再制造,是将废旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程。随着节能、减耗、环保理念深入人心,绿色制造理念已逐渐成为全球共识。发展再制造产业,不仅可以创造出循环经济发展新模式,推进机械工业的绿色发展和循环发展,还可以将废旧资源中蕴含的价值得到最大限度的开发和利用,缓解资源短缺与资源浪费的矛盾,减少失效和报废产品对环境的危害。
目前我国的再制造业还处于初级阶段,为了让再制造产业持续健康发展,再制造业亟需提高市场认可度、建立相关标准体系和拓展销售渠道。
再制造产业政策环境越来越好
今年5月24-25日,由再制造技术国家重点实验室主办的“2016世界再制造峰会”在北京召开。200余位来自中国、美国、英国、德国、波兰、荷兰等10余个国家的专家学者、工程师和企业家,以及欧洲再制造技术中心、波兰科学院、欧洲汽车零部件再制造协会等国外科研机构、行业协会的代表来到中国。无疑,中国的再制造产业环境是吸引这些行业代表来到中国的重要原因。
再制造是一个新的产业模式,是指将废旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程。可能有人会问,这是不是维修翻新呢?当然不是,这里面的两个关键词,一个是批量化,一个是专业化,就决定了其必然要采用先进技术和现代生产管理模式,以达到与原有新品相同的质量和性能。
“再制造”是美国在20世纪80年代初正式提出的。此后,其他工业发达国家开始大力发展再制造产业。目前再制造在欧美发达国家已形成了重要产业。2015年全球再制造产业产值已超过2000亿美元,美国的再制造产业规模最大,达到近1200亿美元。近年来日本加强了对工程机械的再制造。目前日本再制造的工程机械中,60%由日本国内用户使用,30%出口到国外,其余的10%拆解后作为配件出售。
在全球能源、资源、环境约束日益突显的今天,制造业如何摘掉全球最大资源消耗和污染排放产业的帽子,如何发展绿色制造、智能制造,成为各国面临的重要课题。来自工信部在多家企业的试点结果显示,再制造业在质量性能不低于新品情况下,成本只有新品50%,节能60%以上,节材70%以上,环境不良影响显著下降。所以在十二五期间,再制造业就被列入节能环保产业名录中。
显然,再制造兼具绿色制造和先进制造的特色,是节约资源能源的有效途径。
2015年五月份国务院颁布的《中国制造2025》则明确指出,要大力发展再制造产业,实施高端再制造、智能再制造、在役再制造,推进产品认定,促进再制造产业持续健康发展。同时,“十三五”规划将依据“中国制造2025”计划方针把再制造业纳入到发展规划中。
持续的政府政策支持为再制造产业的发展创造了利好环境。在新的政策背景下,再制造作为循环利用和低碳排放等绿色制造业推行的先锋,无疑会得到最大的释放和发展。
近年来,我国企业再制造能力和试点范围不断扩大。据统计,相关企业已形成汽车发动机、变速箱、转向机、发电机、工程器械、精密机床、盾构机、石油钻探设备等近百万台套的再制造能力。
同时在新的政策背景下,各地也纷纷加强对该行业的支持。2015年初,安徽再制造产业联盟作为国内第一家省级再制造产业联盟正式成立,九三学社北京市委、安徽省委、芜湖市委在联盟内联合建立了九三学社专家工作站,致力于突破再制造技术创新和产业发展的技术瓶颈。江苏张家港再制造基地、河间市京津冀国家再制造产业示范基地、上海临港再制造产业基地、长沙(浏阳、宁乡)再制造产业示范基地,已成为我国重要的再制造技术应用和推广窗口。
创出循环经济发展新模式
再制造产业是循环经济的高级形式,是推进可持续发展的战略性新兴产业。专家预测,我国工程机械行业及汽车制造行业开始进入报废高峰期,到2020年,我国工程机械产品报废量将达120万辆左右,汽车保有量将突破2亿辆,再制造产业发展空间和潜力巨大。
由于省去了原材料加工等必经的制造程序,再制造可以大大降低成本,也就意味着企业利润的增加。这在全球和中国制造业增长乏力的当下,可谓难能可贵。当然,中国再制造的发展只有十来年的时间,不过从传统制造业向再制造转型的过程中,中国企业的智慧充分地显示出来。
一个很特别的案例来自对盾构机的再制造。盾构机是目前广泛用于城市轨道交通建设,地下综合管廊等城市地下空间,铁路及公路隧道工程,引水工程及军事隧道工程施工的特大型工程装备。据不完全统计,我国盾构机保有量目前已超过1250台,盾构机因为其特殊的施工要求,经常是一个工程段下来,整台盾构机就报废了。据统计,一台进口盾构机市场售价五六千万元,在进行地铁施工中,平均工作里程仅仅为8公里。如果将盾构机送去国外维修成本太高、耗时太久。那么随之而来也产生了一个问题:当这些盾构机达到使用寿命时,该如何处置?
据测算,再制造盾构机与购置一台同类型新盾构机相比,可节省资金2000余万元,节省钢材200余吨,按标准煤计可节煤近260吨,减少二氧化碳及其他有害气体排放近700余吨。2016年5月,北京市第一台“再制造”盾构机S-254在地铁16号线稻香湖站完成首段地铁隧道“洞通”,这标志着从温阳湖站到稻香湖站的隧道区间正式贯通。
S-254的前身是原产于德国海瑞克公司的S-254土压平衡盾构机的“芭芭拉”,2003年4月购入,价格为6000万左右。先后随着北京建工土木公司参加北京地铁5号线、机场线、15号线、7号线等多条轨道线路建设,总掘进里程达12公里,也超过了盾构机10公里的设计使用寿命。
为了提高设备利用率,避免机械浪费,从2013年9月开始,中国企业开始对“芭芭拉”启动了“再制造”。先后对它的“心脏”进行了更换,将盾构机的液压系统委托德国力士乐公司进行了再制造;同时对它的“骨骼”进行了加固,采用脉冲冷焊和纳米电刷镀技术对推进油缸的缸体划痕进行了修复;对电气控制系统也做了升级改造,并将已经停产的元器件做了更新换代。最终,“芭芭拉”通过再制造重焕新生。通过验收后,它将投入北京地铁16号线的建设中。
据测算,再制造盾构机与购置一台同类型新盾构机相比,可节省资金2000余万元,节省钢材200余吨,按标准煤计可节煤近260吨,减少二氧化碳及其他有害气体排放近700余吨。北京市目前的100余台盾构机中有30%接近或超过设计寿命,对于全国来说,目前有50多个城市都在进行地铁建设,每天的投资额超过10亿元。但是经过维修、再制造的盾构机可以恢复新机的工作状况,而平均费用却不到一千万元,国内每年有近百台盾构机接近使用寿命,市场无疑是巨大的。
再制造不是维修,是高科技产业
再制造和维修有较大的区别。首先再制造是一门科技含量很高,且非常精细的学问。其次再制造是一种商业模式,所以可以有效衔接并建立起客户和厂家的联系。从这点上讲,再制造与维修就有显著的差别。
维修是指在产品的使用阶段为了保持其良好技术状况及正常运行而采用的技术措施,常具有随机性、原位性、应急性。
但是,与制造相比,再制造有更多的科学和技术基础问题需要独立解决:比如加工对象更苛刻,制造的对象是经铸锻焊、车铣磨、热处理后的新毛坯,性能均质、单一,而再制造的对象是旧毛坯,即报废的成形零件,存在着尺寸超差、残余应力、内部裂纹和表面变形等一系列缺陷。而旧件的前期处理更繁琐。制造的毛坯是基本清洁的,很少需要前处理,而再制造的毛坯必须去除油污、水垢、锈蚀层及硬化层;再制造产品的质量控制更困难,制造过程的质量控制已趋成熟,再制造毛坯的寿命预测和质量控制,因毛坯损伤的复杂性和特殊性而使其非常困难;再制造工艺标准更严格,制造过程非常规范,再制造过程中废旧零件的尺寸变形和表面损伤程度各不相同,必须采用更高技术标准的加工工艺。
比如卡特彼勒的再制造工厂,从1972年开始,到目前已经积累了45年的经验,拥有19家工厂,16条生产线,工厂遍布欧洲、亚洲和北美洲,目前有每年的销售额达到十几亿美元。卡特彼勒每天向全世界发送10000件再制造产品,每年回收达到7000万公斤的旧件。取得这样的成就,主要归功于卡特彼勒的高效和精细的技术。
卡特彼勒首先要对机器进行全方位“体检”,小到一根螺丝都不能忽略。要根据客户需求,对数据报告显示可再使用的机器进行硬件维修和软件优化升级,要根据不同的地质、地形,匹配不同的零部件……这些不亚于一场对企业系统集成技术的考试。
随着技术的逐渐演进,再制造技术又开始涉及更多先进的加工技术。
比如以激光熔覆、等离子熔覆为代表的3D打印增材再制造技术,以热喷涂技术复合高频感应重融为代表的高效、绿色复合表面修复技术,以智能自修复、纳米表面工程损伤修复技术为代表先进涂层修复技术,以喷砂、喷丸、高压水射流为代表的表面高效物理清洗技术,以及以金属磁记忆、射线探伤为代表的无损检测与评估技术,这些技术正在再制造技术创造着巨大的价值。
比如激光表面改性技术,该技术在工业生产中易损易耗零部件的表面强化与制造方面发挥着重要作用。2015年,山东能源机械集团依靠激光表面改性技术的再制造业务就累计实现收入11亿元人民币,成为企业新的经济增长点。
再制造产业正在迅速崛起
对于任何企业来说,产品、市场和客户是让企业获得利润的关键。中国的重化工产业,比如煤炭、电力、冶金、化工、石油、水泥、港口、粮油、钢铁等十多个领域,都涉及再制造市场。特别是层流辊、转子轴、销轴、活塞杆、船用发动机凸轮轴、减速箱孔的再制造,获得了越来越多客户的认可。而钢铁、石油、化工、水电等行业越来越多的零部件及整机都已经通过再制造技术再生。
这不是一个传说,已经是一个传奇。一条条崭新的再制造产业链已经在中国形成。比如上海和长三角地区在汽车零部件、机电产品、工程机械、打印耗材等领域具备了较强的技术优势和一定的产业规模。上海科嘉汽车电气有限公司、上海临港再制造产业发展有限公司、柏科(常熟)电机有限公司、上海凌业汽车零部件再制造有限公司等,成为我国汽车零部件再制造的一级梯队。
比如柏科(常熟)电机有限公司已经可以对通用系列,Delco系列、Ford系列、日系车发电机及起动机如三菱系列、日本电装系列及各种欧洲车上用的发电机及起动机节约再制造,且产品不仅供应公众,还大量返销美国市场。
无锡市更是在再制造发动机领域形成专业化回收、拆解、清洗、再制造等完整的再制造产业链。
今年,锡柴再制造发动机以质量发声,再制造产品供不应求。比如在2016年一季度,锡柴再制造基地的再制造气缸盖、增压器、电控喷油器、电控泵、再制造尿素泵等再制造零部件销售同样火爆,销售额同比增长30%以上。锡柴再制造产品市场认可度也越来越高。
客户的认可,市场利润的增加,让三一集团也动作频频。三一集团开始以混凝土再制造泵车为试点,后来逐步形成三一全系列产品的再制造生产,成为工程机械行业再制造标杆企业,目前三一集团各事业部均成立各自的再制造公司。目前该集团的泵车上装、S管总成、臂架、分动箱、固定转塔等20类158种工程机械再制造零部件正式进入国家《再制造产品目录(第二批)》。
今年7月20日,湖南省新邵县与湖南中旺工程机械设备有限公司就三一工程机械整机与零部件再制造项目举行签约仪式。该项目建成投产后,预计年销售各类三一工程机械200台以上,年再制造各类三一工程机械200台以上,年销售收入2.5亿元左右。
国外的企业也开始拓展中国市场。目前卡特彼勒、沃尔沃均在上海建立再制造公司。卡特彼勒采用“交换”的商业模式让用户消费一个再制造产品时,通过“旧件押金”返还机制鼓励消费者退回“旧件”,以发展在中国的再制造产业。沃尔沃卡车主要进行卡车再制造业务,沃尔沃也成为欧系品牌中第一个将成熟的再制造业务引入中国的高端卡车品牌。沃尔沃再制造产品表面的"VOLVO REMAN"标识,让客户可享有和新件一样的原厂质保。
按照国家规划和布局,我国再制造产业到2015年将可实现销售收入600亿元,全国将培育10家左右10亿元以上大型再制造企业,500家具有一定特色的中小型再制造企业,3-5家区域再制造产业基地。2015年,根据内燃机再制造产业联盟的统计,该联盟成员单位已具备再制造整机15万台以上,增压器23万台,发电机、起动机230万台,水泵、燃油泵、机油泵50万台以上的年生产能力。
不过,随着行业快速的发展,很多企业都感到企业要上一个新的台阶比较困难,比如相关标准和技术缺乏。以盾构机为例,目前国内没有一家国家认可的盾构机再制造企业,国家也没有制定相应的再制造标准。事实上,国内大部分工程机械再制造产品缺乏相应的国家标准、行业标准,更不用说地方标准和企业标准了。
第二是我国相关的技术水准还比较低。由于技术水平低,企业产品要想达到质量,一般都需要中外合作。比如锡柴再制造基地依托锡柴采购体系,与德国博世、上海电装、康明斯增压器、威孚油泵等供应商建立起了再制造合作项目,保证了再制造发动机的质量。气缸体、气缸盖、曲轴等零件则是自身再制造的产品。但是对于一些刚起步的企业来说,由于我国再制造企业数量少而弱,共性和关键技术研发滞后,限制了产品的发展。
第三是国内还没有形成完整的再制造体系。对于再制造企业而言,如何进行性价比评估是非常关键的。并不是所有的旧件都适合回收再制造,比如美国总体上美国军用装备、汽车和机械制造等再制造产值所占比值达83%,每年美军用于装备再制造升级改造经费投入占装备研发费用的35%。如何对大型装备、大型机械进行性价比评估,这亟需产学研的互相合作。
所以只有严格的再利用标准、标准化的工艺流程、先进的修复技术、全面的性能测试、一流的质量和运营管理,才能使我国的再制造产品获得等同新产品的质量和性能。