机械的物料组成关系，同时还反映了各个物料所经历的活动.因此，以A-BOM上的活动集为主线，利用活动确定物料的再制造过程信息以及活动对应的产品和作业.这些信息对应的追溯实体分别为活动TE、产品TE以及作业TE.在再制造过程中为了实现可追溯性，每个产品或物料都拥有一个唯一标识编码，每一个编码对应于一个活动集，将活动集上的活动连接，形成了活动链.所有产品或物料的活动链的集合，构成活动网络.该活动网络即是工程机械再制造过程信息追溯模型，如图3所示.通过该模型可以追溯所有再制造过程涉及的产品或物料属性信息，产品或物料所经历的工艺信息以及再制造过程的加工信息或检测信息.

在模型中每条活动链代表产品或物料经历的加工过程，活动链的每个活动节点由产品和作业共同作用产生.通过活动链可以确定产品所经历的活动，即产品的加工过程，其中活动属性记录该活动对应的加工信息，如加工时间、操作人员、加工结果等.网

络上的交点表示通过该活动产品或物料的结构发生变化，即通过该活动产生了新的产品或物料.以组装为例，各个零部件通过组装活动装配成一台整机，这种物料变化通过该活动的ID反映出来.在该模型中根据追溯的方向不同可以将追溯分为向后追溯（Backward Traceability）和向前追溯（Forward Traceability）[12].向后追溯强调是生产过程的跟踪，即通过原材料的序列号确定该原材料加工的零部件以及该零部件的去处.向前追溯则强调溯源，即利用最终产品的序列号追溯其构成的零件以及构成零件的原材料信息.

在工程机械再制造过程中当某个产品发现问题时，利用该产品的ID可以快速地确定产品属性信息.如：修复件来自拆解退役机的型号等，再利用该产品的活动链准确地定位再制造活动.其中活动中包含活动属性信息，即加工过程信息，如操作者、使用设备等，有利于实现再制造过程中的信息追溯，最终提高工程机械再制造企业的质量管理和生产管理水平.

4结束语

基于BOM和BOL方法，分析两者在追溯方面存在的不足，结合工程机械再制造的特点，提出了基于活动的物料清单（A-BOM）的信息追溯方法.通过对工程机械再制造过程的分析，构建了工程机械再制造过程信息追溯模型.该模型已经应用于武汉千里马工程机械有限公司的MES系统的信息追溯模块中，并取得了良好的应用效果.该模型可作为一种通用追溯模型，不仅适合工程机械再制造行业，而且还适合汽车的再制造行业.

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矿山机械再制造 篇4

报告

全球新设备销售已进入微利时代，国际上许多知名的设备制造企业已把获利空间转移到了后市场。后市场主要指设备的延伸服务，其中二手设备占很大的比重，而我国二手机用户很有可能是工程机械再制造产业发展中的基础客户群，工程机械的再制造也将为二手市场的迅速发展提供源动力，工程机械二手机和再制造产品在国内外市场的双向流动将成为发展方向。

我国二手工程机械市场总体发展概况

金融危机之下，出口下滑，而部分企业对出口依赖程度高，在国内寻求市场成为二手工程机械行业的一个主要发展渠道，在此种情况下，二手工程机械内需回升趋势势如破竹，二手工程机械发展回暖迹象明显。二手工程机械行业采取积极应对措施，在保增长、扩内需、调结构相关政策的推动下，转变发展方式、寻求新的经济增长点，二手机械装备交易开始日益活跃起来，这是不争的事实，对二手机械行业来说，商机已经成熟。二手机械设备以其价格便宜、性价比高的独特优势逐渐得到工程承包商的认可，社会需求量剧增。

目前，国内二手机械设备交易额已超过500亿元。海关统计数据显示，1998年全国进口二手挖掘机总量仅为几千台，而目前全国每年入境的二手挖掘机就超过两万台，相当于国内挖掘机年销售总量的1/3，二手市场需求之大可见一斑。与此同时，近年来国内也陆续建立了一批二手工程机械交易市场，如西北二手工程机械交易市场、北京宝联达工程机械交易市场等。很多代理商、甚至制造商也开始了二手设备业务的拓展之路，如卡特彼勒、小松就推出了经厂家认证的二手设备。国内制造企业也开始自主或委托代理商进行二手设备业务拓展，尽管规模有限，但势头强劲。众多围绕大型品牌生存发展的产业链下游中小企业对二手设备需求量逐年递增。“发展以二手机械设备为主题的交易市场平台能极大满足本地机械消费群的需求，特别是本地中小企业”，上半年落户佛山的顺联二手设备交易广场机械城副总经理冯景胜介绍说，“现在国内大型的二手机械设备交易市场屈指可数，因为建二手市场讲究天时、地利、人和，即发展时间够长、地理环境够好、客户群够多。”

全国2009年实现二手工程机械销售额约369亿多元。上海二手工程机械市场实现销售收入5.3亿元人民币，位居全国第一；天津二手工程机械市场实行销售收入2.5亿；广东二手机械市场销售收入2.2亿，还有武汉、河北、河南、陕西、贵州、山东、北京、东北、辽宁、云南、江西、湖南、浙江、广西、江苏、甘肃、四川、宁夏、重庆、湖北、深圳等二手工程机械市场都有相应的二手吊车、二手挖掘机、二手压路机、二手装载机、二手汽车吊、二手推土机等二手工程机械销售，二手工程机械交易市场红红火火。

矿山机械再制造 篇5

关键词：再制造,装配偏差,质量控制域,质量优化

0 引言

复杂机械产品再制造装配过程复杂多变, 各种不确定装配质量扰动因素随机频繁发生, 使得再制造装配过程各质量控制点呈现出高度不确定性、动态强相关性、复杂多约束性、非线性时变性等特性, 导致复杂机械产品再制造装配过程质量不稳定, 装配偏差概率显著提高, 装配质量过程难以控制。因此, 如何对复杂机械产品再制造过程质量变化进行实时监测, 有效实施调节与控制以提高再制造装配过程质量稳定性, 已成为再制造企业底层生产亟需解决的关键问题之一。

复杂机械产品再制造质量控制实质是一个复杂的先进控制体系, 国内外专家开展了许多相关研究。如:徐滨士等[1,2]进行了复杂机械产品再制造质量设计与评估技术研究, 搭建了再制造设计与评估框架;文献[3-6]对产品再制造性分配及综合评价体系进行了相关研究;文献[7-9]对再制造过程工艺方案、修复技术和质量补偿控制机制开展了研究;Ferguson等[10]考虑到再制造过程质量参差不齐, 建立了再制造的质量等级系统;刘明周等[11]研究了面向不确定性和质量目标的再制造零件公差分级选配方法, 并应用数学模型和实例证明了其可行性和有效性。

在上述相关研究基础上, 本文提出一种基于装配偏差度的复杂机械产品再制造过程质量在线优化控制方法, 以再制造装配偏差为控制目标对再制造系统进行诊断, 从系统层面综合控制关键工序的质量变化。构建装配偏差度函数, 利用获取的质量信息对质量控制域进行相关划分, 描述了基于装配偏差度的再制造质量优化判断条件及方法, 对再制造装配质量状态进行动态调整, 从而实现对复杂机械产品再制造质量的在线优化。

1 复杂机械产品再制造过程装配质量分析

1.1 复杂机械产品再制造内涵

复杂机械产品是由多种类型的零件按照相关序列组合成若干部件, 进而组成的具有多项技术要求的混联结构体[10]。复杂机械产品再制造就是将废旧机械产品拆解后利用涡流、磁记忆、超声等无损检测手段对废旧机械产品关键零部件的疲劳、裂纹、应力集中等缺陷进行检测, 并运用高科技手段进行磨损、断裂、变形、腐蚀和老化等失效分析, 进而进行寿命评估, 在此基础上清洗后再进行专业化修复加工或升级改造, 然后将再制造零部件与相关新件优化组合装配, 并采取多种质量控制手段, 减少或消除再制造过程中的相关偏差和质量损失, 使其质量和性能恢复到或优于新品。

1.2 再制造过程装配偏差传递机制

复杂机械产品再制造装配零部件绝大部分是经过修复后的再利用零部件, 零部件由于使用情况和修复技术不同, 使得质量不稳定, 尺寸公差变化范围大。多工序复杂机械产品再制造装配过程可以看成一个动态离散事件系统, 状态数与工序数相对应, 每道装配工序的操作行为对应一个离散事件, 质量参数以再制造装配对象为载体, 随着装配工件沿着生产线经过各生产工序, 不断地与装配体动态相互作用形成偏差, 并沿着工艺路线在不同装配工序上动态地累积、耦合、传递、流动, 形成质量偏差流 (图1) , 最终影响工件的质量精度, 导致装配产品的质量特性值参差不齐, 形成装配质量不确定性和不稳定性。

2 复杂机械产品再制造装配偏差数字化描述

2.1 复杂机械产品再制造装配偏差度

多工序复杂机械产品再制造装配过程主要存在系统装配偏差和随机不确定性装配偏差两种装配偏差方式。系统装配偏差是在某装配阶段某范围内重复性波动偏移量;随机不确定性装配偏差是指排除系统装配偏差后依然存在的偏差, 是装配系统的不确定随机作用。

由于复杂机械产品再制造零部件尺寸是非公称尺寸, 为定量描述不同装配序列下装配质量的差异性, 本文定义了装配偏差度λ (k) 。

定义1装配偏差度λ (k) 是用以度量不同装配序列下, 第k个偏差控制阶段的一次装配成功率, 包括工序间的偏差累积量 (上工序质量参数的作用将偏差传递到下工序) 和工序内装配偏差累积量, 装配偏差度函数为

其中, 系统装配偏差分度为

随机不确定装配偏差分度为

式中, k为偏差控制阶段;ωs、ωe分别为第k阶段内系统装配总偏差和随机不确定装配总偏差的权重;ωt、ωb分别为α (i) s和β (i) e的权重;n为装配体连接结构数;α (i) s为第i个连接结构装配时的系统装配偏差度;β (i) e为第i个连接结构装配时的随机不确定装配偏差度;σT为具有配合关系的两装配零部件直接装配时的允许偏移量;σR为该对装配零部件在实际装配中通过不同偏差累积过程最终形成的最大偏移量;ns为偏差传递次数;μm为第m次偏差传递时的变权系数;Vm为第m次传递时的偏差累积量。

2.2 装配偏差度判断

装配偏差度小的状态为理想装配状态。分析式 (1) 可知:

(1) 若装配偏差度λ (k+1) <λ (k) , 说明通过采取装配质量控制手段, 实际再制造装配过程比所期望的理想装配状态稳定, 此时无需过多关注装配偏差对再制造装配过程的影响。

(2) 若装配偏差度λ (k+1) =λ (k) , 说明再制造装配过程趋于期望理想装配状态, 此时需监控再制造装配过程, 避免装配偏差进一步增大。

(3) 若装配偏差度λ (k+1) >λ (k) , 说明受上工序装配基准或其他因素的影响, 再制造装配偏差量过大, 将导致产品质量问题, 造成质量损失, 此时需考虑对再制造过程进行有效监测和优化控制。

2.3 复杂机械产品装配偏差优化函数

对于同一个装配体结构, 不同装配序列参与变动的两装配特征可不同。在零部件质量公差精度分级的基础上, 综合考虑再制造复杂机械产品装配过程中的质量约束条件, 以最小化不同零部件装配偏差度为目标, 构建优化模型:

式中, λ0 (k) 为第k个工位质量控制范围的标准;K为偏差控制阶段总数。

3 装配质量控制域及优化算法

3.1 再制造过程质量控制域划分

复杂机械产品再制造过程待装配件数目繁多且状态各异, 不确定随机状况频繁随机发生, 很难实时获得再制造装配系统的全局精确质量信息, 无法对全局装配质量进行有效控制, 不能有效地减小再制造装配过程装配偏差度。

为确保再制造装配精度, 减小装配偏差度, 借鉴滚动时域优化方法, 分解全局质量控制域, 构建装配偏差集{λ (1) , λ (2) , …, λ (K) }, 将复杂机械产品再制造零部件按照精度分为r个偏差等级, 对复杂机械产品再制造质量偏差进行动态局部监测, 其中一级偏差e1为初次修复装配偏差, 二级偏差e2为在一级偏差基础上的二次修复装配偏差累积量, 依此类推, r级偏差er为最终成品装配偏差 (分级数目er的具体数目根据实际情况确定) 。具体步骤如下:

(1) 在滚动的每一步, 以当前状态m为基点, 利用再制造过程获取的质量信息, 根据工艺流程, 进行相关性分析, 以同性质工序为基本单位将再制造全局质量控制域进行划分, 构建复杂机械产品局部质量控制域Q (m) ={Qi1, Qi2, …, Qim}, 将广义全局控制问题的求解划分为在线滚动进行的一系列局部问题的求解。

(2) 确定各个工序的关键质量控制点, 将局部质量控制域Q (m) 分为具有相关性的质量控制点集, 将在线优化问题在时域上分解为滚动进行的多个优化子问题, 对质量控制点集内的优化子问题进行求解得到最优质量控制策略, 并实施当前策略。

(3) 随着动态滚动过程的延续, 以基于再制造实时工况的动态自适应驱动机制推进控制集滚动, 通过不断局部优化来实现全局最优, 形成实时滚动优化, 从时间上不断推动装配质量偏差优化集的滚动。

(4) 应用优化算法求解质量优化子问题, 缩短装配系统对各种扰动的响应延迟, 提高生产系统的敏捷性, 保证过程的持续稳定, 避免因滞后而导致控制质量不稳定。

3.2 求解算法

传统遗传算法具有良好的全局搜索能力, 但局部搜索能力较差, 存在早熟、进化后期搜索效率较低、种群的进化缓慢等现象。模拟退火算法具有较强的局部搜索能力, 但把握全局搜索过程的能力较弱, 运算效率不高。本文根据再制造零部件质量目标的优化过程需求, 将遗传算法和模拟退火算法相结合, 给出了一种基于模拟退火遗传算法的模型求解。

(1) 编码。本文采用浮点数进行编码, 其编码规则如下:①按再制造零部件装配顺序进行编码, 依次为1, 2, …, n (n个零部件) ;②对再制造零部件偏差等级按一定的顺序排列, 并进行编码, 依次为1, 2, …, r;③染色体一个基因的基因值对应一个装配零部件的一个装配偏差度。如染色体某个基因的第α位基因的基因值为2, 其中2表示第α个零部件在对应的第2个装配位;④一个抗体对应零部件质量控制点的一个优化策略。

(2) 个体适应度函数。对适应度进行适当拉伸, 设群体为N, 个体l适应度为fl, 则其适应度函数为

(3) 遗传算子设计。①选择算子:为了保护优秀个体, 将父代种群中适应度最大的10%优良个体直接传递到子代群体中;对其他90%的个体采用轮盘赌法选出进入新种群的个体。②交叉算子:自适应交叉率的计算公式为

其中, pc (d) 表示第d代种群两个个体进行交叉操作的自适应交叉率;fmax为群体中个体的最大适应度值;favg为第d代群体的平均适应度值;f'是进行交叉的两个个体中较大的适应度值;pc (1) =0.9;pc (2) =0.5。根据得到的自适应交叉率, 采用单点交叉和双点交叉随机交替的方式进行交叉操作。③变异算子:自适应变异率为

其中, pm (d) 表示第d代种群个体的自适应变异率;f是进行变异个体的适应度值;pm (1) =0.1;pm (2) =0.01。根据式 (5) 计算出来的自适应变异率, 采用多位变异方式进行变异操作。

(4) 模拟退火参数的确定。①起始温度、退温操作和停止温度。起始温度一般基于Metropolis准则的初始概率来确定, 则起始温度t0= (f0_min-f0_avg) /ln Po, 其中f0_min和f0_avg表示初始群体中的最小适应度和平均适应度, Po为初始接受概率, 且Po∈[0.9, 0.98]。退温操作中的退温te+1=ate, 其中e是迭代步数, a为降温系数, 且a∈[0.85, 0.95]。停止温度的设定采用基于不改变规则的控制法, 即连续若干代目标值不变化, 就认为达到停止温度。②状态接受函数。为群体pop (k) 中每一个染色体i (i∈pop (k) ) 随机选一状态j∈N (t) (N (t) 是染色体状态集合) , i和j竞争进入下一代种群的准则采用Metropolis判别准则, 即按模拟退火中的接受概率

接受j, 其中f (i) 为状态i的目标值, f (j) 为状态j的目标值。

4 实例分析

复杂机械产品能否可靠地运行, 在很大程度上取决于最终的装配质量。传统装配是基于具有统一较小公差范围的新零件的装配, 相对而言, 再制造装配是通过切削、电镀等一系列再制造加工和升级手段修复后的零件的装配, 其工作包括零部件清洗, 尺寸和质量分选, 再制造装配过程中的零件装入、连接、部装、总装以及检测、调整、试验和装配后的试运转、涂装和包装等, 再制造装配必须保持装配零件的配合精度, 即要求保证配合件的配合精度、位置精度及正确的连接关系, 装配工作必须严格按照技术标准规定的公差范围进行配合, 尽可能减小装配偏差。

现以某型主减速器主动锥齿总成装配为例, 对提出的基于装配偏差度的复杂产品装配过程在线优化方法进行实例验证。

主减速器由主动锥齿轮、差速器、主减速器壳等合装零件组成, 其中主动锥齿轮总成简称为主锥总成或主齿轴总成, 主锥再制造总成装配采用选配、修配和调整三者相结合的装配方法来进行, 与制造过程装配偏差相比, 主锥总成装配再制造零部件尺寸是非公称尺寸, 装配偏差呈现出多级序列, 即不具有统一的偏差范围, 具有很大程度的波动性。

设复杂机械产品由n个零部件装配而成, 共有m个工序, 再制造零部件为xi (i=1, 2, …, n) , xi1, xi2, …, xim分别为零部件xi的第1, 2, …, m级装配修复偏差, xi1, xi2, …, xim∈P (m) 。主减速器主锥总成装配流程如图2所示。

在实际再制造装配中, 轴承内圈与主齿轴之间是过盈配合, 作用在轴承内圈的轴向压紧力并不是全部作为轴承预紧力, 其中部分压紧力被主锥外轴承内圈的轴向摩擦力抵消了。预紧力过大则传动效率低, 加速轴承的磨损, 在运行中会因为磨损而导致游隙增加, 装配偏差增大。

设定初始装配偏差度λ (0) =0, 即认为再制造件无初始装配偏差, 通过相应再制造修复技术对主动锥齿进行修复, 追溯相关质量历史档案数据, 将同性质装配工序划分相关局部质量控制域:Q (m) ={压装, 预紧, 测量, 拧紧, 装垫, …}, 基于装配偏差度的主锥再制造装配在线质量优化图见图3。

下面以一级偏差即初次修复装配偏差为例进行优化。设μ1=0.531, V1=1.237, ns=1, 则有

一级系统装配偏差分度为

一级随机不确定装配偏差分度为

一级装配偏差xi1分度中系统偏差权重较大, 装配过程受系统作用较为明显。设ωs=0.826, ωe=0.174, ωt=0.637, ωb=0.363, n=1, 则

一级装配偏差度为

同理可求其他各级修复装配偏差度并进行质量优化。

应用MATLAB7.0进行装配偏差度的模拟仿真, 如图4所示。由图4可看出, 模拟退火遗传算法有较强的局部搜索能力, 通过多约束、多目标下局部优化, 可达到全局装配偏差有效减小的目的。利用模拟退火遗传算法的“爬山”特性, 可提高运算的收敛速度, 实现再制造装配生产过程的装配偏差在线优化。

再制造装配属于小批量的离散作业, 一次作业个体数较小, 为模拟最佳装配环境, 采用的遗传种群规模为19, 最大迭代次数为100, pc=0.85, pm=0.01。采用模拟退火遗传算法搜索, 获得了最终种群中最大适应度为0.13, 优化求解, 当某一个零部件装配完, 则进入下一个循环搜索, 进行剩余再制造零部件装配偏差优化。

综上所述, 基于装配偏差度的复杂机械产品再制造质量在线优化方法有效可行, 能很好地对再制造装配偏差进行有效优化。

5 结论

(1) 描述了复杂机械产品再制造过程装配偏差, 构造了复杂机械产品再制造装配偏差度函数, 描述了基于装配偏差度的再制造质量优化判断条件及方法, 对再制造过程质量控制域进行相关划分描述, 揭示再制造过程装配偏差因素与质量变迁之间的关联, 为再制造质量优化描述方法的研究提供了支持。

(2) 对基于装配偏差度的复杂机械产品再制造质量优化模型进行了实例分析, 对质量进行相关优化, 为再制造过程质量控制提供了有效的基础。

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再制造要追求再创造 篇6

再制造与制造新产品相比, 具有资源、能源、排放等方面的诸多优势:数据显示, 再制造可以节能60%, 节材70%, 节约成本50%, 同时几乎不产生固体废物, 大气污染物排放量降低80%以上。早在上个世纪五六十年代, 再制造的优势便引起了许多国家的关注, 并把它作为一个分支产业进行着力发展。

我国的制造业发展迅速, 特别是近几年已经成为了制造业第一大国。但在再制造产业方面还仅仅是刚刚开始。笔者近日对某地的再制造基地进行了调研, 发现我国的再制造产业处理废旧产品的数量与每年淘汰的汽车、机电产品等的规模还有较大的差距, 再制造的工艺与技术还有待深入研发和提升。

全球金融危机爆发后, 美国、日本和包括法国在内的部分欧洲国家先后出台了再制造的规划和战略。发达国家给再制造赋予了新的历史使命:不再把再制造看作简单的产品修复和重复利用产业, 而是把它作为自身增强在传统制造业优势环节的竞争力, 特别是创造出更高端的、具有更高附加值的新兴产业来对待, 并在人才培养、融资、财税等多方面给予大力支持, 促进了再制造技术和产业的快速发展。

作为制造业第一大国, 我国再制造产业前景广阔。再制造的技术积累与发达国家差距不大。纵观再制造产业的发展历程和趋势, 未来我国再制造产业也应进行重新定位, 使再制造成为再创造, 加强再制造技术的研发, 尽快提高再制造业的水平和规模, 以便抢占这一领域的制高点, 为推动我国的节能减排事业和缓解资源紧张的矛盾提供新的动力。

农机纳入再制造试点 篇7

农机再制造面临机遇

据了解, 再制造是指将废旧汽车、农机等机电产品运用高科技进行专业化修复的批量化生产过程, 再制造产品达到与原有新品相同的质量和性能, 是循环经济“再利用”的高级形式。发展再制造产业不仅有利于形成“资源-产品-废旧产品-再制造产品”的循环经济模式, 充分利用资源, 保护生态环境, 而且能形成新的经济增长点。

我国农机再制造发展潜力巨大。受益于国家政策鼓励、资金投入、财税优惠等多个方面的扶持, 农机工业总产值连续五年保持20%左右的增长率, 工业总产值、主营业务收入等主要总量指标已经位于世界前列, 成为世界农机制造大国。2010年规模以上农机企业工业总产值达到2838亿元, 工业销售产值达到2768亿元, 大中型拖拉机和自走式联合收割机产量50万台, 远远超过其他国家, 居世界首位。其中大量农机在达到报废要求后将被淘汰, 退役装备还在大量增加, 这为农机再制造提供了大量“资源”。

农机再制造的一个前提是废旧农机的回收和报废更新, 此前农机企业对此持谨慎和观望态度, 但随着政策的不断扶持和加码, 困扰农机回收和报废更新的一系列问题有望得到解决。农业部刚刚发布的《全国农机化发展“十二五”规划》中, 明确要求“建立农业机械报废更新制度, 制定农机以旧换新办法”。国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》提出, 加快淘汰老旧农用机具, 推广农用节能机械, 并将发布再制造产品目录, 完善再制造旧件回收体系和再制造产品标准体系, 推动再制造的规模化、产业化发展。

目前, 国家发改委和财政部已会同有关部门组成《再制造产品目录》编制小组, 将根据试点情况, 把符合新品标准、规模化生产的再制造产品纳入目录, 享受相应的优惠政策。鼓励政府机关、事业单位优先采用再制造产品。同时鼓励科研院所和企业开展联合攻关和产业化示范。支持生产企业、研究设计单位开展有利于再制造的环境友好设计。加强再制造产品设计技术和产品剩余寿命评估、经济环保的拆解和清洗、无损检测等技术的研发, 做好国外先进技术与国内成熟适用技术的衔接, 尽快形成再制造关键技术设备研发生产体系, 并将完善服务体系。推动在部分维修网点建立再制造产品连锁示范店和售后服务点, 加大宣传推广及监督管理。

农机企业忧喜并存

农机企业对再制造有何想法?中机南方机械股份有限公司副总经理郑继华告诉记者:“为了培育用户的品牌忠诚度, 中机南方目前有以旧换新业务, 但业务开展难度大, 主要是异地的运输成本高, 而对于回收来的老旧农机则全部集中报废, 这增加了企业的负担。”对农机被纳入再制造试点, 郑继华持谨慎态度:“由于市场不规范和监管不到位, 加上现在购机用户的心理需求, 企业不敢贸然对回收的农机再制造, 怕用户造成对企业销售翻新机的误解, 这会对企业的形象和品牌造成很大的影响。农机再制造与汽车再制造差别很大, 汽车市场已经非常成熟, 特别是二手车交易市场非常成熟, 老旧的汽车只要不达到强制报废的条件就可以进行二次交易。但是目前农机的二次交易问题还很多, 还难以形成成熟的市场。”

但对于国家发改委将农机纳入再制造试点, 郑继华还是表示:“这是个好事, 对于促进农机行业节能减排能起到一定作用, 至于企业是否申报再制造单位, 还要仔细考虑。”

湖南中天龙舟农机有限公司 (以下简称“中天龙舟”) 自去年开始尝试以旧换新, 对销售业绩的增长发挥了重要作用, 去年收获机的销量一举突破7000台。据该公司副总经理周燕飞介绍, 去年公司共回收老旧收获机1960台, 企业将回收后的老旧机械进行了一些钢材的再制造, 如将长的轴承或零部件重新加工做成其他部件, 但也仅限于对钢材部分的再制造。由于公司旗下有一家新滨湖发动机有限公司, 今年上半年, 中天龙舟开始尝试对回收的老旧收获机的发动机进行再制造, 并专门上马了再制造发动机生产线和车间。“共再制造了400台发动机, 通过检测, 这些再制造的发动机完全达到了我们公司新产品的检测标准。但目前这些发动机都在仓库放着, 我们的这个项目也停了下来。”周燕飞告诉记者, 之所以出现这种情况, 是因为怕影响龙舟收获机的品牌形象, “不管再制造的产品是否合格, 质量是否过硬, 消费者选择时都会有一定程度的疑虑。另外, 我们的竞争对手也开始炒作这件事, 说我们用的是旧发动机。鉴于此, 我们不得不暂时下马发动机再制造项目。”

中国制造再遇信任危机 篇8

父母很心痛，消费者很失望。为什么受伤的总是无辜的儿童？为什么那么多知名企业纷纷现身问题奶粉名单？

连日来，从网络、电视、报纸到周围的同事、朋友，大家都在谈论三鹿奶粉和20多家国产牛奶企业的产品出现三聚氰胺检测不合格的问题。国产奶粉遭遇空前的信任危机。以前，我们总担心别人妖魔化中国制造; 今天，三鹿奶粉之流的“阿斗企业”所引发的一连串信任危机，让我们怒其不争。

好在我们还有互联网。如同任何一次危机来临，信息总是通过互联网媒体率先被传达给公众。它使得公众对事件了解的速度和广度，在瞬间被放大，并形成强大的舆论压力。好在我们还可以投票。网上有一项主题为“如果有朝一日三鹿奶粉重新上架销售，你会不会买？”的调查，有92%的网友坚决地选择了“不会”！

中国奶品业，尤其是那些上了问题奶粉名单的企业，必将为此事件付出沉重代价。9月17日召开的国务院常务会议决定“在全国全面检查奶制品，整顿奶制品行业”，同时会议认为，三鹿牌婴幼儿奶粉事件的发生，反映出奶制品市场混乱、监管机制存在漏洞、监管工作不力等问题。会议文件称: “我们必须认真吸取教训，以对人民高度负责的态度，做好事故处理、完善检验监督体制、加强监管工作。”

我们坚信，在国务院强有力的举措推动下，此事件过后，国内奶制品的质量安全和市场秩序会有一个根本性的改变。我们更期待，这一波奶制品引发的信任危机，应该令奶制品业、监管部门，乃至其他关乎人民生命财产安全的行业，均会以此为戒。

重建信用，我们必须尽快填补监管不力的漏洞，尤以治理“无法可依、无标准可循”为当务之急。而所有立法和监管的核心，应以“提高违法、违规成本”为要义，真正起到威慑作用。

重建信用，我们还必须重新认识企业信用的内涵。此事件再次揭示，企业信用不仅仅体现在企业的资金能力和规模上，更应体现在是否守法经营、能否为消费者提供安全放心的产品上。

重建信用，是一个艰难的以实际行动“软化”消费者内心的过程。在一个信息不断走向透明化的时代，一切商业行为都背负着巨大的安全和社会责任风险。

面对信息时代的信任危机，我们更应重视并充分发挥信息技术的作用。信用的缺失，不仅危害社会秩序，更直接地增加交易成本。而在优化监管组织流程、完善经营信用体系、降低交易成本方面，信息技术完全可以发挥威力。当然，这必须以建设一个监管有力、崇尚信用的软环境为前提。

矿山机械再制造 篇9

预测及投资咨询报告

▄ 核心内容提要

【出版日期】2017年4月 【报告编号】

【交付方式】Email电子版/特快专递

【价

格】纸介版：7000元

电子版：7200元

纸介+电子：7500元

▄ 报告目录

第一章 中国再制造产业发展相关概述

第一节、再制造产业的界定

一、再制造的概念

二、再制造与维修的区别

三、再制造在产品全寿命周期中的位置

第二节、再制造产业特性

一、理化特性

二、应用领域

三、生产模式特点

第三节、再制造产业效益分析

一、经济效益

二、社会效益

三、资源效益

四、环境效益

第四节、再制造产业的准入门槛

一、技术门槛

二、产业化门槛

三、再制造对象的条件 第二章 国外再制造产业发展经验借鉴

第一节、国际再制造产业发展概况

一、产业规模

二、企业类型

三、研究领域

四、技术理念

第二节、主要国家再制造产业发展综述

一、欧洲再制造业

二、美国再制造业

三、日本再制造业

第三节、国外发展再制造产业的策略措施

一、注重对再制造业的研究规划

二、立法支持发展再制造业

三、加强再制造“回收渠道”管理

四、注重发展再制造业运作模式

第四节、再制造巨头卡特彼勒公司案例分析

一、发展进程

二、产业化支撑

三、价值链“共赢”

第三章 中国再制造产业面临的发展环境分析

第一节、经济环境

一、宏观经济运行状况

二、工业经济发展

三、产业结构调整

四、固定资产投资

五、城乡居民收入水平

六、未来经济形势分析

第二节、社会环境

一、能源消费结构

二、节能减排目标

三、居民消费习惯

四、节能环保观念

第三节、技术环境

一、再制造基础理论研究

二、再制造技术进展

三、主要自主研发技术

四、再制造技术发展趋势

第四节、行业环境

一、装备制造业

二、汽车工业

三、工程机械

四、机床工业

五、船舶制造业

第五节、影响先进制造业发展的因素

一、人力资本因素

二、固定资产投资因素

三、外商直接投资因素

四、研究与开发因素

五、企业集聚因素

第四章 2014-2016年中国再制造产业总体分析

第一节、中国再制造产业发展概况

一、发展历程

二、产业现状

三、发展特征

四、试点情况

五、产业联盟

第二节、中国再制造产业的发展优势（Strengths）

一、有利于节约企业生产成本

二、有利于提升企业竞争力

三、有利于加强企业的社会责任感

四、有利于提升消费者的品牌忠诚度

五、有利于企业保护产品核心技术

第三节、中国再制造产业的发展劣势（Weaknesses）

一、再制造相关政策立法尚不完善

二、再制造产品质量标准体系不成熟

三、回收与生产过程存在技术水平限制

四、“回收-生产-销售”产业链不完善

五、税负过重加大再制造企业经营压力

六、公众对再制造产品认可度不高

第四节、中国再制造产业的发展机会（Opportunities）

一、再制造产业潜在产值较高

二、再制造产品需求空间广泛

三、再制造产业原材料来源丰富

四、政策层面扶持力度不断加大

五、再制造技术引进与创新机会

第五节、中国再制造产业的发展风险（Threats）

一、再制造产业整体缺乏竞争力

二、再制造市场监管缺失

三、关键技术研发能力不足

第五章 2014-2016年中国汽车再制造行业分析

第一节、中国汽车再制造行业发展综述

一、产业规模

二、发展现状

三、市场格局

四、投入分析

五、项目进展

六、发展思路

第二节、汽车再制造企业的运作模式

一、OEM再制造商模式

二、独立再制造商模式

三、承包再制造商模式

四、联合再制造商模式

五、综合分析

第三节、零部件再制造

一、中外比较

二、试点制度

三、运作模式

四、工艺流程

五、市场前景

第四节、发动机再制造

一、产业规模

二、市场定位

三、发展隐忧

四、前景预测

第五节、汽车再制造业壁垒因素分析

一、政策性因素

二、技术性因素

三、社会意识性因素

第六节、汽车再制造业投资策略分析

一、产业布局与产品定位策略

二、国际合作策略

三、技术创新策略

四、规模化发展策略

五、专业人才培养策略

第六章 2014-2016年中国工程机械再制造行业分析

第一节、2014-2016年中国工程机械需求分析

一、市场需求形势

二、节能减排需求

三、未来需求趋势

四、国内外需求预测

第二节、中国工程机械再制造行业发展现状

一、工程机械再制造发展机遇

二、工程机械再制造市场综述

三、工程机械再制造市场投资规模

四、工程机械再制造市场竞争格局

五、工程机械再制造项目进展状况

六、工程机械再制造市场前景展望

第三节、中国矿山机械再制造行业发展分析

一、发展矿山机械再制造的必要性

二、矿山机械再制造市场概况

三、矿山机械再制造技术进展

四、煤炭机械再制造投资机会

第四节、中国工程机械再制造行业成本控制分析

一、生产阶段的成本控制

二、销售阶段的成本控制

三、其他成本控制

第五节、中国工程机械再制造行业进入/退出壁垒

一、进入壁垒

二、退出壁垒

第七章 2014-2016年中国轮胎再制造行业分析

第一节、2014-2016年中国轮胎市场的竞争结构

一、新进入者

二、供应方分析

三、用户分析

四、替代品分析

五、行业内的竞争

第二节、中国轮胎再制造行业发展现状

一、产业概况

二、发展规模

三、市场格局

四、政策机遇

五、技术进展

第三节、中国轮胎再制造行业的准入门槛

一、生产企业的设立和布局要求

二、资源回收利用及能耗要求

三、防火安全要求

四、安全生产要求

第四节、中国轮胎再制造行业的投资风险

一、政策风险

二、技术风险

三、产业链风险

第五节、中国轮胎再制造行业投资前景展望

一、市场前景

二、规划目标

三、发展策略

第八章 2014-2016年中国机床再制造行业分析

第一节、2014-2016年中国机床需求分析

一、需求规模

二、需求结构

三、需求空间

四、需求形势

第二节、2014-2016年中国机床再制造行业发展综述

一、发展历程

二、发展优势

三、产业模式

四、技术框架

五、应用状况

六、标准化进展

第三节、中国机床再制造行业市场主体分析一、三大主体综述

二、专业维修改造企业特点

三、机床制造企业特点

四、数控系统制造企业特点

第四节、中国机床再制造业发展的瓶颈因素

一、废旧产品回收体系不完善

二、产业化难度较大

三、批量再制造技术落后

四、人才短缺问题严重

第五节、中国机床再制造业投资前景分析

一、绿色化发展方向

二、产业转型机遇

三、标准体系渐趋完善

四、市场潜力巨大

五、发展前景乐观

第九章 2014-2016年其他再制造领域发展分析

第一节、家用电器再制造

一、以旧换新加速家电回收

二、“绿色家电”成发展主旋律

三、废旧家电循环再制造快速发展

四、国内家电再制造技术取得进展

五、家电再制造项目投资模型分析

第二节、办公设备再制造

一、必要性分析

二、可行性分析

三、政策路径

四、投资策略

第三节、船舶再制造

一、主要风险因素

二、风险程度分析

三、风险防范措施

第四节、激光再制造

一、关键技术

二、前景展望

第十章 2014-2016年中国再制造产业区域竞争力分析

第一节、长株潭地区

一、产业基础

二、浏阳基地

三、宁乡基地

四、提升策略

五、前景展望

第二节、湖北

一、产业基础

二、产业化进展

三、武汉工程机械再制造基地

四、风险因素

五、前景展望

第三节、江苏

一、发展优势

二、产业化进展

三、无锡汽车再制造

四、苏州发动机再制造

五、前景展望

第四节、成都

一、产业基础

二、发展必要性

三、产业优势

四、发展思路

五、政策措施

第五节、其他地区

一、陕西

二、河北

三、山东

四、安徽

五、浙江

六、上海

第十一章 2014-2016年再制造领域重点企业竞争力分析

第一节、三一重工

一、企业发展概况

二、经营效益分析

三、业务经营分析

四、财务状况分析

五、核心竞争力分析

六、未来发展目标

第二节、柳工

一、企业发展概况

二、经营效益分析

三、业务经营分析

四、财务状况分析

五、核心竞争力分析

六、未来发展目标

第三节、徐工机械

一、企业发展概况

二、经营效益分析

三、业务经营分析

四、财务状况分析

五、核心竞争力分析

六、未来发展目标

第四节、中联重科

一、企业发展概况

二、经营效益分析

三、业务经营分析

四、财务状况分析

五、核心竞争力分析

六、未来发展目标

第五节、玉柴国际

一、企业发展概况

二、经营状况分析

五、核心竞争力分析

六、未来发展战略

第十二章 2014-2016年中国再制造产业逆向物流分析

第一节、再制造逆向物流概述

一、逆向物流的概念

二、逆向物流的管理模式

三、再制造逆向物流的内涵

四、再制造逆向物流的流程

第二节、再制造逆向物流的管理环节

一、回收

二、初步分类、储存

三、包装、运输与仓储

第三节、影响逆向物流发展的因素

一、外部环境因素

二、内部环境因素

三、促进和阻碍因素

第四节、投资逆向物流园区的可行性分析

一、物流园区与逆向物流园区

二、理论可行性分析

三、实际可行性分析

四、逆向物流园区运作策略

第五节、再制造逆向物流的发展策略及趋势

一、未来方向

二、发展策略

三、发展趋势

第十三章 2014-2016年再制造行业政策体系分析

第一节、2014-2016年中国再制造行业政策动态

一、政府出台政策推进再制造产业发展

二、机电产品再制造试点实施方案获批

三、汽车零部件再制造试点范围扩容

四、再制造“以旧换再”试点方案

五、2014-2016年再制造产业相关政策

第二节、发展壮大中国再制造产业的政策路径

一、修订和完善相关法律法规

二、建立实施鼓励再制造产业发展的政策机制

三、对再制造市场流通实行严格监管

四、提高再制造关键技术的研发能力

五、深化再制造产业示范试点工作

第十四章 2017-2021年中国再制造产业发展前景预测

第一节、中国再制造产业发展趋势分析

一、发展再制造产业是大势所趋

二、再制造产业将成循环经济新亮点

三、我国再制造产业技术研发趋势

第二节、中国再制造产业发展前景分析

一、中国再制造产业的市场潜力

二、未来中国再制造产业规模预测

三、2017-2021年中国再制造产业前景预测

四、中国再制造产业发展前景乐观 附录：

附录一：《关于推进再制造产业发展的意见》 附录二：《2015年循环经济推进计划》 附录三：《再制造“以旧换再”试点实施方案》 附录四：《再制造单位质量技术控制规范》 附录五：再制造产品认定实施指南

▄ 公司简介

中宏经略是一家专业的产业经济研究与产业战略咨询机构。成立多年来，我们一直聚焦在“产业研究”领域，是一家既有深厚的产业研究背景，又只专注于产业咨询的专业公司。我们针对企业单位、政府组织和金融机构，提供产业研究、产业规划、投资分析、项目可行性评估、商业计划书、市场调研、IPO咨询、商业数据等咨询类产品与服务，累计服务过近10000家国内外知名企业；并成为数十家世界500强企业长期的信息咨询产品供应商。

公司致力于为各行业提供最全最新的深度研究报告，提供客观、理性、简便 的决策参考，提供降低投资风险，提高投资收益的有效工具，也是一个帮助咨询行业人员交流成果、交流报告、交流观点、交流经验的平台。依托于各行业协会、政府机构独特的资源优势，致力于发展中国机械电子、电力家电、能源矿产、钢铁冶金、嵌入式软件纺织、食品烟酒、医药保健、石油化工、建筑房产、建材家具、轻工纸业、出版传媒、交通物流、IT通讯、零售服务等行业信息咨询、市场研究的专业服务机构。经过中宏经略咨询团队不懈的努力，已形成了完整的数据采集、研究、加工、编辑、咨询服务体系。能够为客户提供工业领域各行业信息咨询及市场研究、用户调查、数据采集等多项服务。同时可以根据企业用户提出的要求进行专项定制课题服务。服务对象涵盖机械、汽车、纺织、化工、轻工、冶金、建筑、建材、电力、医药等几十个行业。

我们的优势

强大的数据资源：中宏经略依托国家发展改革委和国家信息中心系统丰富的数据资源，建成了独具特色和覆盖全面的产业监测体系。经十年构建完成完整的产业经济数据库系统（含30类大行业，1000多类子行业，5000多细分产品），我们的优势来自于持续多年对细分产业市场的监测与跟踪以及全面的实地调研能力。

行业覆盖范围广：入选行业普遍具有市场前景好、行业竞争激烈和企业重组频繁等特征。我们在对行业进行综合分析的同时，还对其中重要的细分行业或产品进行单独分析。其信息量大，实用性强是任何同类产品难以企及的。

内容全面、数据直观：报告以本最新数据的实证描述为基础，全面、深入、细致地分析各行业的市场供求、进出口形势、投资状况、发展趋势和政策取向以及主要企业的运营状况，提出富有见地的判断和投资建议；在形式上，报告以丰富的数据和图表为主，突出文章的可读性和可视性。报告附加了与行业相关的数据、政策法规目录、主要企业信息及行业的大事记等，为业界人士提供了一幅生动的行业全景图。

深入的洞察力和预见力：我们不仅研究国内市场，对国际市场也一直在进行职业的观察和分析，因此我们更能洞察这些行业今后的发展方向、行业竞争格局的演变趋势以及技术标准、市场规模、潜在问题与行业发展的症结所在。我们有多位专家的智慧宝库为您提供决策的洞察这些行业今后的发展方向、行业竞争格

局的演变趋势以及技术标准、市场规模、潜在问题与行业发展的症结所在。

有创造力和建设意义的对策建议：我们不仅研究国内市场，对国际市场也一直在进行职业的观察和分析，因此我们更能洞察这些行业今后的发展方向、行业竞争格局的演变趋势以及技术标准、市场规模、潜在问题与行业发展的症结所在。我们行业专家的智慧宝库为您提供决策的洞察这些行业今后的发展方向、行业竞争格局的演变趋势以及技术标准、市场规模、潜在问题与行业发展的症结所在。

▄ 最新目录推荐

1、智慧能源系列

《2017-2021年中国智慧能源前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国智能电网产业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国微电网前景预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国小水电行业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国新能源产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国太阳能电池行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国氢能行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国波浪发电行业发展预测及投资咨询报告 《2017-2020年中国潮汐发电行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国太阳能光伏发电产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国燃料乙醇行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国太阳能利用产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国天然气发电行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国风力发电行业发展预测及投资咨询报告》

2、“互联网+”系列研究报告

《2017-2021年中国互联网+广告行业运营咨询及投资建议报告》 《2017-2021年中国互联网+物流行业运营咨询及投资建议报告》 《2017-2021年中国互联网+医疗行业运营咨询及投资建议报告》 《2017-2021年中国互联网+教育行业运营咨询及投资建议报告》

3、智能制造系列研究报告

《2017-2021年中国工业4.0前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国工业互联网行业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国智能装备制造行业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国高端装备制造业发展前景预测及投资咨询报告》

《2017-2021年中国工业机器人行业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国服务机器人行业前景预测及投资咨询报告》

4、文化创意产业研究报告

《2017-2020年中国动漫产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电视购物市场发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电视剧产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电视媒体行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电影院线行业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电子竞技产业前景预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国电子商务市场发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国动画产业发展预测及投资咨询报告》

5、智能汽车系列研究报告

《2017-2021年中国智慧汽车行业市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国无人驾驶汽车行业市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国智慧停车市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国新能源汽车市场推广前景及发展战略研究报告》 《2017-2021年中国车联网产业运行动态及投融资战略咨询报告》

6、大健康产业系列报告

《2017-2020年中国大健康产业发展预测及投资咨询报告》

《2017-2020年中国第三方医学诊断行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国基因工程药物产业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国基因检测行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国健康服务产业发展预测及投资咨询报告》

《2017-2020年中国健康体检行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国精准医疗行业发展预测及投资咨询报告》 《2017-2020年中国康复医疗产业深度调研及投资战略研究报告》

7、房地产转型系列研究报告

《2017-2021年房地产+众创空间跨界投资模式及市场前景研究报告》 《2017-2021年中国养老地产市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国医疗地产市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国物流地产市场前景预测及投资咨询报告》 《2017-2021年中国养老地产前景预测及投资咨询报告告》

8、城市规划系列研究报告

《2017-2021年中国城市规划行业前景调查及战略研究报告》 《2017-2021年中国智慧城市市场前景预测及投资咨询报告》

《2017-2021年中国城市综合体开发模式深度调研及开发战略分析报告》 《2017-2021年中国城市园林绿化行业发展前景预测及投资咨询报告》

9、现代服务业系列报告

《2017-2021年中国民营医院运营前景预测及投资分析报告》 《2017-2020年中国婚庆产业发展预测及投资咨询报告》

激光再制造技术及其应用 篇10

关键词：激光再制造,激光熔覆,修复

激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术, 它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其他多种技术于一体, 不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸, 还可以使其使用性能达到甚至超过新品的水平, 是重大工程装备修复新的发展方向。

1. 激光再制造技术体系

激光再制造技术是装备制造技术、材料科学技术、激光加工工艺技术等多种技术相结合而形成的有效的科学技术体系。具体构成见图1。

激光再制造技术的核心技术是激光熔覆技术。它通过在基材表面添加熔覆材料, 并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法, 在材料表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层, 以改善工件表面性能。激光熔覆技术是一种新的表面改性技术, 与传统的喷焊或堆焊工艺相比, 激光熔覆技术具有如下优点。

(1) 激光束的能量密度高, 只要注入较少的能量就可以完成激光熔覆。零件热影响区小, 变形小, 因此适合强化或修复一些高精度零件或对变形要求严格的零件, 如精轧辊的表面强化处理。

(2) 激光熔覆层稀释率低, 且可以精确控制, 熔覆层的成分与性能主要取决于熔覆材料的成分。因此, 可以采用各种性能优良的材料对基材表面进行改性。特别是可以采用激光熔覆技术修复一些常规堆焊工艺无法实现的工件, 如涡轮发动机叶片、轧辊的主轴、电机主轴等。

(3) 激光熔覆层组织致密, 微观缺陷少, 熔覆层与基材为冶金结合, 强度高, 因此可以用于一些重载条件下零件的表面强化与修复, 如大型轧辊、大型齿轮、大型曲轴等。

(4) 激光熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制, 设计专门的导光系统, 可对深孔、内孔、凹槽、盲孔等部位进行激光处理。采用一些特殊的导光系统如宽带扫描系统, 可以使单道激光熔覆层宽度达到20~30mm, 每次熔覆的最大厚度可达3mm以上。通过多道搭接可以实现工件表面的大面积和大厚度激光熔覆, 满足不同形状、尺寸的轧辊等典型易损件的激光表面强化与修复的要求。

激光熔覆用的激光器一般为1~10k WCO2激光器, 或0.5~2k WNd:YAG激光器。

激光熔覆专用合金粉末的设计、选择与正确使用是该项技术能否成功的关键。在选择激光熔覆材料时, 首先要考虑熔覆层与基材的热膨胀系数差异, 同时, 要力求采用相对于基体材料具有适宜熔点的涂层材料。合金粉末不仅要与基材的性能接近, 而且要能满足熔覆件的使用性能要求。在实际应用中, 熔覆材料多选择Co-Cr基、Ni-Cr基、Fe-Cr基合金粉末, 并配以一定数量的陶瓷材料, 如WC、Ti C、Al2O3、VC、BN、Zr O2、Si C、B4C等, 形成致密的超硬金属陶瓷涂层, 厚度可达0.1~10多mm。

激光熔覆工艺包括:激光熔覆功率大小、光斑大小、扫描速度和搭接量等。在具体操作过程中, 根据激光熔覆基材、激光熔覆合金粉末材料和激光熔覆零件的不同, 应选择适当的激光熔覆工艺参数。

激光熔覆技术结合强度计算与寿命评估技术、无损检测与缺陷判断技术、故障诊断与失效分析技术和行业机组技术才能顺利完成重大装备的激光再制造。具体工艺流程如图2所示。

2. 激光再制造技术特点

激光再制造是以丧失使用价值的损伤、废旧零部件作为再制造毛坯, 利用以激光熔覆技术为主的高新技术对其进行批量化修复、性能升级, 所获得的激光再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平, 它具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点。

激光再制造技术的最大优势是能以先进的激光熔覆技术方法制备出优于基体材料性能的覆层, 赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能。这层表面材料厚度从几十微米到十几毫米, 与制作部件的整体材料相比, 厚度薄、面积小, 但却承担着工作部件的主要功能, 使工件具有比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等能力, 可大大节约贵重的金属材料。激光再制造技术减少了装备制造时金属的冶炼和加工, 可以减少大量的能源消耗和浪费。激光加工技术是一种非接触、无污染、低噪声、节省被加工材料的绿色加工技术。

3. 激光再制造技术的应用

(1) 烟气轮机是石化行业催化裂化装置中重要的能量回收设备, 由于在高温、粉尘和腐蚀的环境下工作, 烟气轮机频繁发生故障, 严重影响企业生产与经济效益。在实际应用中, 烟气轮机转子轴径及推力盘、动叶片及静叶环、轮盘、气封面和导流锥体都可实施激光再制造。

(2) 汽轮机是火力发电厂的核心设备, 由于汽轮机特殊的工作条件, 导致每年都有大量的机组零部件损伤, 采用激光再制造技术对汽轮机的一些关键零部件, 如主轴轴径 (现场可移动式激光再制造) 、动叶片、汽封齿、推力盘、喷嘴、隔板、围带、缸体等进行性能恢复和提升, 可节约大量资金和原材料。

(3) 现代燃气轮机由压气机、燃烧室和透平组成, 压气机和透平为高速旋转的叶轮机械, 是气流能量与机械功之间相互转换的关键部件, 由于其在高达1 300℃的高温条件下工作, 经常会发生损伤。2007年3月, 某公司从国外引进的Tornado型双轴式地面燃机在运行中出现故障, 生产受到严重威胁。停机后检查发现, 一、二级动叶部分叶片排气边撞击缺口及磕痕、叶冠掉块、叶盆或背部烧蚀、叶顶通气冷却孔烧蚀、部分叶片有裂纹, 一、二级喷嘴大部叶片有烧蚀缺口裂纹, 已无法使用。沈阳大陆激光技术有限公司采用激光再制造技术将其缺陷全部修复完好, 恢复其使用性能, 费用仅140万元, 还不到新机组价格的1/10。

(4) 钢铁生产过程中, 热轧机械设备的工况十分恶劣。特别是轧机工作过程中, 轧辊通过轴承座对机架牌坊的冲击大, 轧制冷却水遇到红灼的钢坯迅速雾化, 夹带着从钢坯表面脱落的氧化铁粉末向四周喷射。受轧制的冲击、冷却水腐蚀和氧化粉尘等磨粒影响, 轧机机架牌坊内侧窗口面、机架牌坊底面、外机架辊平面和内机架辊安装孔等均会出现不同程度的腐蚀磨损。2007年11月, 沈阳大陆激光技术有限公司对宝钢条钢厂1#初轧线的轧机牌坊用双激光器、双机器人同时连续作业96h, 现场完成了轧机牌坊表面的防腐耐磨处理。

4. 激光再制造技术发展前景展望

激光再制造技术是符合国家循环经济和可持续发展战略的绿色制造技术, 也是国家重点支持的高新技术之一。随着基础研究工作的不断深入, 激光再制造技术的应用范围也将不断扩大。我国有几万亿元的设备资产, 每年因磨损和腐蚀而使设备停产、报废所造成的损失都愈千亿元, 这为激光再制造技术带来了广阔的市场应用前景。

参考文献

[1]装甲兵工程学院.徐滨士院士科研文选[M].北京:机械工业出版社, 2001.

[2]胡木林等.激光熔覆材料相容性的研究进展[J].金属热处理, 2001, 26 (1) :1-8.