试论绿色制造技术.docx

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试论绿色制造技术

试论绿色制造技术

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摘要：

绿色制造技术是实现生态工业和社会可持续发展的一种新途径。

它要求在产品的设计和制造过程中考虑产品的整个生命周期，从而实现产品全生命周期时环境负影响最小、资源利用率最高。

通过机械产品的绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色回收处理等方面的研究，探讨绿色制造技术在机械稍造过程中的应用。

关键词：

绿色制造技术；机械制造；应用分析

Abstract：

Greenmanufacturing，asanewwaytorealizeecologicalindustryandsocialsustainabledevelopment，demandstakingthewholelifecycleofproductsintoaccountwhendesigningandmanufacturingandrealizestheminimumenvironmentinfluenceandhighestresourceavailability；ApplicationofGreenManufacturingTechnologyinmanufacturingprocessisprobedintothroughthestudyofgreendesign，greenmaterial，greenpackageandgreenretrieving．

Keywords：

Greenmanufacturingtechnology；Mechanicalmanufacturing；Applicationanalysis

一．绿色制造技术的沿革及现状

1.1绿色制造技术的沿革

传统制造业[1]一般是纯粹从经济效益的角度去实施制造过程的，不断涌现的新颖高效的先进制造技术推动了制造业的快速发展，产品更新换代周期不断缩短，加速了材料的消耗和工艺装备的淘汰；同时也产生了更多的废弃物，从而使人类赖以生存的环境不堪重负，在对环境的影响面，目前制造业存在的重要问题有：

（1）废旧或闲置设备回收和再利用率低

（2）能源和原材料的浪费现象十分严

（3）产品的回收利用率极低

（4）制造过程中产生的废弃物得不到无公害处理

自70年代以来，全球掀起了一场空前壮阔的绿色革命,它从经济到政治，从观念到行为，对整个世界和人类生活产生了巨大的冲击和影响。

“建立一个可持续发展的社会”，正成为21世纪全球性社会改革浪潮的一个重要主题。

1992年联合国在巴西里约热内卢召开的环境与发展会议发表了21世纪议程》，提出了全球可持续发展的战略框架。

随后，中国政府向全世界推出《中国21世纪议程》，把可持续发展战略列为国家发展战略。

（21世纪议程》指出：

“地球所面临的最严重的问题之一，就是不适当的消费和生产模式，导致环境恶化、贫困加剧和各国的发展失衡。

若想达到合理的发展，则需要提高生产的效率并改变消费，以最高限度地利用资源

和最低限度地产生废弃物。

”可持续发展战略的提出，使我国企业界面临挑战和机遇并存的局面。

它要求企业顺应可持

续发展的全球性潮流。

然而，对于制造业来讲，一方面，工

业发展史上，制造业以其绝对的优势奠定了其在工业上的基

础地位。

另一方面，在目前的技术水平及观念模式下，由制

造业所带来的各种问题也Et益显露。

其中十分突出的一项

就是对于环境的威胁，现代科学技术日新月异使人类逐步摆

脱贫穷，同时亦使人类陷入日益恶劣的自然环境中。

“回归

自然”已成为人类的共同心声。

在当今时代，绿色环境保护

运动的兴起，浸染了现代科学技术，也蕴育了绿色制造技术。

1.2国外现状

国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。

1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。

美国、英国、德国也推出类似计划。

德国目前已有60种类型、3500多个产品授予环境标志，法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国于1991年对产品实施环境标志，日本于1992年对产品实施环境标志，新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。

目前已有40多个国家对产品实施环境标志，从而促进了这些国家,绿色产品,的发展，在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。

国际经济专家分析认为，目前“绿色产品”比例大约为5%~10%，再过10年，所有产品都将进入绿色设计，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。

也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。

1.3国内研究基础

目前，国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。

机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目———清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目———绿色设计技术发展趋势及对策研究。

以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造中。

2．绿色制造技术的要点及特征

2.1绿色制造的概念

绿色制造（GreenManufacturing），面向环境的制造（Manufactu“ngForEnvironment，MFE），又称环境意识制造（EnvironmentallyConsciousManufacturing，ECM），是一种综合考虑环境影响和资源效率的绿色制造模式，其目的是从设计、制造、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对生态环境的负面影响最小，资源利用率最高，并使加工企业社会效益和经济效益

协调化。

绿色制造是由制造问题、环境保护问题、资源的优化利用问题3个方面交叉形成的科学前沿领域，是一个涉及到整个产品生命周期的概念。

2.2绿色技术的特征

绿色制造和传统制造的最大区别[2]是传统制造是一个从生产一流通一消费一废弃的开式模式，而绿色制造则使产品从开发设计一生产制造一包装一使用维修一报废后，以及回收利用的整个产品生命周期中最大限度地减少对环境的负面影响，同时原材料和能源的

利用效率最高。

现代制造技术中提出绿色制造生产的

闭式循环生产模式，就是在传统制造开式生产模式的

基础上增加“回收和循环再利用”环节，如图1所示。

绿色制造的核心是在产品生命周期过程中实现“4R”减量化（Reduce）、重用（Reuse）、再生循环（Recycle）和再制造（Remanufacturing））[3]。

①减量化，从源头就注意节约资源和减少污染；②重用，要求产品及其零部件能够重复利用；③再生循环，要求生产出来的产品使用完后能重新生成可以利用的资源，而不是无用的垃圾；④再制造，对废旧机械产品实现性能恢复和提升，以优质、高效、节能、节材、环保为准则，以进绿色制造技术为手段，对废旧机械产品进行修复和改造。

因此，实现“绿色制造生产模式”包括3个层次：

①绿色资源（绿色原材料和绿色能源）；②绿色生产过程；③绿色产品。

一个绿色产品的生命周期应该做“五

绿”：

绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色回收处理。

3．绿色制造技术的发展与应用

3.1绿色制造技术的发展[4]

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源效率最高。

其体现的一个基本观点是，制造系统中导致环境污染的根本原因是资源消耗和废弃物的产生。

因此，绿色制造涉及的领域有三部分：

一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是环境保护问题；三是资源优化用问题。

绿色制造就是这三部分内容的交叉。

绿色制造将废物减量化[5]、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。

同时对人体和环境无害的绿色产品的生产，亦将随着可持续发展的进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。

不仅要实现生产过程的无污染和不污染，而且生产出来的产品在使用和最终报废处理过程中也不对环境造成损害。

应该指出，在绿色制造的概念中，不但含有技术上的可行性，还包括经济上的可赢利性体现经济利益、环境效益和社会效益的和谐与统一。

能给人们研究和实施绿色制造提供多方位的视图和模型的绿色制的体系结构，是绿色制造的内容、目标和过程等多方面的集成。

绿色制造的体系结构中包括两个层次的全过程控制（具体制造过程即物料转化过程、绿色产品生命周期全过程）、三具体内容（绿色生产过程、绿色产品、绿色资源）和两个实现目标（环境保护、资源优化利用）。

3.2绿色制造技术在机械制造过程中的应用

3.2.1机械产品的绿色结构设计

绿色结构设计是融机械产品的功能、质量、寿命和环境于一体的绿色设计方法。

在机械产品设计之前，考虑好机械产品生命周期中各个环节的环境属性[6]（如：

可维护性、可拆卸性、可回收性等），并将它作为一个重要的指导原则[7]设计目标是制造产品的可制造性、可维修性、可装配性和可环利用性等，达到缩短新产品上市时间、提高产品质量、改服务、降低成本、加强环境保护意识，以实现社会、生态、的可持续化发展。

3.2.2机械产品的绿色材料选择设计[7]

要实施绿色制造，首先要实现绿色材料选择设计。

绿色制造要求产品设计人员要将环境因素融人到开发设计之中改变原有的只注重技术性能和经济性能的材料选择思路。

具体选材时应遵循以下几个原则：

①在选择材料时，不仅要虑其来源广阔、价格低廉，还要考虑材料的利用率和污染性尽量选用低能耗、少污染、无毒、无腐蚀性的材料；②首选再生、能回收利用的材料，提高资源利用率；③注重经济效与社会效益相协调，尽量选择与环境兼容性好的材料，方便产品废弃后的回收利用；④要多开发绿色材料，并建立绿色材料库。

3.2.3机械产品绿色工艺[8]

机械产品绿色工艺是以传统的机械加工工艺技术为基础，并结合材料科学、控制技术、表面技术等现代绿色制造技术，在产品机械加工工艺过程中尽可能地节约能源、减少污染。

绿色加工工艺主要还应从技术人手，尽量采用资源和能源消耗少、对环境污染小的工艺方案。

绿色制造T艺可划分为3种类型：

节省能源型、节约资源型和环保型。

节省能源型是指在产品生产过程中，能够减少能量损耗的工艺技术。

当前通常采用的方法主要有降耗、减磨等低能耗工艺技术。

节约资源型是指在产品生产加工过程中，简化加工工艺系统组成、减少原材料消耗的工艺技术。

可通过优化产品制

造技术和材料技术等新型加工工艺技术方法来降低材料消耗。

环保型是指通过一定的新型加工工艺技术，使产品生产加工过程中产生的废气、废液、废渣、噪声等对操作者和环境的影响或危害尽可能降低或完全消除。

因此，在机械产品加工工艺设计阶段要全面考虑，尽量预防污染的产生，并且增加末端治理技术。

3.2.4机械产品的绿色包装[8]

制造产品的绿色包装是指制造产品在整个生命周期内对环境无污染，可以重新回收循环使用或者再生利用，并且在大自然中能够自行降解的包装。

所以，制造产品的绿色包装，不仅要考虑包装美观、被包装物品不易损坏，同时还要考虑包装材料的价格成本和重复利用、易分解回收及包装材料的废弃物对环境的污染。

目前国内使用的包装材料主要有瓦楞纸板、木板、塑料等。

纸板由于易于回收、可被降解、污染小而被广泛采用，但纸板前期制作对环境污染较大，而且强度低、易导致被包装物品的损坏。

木板由于强度高也被

广泛用于大型制造产品的包装，但木材是不可再生材料，使用过多会因破坏森林导致生态失衡。

塑料制品也广泛用作包装材料，但由于废弃后不可降解，易造成环境的污染。

一种新型的绿色包装（蜂窝纸板）正在成为我国出口货物的理想包装，蜂窝纸板的推广应用成为我国降低制造产品在流通过程中的破损率、提高包装产品质量起到积极的作用。

3.2.5机械产品的绿色回收[9]

机械产品的设计与制造，非常重视绿色制造产品报废后回收循环再利用，回收循环再利用使传统的制造生产模式从开放式变为部分闭环式。

有利于企业进一步改进和完善制造产品的绿色设计，然而回收处理工厂本身也是一个企业，必须应用绿色回收循环再利用技术，避免对环境产生二次污染。

制造产品绿色回收的基本原则是：

对还具有使用价值的产品需要通过绿色回收（更换零部件或维修）作为二手产品出售；对没有使用价值的产品首先通过人工拆卸和分解，然后再绿色回收尚可利用的零部件；对不可利用的零部件也要按材料分类进行绿色回收n州，对有毒有害物质还要经过专门工艺进行处理，其他混合物、残渣则焚烧转化为热能进行绿色回收或送填埋工厂。

四．结论

21世纪的经济竞争是一场“绿色的竞争”，采用绿色制造技术是制造业实施可持续发展战略、解决环境问题、实现新腾飞的必由之路。

现代制造业要建立可持续发展的指标体系，对社会经济的发展状况进行综合评估，改变过去那种仅以GDP论英雄的做法，将资源的合理开发利用、环境保护、社会发展等协调性能指标与GDP一起，发展绿色制造技术，向市场提供绿色产品势在必行。

“绿色风暴”的热潮已经来临，绿色制造技术必将被广泛地应用于材料、机械、冶金、农业、矿业、建筑、化学工程、烧结、颜料和化工产品等诸多行业，成为可持续发展战略的必由之路。

参考文献

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