1.4 再制造性工程现状与发展

1.4.1 再制造设计发展现状

1.国内再制造设计的研究现状

为了提高产品在寿命末端时的再制造能力，国内外在再制造设计领域进行了大量的研究。我国再制造技术国家重点实验室最早在国内开展了再制造设计领域的研究，于2005年完成了我国第一个再制造设计领域的国家自然科学基金项目《再制造设计基础与方法》，系统提出了再制造设计及再制造性的概念和内涵，建立了面向产品设计的再制造性设计方法及面向生产过程的再制造设计内容，并撰写了《再制造设计理论及应用》，系统构建了再制造设计理论体系及应用内容，建立了再制造性设计与评价方法，编写并发布了《机械产品再制造工程设计 导则》（GB/T 35980—2018）。

我国相关院所学者也在再制造设计理论及方法领域开展了研究，并取得了积极的成果。合肥工业大学刘光复教授、刘志峰教授及刘涛博士，将产品设计信息参数与再制造性进行关联分析，提取关键设计参数，建立与再制造性的映射关系；通过调控再制造关键设计参数反馈到设计方案，并进一步针对产品失效后被动再制造的现状，提出了面向主动再制造的可持续设计概念，分别从主动再制造设计信息模型、设计参数映射及优化、设计冲突消解及反馈等方面阐述了主动再制造设计流程，对主动再制造设计参数到再制造特征的映射机制、约束条件下，不同再制造设计目标冲突协调和转化等关键问题进行了探讨，形成主动再制造设计框架[9，10]。重庆大学刘飞教授和曹华军教授在绿色制造研究的基础上，进一步针对机床数控化再制造的设计与技术应用开展了系列研究，推动了机床数控化产业的发展[11]。清华大学等单位的相关学者也在绿色设计或再制造领域开展了相应的研究。

2.国外再制造设计研究现状

国外在再制造设计领域开展了不同方向的研究。H. C. Haynsworth等人在1987年就提出要在产品设计时考虑产品易于再制造[12]。Erik Sundin在其学位论文《易于再制造的产品和工艺设计》中，将再制造设计作为生态设计的一部分，对易于产品再制造的拆解、清洗、分类等再制造工艺过程进行了分析，提出了易于再制造的改进方法[13]。Geraldo Ferrer研究提出了面向再制造过程的设计框架，给出了再循环性、可拆解性、再使用性等设计方法[14]。Nasr和Thurston将再制造设计分为两个层面，一是产品策略层面，二是产品工程层面。Hatcher综述了再制造设计领域的研究成果，并指出再制造设计的目标是提高产品的再制造性[15]。Bert Bras和Mark McIntosh对再制造设计中的产品、工艺、组织等领域的研究成果进行了综述，指出了再制造设计中的热点研究领域[16]。Gray和Charter认为再制造设计能够提升再制造工艺的效益和商业模式，并提升企业竞争力[17]。

1.4.2 再制造性研究现状

1.国内再制造性研究现状

再制造性作为再制造设计的重要领域，一直受到国内外学者和业界的关注。我国学者也在再制造性领域开展了大量研究。本书作者较系统地研究了再制造性的内涵及设计方法，并构建了再制造性工程内容体系[18-20]。张国庆等在产品可装配性评估方法和模型的基础上，发展了产品可再制造性评价的模型，并对汽车发动机的再制造性进行了评价[21，22]。钟俊杰以基于装配的设计和现有两种再制造的评估方法为基础，提出了一种产品再制造性综合评价体系[23]。王玉岭等对机械产品全生命周期再制造性评估进行了研究，并构建了再制造性评估模型[24]。刘涛等研究提出了一种基于模糊综合评价的系统再制造性分配方法，通过综合考虑多重评价指标，建立了系统再制造性分配模型[25]。我国已经发布了《机械产品再制造性评价技术规范》（GB/T 32811—2016）。

2.国外再制造性研究现状

国外学者在再制造性领域开展了广泛的研究，提出可以用如下七条标准来评估产品的再制造性[26]：①产品是耐用商品；②产品属功能性报废；③产品是按标准化要求生产的；④报废产品残余附加值高；⑤获得报废产品成本较低；⑥产品的技术稳定；⑦消费者了解这种再制造产品。这七条标准主要评估已经大量生产、已损坏或报废产品的再制造性，这些产品在设计时一般没有考虑再制造的要求。目前这七条标准没有定量指标，主要依靠评估者的经验以定性评估的方式进行。Bras等学者[27，28]从产品设计的角度考虑产品的再制造性，他们从再制造的工艺过程，即拆卸、清洗、检测、修复或更换、再装配和测试等方面提出了对再制造性定量的评估方法，以此衡量和评估产品再制造设计特性，并指导设计。再制造性指数评价模型框图如图1-3所示，该模型只适合于产品设计具体化以后，而且没有考虑经济和环境等影响因素，具有一定的缺陷。

国外主要是围绕产品再制造生产效益，针对局部易于再制造能力的提升，对再制造性设计要求与评价进行了一些定性化的描述，对再制造设计领域进行研究，尚没有形成系统的再制造性设计方法体系。

1.4.3 再制造性工程的发展

为了推进再制造性设计工作的发展，需要从以下几个方面开展工作[29]。

1.加强对再制造性的宣传

再制造性是再制造工程和绿色设计的重要分支和组成部分，对再制造和绿色制造的效益具有显著的影响作用，经过再制造性设计的产品能够明显提高再制造效率，实现资源的最大化利用、环境的最大化保护和费用的最大化节约。而且随着建设资源节约型、环境友好型和谐社会的发展，开展再制造性工程，可以从产品源头支持废旧产品的最佳方式再制造，为实现人、环境、社会的和谐发展提供技术支撑。因此大力开展再制造性工程的宣传，可以使产品设计、生产、使用和再制造部门都重视产品再制造性，转变观念，加强再制造性在实际产品中的应用。

2.开展再制造性工程的理论及技术研究

除针对产品类型开展的研究外，还要鼓励各有关院校、研究所、制造及再制造企业重点研究再制造性工程中的理论基础及关键技术问题。例如：再制造性参数与指标的确定；再制造性分配与预计方法、再制造性建模、再制造性试验与验证技术、寿命末端产品再制造性评价以及再制造性设计的通用准则等。除了不断吸收发达国家的先进经验和理论外，还要特别重视根据我国的工程实践、环境法规以及产品使用的经验来完善具有适合国情的再制造性工程理论与技术体系。

3.促进再制造性的工程实践

再制造工程已经在部分产品中取得了实践应用，可以率先在典型产品的设计及其制造中应用再制造性工程，即在全寿命周期过程中开展再制造性活动，对在寿命末端产品的再制造进行指导，以提高我国再制造性工程的水平和效益。根据不同阶段，分批将重点产品的再制造性设计经验向更多产品研制进行推广。在进行新产品制造性设计的同时，还要加强对寿命末端产品的再制造性评估，争取实现产品的多次再制造循环利用，实现产品的多寿命周期和性能的可持续增长。同时，根据国家的环境保护及资源利用的相关法规，对进行再制造性设计的产品设计及生产单位进行鼓励，并监督经过再制造性设计产品的再制造情况。

4.制定与完善有关再制造性的标准和规范

从我国国情出发，在产品质量管理中，将产品的再制造性作为产品的重要属性指标，开展再制造性工作研究及论证，尽快完善再制造性的指标体系，建立产品的再制造性标准和规范，明确再制造性的评价方法和内容，确立可行的再制造性设计体系和评估体系。

5.建立再制造性信息的反馈系统

产品的设计部门与制造单位、使用单位和再制造单位要联合建立科学的再制造性信息反馈系统，分清责任，明确流程，实现信息资源共享，不断收集实际使用过程中的再制造性变化（降低、维持和升高等）数据，及时反馈到设计单位，为提高产品的再制造性提供依据，并对设计到产品中的再制造性进行验证。建立良好的再制造性信息反馈系统是不断提高产品再制造性的必要手段。