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机床大讲堂第12讲——机床绿色再制造评价模型构建

 远行的资料馆 2022-02-02



机床绿色再制造评价模型构建 

  随着机床的更新换代,企业的机床使用生命周期日趋缩短,报废机床数量猛增。而且,企业正在使用的机床,也存在不符合绿色要求和环境污染等问题。为了减少机床对环境的危害,最大限度地利用机床中的零、部件,绿色再制造应运而生。在我国,绿色再制造列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》,明确了我国促进再制造产业健康发展的目标、重点任务和保障措施。我国在机床绿色再制造基础理论和关键技术研发领域取得重要突破,再制造业能够实现原材料和能源的节约,将成为新的经济增长点。

  为了促进机床绿色再制造技术的发展,本文构建了一套机床绿色再制造工艺方案评价体系,采用技术可行性预评进行综合评估,以期再制造后企业可取得显著的经济效益。

  1 机床绿色再制造的发展现状

  目前,我国机床总量500万台,而其中数控机床总数只有11.34万台,机床数控化率不到3%,且许多机床已经使用20年以上,不满足时代的要求,急需数控机床来更新换代。数控技术是机械加工行业朝高质量、高精度、高效率发展的必然趋势。在产品开发阶段推行CAD/CAE/CAM和虚拟制造;在制造过程中采用数控技术、柔性制造单元(flexible manufacturing cell,FMC)、柔性制造系统(flexible manufacturing system,FMS);在生产管理中推行管理信息系统(management information system,MIS)等。这些深入的改造将最终使得我国数控机床在国际市场上的竞争力大为增强,并有利于促进机床再制造业的全面发展。

  由于再制造将报废机床作为高级资源而最大限度利用的“回收”方式,其生产成本要远远低于新机床制造的成本,可替代新产品。机床的绿色再制造,可节省成本50%、节约能源60%和节约材料70%,先进的数字控制技术使得机床的操作使用效率大大提高,劳动负荷下降。

  2 基于机床绿色再制造的工艺指标体系

  2.1 机床绿色再制造工艺的内涵

  机床绿色再制造是以机床全生命周期设计和管理为指导,对废旧机床进行修复和改造的一系列技术措施和工程活动的总称[6]。经过绿色再制造后,机床性能升级或满足机床的尺寸及性能要求,达到质量不低于新机床的目标。

  机床绿色再制造工艺,是指对机床再制造的环境保护以及技术标准等综合性能的明确评价与验证。

  2.2 机床绿色再制造工艺方案评价体系

  多属性决策主要解决具有多个属性(指标)的有限决策方案的排序问题。机床绿色再制造工艺指标是有多属性指标综合影响的评价体系。在机床绿色再制造工艺方案评价系统中,综合考虑绿色再制造技术可行性F(feasibility)、再制造产品质量Q(quality)、再制造经济费用C(cost)、再制造时间T(time)和再制造环境属性E(environment)5大决策属性。

  根据机床再制造评价主体和再制造指标体系建立的原则,本文选取技术指标、质量指标、经济指标、时间指标和环境指标等5个主评价指标,下分可装配性等10个次评价指标建立机床绿色再制造工艺方案评价体系,如图1所示。

  3 机床绿色再制造工艺评价模型

  3.1 机床绿色再制造工艺的技术可行性

  机床绿色再制造工艺方案评价体系,必须首先考量再制造产品的可行性。只有技术含量较高和市场具有足够支撑的机床绿色再制造工艺方案,能够实现规模化和产业化生产,才具有技术可行性。

  在系统的评估流程中,一些特定的评价指标需要领域专家进行打分和赋予权重指数。领域专家按表1对不同技术可行性指标进行评定和打分。


  系统认定:只有当机床再制造技术性能指标的值大于0.50以上,才考虑再制造生产;否则就进入废品回收程序。当在0.50~0.75之间时,可考虑适当的再制造投资,实现最优的综合效益;当其值在0.75~1时,则认为可再制造度高,政府可进行政策倾斜发展机床绿色再制造,厂商取得利润最大化,取得示范效应。

  3.2 机床绿色再制造工艺方案评价模型

  机床绿色再制造工艺方案评价是指在经济允许、技术具备、符合环保的情况下,采用新技术、新工艺的废旧机床再制造工艺。由于再制造产品和新产品具有一定的替代性,只有制订最优再制造生产策略,建立厂商利润最大化的评价模型,才能避免再制造产品对新产品的蚕食效应。

  在考量再制造产品的可行性和经济性等的基础上,我们得到机床绿色再制造工艺评价模型,如图2所示。

  4 结语

  本文建立的机床绿色再制造工艺方案评价模型,最大限度地挖掘制造业产品的潜在价值,让能源和资源利用“零浪费”,实现了原材料和能源的节约。但是诸如机床绿色再制造工艺的指标细化研究和基于属性的绿色再制造工艺综合评价法等方面还需进一步的深入研究。

作者:刘丽 殷国富

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