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再制造产业是一个发展中的新兴产业，目前对再制造产品的质量要求尚缺乏统一的标准。但国内外几乎所有有关的再制造的定义中，都指明再制造生成的产品性能不低于新品，并提供与新品相同的质量保证 [1] 。我国徐滨士院士等也多次提出，再制造必须采用高新技术和产业化生产，确保其产品质量等同或高于原产品 [2] 。
提出这样的质量要求是再制造产业发展的必然趋势。因为只有再制造产品的质量不低于新品才能确保其使用性能，树立绿色再制造产品的良好形象，以较大的优势参与市场竞争，并克服一些用户心目中的“产品不是全新的质量肯定不高”的习惯看法。只有执行严格的质量标准才能区分并拒绝各种假冒伪劣的再生产品，为再制造企业的准入提供必备的技术标准。
提出这样的质量要求也是再制造过程可以实现的。再制造是采用当前的高新技术和现代化管理手段，以产业化、专业化、批量化、标准化的生产方式组织生产。再制造是在原始产品使用数年至一二十年后进行的，科技的进步，新技术、新工艺、新材料的应用，使再制造产品可能而且应该比原始产品做得更好。如果通过再制造使产品得到现代化改造和升级，那么将显著提高产品的性能和质量。大量的事实表明，再制造常常成为产品采用高新技术的先导。由此可见，再制造应该对产品质量有更高的要求，在进行再制造性设计时，也必须考虑这一因素的影响。
这里提出的产品质量应该是与原始新产品相比较的，是全面的、综合性的，包括功能、可靠性、使用性能及寿命等各种性能。
故障，一般指产品零部件的失效，如可维修产品的零部件故障引起产品失效。失效，通常指产品性能的丧失，如不可维修产品的失效，即丧失规定功能。故障与失效两个概念并没有严格的区分，通常在可靠性分析时都用失效一词。故障模式也就是失效模式，故障模式分析也就是失效模式分析，故障树分析也就是失效树分析。故障树分析可以协助确定产品的再制造方案，为产品的再制造性分解和再制造性预测提供支持。
失效就是产品丧失规定的功能，规定的功能是指设计人员根据用户的要求在设计文件中规定的产品功能。失效模式就是失效或故障的形式，故障的形式是多种多样的，同一零部件可能有多种失效形式，如曲轴有磨损、弯曲、断裂等。
20世纪60年代，美国联合航空公司对大量航空装备的故障特征进行了统计分析，发现航空装备的故障率曲线主要有图2-1所示的六种基本形式 [3] 。A型为典型的浴盆曲线，装备的故障率随时间变化可分为三个阶段：早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。在早期故障期内故障率是递减的，通常表现为装备磨合或老练的过程；偶然故障期也称有用寿命期，其故障率低而稳定，近似为常数，故障时间服从指数分布。在此阶段故障的发生是随机的，不宜采用定期预防更换的维修方法；耗损故障期一般出现在装备有用寿命的末期，表现为故障率随时间的增加迅速增长，其原因主要是诸如机械零件和电子元器件的磨损、耗损、腐蚀、疲劳、老化等，可采用预防更换等措施来控制故障率的增加。B型也有明显的耗损故障期。符合A、B两种形式的是各种零件或简单产品的故障，如轮胎、制动片、活塞式发动机的气缸、涡轮喷气发动机的压气机叶片和飞机的结构元件的故障。这两种具有耗损特性的航空装备仅占全部装备的6%。C型没有明显的耗损期，但是故障率也随着使用时间的增加而增加。涡轮喷气发动机的故障率曲线属于这种形式。A、B、C三种形式故障率的装备只有11%，可以考虑规定使用寿命或拆修期。
图2-1 六种基本形式的故障率曲线
D、E、F型曲线无耗损故障期，约占总数的89%，这类装备、机件不需要规定寿命。有一半以上的航空装备显示出有早期故障期，即刚装配后的故障率相当高，如A、F型。
可见，随着时间的增加，装备的故障率有增加、不变和减小三种趋势。对于进入耗损故障期的设备，如果在进入耗损故障期之前按间隔期限定时更换，可以遏制故障率急剧增长的趋势；对于故障率不变的情况，按间隔期限定时更换，即用新品、修复强化件或工作时间少的机件来替换工作时间长的机件是没有效果的；而对于故障率减少的情况，如果实施定时更换修理，即用新品等机件去更换在用品，就相当于用故障率高的机件去更换故障率低的机件，将会产生相反的效果。
航空装备可分为有耗损特性和无耗损特性两类。无耗损特性的航空装备往往是复杂装备。复杂装备是指具有多种故障模式能引起故障的装备，如飞机、舰船、汽车及其各系统、设备和动力装置。一些统计资料表明，许多装备都没有明显的耗损故障期。上述六种基本形式的故障率曲线不仅适用于航空装备，也适用于其他装备。
复杂装备无耗损故障期这一规律的发现和应用，基本上否定了经典的浴盆曲线的理论基础，但它没有否定浴盆曲线对于简单装备和具有支配性故障模式的复杂装备的适用性。
故障模式分析（failure mode effect analysis，FMEA）和故障树分析（fault tree analysis，FTA）是产品在设计阶段进行可靠性分析必备的过程之一，也可以用来进行再制造性分析。在可靠性分析中，为了减少对人为因素的过分依赖，系统、全面地分析产品各种可能的故障及其影响与对策，在产品可靠性设计阶段建立各种分析方法，以便及早地改进设计，提高产品的可靠性 [7] 。考虑单因素的影响，称为故障模式分析；考虑多因素的影响，称为故障树分析。
1.FMEA方法
（1）故障模式分析 故障模式分析（FMEA）可按功能分析，也可按硬件分析，也可把功能FMEA和硬件FMEA合并进行分析。在两种情况下按功能分析：一是在设计初期，硬件方案尚不具体时；二是复杂系统一般只能从最高一级结构开始进行功能分析。系统中每一个项目都有一定的设计功能，每一种功能就是一项输出。要逐一列出这些输出，分析它们的失效模式。大系统的FMEA要分级进行。功能分析一般是自上而下进行的，但也可以从任一级结构开始自上而下或自下而上进行。从原理图、设计图样和其他设计文件等已经了解硬件单元的细节时，按硬件分析。
按硬件分析一般是自下而上地进行，但也可从任一级结构开始自上而下或自下而上进行。各级FMEA合起来便成为一棵FMEA的“树”。
（2）FMEA程序
1）以设计文本为根据，从功能、环境条件、工作时间、失效定义等各方面全面确定设计对象（即系统）的定义；按递降的重要度分别考虑每种工作状态（或称工作模式）。
2）针对每种工作状态分别绘制系统功能框图和可靠性框图（系统可靠性模型）。
3）确定每个部件与接口应有的工作参数或功能。
4）查明一切部件与接口可能的失效模式、发生的原因与后果。
5）按可能的最坏后果评定每种失效模式的严重性级别。
6）确定每种失效模式的检测方法与补救措施或预防措施。
7）提出修改设计或采取其他措施的建议，同时指出设计更改或其他措施对各方面的影响，如对使用、维护、后勤保障等方面的要求。
8）写出分析报告，总结设计上无法改正的问题，并说明预防失效或控制失效危险性的必要措施等。
（3）失效模式分析 具体分析产品的失效模式时，要考虑到一切可能的隐患，如：①功能上不符合技术条件的要求；②启动工作过早；③该工作时不工作；④在工作过程中失效等。
从以下这些方面都可查出具体失效模式：
1）在产品与线路应力分析中所确定的一切可能的失效模式。
2）动力学分析，结构与机构分析。
3）试验中发生的失效，检验中发现的偏差，数据交换网所发出的报警通知，类似产品的工作情况信息等。
4）如果专门做过安全性分析，确定系统失效模式及其原因，也可以获得完整的信息的依据，但需要耗费大量时间。这时需要判断，究竟哪些部件或功能需要做进一步分析。
2.故障树分析
故障树分析是可靠性分析中非常形象的概念分析。可靠性分析过程像一棵倒置的树，因此称为故障树分析。故障树分析是从故障的角度去分析系统的可靠性，它能完成可靠性框图的分析任务，而且还能分析故障的传播路线与故障源，因此更具有优越性，目前已经是系统可靠性分析中不可缺少的方法之一。
故障树分析是在系统设计过程中对设想可能造成系统故障的各种因素（硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，并画出逻辑框图（故障树），进而确定系统故障原因的各种可能组合方式与发生概率，计算系统故障概率，并相应采取纠正措施，实现可靠性的一种设计方法。
故障树具有以下几个特点 [4] ：
1）故障树的应用领域很广泛，既可以作为一般性的分析计算，又可以深入各种故障状态，不仅可以分析某些元件故障对系统的影响，还可以对导致这些元件故障的特殊原因（环境与人为等原因）进行分析，因此具有灵活性。
2）故障树是一种图形演绎方法，表达故障事件在一定条件下的逻辑推理过程，既可以围绕某些特定故障做层层深入的分析，也可在清晰的故障树图形下表述系统的内在联系，并指出元部件故障与系统故障之间的逻辑关系，进而找出薄弱环节。
3）分析故障树的过程，也是对系统深入认识的过程，要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对系统故障的影响，及时发现及时解决。
4）故障树既能定性分析又可定量计算，能够完美地表达系统的特征。
5）故障树可以作为形象管理、维修、再制造的指南或参考。
故障树已经在很多领域很多环境过程中被广泛应用，如在产品早期设计阶段的改进和详细设计，样机生产后的批量生产阶段，验证是否满足设计要求等方面。该方法在再制造工作分析及再制造性设计中显得尤为重要。
各种机械产品中的金属零件或构件，都具有一定的功能，在载荷作用下保持一定的几何形状，实现规定的机械动作，传递力和能量等。当零件失去最初规定的性能，即为失效。失效是导致工程设备性能劣化、退出现役的主要原因。经过失效分析，确定失效零件的再制造方案，可以预测其再制造时间、费用或者性能，为再制造性设计提供数据支持。
零件失效的形式有很多，可按失效机理模式划分失效形式，也可按质量控制状况和因果关系划分失效形式。最常见的失效形式为变形、断裂、损伤及其他类型。失效形式分类见表2-1，具体可参考相关专业书籍了解。
表2-1 失效形式分类 [5]
零件产生失效的主要原因有设计、选材、材料缺陷、制造工艺、组装、服役工况条件等。而对于正常退役产品来说，失效部件能够正常运用一个使用周期，则一般其失效形式主要表现为磨损、腐蚀等经过缓慢过程引起的零件形状或性能变化。再制造中对废旧产品及零部件进行失效分析的作用是：了解零部件的失效情况，确定检测后能否使用；找出该失效是否属于产品正常使用要求，若不合乎产品使用要求，则在再制造中进行改进升级，满足再制造产品服役要求；提供技术改造、再制造决策依据和相应的改进措施。
再制造中对废旧零部件失效分析的基本内容包括调查检测、分析诊断、处置与预测三个阶段。利用各种检测手段调查分析废旧产品的工况参数和使用信息，了解退役报废原因。针对拆解后的不同性能状态，采用相应的检测方法，进行全面的检测工作，包括力学方面的载荷、应力、变形等，材质方面的材料种类、组织状况、化学分析、力学性能、表面状态等。在调查检测的基础上，结合具体情况，诊断零部件的状态，分析失效模式、大体过程和基本原因、决定性因素及失效机理等。经过分析诊断，判定其状态性能、再制造方案及改进升级措施，并对再制造产品的使用提出相应的对策，减少非正常失效概率。
某车辆传动装置中采用的轴主要有两种：带齿轮的轴、花键轴。失效形式通常为花键磨损、轴承配合面磨损、折断。
花键轴齿键侧边的磨损必须具备以下条件：①花键定位表面存在间隙；②具有滑动；③齿键侧边承受压力。如某型变速器中的花键轴与孔配合公差最大间隙为0.135mm，最小间隙为0.050mm。齿键侧边的配合最大间隙为0.19mm，最小间隙为0.05mm。由于齿轮啮合时啮合力所形成的径向力是法向力的34.2%，足以克服键齿侧面的摩擦阻力而使齿轮相对于轴做径向移动。齿轮转动一圈，齿键径向往复滑动一次，因而各齿键的滑动频率与旋转频率相等。这种微动滑磨称为微振腐蚀。花键的磨损是微动腐蚀多次循环作用的结果，具有疲劳性质。金属表面的氧化物将成为微动磨损的材料。在多次循环载荷的作用下，表面不平凸峰之间的焊合、撕挤，使表层的应力分布很不均匀，在靠近接触点的部位，有较大的切应力，从而产生疲劳裂纹。
对于减速器的输出轴，按定位配合公差计算出齿轮在轴上的微动幅度是0.036～0.145mm，微动腐蚀不可避免。在该轴与主动轮连接部分采用了渐开线形齿键，其定位间隙由公法线长度尺寸来控制，可计算单齿的圆周间隙为0.05～0.15mm，相应的径向间隙为0.068～0.206mm。这说明主动轮在轴上的微动幅度是相当大的。当以免修极限尺寸计算时，单齿的圆周间隙达到0.41 mm，这时的径向间隙或微动幅度达到0.56mm。在修理鉴定技术条件中，规定了变速器轴矩形花键选配定装时的极限间隙值为0.65mm，它大约是初始间隙的6倍，或初始最大间隙的3.5倍，对花键定心配合表面没有提出检验要求，这是由于花键定心配合表面的微动磨滑中没有明显磨损的缘故。
轴上装轴承部位的磨损主要由轴承内座圈在轴上的爬动所造成，也是一种辗轧作用。轴旋转时，载荷矢量也相对于轴承内座圈转动，犹如内座圈在轴的配合面上发生弹性变形。因此其接触部分将沿实际的弹性接触点的轨迹移动，接触点的轨迹不同于原来的配合直径，从而造成理论滚动表面直径与实际滚动表面直径的差异和两者之间的相对滑动。在载荷长期作用下，轴承座圈与轴的配合表面相对滚辗就造成了轴与座圈表面的磨损。接触式密封装置的结构不良将给轴的密封工作表面以剧烈的磨损，这多半是由于外界的杂质硬粒侵入密封所造成的，是一种磨料磨损。
检验一个失效轴，通常希望收集到尽可能多的有关该轴件的历史背景资料。这些资料应包括设计参数、工作环境、制造工艺和工作经历。所需收集的资料及检验步骤如下：
1）了解有关轴件的零件图及装配图，以及材料和试验技术规范。
2）了解失效的轴与其相接合的零件之间的关系，应考虑轴承或支承件的数量和位置以及它们的对中精度是怎样受机械载荷、冲击、振动或热梯度所造成的挠曲或变形的影响。
3）检查轴组合件的工作记录，了解部件的安装、投入运转、检查的日期，并从乘员处了解有关资料，检查是否遵循有关规程。
4）初始检验。润滑油、润滑脂和游离碎屑的样品应仔细地从所有构件上取下，进行鉴定并保存起来。检验与失效有关的或对失效起作用的所有部位的表面，注意擦伤痕迹，受摩擦区和异常的表面损伤和磨损。