姚巨坤，李超宇，崔培枝，楊緒啟，江宏亮

（裝甲兵工程學(xué)院裝備維修與再制造工程系，北京 100072）

隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)環(huán)境污染、資源枯竭、生態(tài)破壞等諸多問題，卻間接地促進(jìn)了綠色發(fā)展觀念的快速推廣應(yīng)用?！吨袊?guó)制造2025》中將綠色發(fā)展列為五大指導(dǎo)方針之一[1]，再制造是綠色制造的重要內(nèi)容，近年來(lái)得到了快速發(fā)展。而再制造升級(jí)作為再制造的重要手段，能夠提升產(chǎn)品的性能，擴(kuò)展產(chǎn)品的使用范圍，在促進(jìn)設(shè)備升級(jí)換代、實(shí)現(xiàn)智能化領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。從本質(zhì)和發(fā)展動(dòng)力的角度，深刻認(rèn)識(shí)再制造升級(jí)的一些基本哲理問題，有助于人們從根本上闡述再制造升級(jí)出現(xiàn)及發(fā)展的必然性和必要性。

1 再制造升級(jí)的基本內(nèi)涵

1.1 再制造工程的概念

再制造是指以廢舊產(chǎn)品作為生產(chǎn)毛坯，通過專業(yè)化修復(fù)或升級(jí)改造的方法來(lái)使其質(zhì)量特性不低于原有新品水平的制造過程，屬于先進(jìn)制造和綠色制造。再制造是制造產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，也是先進(jìn)制造和綠色制造的重要組成部分。再制造產(chǎn)品在功能、技術(shù)性能、綠色性、經(jīng)濟(jì)性等質(zhì)量特性方面不低于原型新品，而成本僅是新品的50%左右，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能60%、節(jié)材70%、污染物排放量降低80%，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著。再制造包括恢復(fù)性再制造和再制造升級(jí)兩種主要模式[2]。

1.2 再制造升級(jí)

產(chǎn)品再制造升級(jí)是以需提升性能的舊品作為對(duì)象，以產(chǎn)品再制造為手段，以先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、功能模塊嵌入或更換和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改造為方法，以全面的產(chǎn)品再制造生產(chǎn)質(zhì)量要求為保證，來(lái)實(shí)現(xiàn)舊品的性能和功能提升，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自身的可持續(xù)發(fā)展和多壽命周期升級(jí)使用，而采取的所有技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的、組織的、管理的方式和方法[3]。產(chǎn)品再制造升級(jí)是產(chǎn)品改造的重要組成部分，是高品質(zhì)的改造內(nèi)容，是高效益提升舊品性能的最佳途徑。

2 再制造升級(jí)的本質(zhì)

任何系統(tǒng)其實(shí)質(zhì)都是系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，再制造升級(jí)的本質(zhì)也是技術(shù)系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，它由技術(shù)系統(tǒng)的內(nèi)在矛盾構(gòu)成，是技術(shù)系統(tǒng)的比較深刻的、一貫的和穩(wěn)定的方面，它從整體上規(guī)定著技術(shù)的性能和發(fā)展方向。所以，人們首先要對(duì)再制造升級(jí)的本質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，從而預(yù)測(cè)和把握再制造升級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 本質(zhì)特征

再制造升級(jí)是人們對(duì)提升舊品性能所共同認(rèn)知基礎(chǔ)上的實(shí)現(xiàn)方法論，主要強(qiáng)調(diào)基于產(chǎn)品再制造過程基礎(chǔ)上的產(chǎn)品性能提升。由于再制造升級(jí)本身是一種舊品的高品質(zhì)再制造生產(chǎn)過程系統(tǒng)，人們可以參考系統(tǒng)論的分析原理，歸納出產(chǎn)品再制造升級(jí)的主要特征。

再制造升級(jí)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能升級(jí)的一種有效方式，通過過時(shí)產(chǎn)品的再制造過程來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能增長(zhǎng)；具有工程的完整性、復(fù)制性和可操作性；具有毛坯性能的個(gè)體性和數(shù)量與質(zhì)量的不確定性；具有性能可認(rèn)知性和目標(biāo)多樣性；具有市場(chǎng)需求性和產(chǎn)品自身發(fā)展的規(guī)律性；可視為一種認(rèn)識(shí)產(chǎn)品生長(zhǎng)的廣義模型或框架。

2.2 本質(zhì)屬性

通過分析再制造升級(jí)的基本概念，人們可以認(rèn)識(shí)再制造升級(jí)的本質(zhì)屬性。

首先，再制造升級(jí)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自身發(fā)展的方法論，是在較少資源消耗情況下高效滿足用戶、企業(yè)與社會(huì)功能需求的重要手段。

其次，再制造升級(jí)是科技快速發(fā)展時(shí)代產(chǎn)品功能急劇更新環(huán)境條件下減少原生資源消耗的重要手段，它采用制造與再制造系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、規(guī)?；纳a(chǎn)方式、規(guī)范化的工作流程管理、系統(tǒng)化的運(yùn)作機(jī)制、可量化的目標(biāo)評(píng)估方法、先進(jìn)的技術(shù)工藝手段和系統(tǒng)再設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想，持續(xù)提升產(chǎn)品性能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品滿足用戶和生產(chǎn)需求情況下的產(chǎn)品功能先進(jìn)化、資源消耗減量化、環(huán)境污染最小化、綜合效益最大化。

再次，再制造升級(jí)的核心觀念是源于對(duì)事物循環(huán)發(fā)展觀和可持續(xù)生長(zhǎng)觀的認(rèn)識(shí)，核心手段是再制造優(yōu)化設(shè)計(jì)、模塊的可替換性、技術(shù)的可更新性，其過程需要應(yīng)用到多種領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，是制造、機(jī)械、材料、環(huán)境、信息和管理等多學(xué)科的綜合，要實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)在產(chǎn)品再制造升級(jí)工作中的有效融合和有序協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

最后，再制造升級(jí)的實(shí)施應(yīng)用，可以有效應(yīng)對(duì)快速科技發(fā)展對(duì)產(chǎn)品功能需求的快速變化所帶來(lái)產(chǎn)品淘汰速度加快的挑戰(zhàn)，在滿足人類生活和生產(chǎn)要求的情況下，避免產(chǎn)品大量生產(chǎn)所帶來(lái)資源匱乏加劇、環(huán)境污染惡化等問題。

3 再制造升級(jí)認(rèn)知的哲理性

馬克思主義認(rèn)為，事物的發(fā)展變化都由它自身的矛盾運(yùn)動(dòng)所決定。產(chǎn)品再制造升級(jí)符合確保人類生活質(zhì)量的提高和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，它的出現(xiàn)與發(fā)展，符合自然界一般規(guī)律發(fā)展的自然哲學(xué)原理。

3.1 從本質(zhì)論認(rèn)知再制造升級(jí)

再制造升級(jí)的目標(biāo)是產(chǎn)品。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品是指需求發(fā)展與技術(shù)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)物，它的產(chǎn)生與發(fā)展以滿足人類生產(chǎn)和生活需要為基礎(chǔ)，是人的本質(zhì)的一種體現(xiàn)。再制造升級(jí)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高品質(zhì)的再生，滿足產(chǎn)品的本質(zhì)功能屬性，遵循產(chǎn)品循環(huán)發(fā)展規(guī)律。目前，產(chǎn)品大多實(shí)行的是單生命周期降階開環(huán)使用模式，即“原料—產(chǎn)品—老舊失效產(chǎn)品—廢料”的斷裂鏈條。但是，按照事物的循環(huán)發(fā)展觀點(diǎn)，產(chǎn)品發(fā)展也應(yīng)師法自然系統(tǒng)的循環(huán)原理，形成“原料→產(chǎn)品→再制造→產(chǎn)品”的高級(jí)閉合循環(huán)周期，使產(chǎn)品系統(tǒng)整合到生態(tài)系統(tǒng)的大循環(huán)之中[5]。產(chǎn)品的多壽命周期使用能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量及效能的高效循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)資源（包括性能、材料、能量、生產(chǎn)力及費(fèi)用等）的良性循環(huán)。因此，產(chǎn)品再制造升級(jí)發(fā)展是滿足產(chǎn)品本質(zhì)屬性的可行手段。

3.2 從矛盾論認(rèn)知再制造升級(jí)

產(chǎn)品是其自身功能和外部需求的對(duì)立統(tǒng)一，一方面產(chǎn)品提供給人們所需的功能，另一方面，產(chǎn)品又因自身功能的劣化和人們需求的增長(zhǎng)而導(dǎo)致差距不斷擴(kuò)大。這種性能劣化和需求增長(zhǎng)的矛盾，也不斷推進(jìn)了產(chǎn)品自身的發(fā)展，而再制造升級(jí)正是滿足這種發(fā)展需求、解決產(chǎn)品自身固有矛盾的有效技術(shù)手段。在產(chǎn)品研制、應(yīng)用過程中，產(chǎn)品自身也需要不斷向上發(fā)展運(yùn)動(dòng)，即根據(jù)新技術(shù)進(jìn)步和用戶需求進(jìn)行局部再制造升級(jí)，增加產(chǎn)品功能，使之適應(yīng)不同時(shí)間或者工況下用戶要求，實(shí)現(xiàn)原產(chǎn)品的可持續(xù)升級(jí)性壽命使用。因此，產(chǎn)品再制造升級(jí)是產(chǎn)品在自身矛盾的推動(dòng)下，滿足自身發(fā)展的客觀需要。

3.3 從價(jià)值論認(rèn)知再制造升級(jí)

產(chǎn)品的價(jià)值體現(xiàn)在與人的關(guān)系中，它既是人所賦予的，也是由人來(lái)體現(xiàn)的，它既是滿足人們需要的功能載體，也是人們創(chuàng)造產(chǎn)品的價(jià)值載體，其本身具有價(jià)值。人們的目標(biāo)是避免價(jià)值的減滅和提高產(chǎn)品本身價(jià)值含量，即投入少的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的遞增，而再制造升級(jí)能夠回收原產(chǎn)品在新品制造階段所注入的大部分材料、人力、設(shè)備等附加價(jià)值，最大化地增加產(chǎn)品的剩余價(jià)值，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自身價(jià)值的遞增，同時(shí)還帶來(lái)顯著的環(huán)境價(jià)值、資源價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

3.4 從方法論認(rèn)知再制造升級(jí)

方法是指人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界所采取的方式、途徑、程序和手段。人們可以從三個(gè)方面認(rèn)知再制造升級(jí)的方法。一是再制造升級(jí)思維方法，在再制造升級(jí)中，可以采用大量的比較方法、分類方法、歸納方法、演繹方法、類比方法、分合方法等，推進(jìn)再制造升級(jí)的實(shí)施完成，提高再制造升級(jí)效益。二是再制造升級(jí)的系統(tǒng)方法，就是要從系統(tǒng)論、信息論和控制論的基礎(chǔ)出發(fā)，從整體上考察再制造升級(jí)活動(dòng)，在動(dòng)態(tài)中保持再制造升級(jí)系統(tǒng)的平衡，尋求最佳的再制造升級(jí)效益。三是再制造升級(jí)的技術(shù)方法，要充分利用技術(shù)轉(zhuǎn)移方法、技術(shù)改造方法、技術(shù)集成方法、技術(shù)發(fā)明方法等，完成再制造升級(jí)工程活動(dòng)。所以，再制造升級(jí)過程是方法論的實(shí)踐運(yùn)用。

3.5 從系統(tǒng)論認(rèn)知再制造升級(jí)

再制造升級(jí)是一個(gè)將舊品變成再制造升級(jí)產(chǎn)品的過程，也是一個(gè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能提升、投入資金增值、資源環(huán)境友好的過程，再制造升級(jí)系統(tǒng)全過程模式如圖1所示。從原理和方法視角來(lái)看，再制造升級(jí)系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成、管理、控制等方面均具有一般生產(chǎn)物流系統(tǒng)的一些共同特征，例如，其生產(chǎn)過程都是以人、物、設(shè)備、資金、技術(shù)以及信息為資源，生產(chǎn)出具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加價(jià)值的交換過程。所不同的是，再制造升級(jí)系統(tǒng)是加工和處理性能落后產(chǎn)品，產(chǎn)出的是優(yōu)于原產(chǎn)品性能或功能的產(chǎn)品。

圖1 再制造升級(jí)系統(tǒng)

4 再制造升級(jí)發(fā)展的動(dòng)力基礎(chǔ)認(rèn)知

4.1 基于產(chǎn)品零部件壽命不平衡性的物質(zhì)基礎(chǔ)

再制造升級(jí)需要使用大量的原毛坯中的舊件，原產(chǎn)品零部件壽命的不平衡性和分散性是舊品為再制造升級(jí)提供可用零件的物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要求采用等壽命設(shè)計(jì)，但實(shí)際制造后的產(chǎn)品零件壽命有兩個(gè)特點(diǎn)，即異名零件壽命的不平衡性和同名零件壽命的分散性，這導(dǎo)致老舊產(chǎn)品中的大部分零件都可以繼續(xù)使用。這種退役產(chǎn)品因結(jié)構(gòu)或失效模式不同而導(dǎo)致各零部件或其工作表面的不等壽命性，造成了產(chǎn)品中因部分零件以及零件上局部表面失效而使整個(gè)產(chǎn)品性能劣化。通過再制造升級(jí)，人們可對(duì)達(dá)到壽命極限或剩余壽命不足使用周期的零部件進(jìn)行再制造，恢復(fù)或升級(jí)產(chǎn)品零部件性能。

4.2 基于產(chǎn)品性能木桶理論的理論基礎(chǔ)

木桶理論是指木桶能盛多少水，取決于木桶最低一塊板的高度。產(chǎn)品的整體性能符合木桶理論。產(chǎn)品的性能劣化是導(dǎo)致舊品報(bào)廢的主要原因，而產(chǎn)品性能的劣化符合木桶理論，即退役產(chǎn)品并不是所有零件的性能都劣化，而往往是關(guān)鍵零部件的磨損等失效原因?qū)е庐a(chǎn)品總體性能下降，或者關(guān)鍵功能的缺失導(dǎo)致無(wú)法滿足使用要求而退役。這些關(guān)鍵零部件或功能就成為影響產(chǎn)品性能的最短板，那么只要將影響產(chǎn)品使用的關(guān)鍵“短板”修復(fù)，就可能提高產(chǎn)品的整體性能。再制造升級(jí)就是基于這樣的理念，著力于升級(jí)老舊產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件或核心功能，通過恢復(fù)其性能或功能來(lái)恢復(fù)產(chǎn)品的綜合性能。

4.3 基于后發(fā)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)基礎(chǔ)

再制造升級(jí)時(shí)間滯后于制造時(shí)間的客觀特性決定了再制造升級(jí)生產(chǎn)中，能不斷吸納最先進(jìn)的技術(shù)或功能模塊，提升再制造產(chǎn)品性能或增加功能，在低成本、低消耗、低污染的情況下，快速高效地滿足用戶的使用需求。通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型以后，制造技術(shù)工藝相對(duì)固定，很少吸納新材料、新技術(shù)、新工藝等方面的成果，生產(chǎn)的產(chǎn)品要經(jīng)過服役周期后退役報(bào)廢，而這期間科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，使得其再制造升級(jí)可以吸納最新的技術(shù)成果。這樣既可以提高零件的性能和使用壽命，又可以解決產(chǎn)品使用過程中暴露出的問題，對(duì)原產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，提升產(chǎn)品整體性能。

4.4 基于產(chǎn)品高附加值的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)

產(chǎn)品及其零部件制造時(shí)的成本是由原材料成本、制造活動(dòng)中的勞動(dòng)力成本、能源消耗成本和設(shè)備工具損耗成本等構(gòu)成的。其中，后三項(xiàng)成本為相對(duì)于原材料成本的產(chǎn)品附加值，如圖2所示，通常產(chǎn)品的附加值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原材料的成本。例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原材料的價(jià)值只占15%，而成品附加值卻高達(dá)85%。發(fā)動(dòng)機(jī)再制造過程充分利用了舊品中的附加值，因而能源消耗不到新品制造的50%，勞動(dòng)力消耗只是新品制造中的67%，原材料消耗只是新品制造中的11%～20%[6]。

圖2 產(chǎn)品制造成本分析

4.5 基于產(chǎn)品需求多樣性的社會(huì)基礎(chǔ)

再制造產(chǎn)品在性能不低于新品的情況下，價(jià)格一般約為新品一半，再制造升級(jí)產(chǎn)品的性價(jià)比為其銷售提供了巨大的市場(chǎng)空間。同時(shí)，人們消費(fèi)能力的不同，也為價(jià)廉物美的再制造產(chǎn)品提供了廣闊的市場(chǎng)空間。再制造升級(jí)過程能夠顯著地回收資源，在同樣滿足社會(huì)需求的情況下消耗較少的資源，大量減少“三廢”排放量，降低環(huán)境污染，同時(shí)能夠增加社會(huì)就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)收入。從市場(chǎng)趨勢(shì)發(fā)展來(lái)看，人們更愿意花更少的費(fèi)用來(lái)享用同樣性能的產(chǎn)品，更支持綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售，這為再制造產(chǎn)品的營(yíng)銷提供了社會(huì)基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

再制造升級(jí)能夠高品質(zhì)地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的再利用，具有重大的資源和環(huán)保效益，在裝備的智能化發(fā)展中占有重要地位。再制造升級(jí)的發(fā)展是產(chǎn)品發(fā)展的必然，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品自身的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)，人們可以從系統(tǒng)論、方法論等角度認(rèn)識(shí)再制造升級(jí)，明確再制造升級(jí)發(fā)展的必然性。再制造升級(jí)的快速發(fā)展具有廣泛的基礎(chǔ)，通過深刻認(rèn)識(shí)再制造升級(jí)在理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的發(fā)展基礎(chǔ)，人們能夠更充分地認(rèn)識(shí)再制造升級(jí)發(fā)展的必然性，為今后再制造升級(jí)的應(yīng)用提供有力支持。隨著人們對(duì)再制造升級(jí)本質(zhì)和基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)的不斷加深，再制造升級(jí)必將在推動(dòng)產(chǎn)品升級(jí)換代上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

1 夏妍娜，趙 勝.中國(guó)制造2025[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

2 徐濱士，梁秀兵，史佩京，等.我國(guó)再制造工程及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].表面工程與再制造，2015，15（2）：6-10.

3 朱 勝，姚巨坤.裝備再制造升級(jí)及其工程技術(shù)體系[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，25（6）：67-70.

4 姚巨坤，朱 勝.再制造升級(jí)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

5 姚巨坤，向永華，朱 勝.再制造工程的內(nèi)涵及哲學(xué)意義[J].中國(guó)資源綜合利用，2003，（8）：7-9.

6 徐濱士.裝備再制造工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2013.