废旧产品清洁再制造生产及其应用

崔培枝，姚巨坤，杨绪，江宏亮

废旧产品清洁再制造生产及其应用

崔培枝1，姚巨坤2，杨绪2，江宏亮2

（1.装甲兵工程学院科研部，北京100072；2.装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系，北京100072）

废旧产品再制造是实现产品资源利用的重要手段，是实现产品多寿命周期循环利用的主要途径。在再制造生产过程中采用清洁生产技术和方式，能够显著提升再制造生产过程的环境效益。在分析清洁再制造生产基本内涵的基础上，阐述了清洁再制造生产的内容框架，并提出了发动机清洁再制造的具体应用要求，可为企业开展清洁再制造生产提供参考。

清洁再制造生产；清洁生产；发动机再制造

清洁生产（C1eaner Production）是指既可以满足人们的需要又可以合理使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施[1]。其自20世纪70年代出现以来，各国相继出台了有关清洁生产及其实施的相关政策，促进了清洁生产在产品制造中的应用。再制造是一种将废旧产品制造成“如新品一样好”的再循环过程，并且被认为是废旧产品再循环的最佳形式，高效益地实现了老旧产品的资源节约，避免了老旧产品的环境污染[2]。再制造既属于先进制造的重要内容，也与清洁生产具有相同环保目标，实现二者的结合，通过在废旧产品再制造生产过程中设计并采用清洁生产理念及技术方法，建立全新的清洁再制造生产模式，将能够进一步促进再制造生产方式变革，提升再制造的资源和环境效益。

1 清洁再制造生产的内涵

清洁再制造生产可以定义为，在再制造生产过程中，采用清洁生产的理念与技术方法，以实现减少再制造生产过程的环境污染，并减少原材料资源和能源使用的先进绿色再制造生产方式。其本质是减少再制造生产过程的环境污染和资源消耗，它既是一种体现再制造宏观发展方向的重要生产工程思想与趋势，也可以从微观上对再制造生产工艺做出具体要求和规划，体现再制造资源和能源节约的优势，从生产过程中制订污染预防措施。

清洁再制造生产主要是通过再制造管理和工艺流程的优化设计，使得再制造生产过程污染排放最低，资源消耗最少，资源利用率最高，以实现最优的清洁绿色再制造生产过程。清洁再制造生产方式在再制造企业的应用，将能够有效提升再制造生产的绿色度，解决当前制造企业面临的资源和环境问题，增强再制造产业的发展和竞争能力。

再制造与清洁生产两者都体现着节约资源和保护环境的理念，都是支撑可持续发展战略的有效技术手段，相互之间存在着密切的联系。再制造的生产方式是实现废旧产品的重新利用，这一过程实现了资源的高质量回收和环境污染排放最大化的减少，所以再制造本身就是一种清洁生产方式。同时，再制造生产本身也属于制造生产过程，所以在再制造生产过程中采用清洁生产技术，可以进一步减少再制造生产过程的资源消耗和环境污染，实现再制造资源和环境效益的全过程最大化。再制造所使用的毛坯是退役的废旧产品，本身蕴含了大量的附加值，相当于采用了最优的清洁能源完成了大量毛坯成形。而且再制造过程本身相对制造过程来说消耗的材料和能源极少，再制造生产本身也是清洁生产过程，再制造产品符合清洁生产的产品要求，属于绿色产品的范畴。

2 清洁再制造生产内容及控制

清洁再制造生产不但是一种生产理念，更是一套科学可行的生产程序。这套程序需要从生产设计规划开始，结合再制造全周期过程逐步深入分析，按一定的程序分析制订出再制造全工艺过程的资源消耗、污染产生及环境评估，采用清单分析方法进行生产系统资源消耗分析，采用不影响环境的资源使用方案，减少或避免在生产过程中使用有毒物质，对再制造生产全过程也进行排放的废弃物品类进行分析，避免对环境污染方案或资源的采用，从传统的以产品生产为目标的生产模式转换至生产产品和污染预防兼重的生产模式，在生产管理理念、工艺技术手段等方面，严格按照清洁生产程序组织再制造生产，达到消除或减少环境污染，最大化利用资源的目的。

清洁再制造生产需要从生产全过程来进行控制，图1给出了再制造企业实现清洁再制造生产的控制流程及内容框架。具体来讲，其在工厂的应用，需要从废旧产品的再制造设计阶段就开展进行规划，调整再制造生产过程使用的材料及能源，改进技术工艺设备，加强清洁再制造的工艺、技术设备、物流管理、生产管理、环境管理等工作，实现再制造生产过程的节能、降耗、减污，并实现废物处理的减量化、无害化。

图1 清洁再制造生产内容及全过程控制

3 废旧发动机清洁再制造生产应用

3.1 发动机清洁再制造工艺思路

再制造在我国已经得到了初步的发展，越来越多的企业加入到再制造行列。发动机再制造是我国最早开展再制造应用的领域，经过近20年的发展，在我国已经形成了一定的生产规模，形成了成熟的生产工艺流程，其主要生产步骤包括拆解、清洗、检测、加工、装配及包装等过程。在发动机再制造生产中，引入清洁生产理念，对发动机再制造生产方式进一步优化设计，广泛采用清洁再制造生产方式，将能够进一步减少再制造过程的资源消耗和降低环境污染，增强发动机再制造效益。

发动机清洁再制造生产，在管理层面，需要推行清洁再制造全生产过程的清洁管理，即对生产全过程采用清单分析的方法，应用清洁生产审计，即在生产规划之初，对计划进行或者正在采用的再制造生产过程进行总体的污染测算和全过程的清单分析评估，对预计产生污染较多的工艺步骤进行改进或改造，尽量减少再制造生产过程中的各种危险性因素，如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强振动等，制订出最优化的清洁再制造生产工艺过程。例如可以在检查有关生产单元技术过程、原材料和水电消耗、三废排放的来源、数量以及类型的清单基础上，通过全工艺过程的定量化评估分析，综合考虑投入与产出关系，找出不合理污染单元，制订减少污染排放方案，进而提升环境等综合效益，建立可循环的绿色清洁再制造生产线。

3.2 发动机清洁再制造生产工艺

根据清洁生产的理念和要求，结合再制造生产的关键特点，发动机清洁再制造生产需要重点做好以下工艺过程内容要求。

3.2.1 清洁再制造拆解过程

老旧产品的再制造拆解是实现再制造的基础步骤，是再制造的关键内容。但由于老旧产品本身经过使用后，本身品质下降，在拆解中面临着大量的废弃件、废弃油料的处理问题，容易造成污染，因此，采用清洁再制造拆解过程是发动机清洁生产的重要内容[3]。为实现清洁拆解，一是建立自动化程度高的流水线拆解方式，避免人为误操作造成的旧件损伤，产生过多的资源浪费和固体废弃物；二是根据老旧发动机特点，制订废油、废水的收集处理的方案及措施，避免泄露造成环境污染；三是不断提高拆解技术水平，配置高效或专用的拆解设备，淘汰旧件回收率低、污染严重的老旧拆解工艺设备，提高无损拆解率。

3.2.2 清洁再制造清洗过程

再制造清洗过程是清除废旧件表面污垢的过程，包括化学清洗和物理清洗方法，也是再制造生产中易产生高污染的过程，属于清洁再制造生产中需要重点关注并进行清洁设计的内容[4]。传统的废旧件再制造化学清洗液中存在着污染环境、不利于环保处理的化学成分，对环境造成了严重污染。清洁再制造清洗要求，一是尽量减少化学清洗液的使用，尤其减少化学清洗液中对环境污染大的成分，杜绝对环境的化学污染；二是尽量采用机械清洗方式，重点实现化学溶剂的清洗方法向水基的机械清洗方法发展，例如摩擦、喷砂、超声、热力等清洗方式，增加物理清洗在再制造清洗中的比重，避免化学清洗的污染；三是大量采用先进的清洗技术，例如干冰清洗、激光清洗、感应清洗等，提高清洗效率，减少环境影响；四是建立再制造清洗残留液或固体废弃物的环保处理装置，实现废液的循环利用和固体废弃物的减量化无害处理。总之，清洗环节是清洁再制造生产控制的重要内容，也是不同于清洁制造的过程，应通过清洁清洗技术、工艺、设备和管理来保证再制造清洗实现清洁、环保、高效，减少清洗过程的环境污染。

3.2.3 清洁再制造加工过程

对检测后存在表面或体积缺陷，需要性能恢复或升级的旧件，将进入再制造加工过程，主要包括机械尺寸修理法和表面技术恢复法[5]。机械尺寸修理法主要是通过机械加工设备，对损伤表面进行磨削、车削、镗削等机械加工方法来进行零件表面形状公差和配合公差的恢复，其清洁生产过程与传统产品制造中清洁生产要求相同，即主要是采用清洁能源和环保切削液，加强废液和切屑等固体废弃物的资源化利用和环保处理，降低设备噪声，从而实现清洁机械加工过程。

表面技术恢复法是采用表面改性、膜层、涂层、敷层等技术方法来实现表面性能提升和尺寸恢复，通常为了达到表面配合要求，在完成表面技术处理后，还需要进行机械加工以满足表面配合精度要求，对机械加工的清洁处理可以参考旧件机械加工的清洁生产要求内容。表面技术处理过程通常会带来较大的环境污染，例如化学镀液的处理、喷涂或熔敷过程中的噪音及粉尘污染等。做好表面技术加工过程的清洁生产，需要注意做好以下几点：一是要求尽量减少化学镀液的使用，尤其是限制使用毒性较高的原材料，减少使用挥发性有机溶剂，如使用替代六价铬、镉、铅、氰化物、苯系溶剂的工艺，严格避免六价铬污染；二是改造生产环境，部分高声、光、电、粉尘污染的设备进行隔离，避免对生产环境产生污染，危害人身健康，例如对于喷涂工艺设备，要建立专用房间处理，操作人员穿着防护服，对粉尘采用抽风管道进行处理等；三是建立完善的“三废”处理装置，既实现有用资源的回收利用，又使最终“三废”排放均经过环保处理，将其环境影响降至最低；四是不断发展绿色表面技术，并加强对污染重工艺技术的改造和替换，例如用物理方法替代化学方法获得涂层，用易处理的镀液代替污染重的镀液等[6]。

3.2.4 清洁再制造涂装过程

再制造零件与新件组装成再制造产品后，最后需要进行涂装工艺，即对表面进行喷漆等，以达到防护、装饰、标识等目的。再制造涂装由于涉及大量的挥发性有机物，易于对空气质量和环境造成严重危害，并对人类健康造成巨大威胁。清洁再制造涂装需要从涂装对象、工艺、材料、设备、管理等方面来综合考虑，例如，对涂装对象和涂装目的进行深入分析设计，避免过度涂装，节约资源；对涂装工艺过程进行设计，采用高效可靠的技术流程；对涂装材料进行科学选择，避免采用高污染的材料；对涂装设备进行模块化规划配置，以更小的占用面积、更小的材料消耗来实现材料节约；涂装管理除强调全过程管理外，还可以采取专业化外包的方式，减少环保处理负担[7]。

3.3 发动机清洁再制造生产管理

发动机清洁再制造生产要求以减少环境污染和资源浪费为目的，面向再制造全过程进行综合管理和控制。从企业管理层面，应提出并实施清洁再制造生产管理，将环境影响作为再制造生产过程中各种决策的重要方面，在对再制造产品的论证规划、再制造生产线布局、生产技术应用、再制造废弃物处理等，都在规划之初要体现清洁生产的思想，体现清洁生产战略和实施方案，从设计源头规划出再制造生产中的污染预防理念。例如，尽量采用各种方法对常规的能源采取清洁利用，如电、煤、油及各种燃气的供应等；在再制造生产过程中严格限制能源消耗高、资源浪费大、污染严重的工艺流程，对可能污染重、全寿命周期能耗高、产品性能品质劣的再制造产品实行转产；完善再制造生产管理，减少无效劳动和消耗；组织安全文明生产，倡导绿色文明、绿色文化；落实岗位和目标责任制，防止生产事故；科学安排生产进度，改进操作程序等。在具体工艺层面，清洁再制造生产需要通过具体的工艺手段措施来实现再制造全周期过程的污染预防和资源节约。例如，对企业内部的物料进行内部循环利用；加强设备管理，杜绝跑冒滴漏，提高设备完好率和运行率；通过资源、原材料的节约和合理利用，使原材料中的所有组分通过生产过程尽可能地转化为产品，使废弃物资源化、减量化和无害化，减少污染物排放；尽量少用和不用有毒有害的原料，以防止原料及产品对人类和环境的危害；同时替代原废旧产品中毒性较大的材料及零件，对废旧产品中的高环境污染材料和零件进行合理处理，减少其废弃后的环境危害；在再制造所需新备件使用中，要采用无毒、无害的最新技术备件产品，防止使用过程中对人类的危害等。

4 结束语

科学发展观提出了要建设资源节约型和环境友好型社会，再制造和清洁生产都是针对当前面临的严峻环境与资源挑战而提出来的，是推进社会可持续发展的重要手段，也是贯彻落实科学发展观的重要内容。运用清洁生产理念，通过科学规划，实现清洁再制造生产，将不但能够提升再制造企业产品的绿色度，减少环境污染和资源消耗，还能够提升再制造企业效益，建立企业绿色文化。同时，作为先进清洁的再制造生产方式，政府部门也需要通过完善规章制度等措施，不断促使再制造企业，自觉、连续、持久地推行清洁再制造生产，为社会的可持续发展做出更大的贡献。

[1] 朱慎林，赵毅红，周中平.清洁生产导论[M].北京:化学工业出版社，2001.

[2]姚巨坤，时小军，朱胜.基于循环经济的产品可持续发展研究[J].再生资源与循环经济，2008，1(8)：11-13.

[3] 时小军，姚巨坤.再制造拆装工艺与技术[J].新技术新工艺，2009(2):33-35.

[4]崔培枝，姚巨坤.再制造清洗工艺与技术[J].新技术新工艺，2009(3):25-28.

[5]姚巨坤，崔培枝.再制造加工及其机械加工方法[J].新技术新工艺，2009(5):1-3.

[6]樊景星.绿色表面处理与清洁生产[J].涂装与电镀，2008(3):44-46.

[7]王福才.绿色涂装理念在涂装车间规划中的应用[J].现代涂料与涂装，2014，17(12):24-26.

Cleaner remanufacturing production and application of used product

CUI Peizhi1,YAO Jukun2,YANG Xuqi2,JIANG Hongliang2
（1.Science Research Department,Academy of Armored Forces Engineering,Beijing 100072，China; 2.Department of Equipment Maintain and Remanufacturing Engineering,Academy of Armored Forces Engineering,Beijing 100072，China）

Remanufacturing engineering is an important measure for realizing product resource use,and is a main approach forproductmulti-life recycles.Application ofcleanerproduction technology and methods during remanufacturing process could enhance remanufacturing environmental benefit.Based on the analysis of cleaner remanufacturing production connotation,the content framework of cleaner remanufacturing production was expounded, and the detailed engine cleaner remanufacturing application was put forward,which could provide the reference for cleaner remanufacturing production.

cleaner remanufacturing production;cleaner production;engine remanufacturing

F062.2；TH17；X38

A

1674-0912（2017）01-0035-04

2016-11-10）

崔培枝（1975-），女，博士，讲师，主要从事装备再制造与信息化领域的教学与科研工作。