1.基本概念

（1）再制造升级备件 再制造升级备件是指用于老旧产品再制造升级过程中替换不可再制造利用（因技术报废或功能报废）废弃件的新零件，对于保证再制造升级过程的顺利进行和再制造升级产品的质量都具有极其重要的影响。用于再制造升级装配的零件主要有三个来源，首先是老旧产品中可直接利用件和再制造加工修复的零件；其次是从市场采购的标准件，以替代老旧产品中无法再制造或不具备再制造价值的零部件；三是指提升再制造产品性能的新功能零件或模块，称这些新采购的零件为备件。随着再制造升级产品复杂程度的提高和退役产品失效状态的多变，再制造升级备件品种和数量的确定与优化问题也越来越突出，备件费用在再制造升级费用中所占比例也呈现上升的趋势。

（2）再制造升级备件供应量 供应量指一个批量再制造升级产品生产周期内，新备件供应给再制造升级装配工序的数量。一般情况下要求供应量等于需要量，但有时因老旧产品的再制造升级情况不稳定，会造成备件供应的不确定性，影响备件采购及存储的数量。所以新备件的保障也要根据筹措的难度、供应标准与实际需求状况做一些相应调整。

（3）再制造升级备件需要量与需求率 再制造升级备件需要量是指在规定的时间内，完成批量老旧产品的再制造升级装配所需某类备件的数量。由定义可知，再制造升级备件需求量与一定的再制造升级时间和批量相对应。从平均意义上来讲，使用时间长和批量大，则备件的需要量就大；反之，需要量则小。在实际统计与预计中，需要量一般对应于一个批量供应周期。值得指出的是，再制造升级备件需要量还应包括人为因素造成的需求，如丢失、操作失误、再制造升级装配中的损坏等。

（4）备件需求的影响因素 备件需求率反映了老旧产品再制造升级需要备件的程度。它不仅取决于退役产品零部件的故障率，还取决于零部件的再制造升级策略、产品使用管理、产品使用环境、零部件对损坏的敏感性等多方面的因素。其主要因素如下：

1）零部件的故障率。零部件的故障率是产品的一种固有的特性，它反映了零部件本身的设计、制造水平。其大小直接影响着备件的需求率。所以，提高零部件的设计制造质量，是减少备件需求率的根本措施。

2）再制造策略。按照不同的再制造升级目的，选择相应的再制造升级策略，也会调整相应的零部件废弃率，进而影响再制造升级备件的供应量，尤其是会增加许多原产品没有的备件供应需求。

3）零部件对于损坏的敏感性。这是指在运输、再制造升级装配等过程中，零部件因非正常因素而受到损坏的可能性。该非正常因素主要包括人为差错、操作不当等。

4）产品使用环境条件。退役产品所在使役地区的温度、湿度、风沙、腐蚀和大气压力的变化都会影响产品的失效模式，从而影响备件需求率。

5）产品的使用强度。产品退役前的使用工况，很大程度上决定了产品退役后的技术状态，使用强度大的产品一般故障率比较高，不可再制造升级件的数量也相应增多，这就需要增加相关备件的供应量。尤其是超出正常使用要求范围的产品退役后，会影响产品零部件的故障率，造成某些零部件变质或性能下降，导致零部件的再制造率下降。

6）产品管理水平。产品的使用管理也会影响到备件需求率。比如退役前不按规定进行操作必定造成过多的故障、人为的损坏及丢失等，也将增加备件需求率。

2.再制造升级备件确定步骤

再制造升级备件的确定与优化是一项非常复杂的工作，需要进行退役产品性能分析、再制造升级产品性能需求分析、失效模式分析、再制造升级性及再制造升级保障分析等多方面的信息资料，并与再制造升级保障诸要素权衡后才能合理地确定。再制造升级备件确定一般应包括图5-3所示的几个步骤。

1）进行再制造升级工作分析，确定可更换单元。备件保障的依据是备件的需求，要弄清楚备件的需求状况，必须对退役产品性能状况、再制造升级产品的性能目标、零部件的失效模式及再制造升级方案等情况进行分析。退役产品性能分析主要包括退役产品的使役经历、物理状况等的分析；退役产品故障分析主要有故障模式、零件失效概率及再制造升级率的分析；再制造升级产品性能分析则着重分析再制造升级产品要求达到的性能目标，进而确定其再制造升级方案；再制造升级保障分析则着重分析再制造升级任务、再制造升级策略、再制造升级工艺技术及再制造升级工具设备。备件对应于老旧产品中的需更换单元。通过上述分析，可以明确各再制造升级方案中，负责再制造升级的可更换单元的种类，为确定备件品种奠定基础。

2）进行逻辑决断分析，筛选出备选单元。可更换单元的确定主要取决于产品的再制造升级方案、构造和再制造升级加工能力，通常经过第一步分析，确定的可更换单元较多，进行分析时数据收集及处理难度较大。为此首先应进行定性分析，将明显不应储备备件的单元筛选掉。逻辑决断分析包括两个问题的决断。一是分析可更换单元在寿命过程中更换的可能性，如更换的可能性很小，则可不设置备件。第二步判断是否是标准件，如是标准件则可按需采购，经过逻辑决断分析可筛选出备选单元。

图5-3 再制造升级备件确定流程

3）运用备件品种确定方法，确定备件品种。这一步是对备选单元进行分析，以确定备件的品种。一般应考虑影响备件的一些主要因素，如备件的耗损性、关键性和经济性等。

4）运用再制造升级加工修复的零件失效与统计资料，确定备件需要量。确定了备件品种之后，还需确定备件的需要量。对于在用产品，备件需要量可由使用过程中收集的资料经统计方法确定。

5）运用备件数量确定方法进行计算与优化。在满足老旧产品再制造升级计划目标及再制造升级经费要求的条件下，通过数学模型，计算出各备件最佳的数量。

6）调整、完善及应用。经过分析计算出的备件品种和数量，可能存在着某些不足，还需根据再制造升级具体生产情况和不同批量间的差异加以调整和完善。调整时应对咨询意见和试用情况信息进行全面分析，并查明分析计算出现误差的原因。(www.daowen.com)

3.再制造升级备件确定方法

老旧产品拆解后所有的零件可以分为四类，一是全部可直接利用件，该类零件全部可以直接利用，不需要再制造升级加工；二是需再制造升级加工件，指全部需要再制造升级加工的零件；三是抛弃的零件，不可进行再制造升级恢复，主要指消耗件；四是三种形式都可能发生的零件，指批量拆解后的某型零件，经过检测后，部分可以直接利用，部分可以再制造升级后利用，部分需要抛弃后换新的。其中第一类和第二类零件都不用准备备件，直接可以使用原件，不存在备件问题。

再制造升级产品装配所需零件主要有两个来源，一是来自于老旧产品本身原有的零件，二是来自于采购的新备件或新模块。前者是最大量的、核心的零件，也是再制造获得价值的主要源泉。后者是少量的，主要来代替老旧件拆解后其中的低附加值损耗件、不具备再制造价值、技术上不可能再制造或需要功能升级的零部件。但新备件也是再制造升级装配的重要组成部分，对再制造升级产品质量具有重要的影响。例如各类高分子材料的密封环备件，因老化而不可再制造升级，但其直接影响着再制造升级产品的密封性能，对产品的质量具有重要的影响。

（1）废弃件的备件确定 对于全部抛弃的废弃件来说，其所需备件的品种和数量确定方法相对比较简单，备件品种可以通过对老旧产品所有零部件的统计分析进行确定，只要是老旧产品中包含的，并且完全不可再制造升级的零件，都需要采购备件。

不可再制造升级恢复的零件的备件需求数量为

N_p＝N_uP_n（5-1）

式中 N_p———某型零件的备件数量；

N_u———再制造升级的老旧产品数量；

P_n———每台老旧产品所含的某型零件的数量。

（2）部分可再制造升级零件的备件确定 部分可再制造升级的老旧零件存在抛弃、直接利用、再制造利用三种形式，这类零件性能状态比较复杂。例如老旧发动机拆解后的曲轴，如果存在严重裂纹，则不可再制造；如果尺寸及性能完好，则可以直接利用；剩下是可以再制造升级的。此类零件再制造升级备件的确定，需根据老旧产品零部件失效模式的分析结果，并结合实践统计经验进行数量的确定。

由于构成老旧产品的零部件成千上万，每一零部件都有其可能的失效模式。但不同的失效模式及故障率不同，对再制造性的影响也相差甚远。可以通过各种定性分析方法确定出备件的品种后，再根据失效模式及失效率来计算所需备件的数量。

对于部分可再制造升级零件的备件需求数量为

N_p＝N_uP_n（1－μ－λ）（5-2）

式中 μ———可再制造率；

λ———可直接利用率。

（3）备件数量确定方法应用分析 经统计，某型斯太尔发动机曲轴的失效模式及概率见表5-1，可知其存在可再制造与不可再制造两种状态，因此如果批量再制造，则需要准备其备件，如果进行1万台此型老旧发动机的再制造，则至少需要准备的备件数量为

10000×（2＋0.1＋3＋2＋0.9）％＝800即需要准备曲轴备件约800根。

表5-1 斯太尔发动机曲轴失效统计