复强发动机再制造技术案例

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1、复强发动机再制造技术案例0 引言产品的再制造性评估有两种方式，一是对已经使用和报废的产品再制造前对其进行再制 造合理性评估；二是在设计新产品时对其进行再制造性评估，利用评估结果改进设计，增加 再制造性。废旧机电产品的再制造性是决定其能否进行再制造的前提，是再制造基础理论研 究中的首要问题。废旧产品再制造性可定义为：废旧产品在规定的条件及时间内，综合考虑 技术、经济和环境因素后，通过再制造，恢复或提高原产品功能和性能的能力。随着再制造 技术的发展旧产品的再制造性也会随着变化。产品能否再制造以及再制造的效果如何，不仅 关系到再制造生产的继续进行，也对再制造产品的质量提供了一个基本保证。对产品可再制

2、 造性的评价是再制造生产的一个重要环节。可再制造性决定了对产品实施再制造的可能性和 经济性。文中主要是通过一些评价指标的量化来最终达到一个合适废旧产品再制造性的定量 指标，从数量上客观反映废旧产品是否适合再制造。1 再制造性评价随着中国再制造产业的发展与推进，人们对再制造越来越认可，再制造在环境等方面的 贡献越来越受到国家政府和有关部门的重视，但在指标评价体系方面相对欠缺，目前对废旧 的毛坯进行再制造性的评价主要从技术可行性、经济可行性和环境可行性三个系统层面进行 考虑。1.1 技术可行性（ R ）1技术可行性要求废旧产品进行再制造加工技术及工艺上可行，可以通过原产品恢复或者 升级恢复达到或者

3、提高原产品性能的目的。再制造加工过程主要包括拆卸、清洗、分类检测、 修复和升级、再制造零部件检测、装配、整体检测，所以对再制造技术方面的可行性评价可 以从下面几个方面进行。it诃再制ift种报废祚检测亦合格竹 fl再制掐丄动机=:=_ =決IM3Et退役发动机扌报*4技求升级:改這卄町再:1:1:1:1:1:I :1:1一M,制直 _L_: 1 : 1再制造加工图1 发动机再制造的工艺流程图1.1.1 拆解合格率（ R ）11目前废旧产品的拆解还是以手工和半机械化拆解为主，废旧产品本身经过了长时间的服 役，导致的锈蚀等因素导致了其不能完全无损的拆解或者不能完全分解。拆解合格率就是可 再制造件在

4、拆解过程中未经破坏的比例，即：其中：Q表示无损伤的可制造件数量；Q表示可再制造件总数。nr1.1.2检测可靠性（ R12 ）在进行再制造之前的毛坯检测是进行再制造加工的重要环节之一。检测会出现两种情 况：一种是把不合格的毛坯错误的当成合格的毛坯，从而影响最终的产品质量；另一种是把 合格的毛坯当做不合格毛坯进行回炉处理，虽然不会影响最终再制造的质量，但是却增加了 成本。其评价方式可以用以下公式表达：(1_ N)(1_ n)X100%其中： N 表示合格的检验成不合格的数量； N 表示不合格的检验成合格的数量； N 表 ri示总的检验数量。1.1.3 新品可靠性（ R ）13虽然再制造产品的质量不

5、低于原始新品的质量，但是随着科技的进步以及人们对产品的 要求的严格，现有的产品质量可能会高于报废零部件生产时候的质量要求，为了保持再制造 产品和现有同类产品之间的竞争优势，再制造产品的质量不能和现有同类型产品新品的质量 相差太多。新品可靠性是衡量再制造产品适应新的竞争的能力（质量和价格）的一个重要的 指标，用以下评估方法来评估：其中：n表示质量比现有新品好、价格比现有新品低的数量；n表示质量比现有新品12差、价格比现有新品低的数量； n 表示质量比现有新品好、价格比现有新品高的数量； n 表34示质量比现有新品差、价格比现有新品高的数量； 表示性能所促进的竞争优势比重。1.1.4 整机性能（

6、R14 ）再制造零部件虽然在单个性能上面不低于原始新品的质量，但是再制造产品很多情况下 作为一个整体，作为一个系统，其性能是否不低于原始的整机性能。对于不同的再制造产品， 所关心的具体内容也不同，对于再制造发动机，我们关心的是发动机的动力、扭矩、可靠性 等，而再制造轮胎，所关心的是耐磨性和寿命。所以整机性能这个指标就用达到或者超过原 始新品的比例来表示，即：其中：Q表示达到原始新品数量的整机数；Q表示整机数。u1.1.5 相容性（ R15 ）再制造产品作为一个整体，其中的每个零部件的使用寿命不尽相同，在使用的过程中， 可能会出现零部件的损坏而需要对零件进行更换，这要求其中的再制造零部件要与其他

7、零部 件有着良好的兼容性，所以文中用以新件替代再制造件而不影响整机性能与总的数目的比值 作为评价与其他零部件相容性的方法，即：艮刁急其中： A 用新品替换某个再制造零部件后整机性能不低于原始新品数量； A ：每个整 rc机的再制造零部件数目； A ：整机的总数目。w1.1.6 加工效率（ R16 ）加工效率是衡量在再制造加工环节的一个结合时间性的指标，是指废旧毛坯进入再制造 工厂进行清洗拆解开始到装配检测成为一个新的再制造产品所消耗的时间。其中： t 表示再制造加工平均所用时间； t 表示维修所需的平均时间。01.2 环境可行性（ R ）2 再制造性的环境可行性是对废旧产品再制造加工过程本身以

8、及再制造后的产品在社会 上使用时对环境影响的成本估计和预测。环境可行性的评价需要一个参照。再制造作为制造 的延续与补充，并且弥补了原始制造的一些缺点，其显著特点之一就是对环境友好，所以再 制造的环境可行性是和制造相比得到的结果。1.2.1 旧件利用率（ R ）21 进入工厂的废旧整机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。旧件利用率用来衡量再制造过程对废旧产品的利用率，用可再制造件和直接利用件重量 之和与整机的重量之比来表示，即：R2-W叱 X 100 %其中： W 表示再制造件重量； W 表示可利用件重量； W 表示整机重量 reman reuse1.2.2 节能（

9、R ）22原始制造出的产品经过一个寿命周期后要经过回炉变成原料再进行加工成零部件，而再 制造以废旧产品为毛坯，进行加工生产，不需要经过回炉处理，因而节约大量能量，其计算 公式为：其中： PW表示实际再制造耗能； PW表示完全再制造耗能； PW 表示回reman hreman md炉耗能。1.2.3 减少co排放量（r ）223减少 CO 排放量是将废旧毛坯经过回炉成原始材料与其在加工成零部件的过程相比所2减少的CO排放量；完全再制造是指再制造率为1的再制造过程。其计算公式如下:2其中：E :再制造CO排放量；E :完全再制造CO排放量；E :回炉制造COr 2 cr 2 md 2排放量。1.3

10、经济可行性（R）3技术可行性和环境可行性决定了废旧产品能否进行再制造，而经济可行性却最终反映了 进行再制造活动是否继续下去的最终判断标准和人们从事经济活动的根本出发点之一。考虑 再制造活动的经济因素，不仅要考虑回收、加工、以及废弃物处理的成本还要考虑再制造加 工过程中对环境的影响所带来的环境成本。所以引进2 个指标；利用率和环境收益率，用来 评估再制造的经济性。利润率（R ）是指净利润与销售收入之间的比值。净利润借鉴杜邦财务分析法可得其31计算示意图如图2 所示图 2 净利润计算示意图Fig 1 Sketch map of the net profit calculation 环境收益率（ R

11、 ）是用来衡量再制造对环境经济的影响。废旧产品通过再制造变成了 32 性能等同或稍高于原先新品的再制造品，这个过程不仅带来了可用的“新品”，而且避免了 废旧产品的回炉所造成的原先产品附加值的减少与新品价值的比值。2 指标权重确定 对已经确定的评价指标间权重的确定是建立再制造性指标评价模型关键问题之一。对于 多层次、多要素、多准则的非结构化的决策问题层次分析法给出了很好的解决方法。2.1层次分析法 （ AHP ）层次分析法是美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种定性和定量相结合 的决策方法。AHP常常被用于多目标、多准则、多要素、多层次的非结构化的复杂决策问 题。再制造性指标

12、评价体系的权重的确立考虑的因素多，且指标间存在着千丝万缕的联系。 利用 AHP 方法来确定指标的权重，不仅减少了认为因素对指标的权重的影响，增加了模型 的可惜度，而且建立了模糊评价与精确评价之间的联系。2.1.1 AHP 标度在进行层次分析法确定权重之前要进行AHP标度的确定，标度的确定一般是根据以往 经验确定的，如表1 所示。利用AHP标度，可以得到一个AHP判断矩阵B。通过对B的一致性检验来验证上面 所定义AHP标度是否合理，其方法如下：S 1层次分析法的（AHP】标度Tabic 1 Analytic hierartrhy proctss scalc标度含义1一个閑素与另-个冈素同样重姿3

13、一个因素与另个因素稍微电姿5个阴索打另个因素明显亜耍7 个冈索与另一个因索遇烈审要g一个肉索与另一个因素扱为亟要21祷两个相邻判新的中间值43馬两个相邻判断的中间值65.7两个相邻判断的中间值8 2两个相邻判断的中闊值倒数因索i与因索j比较，得到的判断为5=1 /aJ； H. j = 1 （在j 时）计算判断矩阵的最大特征值 ，并计算max其中：n为判断矩阵B的阶数；RI为平均随机一致性指标（见表2）。表2平均随机一致性指标Table 2 Mean indexes of stochastic cnnsistcncy阶数4567890. 901. 12L241. 321.41.1. 45当CRv

14、O.lO时，判断矩阵有一致性，否则调整AHP标度使判断矩阵有一致性。2.2 系统层权重的确定对于技术、环境和经济3 个系统层面来说，目前比较关心的是环境和经济，所以环境和 经济相对于技术这个系统层来说稍微重要一点，根据上面的AHP标度得到相关权重，如表 3 所示。表3 AIIP jj系统层权重碓定Table 3 Determination of system weight with AHP method总廿权歪/%1. 00. 50-52. 020.0&2. 01.01.0040,0Ra2. 0L01.04.040, 0判断矩阵厂 16 50.5B = 211l211 _=3，可得 CI=0，

15、CR=00.l0max所以AHP标度是有效的，且技术可行性、环境可行性和经济可行性权重分别为20.0%、40.0% 和 40.0%。2.3 指标层权重的确定表 4 中给出的是技术可行性指标关系。可得技术可行性评价指标拆解合格率、检测可靠 性、新品可靠性、整机性能、相容性和加工效率的权重分别为16.46%、16.46%、22.78%、 17.72%、17.72%和 8.86%。根据环境可行性指标间的关系，可得到表5 的数据，即环境可行性评价指标旧件利用率、 节能和减少CO 2排放量的权重分别为20.0%、40.0%和40.0%。根据经济可行性间的关系，可得表6，即经济可行性评价指标利润和环境收益的权重分 别为 50.0%和 50.0%。表4 AHP法技术可行性权重确定Table 4 Determi