第1章　概述

1.1　循环经济与再制造

进入21世纪以后，中国作出了“发展循环经济、建设节约型社会”的重大战略决策，核心为节约资源和能源。在大力发展循环经济的科学发展观的指导下，再制造成为发展循环经济和实现节能减排的重要技术支撑。再制造是循环经济“再利用”的高级形式，是指将废旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化加工的批量化生产过程，能够最大限度地挖掘出废旧机电产品的潜在价值，有利于形成“资源—产品—废旧产品—再制造产品”的循环经济模式，从而实现资源的循环利用，达到节约成本、节能、节材和保护环境的效果。

1.1.1　循环经济的内涵及基本原则

（1）循环经济的内涵

“循环经济”一词，首先由美国经济学家K·波尔丁提出，主要指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线性增长经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。

以物质运动形式为着眼点进行分析，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、再制造、再循环”为原则，以“低能耗、低排放、高效率”为基本特征，即“资源—产品—废弃物—再生资源”的反馈式循环过程，图1-1所示是循环经济发展模式。循环经济符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济模式的根本改变。其特征是低开采、高利用、低排放，可以有效地利用资源和保护环境，以尽可能小的能源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济效益和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源循环利用。

（2）循环经济的4R原则

在工业发达国家中，废旧产品的数量较大，造成了相应的环境危害及资源浪费，因而在循环利用和保护环境方面较早地提出了相应的对策。美国从工业发展的角度建立了带有循环经济色彩的3R体系（再利用、再制造、再循环），我国的循环经济基本准则高度概括为“减量化、再利用和资源化”。

从广义的物资循环利用出发，再制造既可以划归为再利用，也可以划归为资源化。在物资的流程中，再利用应界定为可直接利用或经过简单处理即可利用，其特点是以极少的能源、材料和劳力投入即可再次使用。再制造是以废旧机电产品为对象，在保持零件材质和形状基本不变的前提下，运用高技术进行修复或运用新的科技成果进行改造的过程，它充分挖掘了蕴涵在成形零件中的材料、能源和加工附加值，使经过再制造的产品性能达到或超过新品，属于资源化范畴，是废旧机电产品资源化的首选途径。

中国工程院院士徐匡迪在世界工程师大会上结合中国的国情，创造性地提出了关于建设我国循环经济的“4R”工程，包括“减量化、再利用、再制造、再循环”，这就从本质上阐述了具有中国特色的循环经济模式。

①减量化原则　减量化是以资源投入最小化为目标。该原则要求在生产各环节中，减少进入生产和消费流程的资源和能源量，因此又叫减物质化。

②再利用原则　再利用是在生产和消费过程中，尽可能多的方式或者次数重复使用物质，通过再利用可防止物品过早成为垃圾。

③再制造原则　再制造要求将废旧机电产品及零部件作为毛坯，在保持零件材质和形状基本不变的前提下，运用高技术进行修复或运用新的科技成果进行改造的过程，充分挖掘了蕴涵在成形零件中的材料、能源和加工附加值，使经过再制造的产品性能达到甚至超过新品，对环保的污染明显减小。

④再循环原则　再循环要求将一道工序或者一次使用后产品产生的废物作为下一道工序或下一次使用的原料，构成资源循环的生态链。

1.1.2　再制造的定义及特点

（1）再制造定义

1999年，中国工程院院士、著名维修工程及表面工程专家徐滨士在中国首次提出了“再制造（Remanufacture）”的概念：“再制造”是以产品全寿命周期设计和管理为指导，以废旧机电产品实现性能跨越式提升为目标，以优质、高效、节能、节材、环保为准则，以先进技术和产业化生产为手段，来修复或改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。科学地说，再制造就是让旧的机器设备重新焕发生命活力的过程。

从循环经济的角度出发，再制造是以产品全生命周期理论为指导，以报废设备及其部件的循环使用和反复利用为目的，以报废产品为毛坯，采用先进再制造成形技术，使报废设备及其零部件恢复尺寸、形状、性能，形成再制造产品的一系列技术措施；从实际生产的角度出发，再制造是指对全生命周期内回收的废旧装备进行拆解和清洗，对失效的零件进行专业化的修复或替换，然后通过产品的再装配，使再制造产品达到与原有新品具有相同质量、性能的再循环过程。再制造的最终目的在于生产出能实现特定功能，满足消费者需求，环境友好的产品。

（2）再制造的内涵与过程

再制造的内涵是废旧装备高技术维修的产业化，是维修发展的高级阶段，通过新技术来提升装备性能、延长装备的使用寿命，其重要特征是再制造产品的质量和性能不低于新品，而与新品相比，再制造的产品可节约成本50%左右，节能60%左右，节材70%以上，对保护环境贡献显著。

再制造产品的全生命周期是“研制—使用—再生”，其物流是一个闭环系统，这也是对传统全生命周期理论的延伸，其过程主要发生在再制造工厂环境中的工业过程，其过程需要遵循一定的质量标准和经济原则，一般有以下五个步骤，如图1-2所示。

产品再制造的第一个步骤是拆解，将废旧产品及其部件有规律地按顺序地分解成零部件，并保证在执行过程中最大化地降低零部件性能再次损坏的过程。第二个步骤是清洗，借助清洗设备将清洗液作用在废旧零部件表面，采用物理、机械、化学、电化学等方法，去除废旧零部件表面附着的油脂、锈蚀、泥垢等污物，并使废旧零部件表面达到所要求的清洁度。第三个步骤是检测与分类，是借助各类检测技术和工具，确定拆解和清洗后废旧零部件的表面几何参数及功能状态等，确定零件的再利用性或者再制造性，然后对零件进行分类。第四个步骤是加工，是对废旧失效零部件进行几何尺寸、机械性能加工恢复或升级的过程，对于无法再制造的零件则进行替换。第五个步骤是再装配，是将再制造后的零件以及替换新备件装配成再制造新品的过程。

（3）再制造的特点

①与维修的区别　维修是指在产品的使用阶段为了保持或恢复到良好的技术状态及正常运行而采用的技术措施。一般是在使用阶段针对不能正常使用的零部件进行修复或更换，多以换件为主，辅以单个或小批量的零件进行修复，使产品能够继续使用，延长其有效使用寿命，具有典型的随机性、原位性、应急性和小批量性的特点。维修使用的设备和技术一般较为落后，维修后所得的产品在质量和性能方面大多较难恢复到新品的使用水平。

再制造的对象一般是报废的产品，将废旧产品完全拆解，然后对所有的零件进行清洗、分类、检测、再制造加工或替换、装配，使产品质量达到甚至超过新品的质量和性能，获得第二个使用寿命周期，像新品一样重新投放市场。再制造能够利用先进的再制造技术对大量同类报废产品进行批量化修复，形成规模化生产，有利于实现生产的自动化，从而提高生产效率和资源利用率，使企业以最小的投入成本来获得最大的经济效益。再制造与维修的区别见表1-1。

②与再循环的区别　再循环是指企业将生产过程中的副产品进行资源化循环利用（图1-3），它的基本途径是对报废零部件进行大批量回收，之后经过系统的分门别类再回炉处理。在再循环的过程中，减少了废弃产品的数量，同时也减少了对原材料的开采，提高了资源利用效率。但是在回炉时，原先制造时所注入零件中的能源价值和劳动价值等附加值全面丢失，所获得的产品只能作为原材料使用，而且在回炉以及以后的成形加工中又要消耗能源。

再制造则完全不同，它是以废旧零部件为毛坯，通过专业化修复技术获得高品质的产品，在修复过程中消耗的能源少，同时也最大限度地保存了废旧零部件中的附加值，对能源和资源的消耗量以及废弃物的排放量都远低于产品的再循环过程。

再制造技术源于制造和维修技术，是制造和维修过程的延伸与扩展，以下是再制造的特点。

a.先进性。再制造过程中采用比原产品制造更先进的高新技术和现代生产管理，包括现代表面工程技术、先进的监测技术、先进的加工技术等。

b.创新性。再制造的对象是退役的产品，不同种类的废旧产品、不同的使用环境、不同的失效模式，要求再制造应在传统的基础上进行创新，不断采用新方法、新设备，呈现出动态性的特征，来解决产品因性能落后而面临淘汰的问题。

c.经济性。再制造对报废产品的若干零部件进行了再利用，减少了废弃物的数量，很大程度地保存了废旧零部件中的附加值，减少了原材料和新产品生产过程中各种污染，保护了环境，使加工成本降低。既延长了产品的使用寿命，又间接地节约了资源，对生产者和消费者有一定的经济性。

1.1.3　循环经济与再制造

（1）循环经济的支撑技术——再制造

党的十八届五中全会确立了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，要求建立绿色低碳循环发展产业体系，加快生态文明建设。“十三五”规划《纲要》提出：创新是引领发展的第一动力，绿色是永续发展的必要条件和人民对美好生活追求的重要体现。再制造是绿色制造的关键技术之一，是将废旧产品制造成“如新品一样好”的再制造产品的循环过程，被誉为废旧产品资源再循环的最佳形式。在机遇与挑战并存的新时代背景下，需通过以下举措促进循环经济发展。

①强化技术服务支撑　循环经济发展离不开关键技术的突破。再制造过程采用比原产品制造更先进的高新技术和现代生产管理，包括现代表面工程技术、先进的监测技术、先进的加工技术等，以保证再制造产品的使用性能。

②实施循环经济重大工程　重大工程是发展循环经济的重要推手。节能环保产业基地培育工程将有效推动支撑循环经济发展的新兴产业发展。再制造变废为宝，使产品质量达到或超过新品的质量和性能，获得第二个使用寿命周期，像新品一样重新投放市场，减少资源消耗和对环境的污染，提高生产效率和资源利用率，使企业最小的投入成本来获得最大的经济效益。

③推动体制机制创新　按照“源头预防、过程控制、损害赔偿、责任追究”的思路，积极推动循环经济制度创新。再制造对报废产品的若干零部件进行了再利用，很大程度地保存了废旧零部件中的附加值，使加工成本降低，直接减少了废弃物的数量，充分利用了资源，减少了对原始资源的需求，从而减少了原材料和新产品生产过程中各种污染，保护了环境，不但对生产者和消费者有一定的经济性，还有良好的综合环保性。

（2）再制造对循环经济的贡献

①再制造的经济效益显著　2010年全球再制造业产值已超过1400亿美元，当时预计到2015年年均增速10%，产业规模将达到2500亿美元。美国是世界上再制造产业最发达的国家，拥有专业化再制造公司近10万家，占全球再制造产业规模的70%。德国汽车维修零部件90%都是再制造品，拥有世界最大的二手机床及机床改造市场。日本从事机床再制造并具有一定规模的企业至少有20家，主要汽车公司的零部件回收利用率已达到95%以上。

②再制造的环保作用突出　废旧机电产品经再制造可以减少原始矿藏开采、提炼以及新产品制造过程中造成的环境污染，能够极大地节约资源，减少温室气体排放。美国环境保护局估计，如果美国汽车回收业的成果能够被充分利用，对大气污染水平将比目前降低85%，水污染处理量将比目前减少76%。

③再制造能缓解就业压力　实施废旧机电产品再制造，将可兴起一批新兴产业，解决大量就业问题。在2005年以前，美国的再制造业曾规划到2005年安排100万人，我国2020年如达到美国2005年水平，则创造就业将超过100万人。美国的研究表明，再制造、再循环产业每100个人员就业，采矿业和固体废弃物安全处理业将失去13人员就业。两者相比较，可以看出再制造、再循环产业创造的就业机会远大于其减少的就业机会。

④再制造的资源潜力巨大　2010年全国再制造业产值约为25亿元。2013年以来，国家把再制造发展作为建设生态文明、实现绿色发展的重要方面，同年2月国务院发布《循环经济发展战略及近期行动计划》和8月国务院发布《关于加快发展节能环保业的意见》均明确提出：“抓好重点产品再制造”“推动再制造产业化发展”。据测算，全国役龄10年以上的传统旧机床超过200万台，80%的在役工程机械超过保质期，废汽车约500万辆，若将其中的10%进行再制造，产值规模将超过千亿元，再制造的潜力十分巨大。

⑤再制造向人民提供物美价廉的产品　通过开展以再制造为主要形式的废旧机电产品资源化，充分提取了蕴涵在产品中的附加值，可以为人们提供物美价廉的产品，提高人民的物质生活水平。例如，再制造发动机，其质量、使用寿命达到甚至超过新品，并有完善的售后服务，而价格仅为新品的50%左右，可供不同收入阶层和关心环保的人士使用。

⑥再制造能提升机电产品国际竞争力，扩大对外开放　发达国家相继立法支持废旧机电产品资源化，强化了对进口机电产品废弃时的资源回收利用评价。例如，北美的工程机械要求全部实现再制造，其市场准入制度是制造商负责对售出使用5年或运行1万小时的工程机械进行全部回收和再制造，并在回收的同时返还消费者产品价格50%的费用。这已成为我国工程机械进入国际市场的门槛，因此我国必须开展废旧机电产品的再制造。如果我国企业能积极开展面向资源化回收的产品设计，并承担起对自己产品实施再制造的责任，就可以避开这些国家的贸易壁垒、扩大出口。同时，还可对进入中国市场的外国机电产品，实施严格的资源回收利用评价。

基于循环经济的解释，再制造产业是以废旧产品高科技维修为主要活动的产业，具有能源消耗少、科技含量高、设备工艺先进、排污少的特点。再制造出来的产品是新产品，不是旧产品，其质量与原产品相当或高于原产品，适应循环经济发展需要。再制造产业将成为极具发展前景的新兴产业，将是我国循环经济产业化的重要实现形式。