現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向:綠色制造

汪哲能

（衡陽財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機械工程系，湖南衡陽421002）

綠色制造，是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，是一個面向環(huán)境的復雜的制造系統(tǒng)工程，它把制造過程中涉及到的每一個環(huán)節(jié)和每一個因素，都與對環(huán)境的影響和資源的利用緊密結(jié)合起來。其目標是使得產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用、維修到報廢、回收、處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境（自然生態(tài)環(huán)境、社會系統(tǒng)和人類健康等）的負面影響最小，資源效率最高，能源消耗最低，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造作為一種新型的制造模式，是目前的研究熱點，也是現(xiàn)代制造業(yè)未來的發(fā)展方向。

在過去，人們更多地把保護環(huán)境的重點放在了污染物的“末端”控制和處理上，而忽略了對污染物的全過程控制和預防。越來越多的事實表明，在制造全過程的各個環(huán)節(jié)，都有產(chǎn)生環(huán)境問題的可能性。如果從制造的準備階段，就開始對制造的全過程以及生產(chǎn)完成后的產(chǎn)品進行全面的分析評價，對可能產(chǎn)生的環(huán)境問題事先進行預測，環(huán)境面臨的危害，就會大大減輕。這一點，可以說是綠色制造的核心所在。

在全球性競爭日趨激烈的壓力驅(qū)動下，利用高新技術(shù)和現(xiàn)代化管理來提高生產(chǎn)率，節(jié)約自然資源投入，節(jié)約勞動力和各種形式的資源，是促進經(jīng)濟增長與發(fā)展的主要源泉。事實上，無論從技術(shù)發(fā)展，還是從需求推動的角度，綠色制造已經(jīng)在影響和引導當今的技術(shù)發(fā)展方向。綠色制造所涉及的領(lǐng)域相當廣泛，包含的內(nèi)容也豐富多彩。

1 綠色設計

綠色設計，是一種新型設計理念和技術(shù)。在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設計中，充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時，優(yōu)化各有關(guān)設計因素，努力追求小型化（少用料）、多功能（一物多用，少占地）、可回收利用（減少廢棄物數(shù)量和污染）。強調(diào)綠色設計，是為了以一種更為負責的態(tài)度與意識，去創(chuàng)造新的工業(yè)文明，是實施綠色制造的關(guān)鍵。

2 綠色制造技術(shù)

綠色制造技術(shù)，是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設計、制造、使用到報廢整個產(chǎn)品生命周期中，不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低。

（1）少無切削技術(shù)。采用少無切削加工技術(shù)，可以大大減少加工余量。使用精鑄、冷擠壓等成型技術(shù)和工程塑料，從近似成形向凈成形及仿形發(fā)展，不僅可以節(jié)約傳統(tǒng)毛坯制造時的能耗和物耗，同時還可大大減少產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費用。

（2）超高速加工技術(shù)。是近年來發(fā)展起來的一種集高效、優(yōu)質(zhì)和低耗于一身的先進制造工藝技術(shù)。由于該技術(shù)既可保證加工質(zhì)量，又能降低能源消耗，同時還可大大提高加工效率，因此是綠色制造技術(shù)的一個發(fā)展方向。

（3）新型刀具技術(shù)。減少刀具損耗，尤其是復雜和貴重刀具材料的損耗，是降低材料消耗的一條重要途徑。為此，可研究開發(fā)各種超高速加工（包括難加工材料）的新型刀具材料，深化對超高速加工選用刀具的工藝參數(shù)的優(yōu)化研究，開發(fā)適應超高速加工的刀具，發(fā)展涂層刀具，提高刀具的耐用度和切削效率。

（4）快速原型制造技術(shù)。由于快速原型制造技術(shù)既可節(jié)約資源，又能減少加工廢棄物，因此是很有發(fā)展前途的綠色制造技術(shù)。其特點主要有：沒有或極少下腳料，因而相當環(huán)保；成功解決了計算機輔助設計中三維造型“看得見、摸不著”的問題；系統(tǒng)柔性高，只需要修改CAD模型，就可生成各種不同形狀的零件；具有廣泛的材料適應性；不需要專用的工裝夾具和模具，大大縮短新產(chǎn)品試制時間；零件的復雜程度與制造成本關(guān)系不大。

3 綠色設備

綠色設備減少了機床材料的用量，優(yōu)化了機床結(jié)構(gòu)，提高了機床性能，不使用對人和生產(chǎn)環(huán)境有害的工作介質(zhì)。比如干式切削加工機床、強冷風磨削機床等，由于不使用切削液，可消除在機加工時使用切削液所帶來的負面效應。

4 綠色材料

綠色材料是指具有良好使用性能，并且資源和能源消耗少、對生態(tài)與環(huán)境污染小，對人類健康無損害、再生利用率高或可降解循環(huán)利用的原材料。為此，可選擇無毒無害、安全可靠、易于分解處理的原材料，選用易加工的材料及低耗能、少污染、可回收利用的材料，以減少產(chǎn)品對人類和環(huán)境的危害。改善機電產(chǎn)品的功能，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)約使用原材料，減少所用材料的種類，少用或不用稀有原料，多用邊角余料、廢料或再生物料，以提高資源的利用率。

5 清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)的實質(zhì)是一種物料和能耗最少的人類生產(chǎn)活動的規(guī)劃和管理，將廢物量化、資源化和無害化，或消滅于生產(chǎn)過程之中。這比傳統(tǒng)的“先污染后治理”的環(huán)保模式提高了一大步。

6 再制造技術(shù)

再制造技術(shù)是針對損壞或報廢的零部件，在失效分析、壽命評估等全壽命分析的基礎上，進行再制造工程設計，采用高新表面工程技術(shù)、快速成形技術(shù)等先進制造技術(shù)，使再制造產(chǎn)品質(zhì)量達到或超過新品。再制造產(chǎn)品絕不是“二手貨”，也不是“翻新品”。

7 表面工程

表面工程是指通過表面涂覆、表面改性或多種表面工程技術(shù)復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學成份、組織結(jié)構(gòu)和應力狀態(tài)等，以獲得所需要表面性能的系統(tǒng)工程。由于其顯著的優(yōu)點而受到各行各業(yè)的重視，其優(yōu)勢不僅在表現(xiàn)經(jīng)濟效益上，其產(chǎn)生的環(huán)境效益更是令人矚目，因此也是綠色制造的發(fā)展方向之一。

8 工業(yè)生態(tài)學

工業(yè)生態(tài)學是一種革新性的可持續(xù)工業(yè)戰(zhàn)略。其主旨是最大限度地減少廢物和提高材料與能源的循環(huán)利用，強調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)要盡可能封閉，以防止能源或有用材料的流失。工業(yè)生態(tài)學試圖按照自然系統(tǒng)來塑造工業(yè)系統(tǒng)，一種生物的產(chǎn)品成為另一種生物的投入，并使整個過程的效益最大化。

9 結(jié)束語

綜上所述，綠色制造是包含范圍相當廣泛的各類先進制造技術(shù)的總稱，具有學科的綜合性，手段的多樣性，廣泛的功能性，潛在的創(chuàng)新性，環(huán)境的保護性，較強的實用性和巨大的增效性。實施綠色制造，可最大限度地提高資源利用率，減少資源消耗，直接降低成本，減少或消除環(huán)境污染，減少或避免因環(huán)境問題引起的經(jīng)濟處罰，并使企業(yè)具有更好的社會形象，為企業(yè)增加無形資產(chǎn)。如果說，當初是因為西方發(fā)達國家嚴格的環(huán)保立法和綠色法規(guī)促使了制造業(yè)實施綠色制造，那么，現(xiàn)在推行綠色制造，已成為實施綠色制造先行者嘗到甜頭后的自覺行為。事實已經(jīng)證明，廣泛采用綠色制造技術(shù)，不僅是一個社會效益顯著的行為，同時也是取得顯著經(jīng)濟效益的有效手段。鑒于以上原因，對待綠色制造不應該被動地遵守政府和社會道德方面作出的規(guī)定，而應該把綠色制造看作是一種戰(zhàn)略經(jīng)營決策，確立為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向。

[1]盛曉敏，鄧朝暉，等.先進制造技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2]汪哲能.干式切削——金屬切削加工發(fā)展新方向[J].大學時代，2006，(2)C版：176-178.

[3]姚巨坤，梁志杰，崔培枝.再制造升級研究[J].新技術(shù)新工藝，2004，(3):17-19.