1 前言

　　現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)過程中必須考慮產(chǎn)品的全壽命周期設(shè)計，進(jìn)行全壽命周期管理。全壽命周期的管理不僅要考慮產(chǎn)品的前半生：論證、設(shè)計、制造，而且還要考慮產(chǎn)品的后半生：使用、維修直至退出現(xiàn)役和廢品處理。

　　國外汽車綠色制造已經(jīng)形成了規(guī)模相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)。美國汽車工程師學(xué)會(SAE)多次舉辦以“全壽命周期管理”和“再制造”為主題的學(xué)術(shù)會議。各大汽車公司也非常注重汽車的回收與制造。國內(nèi)有許多單位也正在進(jìn)行再制造領(lǐng)域的研究，但仍處于初級階段。

　　表1 傳統(tǒng)設(shè)計與綠色設(shè)計的比較

　　2 傳統(tǒng)設(shè)計與綠色設(shè)計的比較

　　傳統(tǒng)設(shè)計是綠色設(shè)計的基礎(chǔ)。綠色設(shè)計是傳統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展補(bǔ)充和完善。傳統(tǒng)設(shè)計只有在運(yùn)用設(shè)計目標(biāo)的基礎(chǔ)上把環(huán)境屬性也作為產(chǎn)品的設(shè)計目標(biāo)之一，才能使所設(shè)計的產(chǎn)品滿足綠色性能要求，具有市場競爭力。二者在設(shè)計依據(jù)、設(shè)計人員、設(shè)計工藝、設(shè)計目的等方面都存在極大的不同，二者的比較，如表1所示。傳統(tǒng)制造模式的產(chǎn)品生命周期，如圖1所示。

　　圖1 傳統(tǒng)制造模式的產(chǎn)品生命周期

　　綠色汽車的全生命周期，如圖2所示。

　　圖2 綠色汽車的全生命周期

　　3 綠色制造工程在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

　　汽車綠色再制造工程能夠?qū)ζ嚠a(chǎn)品作技術(shù)改造，并區(qū)分報廢的零件是作為回爐材料還是作為再制造毛坯，同時采用先進(jìn)的表面工程技術(shù)或快速成形技術(shù)使其起死回生，獲得更高性能的汽車再制造產(chǎn)品，它是對汽車產(chǎn)品的第二次投資，是汽車產(chǎn)品升值的重要舉措。

　　3.1 傳統(tǒng)的汽車生命周期

　　傳統(tǒng)的汽車生命周期是以論證、設(shè)計、制造、使用，到報廢為止，其物流是個開環(huán)系統(tǒng)。而2l世紀(jì)的綠色汽車全壽命周期是“從研制到再生”，即汽車使用到報廢后通過回收再制造得到再生或改造，使廢舊汽車的壽命成倍地延長，其物流是一個閉環(huán)系統(tǒng)，如圖3所示。

　　圖3 再制造在汽車全壽命周期中的地位

　　3.2 發(fā)動機(jī)再制造工藝流程圖

　　發(fā)動機(jī)成本占汽車總成本的重要部分，對其實(shí)行再制造有著重要的實(shí)用價值。再制造發(fā)動機(jī)不是對舊發(fā)動機(jī)進(jìn)行簡單修理，而是對舊發(fā)動機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格檢測和再制造。目前再制造發(fā)動機(jī)的主要購買者集中在私家車主、出租車司機(jī)、小企業(yè)主等，對價格比較敏感的用戶群體。上海大眾公司通過全國的特約維修站回收可用于再制造的舊發(fā)動機(jī)，再制造發(fā)動機(jī)產(chǎn)品又通過特約維修站流向用戶，依托特約維修站強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持、專業(yè)的維修技術(shù)與優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使再制造發(fā)動機(jī)在用戶中樹立良好的形象。其工藝流程，如圖4所示。

　　圖4 發(fā)動機(jī)再制造工藝流程圖

　　4 面向拆卸和回收的汽車設(shè)計

　　4.1 面向汽車產(chǎn)品壽命周期的回收再生模式

　　汽車零部件的回收通常包括：(1)直接使用;(2)維修后再用;(3)再制造等三種形式。依照零部件在產(chǎn)品生命周期內(nèi)的循環(huán)過程，可以建立面向產(chǎn)品生命周期的回收再生模型，如圖5所示。

　　4.2 面向回收再生的設(shè)計方法

　　產(chǎn)品可回收設(shè)計是在產(chǎn)品設(shè)計初期充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與回收性有關(guān)的一系列問題，最終達(dá)到零件材料資源最佳利用和能源損耗的最小，并對環(huán)境污染為最小的一種設(shè)計思想和方法。

　　可拆卸性設(shè)計是一種重要的回收再生設(shè)計方法。它要求在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時改變傳統(tǒng)的聯(lián)接方式，代之以易于拆卸的聯(lián)接方式。可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計有兩種類型：一種是基于成熟的結(jié)構(gòu)聯(lián)接方法，如螺栓聯(lián)接、鍵聯(lián)接及過盈配合等;另一種則是基于計算機(jī)的目的設(shè)計方法。

　　圖5 面向產(chǎn)品壽命周期的回收再生模式

　　4.3 面向拆卸的設(shè)計方法

　　面向拆卸的設(shè)計是綠色設(shè)計的主要內(nèi)容之一，要求在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段就將可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)之一，如圖6所示。

　　圖6 面向拆卸的齒輪系設(shè)計方法

　　總之，面向產(chǎn)品回收再生及可拆卸性設(shè)計并不是產(chǎn)品裝配設(shè)計的簡單可逆過程，應(yīng)逐步建立適于CAD/CAM及DFD的統(tǒng)一信息模型，并使其能自動生成零部件的裝配、拆卸等最優(yōu)順序，以利于產(chǎn)品并行化、集成化和面向生命周期的設(shè)計。

　　5 結(jié)論

　　綠色制造工程是一種適應(yīng)生態(tài)及經(jīng)濟(jì)需要的再循環(huán)形式，推行汽車的綠色制造工程是解決廢舊汽車引發(fā)社會公害問題的重要途徑，其相當(dāng)部分的廢舊零部件經(jīng)再制造后可以重新使用;而另—些廢的零部件則以材料的形式綜合回收利用。汽車的綠色再制造工程對于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，推動社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要而又長遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。