再制造是实现循环发展的必然选择

　　——访中国工程院院士、装甲兵工程学院装备再制造国家重点实验室主任徐滨士

　　徐滨士，1931年生，1954年毕业于哈尔滨工业大学机械制造与焊接专业并留校任教。1990年晋升少将军衔，1995年当选中国工程院院士。现任装甲兵工程学院再制造装备技术国防科技重点实验室荣誉主任，教授、博士生导师，我国装备修复工程、表面工程和再制造工程领域著名专家。发表学术论文千余篇，出版著作20余部，获国家发明专利50余项。先后获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项、三等奖1项，国家自然科学二等奖2项，国家技术发明二等奖2项，省部级科技进步一等奖9项、二等奖10项，以及中国工程院“光华科技工程奖”、何梁何利基金技术科学奖、中国表面工程学会和摩擦学学会“最高成就奖”、中国焊接学会“终身成就奖”等荣誉。

　　采用专门的工艺和技术，在废旧机器设备原有制造基础上进行重新制造，使制造出来的产品无论性能还是质量都优于原有新品，这种让废旧机器设备重焕新生的过程就是再制造。

　　2005年，国务院在《关于加快发展循环经济的若干意见》中明确提出支持发展再制造，将其作为第一批循环经济试点重点领域。2009年1月，《循环经济促进法》颁布实施，再制造正式被纳入国家法制化轨道。

　　再制造在中国的兴起，装甲兵工程学院教授徐滨士院士功不可没，是他将我国再制造推上了国家战略的层面，让再制造从无到有、赶超国际。今天，随着相关基础理论和关键技术研发领域不断取得重大突破，我国再制造工艺和技术逐步跻身国际先进水平。谈及再制造产业的这段发展历程以及未来的发展规划，徐滨士无疑是最有发言权的人士之一。

　　记者：这些年来您一直在为再制造产业的发展献计献策。您为什么认为再制造产业一定会有广阔的前景？

　　徐滨士：当下，工业化、城镇化推动了经济和社会高速发展和进步，同时也加剧了资源环境约束等问题。保护地球环境、构建循环经济、实现社会经济可持续发展已成为全世界的共同关注，各国都在寻找经济效益更大、资源消耗更少、环境污染更低、劳动就业更多的先进经济模式。而绿色制造和循环经济无疑是人类社会可持续发展的基础。

　　2015年《政府工作报告》提出要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展。坚持绿色发展，推行绿色制造是关键。再制造作为绿色制造的典型形式，是循环经济和节能环保产业的重要技术支撑。它以节约资源、节省能源、保护环境为特色，以综合利用信息技术、纳米技术、生物技术等高技术为核心，充分体现了具有中国特色自主创新的特点。通过再制造技术，可以使废旧资源中蕴含的价值得到最大限度开发和利用，能有效缓解资源短缺与资源浪费的矛盾，减少大量失效、报废产品对环境的危害，是废旧机电产品资源化的最佳形式和首选途径，更是节约资源的重要手段，这高度契合了国家发展循环经济的战略。大力开展再制造工程是实现循环经济、节能减排和可持续发展的必然选择。

　　记者：与西方国家再制造产业相比，我国再制造产业有什么区别和特色？

　　徐滨士：欧美等国的再制造是在原型产品制造工业基础上发展起来的，主要以尺寸修理法和换件修理法为主。随着科技的发展，这种模式逐渐显现出旧件再制造率低、节能节材效果差、难以提升再制造产品性能、加工量大、环保效果不佳等弊端。

　　我国再制造可以概括为废旧产品高技术修复、改造的产业化，是在维修工程、表面工程基础上发展起来的，主要基于复合表面工程技术、纳米表面技术和自动化表面技术，这是国外再制造时不曾采用的。因此，我国再制造独具中国特色，主要体现是再制造产品的质量和性能不低于新品，成本只有新品的50%，节能60%，节材70%，对环境的不良影响显著降低。

　　同时，由于先进表面工程技术的应用，我国再制造能将旧件再制造率提高到90%，零件尺寸精度和质量性能不仅不低于原型新品标准，而且耐蚀、耐磨、抗疲劳等性能能达到甚至超过原型新品水平，受到了国际同行的高度关注和认同。

　　记者：我国再制造产业发展至今10年有余，作为参与其中的专家之一，请您谈谈中国特色再制造产业的发展现状？

　　徐滨士：10余年的发展，我国再制造产业经历了产业萌生、科学论证和政府推进三个阶段，经历了一个从无到有、不断完善的过程，走上了法制化道路。我们在实践的基础上探索形成了以高技术为支撑，产学研相结合，既循环又经济的自主创新的中国特色再制造模式。目前，对于再制造产业，我国采取的是政策导向、技术引领产业发展的方式。随着再制造基础理论和关键技术研发取得突破，我国再制造产业政策和技术环境也在不断优化，现已形成了“尺寸恢复、性能提升”的中国特色再制造技术模式。

　　同时，为推进再制造产业规模化、规范化、专业化发展，充分发挥试点示范引领作用，结合再制造产业发展形式，我国逐步扩大了再制造试点企业的数量，截至2014年底，我国再制造试点企业已有70余家。在此过程中，为支持再制造产品的推广使用，促进再制造旧件回收，扩大再制造产品市场份额，我国还开展了“以旧换再”工作，目前这项工作也在稳步推进中。

　　在国家的高度重视和大力支持下，越来越多的企业致力于发展再制造，科研单位的研究投入力度也不断加大，我国再制造产业迎来了良好的发展机遇。

　　记者：再制造技术有哪些关键要领？经过多年的发展，我国再制造产业取得了哪些代表性的技术成果？

　　徐滨士：再制造寿命监测的核心是疲劳寿命，再制造质量控制的关键是裂纹控制，再制造的主要损伤形式是表面磨损。根据再制造产品失效特征和质量性能不低于新品的标准要求，我国通过多年研究实践和不断自主创新，形成了不少中国特色的再制造技术，包括自动化纳米颗粒复合电刷镀技术、自动化高速电弧喷涂技术、自动化微束等离子熔覆技术以及再制造无损检测评估技术及仪器设备等。

　　记者：能具体介绍一下这些技术的特点、优势，以及应用情况吗？

　　徐滨士：首先介绍自动化纳米颗粒复合电刷镀技术。这是我们自主研发的一项先进再制造技术，主要是把纳米颗粒加入电刷镀溶液，使其和镀液金属离子在电刷镀电场作用下共同沉积在金属表面，形成纳米颗粒复合涂层。研发过程中，我们创造性地解决了纳米颗粒分散和在镀层中沉积的难题，制备出来的纳米复合电刷镀层中均匀弥散分布大量的硬质纳米颗粒，使再制造零件表面的耐磨性、耐高温性和抗接触疲劳性能得到了显著提高，成功应用于飞机发动机叶片、汽车发动机连杆、凸轮轴和缸体的再制造。

　　考虑到重载汽车发动机连杆和缸体缸筒再制造难题和产业化生产需求，我国又自主研发了发动机连杆自动化纳米电刷镀专用设备和气缸筒自动化电刷镀专用设备，实现了镀液连续供应和循环利用、纳米电刷镀再制造工艺过程综合监控，生产率提高了5～10倍，耗材仅为零件本体重量的1%～2%，费用仅为新品的1/10，实现了废旧零件再制造的需求，而镀液循环利用、废水集中处理也实现了全过程绿色化的要求。

　　其次，介绍一下自动化高速电弧喷涂技术。这也是自主研发的一项先进技术，主要利用机器人或操作机的操作臂夹持喷枪，通过红外温度场监测和编程控制高速电弧喷枪按照规划路径实现自动喷涂作业，喷涂过程中能实时反馈调节喷涂工艺参数。该技术结合新开发的FeAl和FeAlMn系粉芯丝材制备出的喷涂层，具有结合强度高、硬度高、耐磨性高等特点，目前已在废旧斯太尔发动机缸体再制造中成功应用，再制造量高达200余台。采用该技术再制造单件发动机缸体的时间由手工的1.5小时缩短为20分钟，喷涂效率提高了3.5倍。

　　第三，谈谈自动化微束等离子熔覆技术。常用的微束等离子逆变频率为20KHz，我们自主创新设计出了70KHz高频逆变微束等离子电源，有效减少了设备体积，提高了系统响应特性，使微束等离子弧的工作更加稳定。采用该技术对发动机废旧排气门密封锥面进行再制造后的气门变形量小，表面硬度恢复到新品数值，力学性能满足要求，成本仅为新品的1/5。

　　最后，说一下再制造无损检测评估技术及仪器设备。废旧零部件损伤状态无损检测与评估是再制造质量控制体系的重要内容。这些年来，我们研究了汽车发动机缸体、曲轴、连杆、气门杆等不同再制造零部件的多种无损检测评估技术，比如涡流、超声、金属磁记忆、声发射等，研制出了高频涡流无损检测仪（适用于气门杆、连杆等，通用性强）、高穿透力超声无损检测仪（适用于曲轴，通用性强）、缸体涡流/磁记忆综合无损检测评估仪、金属磁记忆寿命评估仪、纳米复合刷镀层无损测厚仪等，初步实现了发动机气门杆、连杆、曲轴、发动机缸体等重要零部件损伤和无损检测评估，为再制造产品质量不低于新品的质量控制体系提供了有力保障。目前，这些相关技术和仪器设备已经在济南复强动力有限公司再制造生产线上应用试验，为再制造毛坯质量控制体系提供了技术支撑。

　　记者：《循环经济促进法》中明确提出要发展再制造产业以促进循环经济向产业化、集群化方向发展。在您看来，我国再制造产业如何才能满足这一要求？

　　徐滨士：从国内外制造及再制造的发展历程看，“技术产业化”是一个普遍的发展模式，我国再制造产业在这一环节上采取的是企业试点模式，总体上是分散化运作，产业集群能力明显不足，需要加强和完善。因此，建设再制造产业基地或园区就成了再制造产业发展的一个重要模式，这一模式总体遵从技术产业化、产业集聚化、集聚规模化、规模园区化、园区科学化的建设理念，既能有效弥补当前再制造产业企业试点模式的不足，也能带动多支点产业发展。通过再制造产业基地或园区的建设，能进一步加强现代装备再制造基地建设步伐，提升工业核心竞争力，切实推进产业升级和结构转型，实现制造和再制造产业的协调发展。

　　记者：那么，在当前背景下，我国再制造产业要想实现持续、稳定地发展，您认为应该采取哪些对策？

　　徐滨士：国家的宏观政策为再制造的发展提供了重大的机遇，但是我国再制造产业仍然面临诸多挑战，所以我们要充分考虑我国具体国情，完善和实施我国再制造政策法规及措施，为再制造产业的发展营造良好环境。

　　具体来说，首先，按照国家有关部委的部署优先推进重点领域的再制造。如：大力发展工程机械、机床、电机等再制造，引进国内外有实力的企业投资装备再制造，发展机床、工程机械、工业机电设备、铁路机车装备制造；大力发展电子及办公信息设备再制造，突破各种制约瓶颈，扩大产业化规模。

　　其次，国内再制造产业发展，要靠科技和创新支撑。这就需要政府加大科技投入，积极争取国家科技扶持资金，加强与国内高校及科研院所的合作，组建再制造重点技术研发中心和院士工作站，围绕再制造产品的技术研发、安全检测等方面进行研发和创新。同时，还要积极引进国内外高端人才，构筑人才高地，加强与国内高校合作，加大高层次、复合型、创新型再制造人才的培养力度，充分发挥高等职业技术教育方面的资源优势，加速教育和科技产业的集聚和整合。

　　最后，全面建设再制造配套服务体系，为再制造企业的发展提供有力支撑。如：积极争取国家有关部门支持，在再制造产业基地建设良好的再制造经营环境；依托产业优势，完善再制造产业链；把再制造产业所需装备作为再制造产业发展的重要内容，发挥机械装备制造业优势，大力发展再制造装备研发和生产，逐步形成再制造关键设备生产研发体系；发挥区位及物流优势，与国内外原厂生产商合作发展逆向物流，形成适应再制造产业发展所需的旧件收集能力；在企业现有质量管理体系基础上，进一步完善适应再制造的管理体系；强化安全、环保和职业健康工作，建立严格的再制造环保安全保障体系；加强领导，完善配套政策保障体系，同时尽快制定和落实涉及再制造产业发展的相关政策、法规，为再制造产业发展创造优良的软环境。

　　记者：您比较看好再制造产业未来在哪些领域的发展？

　　徐滨士：再制造是循环经济和节能环保产业的重要技术支撑，作为我国的新型产业，应用领域广泛。根据再制造的技术特点以及产业发展特点，再制造技术今后在汽车、机床、工程机械、农用机械、矿山机械、化工冶金等领域将大有作为，在这些领域推广应用再制造技术将会带来显著的社会经济和节能减排效益。

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