我国需要加快发展再制造业

2017-05-30 15:10:35 浏览:577

 
 摘要:再制造业是20世纪90年代在发达国家发展起来一个新兴产业。它以产品全寿命周期理论为基础,以实现废旧产品性能跨越式提升为目的,具有节能、节材、环保、优质等多种特质。与传统制造业相比,制造同类产品,再制造业通常只消耗不到十分之一的能源、不到五分之一的材料和只产生不到四分之一的污染。在欧美国家,再制造业不仅成为推动循环经济发展的一个重要力量,而且也代表制造业可持续发展的未来方向。我国资源紧缺和环境问题日趋严重,发展再制造业将有助于在节能和环保的前提下实现产业结构的升级。对我国东部沿海地区而言,这一点尤其具有实现意义。另外,再制造业属于典型的劳动密集型产业,与生产同类产品的传统制造业相比,再制造业需要雇佣的劳动力多达3-5倍,发展再制造业可以较好地缓解我国就业压力和发挥比较优势。目前,全球再制造企业已经高达 7.3万多家,而我国专门从事再制造的企业仅有2家,其比例与我国的制造大国身份极其不相匹配。因而,加速发展再制造业,应该摆上政府的议事日程。
 
我国目前还处在工业化的中后期,但已经开始面临着西方国家在工业化后期所面临的来自资源、能源和环境的严峻挑战。为了促进经济和社会的可持续发展,中央作出了转变经济增长方式、发展循环经济、建设节约型社会的重大决策。为此,我国政府制订了“节约优先”的发展战略,在减量化方面做了大量的工作,先后制定和发布了一系列政策法规。然而,从西方国家循环经济实践看,发展再制造业,是节省自然资源、预防环境污染一条重要途径。在此,本文想简要地介绍一下再制造业的发展现状、内涵与特征,希望籍此为我国循环经济的发展提供一点借鉴作用。
一、再制造的起源与发展
再制造是废旧产品高技术维修的产业化,最初发源于军方的武器维修。二战时期,苏联红军最终能战胜德国军队,一个至关重要的原因是当时苏联的武器修理水平很高。据估计,苏军在卫国战争期间抢修了43万辆(次)坦克、装甲车辆,相当于当时苏联年产量的15倍,从而有力地保证装甲部队的持续作战能力。二战之后,美国成了世界的头号武器制造商和供应商,出于国防安全和商业利益的双重需要,美军在如何更快、更好地修复武器方面投入了大量的人力、物力,并最终发展出了较为成熟的武器再制造业。其中,典型实例是8一52H型轰炸机,原机设计始于1948年,l961一l962年生产,经过l980年、l996年两次技术改造和再制造工程,其战术技术性能至今仍保持先进,较一般飞机20~30年服役期增长l倍以上。
目前,隶属于美国国家科学研究委员会制订了2010年国防工业制造技术的框架,特别强调国防部在改进武器制造方面应重视如下领域:(1)在武器系统的维护、修理和升级等操作中应用先进生产工艺和生产实践;(2)在新的和现有的武器系统上引入技术;(3)机械和电子系统的自诊断;(4)新的再制造技术; (5)有利于延长使用寿命的设计方法。从中可以看出,武器的系统性能升级、延寿技术和再制造技术已经成为未来美国国防制造重要的研究领域。
如同计算机、互联网等许多技术一样,再制造业技术在军用领域应用成熟之后迅速地被转移到民用领域。现在,再制造产业覆盖的范围已经十分广泛,汽车、电机、机床、器械、家电、办公设备等,甚至电子元件、手机等也能通过再制造技术修复再利用。1996年的一项调查显示,美国专业化再制造公司数量超过7.3万个,直接雇员48万人,生产46种主要再制造产品,每年的销售额超过530亿美元。其中,汽车零部件再制造达360亿美元,雇员30多万人,在动力车供货市场中70%~90%是再制造产品。根据美国政府制定的规划,2005年时,再制造业雇佣员工人数应该到达100万人,年销售额为1000亿美元。
目前,美国在再制造业的份额大约占全球的50%左右,其他的份额主要分布在德国、法国、日本等其他西方国家。在我国,再制造技术已经开始被军方所利用,最先应用于坦克维修,后渐渐扩展到轮船、飞机等领域。但是,受各种因素的制约,我国从事商业性再制造的企业还很少。有关部门数据显示,全球再制造企业已经高达7.3万多家,而我国专门从事再制造的企业仅有2家,其比例与我国的制造大国身份极其不相匹配。
二、 再制造业的内涵与特征
1、再制造业的内涵
(1)再制造的定义。
再制造是指以产品全寿命周期理论为指导,以废旧产品性能实现跨越式提升为目标,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,以先进技术和产业化生产为手段,对废旧产品进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动的总称。
(2)再制造工程的理论基础。
再制造工程的是装备工程学、材料工程学、机械工程学、维修工程学、表面工程型学以及环境保护等多学科的交叉学科。再制造产品的质量控制是再制造工程的核心,再制造成型技术和表面技术是绿色再制造工程的关键技术,而这些技术的应用又是建立在产品的失效分析、检测诊断、寿命评估、质量控制等多种学科基础之上。
(3)再制造业的工作原理。
再制造业之所以能够创造巨大价值,原因在于:机器各部件由于采用材质、表面性能的要求、运作状态等诸多方面的不一样,导致了使用寿命不相同。一般情况下,只要有20%的零部件失效了,整个产品寿命就失效了。在传统的制造业中,产品就可以作报废处理了。再制造业的做法则是,将其他依然处于正常工作状态的 80%的零部件进行适当改造,而对失效的20%零部件进行再制造,从而最大限度地挖掘出废旧机电产品中蕴含的附加值。
(4)再制造核心工作。
根据专家的归纳,再制造核心工作包括两部分。一是针对到达物理和经济寿命而报废的产品,在失效分析和寿命评估基础上,把剩余的寿命失效、报废部件作为再制造毛坯,采用先进表面技术、快速成型技术、修复热处理等加工技术,使其迅速恢复或超过原技术性能和应用价值。二是过时产品性能升级,对已达技术寿命的产品,或不符合可持续发展要求产品,通过技术改造、更新,特别是新材料、新工艺、新技术的使用,延长产品寿命。
(5)再制造业与传统维修业和回收利用业的区别。
要正确把握再制造的内涵,我们需要注意区分再制造与维修、回收的区别。首先,维修是针对在使用过程中因磨损或腐蚀等原因而不能正常使用的个别零件所进行的修复,修复后的产品是旧产品。再制造是在整个产品报废后,通过先进技术手段对废品进行再制造,最后形成的不再是一个二手产品,而完全是一个新的产品。其次,回收利用业把废旧产品回收后,只是利用它的材料(比如说,熔化钢铁和溶解纸张),重新用于其他的生产,因而消耗大量能源,并排除不利于环保的废弃物。再制造技术不是把废旧产品分解成基础材料来使用,而是直接将产品中的零部件功能恢复、升级或再造,最大限度地达到节省资金、节能、节材和保护环境的效果。
2、 再制造业的特征
与传统制造业相比,再制造业虽然也属于制造业的范畴,但却有着本质的区别。这些区别主要通过以下几个特征来表现。
(1)节能和节材。
在新产品的制造过程中,需要消耗大量的能源,这些能源在投入之后就消失了,并被包含在了所生产的新产品之中。再制造是直接利用旧产品的零部件进行生产,原产品中所包含的大部分材料和能源都能得到保存。有关对比实验结果西显示:制造l台新起动机平均消耗的能源是再制造所需能源的11倍,制造一台新交流发电机所消耗的能源是再制造过程的近7倍。再制造还可以节约大量的材料,对相同型号产品的制造与再制造来说,制造1台新起动机平均消耗的材料是再制造耗材的9倍之多,制造l台新交流发电机所消耗的材料是再制造耗材的8倍多。换句话说,再制造起动机和交流发电机所需能源仅为传统制造过程的7%和14%,耗材分别为传统制造过程的13%和11%。
根据专家估算,全球再制造每年节约的能量相当于1600万桶原油。这些能源大约等于8家中等规模核发电站的年发电总量,或者说7.5万辆汽车终生所消耗的能源。全球再制造每年节约的材料总量高达1400万吨,这个数目的材料需要用23万节车厢才能装下。毫无疑问,在节能节材领域,再制造业所发挥的作用几乎无可比拟。
(2)对环境的不良影响显著降低。
再制造在大幅度地节能和节材的同时,对环境的伤害也降低到最低程度,再制造因此也被称为“绿色再制造”,其环保作用体现在以下几方面:一是大幅度减少报废设备或其零部件直接掩埋对环境造成的固体垃圾污染,二是避免采用回炉、冶炼等回收方式时对环境的二次污染,三是大幅度减少了零部件初始制造过程对环境的污染和危害。以国外再制造一台5100型复印机为例,相对于新品制造而言,可减少排放81%的废水、62%的固体废物、77%的C02等废气。美国环境保护局估计,如果美国汽车回收业的成果能被充分利用,对大气污染水平将比目前降低85%,水污染处理量将比目前减少76%。有些情况下,再制造业在环保方面发挥的作用甚至更大。比如说,在生产原生金属大量时会产生固体废弃物和二氧化硫,而废旧金属再制造过程中固体废物和二氧化硫的排放少得几乎可以忽略不计。
(3)可以获得比传统制造业更高的产品质量。
产品质量是企业的生命线,对再制造业来说同样如此。事实上,由于再制造是以废旧产品作为毛坯而生产出的产品,消费者在购买时往往对产品质量存在一定的顾虑,这就使得再制造企业必须得比传统制造企业更加重视产品的质量问题。目前,国际上大多数再制造企业已经达到了IS0标准,有的甚至通过了QS9000认证。
再制造产品可以达到较高的产品质量,这是一个可以从浴盆曲线(即产品失效率和产品寿命特征曲线)推出的结论。

故障率
 
 

 
 
 
 

寿命
 
 

 

早期故障期
 
损耗故障期
 
偶发故障期
 
浴盆曲线
 
再制造开始时间
 

一般地,产品的全寿命过程可以分为3个不同的失效阶段:一是早期故障期。一个新产品刚投入使用后通常需要一个磨合时期,这一时期产品故障率处于一个高发阶段。二是偶发故障期。经过一段时期的磨合之后,产品进入稳定运行期。在这一时期,产品能够按照设计的要求正常地工作。其间的失效主要是由于一些偶发因素所引起。三是耗损故障期。在经过一段时期的正常运行之后,产品逐渐接近设计寿命,磨损不断增大,故障率因此而相应增大。再制造产品由于绝大多数零部件来自于旧产品,处于偶发故障期,故障的出现频率要明显低于传统的新产品。
三、我国急需加速推进再制造业发展
1、必要性分析
(1)自然资源稀缺。
我国既是一个资源消耗超级大国,又是一个资源匮乏的国家。据统计,我国45种主要资源的人均占有量不足世界平均值的一半。400多处主要矿区大都进入开发中晚期,20年内将只剩下6种尚能自给。经过数千年的开采和利用,我国的矿产资源大部分实际上已不再埋在地下,而是以废旧物的形态堆积地面,构成了“都市里的矿山”。未来的出路就是将这些废旧物资回收再制造,变废为宝,形成新的社会财富。据测算,我国每回收利用1万吨废旧物资,可以节约自然资源4.12万吨,节约能源1.4万吨标煤;每利用1吨废钢铁,可炼钢850千克,相当节约成品铁矿石2吨,节能0.4吨标准煤。
(2)设备开始进入报废高峰期。
我国在改革开放初期,曾经从国外引入大量的大型成套设备。按照一般设备寿命为20-30来计算,2000年之后,这些设备将陆续进入报废阶段从2001年开始将陆续达到使用寿命,面临报废,并在2010年左右将达到高峰。与此同时,随着保有的增加,我国每年淘汰、报废的电子产品、计算机、汽车、摩托车等也相应增多。这些废弃物如果不能得到及时妥善处理,将给环境保护带来巨大压力。
(3)我国产业结构需要在较少资源投入的情况下实现升级。
根据十一五规划建议,我国需要在建设节约型社会的同时实现产业结构的调整和升级。如何实现这一目标?一是需要发展科技,实现自主创新;二是发展再制造业,以较少的投入实现产业结构的升级。以机床为例,我国现有机床约400万台,其中数控化机床率只有10%-20%,而发达国家早已超过40%,其中美国甚至达到了80%。从2001年起,这些机床开始陆续进入报废期。如果采用纳米表面工程技术和数控化改造技术对这些机床进行再制造,有效地恢复旧机床的机械性能,改善其控制及加工精度,实现装备的精确化和智能化加工,有关费用可比购置新机节约六成至八成,每年可产生数百亿的经济效益。这一点,对于当前急于在减少能耗与污染情况下实现产业结构升级的东部沿海地区来说,显得尤为重要。
(4)就业压力急需缓减。
一个完整的再制造过程包括废旧产品的回收、拆解、分类、清洗、修复(或升级)、装配、检测等环节。回收是典型的劳动密集型产业,几乎不可能被机器所代替。一般情况下,回收的废旧物资种类多种多样、数量差异悬殊、新旧程度不一,拆解、清洗、零件检测及分类等流程的工作通常也只能由人工来完成。受前面几个环节手工操作的影响,再制造业每一批产品的生产规模较小,这就使得在产品装配环节上使用更多的劳动力往往比使用更多的机器更合算。国外实践表明,与传统制造企业相比,生产相同产品的再制造企业通常需要雇佣3倍~5倍的劳动力。我国有取之不尽的劳动力后备军,发展再制造业可以充分发挥我国的比较优势。
2、可行性分析
(1)政府对再制造业的关注正在逐步升温。
2004年10月,国家发改委提出开展发动机再制造示范试点研究和废旧计算机产品资源再利用可行性研究。2005年11月,国家发改委等六部委联合发布了开展循环经济试点工作通知,列七个重点行业四个领域为试点,再制造成为四个领域之一。2006年4月,国务院批准汽车零部件进行再制造试点。另外,国家制定的“2020年中长期科技发展规划”及国家发改委、科技部、环保总局新发布的《汽车产品回收利用技术政策》均对发展再制造业提出了明确的要求。我国两家专业再制造企业之一——济南复强动力有限公司也被国家列为循环经济首批试点单位。
(2)我国在再制造领域已经取得了一批理论研究成果。
1999年6月在西安召开的“先进制造技术”国际会议上,工程院徐滨士院士发表了《表面工程与再制造技术》的学术论文,在国内首次提出了“再制造”的概念。2000年12月,l2位院士及多名专家完成了中国工程院咨询项目《绿色再制造工程及其在我国应用的前景》咨询报告,报告从工程学的角度分析了再制造工程的地位、作用、学科构成及关键技术,展望了再制造工程在我国应用的前景。与此同时,国内一些高校和科研院所也相应进行了再制造的研究。农业部农业机械维修研究所开展了“农用拖拉机再制造研究”。上海交通大学与美国通用、福特汽车公司合作开展了轿车的回收再制造研究。
(3)国内相关企业已初步积累了一些实践经验。
再制造产业在中国还处于萌芽状态,专门从事再制造的企业很少,但是在再制造的两个重要环节——废旧物资回收和拆解上早已经形成了庞大的产业规模。全国已有各类回收企业5000~6000家,回收网点15万个左右,从业人员1500万~1800万人。我国专门从事进口废金属拆解企业的就业人数也超过100万人。浙江台州有20多家国家环保总局批准的第七类金属废料定点加工利用企业,4万多人从事废电机的拆解回收工作,成了世界上拆解废电机数量最多的地区。另外,在个别相关技术领域,比如激光修复汽轮机发电机组,我国的企业甚至处于世界领先地位。
(4)我国再制造业具有广阔的市场前景。
根据国外经验,如果每年处理的废旧家电能够达到30—40万台的数量,家电再制造企业就能够实现盈利。目前,我国每年估计报废500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机。另外,汽车每年报废200多万台,电脑报废达到500万台以上。专家估计,我每年国废旧家电及电子机电产品等需要回收处理总量高达9亿台。由于再制造产品成本较低,产品售价相应便宜。再制造产品的销价通常在新产品价格的40%~80%之间波动,平均水平为60%。在产品质量性能大体相当的情况下,人们在购买同类的产品时,通常会倾向于再制造产品。
(5)可以借助国际合作途径加速国内再制造业的发展。
目前,不论从废旧物资供给来看,还是从产品的市场需求看,我国都是再制造业最有发展潜力的国家。只要我们制订出相关的引资优惠政策,将能够吸引国外再制造业来华发展。最近,卡特彼勒公司(Caterpillar Inc.)与我国政府签署了一项协议,成为首家获准从事再制造业的外国公司,重点领域为废旧零件和机器的再制造。
四、加速发展我国再制造业的政策建议
1、制订扶植政策,鼓励再制造业发展。
从过去经验看,来自政府的扶植对一个新生事物的发展至关重要。在鼓励再制造业的发展,政府可以做的事情很多。成立再制造业发展的专项投资基金,通过少量的政府财政资金投入带动企业和民间资金的介入,以加速再制造产业化发展;对于再制造企业给予贷款和税收方面的优惠,政府采购时优先购买再制造产品;增加大再制造业试点企业数量,扩大再制造试点的产品种类、区域分布范围;积极引导、建立一批专业化再制造企业群,或将一些有条件的修理企业优化组合、改造升级为再制造企业;建立再制造产业的信息系统,唤起公众的参与意识;在高校开设选修课程普及再制造基本知识,对企业技术人员进行专业培训;加强国际间合作与交流,积极引进、消化国外新工艺、新技术。
2、制订相关法规,规范再制造业发展。
根据我国国情,逐步建立一套行之有效的政策、法律和法规体系。这体系既应该包括综合法规,也应当包括一些重要领域如废旧汽车、家电、机械设备等的单项法规;既包括制订新的法规,也包括对已有法规的修改与完善。建立再制造产品质量认证体系,确立“制造商责任制”,并制定相应的奖惩制度。建立再制造专业园区,改变当前从事再制造企业小而分散的现状,共用园区统一的环保设施,防止再制造过程可能出现的二次污染。鼓励再制造企业重组,走向规模生产,提高综合环境治理水平。
3、加强对关键技术的投入。
设立再制造业发展的专项研究基金,组建再制造研究开发中心,用以支持再制造的基础理论和关键技术研发,并对产品的再制造性的设计、标准及产品质量控制等方面进行研究,并及时进行成果转化。从国际经验看,表面工程技术是再制造技术的核心技术之一,因其已具备了先进制造技术的优质、高效、低耗等基本特征,推广和应用前景巨大,并能带来巨大的经济和社会价值,应该成为政府重点支持的领域之一。
 

信息来源:http://www.jiaonan.gov.cn/xiangxi.asp?id=36798