În 1983, Robert și alți cercetători au definit remanufacturarea ca un proces de dezasamblare a mașinilor aflate la sfârșitul duratei de viață pentru a extrage piese sau componente cheie pentru a repara intensiv și reasambla la starea „ca nouă” (Goldhor și Robert 1983). Performanța și speranța de viață a piesei remanufacturate ar trebui să fie egale sau chiar să depășească pe cele ale pieselor originale. Profesorul Bin-Shi Xu, de la Armored Engineering Institute din China (Xu 2006), a definit remanufacturarea ca o denumire generală a tuturor activităților și proceselor de inginerie în recuperarea funcțională a produselor electrice și mecanice uzate prin intermediul tehnologiei moderne și avansate de fabricație, având în vedere optimizarea calității, eficienței, costurilor, impactului asupra mediului etc., a întregului ciclu de viață al produsului. Remanufacturarea este o extensie naturală a producției tradiționale, asigurarea unei economii circulare prin reutilizarea materialelor și economii de energie. Remanufacturarea a devenit unul dintre cele mai promițătoare domenii de producție industrială.

Industria de remanufactură a crescut în ultimii 30 de ani, cu aplicații incluzând automobile, mașini de inginerie, metalurgie, aerospațiale și apărare, căi ferate și computere. În 1996, Statele Unite aveau 73.000 de companii de remanufactură, cu vânzări anuale de 53 de miliarde de dolari și 480.000 de angajați (Lund 1996). În timp ce valoarea anuală de export a remanufacturării este aproximativ egală cu cea a industriilor farmaceutice din SUA (67 miliarde USD), producția de computere (55 miliarde USD) și oțel (56 miliarde USD), ocuparea totală a forței de muncă (480.000) este mai mare decât aceste industrii, ceea ce sugerează că remanufacturarea poate nu numai să creeze o bogăție enormă, ci și stimulează economia prin creșterea ocupării forței de muncă (Camci și Chinnam 2010). În 2005, s-a estimat că ocuparea forței de muncă în remanufactură din SUA va ajunge la 100 de milioane și vânzările vor depăși 100 de miliarde de dolari până în 2010 (Departamentul SUA pentru Energie, Biroul pentru Tehnologii Industriale 1996). În 2009, Statele Unite au început să abordeze problemele strategice de bază ale industriei de remanufactură, cum ar fi taxele și tarifele la produsele remanufacturate, codurile și subiectele de remanufactură, programele de achiziții guvernamentale pentru produsele remanufacturate prioritare, sistemele de informații despre remanufactură și așa mai departe (Hatcher et. al. 2013).

Mai multe companii americane au făcut progrese demne de remarcat în domeniu. Cummins Engine Remanufacturing Company, cel mai mare producător industrial de piese auto din Statele Unite, are marca înregistrată specială „ReCon®” pentru remanufacturarea motoarelor sale. Angajamentul companiei de a atinge specificații de calitate egală pentru piesele și motoarele refabricate a fost acceptat pe scară largă în America de Nord. Cummins procesează peste 50 de milioane de pounds (aproximativ 22.700 t) de piese și consumabile remanufacturate în fiecare an. Economiile de energie rezultate ar putea susține 10.000 de gospodării din SUA și ar putea reduce emisiile de gaze cu 200 de milioane de pounds (aproximativ 90.700 t). Cummins are fabrici în Brazilia, Australia și China. Caterpillar, cea mai mare întreprindere de producție de mașini de inginerie din America, au stabilit unități de remanufacturare în 18 țări și regiuni (Steinhilper et al. 2006). Valoarea de export a remanufacturării în Caterpillar a atins peste 51 % din veniturile totale ale companiei în 2009.

Industria de remanufactură este, de asemenea, bine dezvoltată în alte țări. Din 2000, compania britanică de remanufacturare Lister Petter a oferit peste 3.000 de motoare remanufacturate pe an pentru armata britanică și americană (Bryan 2005). Din 2004, Volkswagen a refabricat 7,48 milioane de motoare auto și 2,4 milioane de transmisii (Xu 2010). Amploarea industriei de remanufacturare din Japonia este deja foarte impresionantă. Din cele peste 90.000 de unități folosite remanufacturate în 2008, 58% dintre ele au fost folosite în Japonia, 34% au fost exportate în alte țări și 8% au fost vândute ca bunuri (Xu et al. 2005). În general, industria de remanufacturare din Statele Unite, Europa și Japonia a format un sistem industrial relativ autonom în ceea ce privește standardele tehnice, tehnologia de producție, procesul, lanțul de aprovizionare și managementul, acoperind colectarea pieselor uzate, remanufacturarea, marketingul și servicii post-vânzare.

Concepte cheie și tehnologii de refabricare

Remanufacturarea presupune o serie de procese specializate pentru revitalizarea echipamentelor vechi și recuperarea completă a specificațiilor și funcțiilor unui produs. Specificațiile de performanță ale pieselor remanufacturate le vor îndeplini sau depăși pe cele ale produselor noi din producția tradițională. Strict vorbind, remanufacturarea mașinilor este un proces industrial care utilizează reparații de înaltă tehnologie și transformare către echipamente reînnoite prin remanufacturarea componentelor cheie. Procesul de remanufacturare se concentrează pe piesele deteriorate sau uzate care sunt folosite ca cores. Pe baza analizei eșecului de performanță și a evaluării duratei de viață a cores, proiectarea de remanufacturare și planificarea procesului vor selecta și executa o serie de procese avansate de fabricație pentru a recupera specificațiile și funcțiile complete ale pieselor de bază (core). Ingineria de remanufacturare este clasificată fie ca remanufacturarea pieselor uzate cu durata de viață utilă rămasă (remanufacturabilitate), fie remanufacturarea produselor învechite pentru actualizarea funcției.

Baza teoretică a ingineriei de remanufacturare include evaluarea produsului pentru remanufacturare, analiza defecțiunilor și predicția duratei de viață a produsului. Aceste elemente sunt descrise pe scurt mai jos.

1. Evaluarea produsului pentru remanufacturabilitate. Evaluarea și proiectarea sunt principalele probleme teoretice în remanufacturare. Evaluarea remanufacturării unui produs implică de obicei o comparație calitativă și cantitativă cu o bază de date de informații despre practicile de remanufacturare existente pentru a determina planificarea procesului de remanufacturare (RPP). Însă, bazele de date de informații despre remanufacturare sintetizează toate efectele procesului de remanufacturare, luând în considerare atât tehnicile, cât și economia, incluzând modele neliniare și multifactoriale.
2. Analiza eșecului. Mecanismele de defectare ale diferitelor produse nu sunt adesea aceleași. Defectarea și mecanismul de defectare, identificat prin analiza defecțiunilor, vor determina procesul de remanufacturare selectat în proiectarea RPP.
3. Predicția vieții produsului . Piesa este inspectată pentru defecte de oboseală, fisuri și concentrare a tensiunilor prin intermediul tehnologiilor de testare nedistructivă, cum ar fi testarea cu curenți turbionari și testarea memoriei magnetice. RUL-ul piesei este apoi estimat pe baza informațiilor despre avarii și defecțiuni.
4. Tehnologia de remanufacturare. Tehnologia de remanufacturare este o denumire generală a tuturor tehnicilor utilizate pentru repararea și refacerea pieselor și componentelor uzate. Varietatea tehnicilor utilizate în diferite procese de remanufactură (Zhu și Yao 2011) este prezentată în Fig. 1.

Tehnologiile cheie comune adoptate în remanufacturare includ următoarele:

1. Dezasamblare
2. Curățare (incluzând metode mecanice, fizice, chimice și electrochimice)
3. Inspecția pieselor (incluzând penetrare, particule magnetice, ultrasunete, curenți turbionari și alte teste nedistructive)
4. Procesul de refacere a pieselor (prelucrarea suprafeței principale, cum ar fi placarea cu perii nanocompozite, acoperirea cu plasmă cu ultrasunete de înaltă eficiență și pulverizarea automată cu arc de mare viteză și tehnicile de prelucrare pentru remanufacturare, cum ar fi strunjirea, șlefuirea pentru acoperirea de remanufacturare și tehnicile de prelucrare netradiționale)
5. Asamblarea de remanufacturare
6. Tehnici experimentale de rodare
7 Acoperire de remanufacturare pentru procesul de suprafață a pieselor
8. Remanufacturare bazată pe informații

Există multe alte procese și tehnici specifice aplicate pentru remanufacturare. Fiecare are propriile sale avantaje și dezavantaje în aplicare.

Impactul asupra mediului și durabilitatea energetică

Un proces de fabricație este conceptual un proces PPE/valoare-adăugată de traducere a resurselor în produse. Efectele sale secundare majore sunt consumul de resurse și impactul asupra mediului. Remanufacturarea, pe de altă parte, a demonstrat contribuții la protecția mediului și la durabilitatea energetică.

Aspectele procesului de fabricație cele mai dăunătoare mediului sunt achiziționarea de materii prime și efectele secundare ale procesării. Tehnicile complexe de prelucrare a metalelor și a materialelor nemetalice în producție (cum ar fi forare, sinterizare și topire) produc poluanți semnificativi ai aerului și apei, precum și deșeuri solide. În mod similar, principalele tehnologii în producție (turnare, forjare, tratament termic, prelucrare etc.) generează o mulțime de fum și gaze nocive (cum ar fi CO2 și SO2), precum și poluanți cu metale grele. În plus, consumul de energie în fabricarea miezului (core) metalic al unui produs reprezintă aproape 10 % din întregul proces de producție, cea mai mare parte fiind resurse neregenerabile, cum ar fi metalul (fier, aluminiu etc.) și combustibilul chimic. Între timp, tehnologiile primare utilizate în remanufacturare (demontare, sortare, curățare, inspecție, etc.) produc mult mai puțină poluare și consumă mai puțină energie. Studiile arată că remanufacturarea unui produs, mai degrabă decât fabricarea unuia nou, va economisi 50% din costul total, 60% din consumul energiei de fabricație, 70% din materiale și va reduce poluarea cu până la 80% (Zhu și Yao 2011).

Durată de viață utilă rămasă (RUL = Remaining Useful Life )

Există trei perioade distincte de defecțiune în viața tehnică a unui produs: precoce, accidentală și epuizare. După cum arată Fig. 2, fiecare dintre aceste perioade poate fi descrisă prin „curba căzii de baie”, iar momentul de timp tipic de remanufacturare este situat la sfârșitul celei de-a doua perioade a produsului.

1. Perioada de defectare timpurie
Acest lucru are loc în etapele de ajustare și punere în funcțiune a produsului în timpul preproducției, când defecțiunile produsului sunt mai frecvente și rata de avarie este mai mare. Cu mai multe rulări și excluderea avariilor, rata de defecțiuni scade treptat până la atingerea unei stări stabilizate. Formele de defectare a produsului în perioada de defectare timpurie nu reflectă doar calitatea tehnică a proiectării, producției și instalării produsului, ci se asociază și cu reglarea și funcționarea. În această perioadă, produsele sunt adesea în garanție, astfel încât utilizatorii pot returna produsul dacă există o defecțiune irecuperabilă care trebuie reparată.

2. Perioada de defectare accidentală
Etapa timpurie de defectare este urmată de perioada cu cea mai mică rată de defectare. O defecțiune ocazională are loc în timpul funcționării normale a dispozitivului, când rata de defectare a produsului scade la o constantă de bază, dar acestea sunt defecțiuni imprevizibile care apar aleatoriu, fără influență de la timpul de rulare. Acesta este cel mai bun timp de lucru pentru produse și este cunoscut și ca durata de viață utilă a echipamentului. În această etapă, produsul și toate părțile sale pot menține o stare bună de funcționare de lungă durată, conform cerințelor de proiectare. Defectarea în această perioadă este în principal accidentală (cum ar fi stresul excesiv). În cazurile de retragere accidentală, remanufacturarea în masă este de obicei efectuată la sfârșitul perioadei ocazionale de defecțiuni.

3. Perioada defectării de epuizare
Aceasta se întâmplă în perioada ulterioară de utilizare a produsului. Datorită uzurii mecanice, coroziunii chimice și modificărilor proprietăților fizice, rata defectelor produsului începe să crească. După a doua etapă stabilă lungă, rata de defectare a produsului crește rapid, în principal din cauza uzurii excesive și a oboselii pieselor și materialelor. Remanufacturarea este dificilă sau chiar imposibilă în această perioadă.

Timpul de remanufacturare se referă la selectarea timpului de oprire a utilajelor pentru remanufacturare. Remanufacturarea este un mijloc important de eliminare a uzurii produsului, atât material, cât și intangibil. Alegerea momentului potrivit pentru remanufacturare și înțelegerea componentelor utilajului care trebuie refabricate este esențială.