綠色制造發(fā)展理念與發(fā)展前景淺析

米雪蓮　劉琳

摘要：機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)是人類生活、社會(huì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是創(chuàng)造人類物質(zhì)文明進(jìn)步的基石。為了最大限度的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、綠色循環(huán)，綠色制造的概念正在逐步被接受和重視。綠色設(shè)計(jì)、綠色制造以及新能源等糅合了環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化的現(xiàn)代制造技術(shù)正被人們所提倡。綠色制造是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)，是未來機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計(jì)、綠色制造、可持續(xù)發(fā)展

機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)處于消耗大量資源，使用眾多勞動(dòng)力和污染環(huán)境的基礎(chǔ)階段。于是人們渴望改變原有的落后產(chǎn)能，優(yōu)化資源，與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由此，全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)資源優(yōu)化利用和環(huán)境保護(hù)治理相結(jié)合的新的制造模式---綠色制造。綠色制造是解決目前全球出現(xiàn)的資源枯竭、環(huán)境污染、能源危機(jī)等眾多問題的有效措施，是符合可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)良模式，是未來機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必由道路。

1.綠色制造的概念與內(nèi)涵

綠色制造又稱為環(huán)境意識(shí)制造和面向環(huán)境的制造，綠色制造是綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，綠色制造涉及機(jī)械制造行業(yè)的整個(gè)領(lǐng)域，從產(chǎn)品的原材料采集供應(yīng)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，產(chǎn)品流通運(yùn)輸、使用維護(hù)，以及產(chǎn)品的報(bào)廢回收或者拆卸再利用都能參與。生產(chǎn)制造工具的節(jié)能優(yōu)化也屬于綠色制造領(lǐng)域，也就是說綠色制造涉及產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期。這不同于我們傳統(tǒng)意義上的機(jī)械加工過程這一狹義的制造含義。

綠色制造具有廣義的含義，它與環(huán)境保護(hù)和有效利用能源密切相關(guān)。是一個(gè)“大制造”的概念，是在產(chǎn)品壽命周期的每一個(gè)階段全面地考慮資源和環(huán)境因素，即保護(hù)環(huán)境和資源優(yōu)化利用，是實(shí)現(xiàn)最大程度的優(yōu)化利用資源和減少環(huán)境污染的廣義綠色制造過程。做為一種先進(jìn)制造模式，它強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品生命周期全過程中采取綠色措施，從而盡可能地減少產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境和人體健康的負(fù)面影響，提高資源和能源的利用率。所謂產(chǎn)品生命周期全過程，是指從地球環(huán)境（土地和海洋等自然資源）中提取原材料，進(jìn)行加工制造成產(chǎn)品，并流通給消費(fèi)者使用，在產(chǎn)品報(bào)廢后經(jīng)拆卸、回收和資源重新利用這一再循環(huán)的整個(gè)過程。綠色制造的“綠色”理念涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，由多學(xué)科的交叉集成，體現(xiàn)了現(xiàn)代制造學(xué)科的“大制造、大過程、學(xué)科交叉”的特點(diǎn)。它所涉及的領(lǐng)域包括3個(gè)方面：①制造領(lǐng)域：包括產(chǎn)品生命周期全過程；②環(huán)境領(lǐng)域；③資源領(lǐng)域。而綠色制造就是這3大領(lǐng)域內(nèi)容的交叉集成、融匯貫通。我們常說其包括三項(xiàng)具體內(nèi)容：綠色生產(chǎn)過程、綠色產(chǎn)品和綠色資源。

2.綠色制造核心技術(shù)

綜上所述，廣義上的綠色制造包含全壽命生產(chǎn)周期，因此每個(gè)階段都要滲透優(yōu)化利用資源與環(huán)保的理念，相應(yīng)就產(chǎn)生綠色制造技術(shù)。

2.1綠色材料的優(yōu)化選擇

產(chǎn)品的原材料有很多選擇角度，從綠色材料角度考慮，低能耗，環(huán)境負(fù)效應(yīng)小，資源利用率高，資金價(jià)值大，這些都是首要考慮的先決條件。

2.1.1選用無毒無害的環(huán)保材料，能降低污染，能有效的降低后期的回收處理費(fèi)用，對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境都是雙贏。如產(chǎn)品中一定要使用有毒有害的材料，應(yīng)明確給出預(yù)防措施和回收處理方案。

2.1.2選用易加工、低能耗少污染的材料，如汽車車身改用輕質(zhì)鋁材制造，重量可以減少40%，節(jié)約了燃油消耗。

2.1.3減少制造生產(chǎn)所用材料的種類，并選擇有相容性的材料。這樣可以簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，有利于員工對(duì)于零部件的生產(chǎn)標(biāo)記和管理，并能在日后得到更多的單類回收材料。

2.1.4盡量優(yōu)先選用可回收可再生材料 可回收再生材料不僅可以減少資源消耗，還可以減少原材料在提煉加工過程中對(duì)環(huán)境的污染。可回收材料有利于提高產(chǎn)品回收率，更有效節(jié)約資源，減少產(chǎn)品廢棄物，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。近期興起的新型生態(tài)環(huán)境材料，擁有良好的使用性能和較高的資源利用率，是未來材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。

2.1.5材料的經(jīng)濟(jì)效益也是綠色制造必須考慮的重要條件。這不僅指優(yōu)先考慮選用價(jià)格比較便宜的材料，而且對(duì)比分析材料對(duì)整個(gè)制造、運(yùn)行使用、產(chǎn)品維修乃至報(bào)廢后的回收處理成本等的影響，以達(dá)到最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。這也是企業(yè)生產(chǎn)獲得效益的決定因素之一。

2.2綠色設(shè)計(jì)技術(shù)理念貫徹始終

綠色設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是在設(shè)計(jì)階段將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念之中，節(jié)能降耗作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，，從可持續(xù)發(fā)展的角度審視產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)階段按照全壽命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評(píng)價(jià)，排除潛在的對(duì)環(huán)境負(fù)面的影響，形成“綠色”全過程。

在綠色設(shè)計(jì)理念中，我們常接觸的是綠色工藝規(guī)劃。綠色制造的工藝規(guī)劃通過對(duì)生產(chǎn)工藝流程、工藝設(shè)備、工藝方案及參數(shù)的優(yōu)化選擇，從而在制造過程中使經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗達(dá)到和諧優(yōu)化統(tǒng)一。

如采用擠壓、冷鐓、搓絲生產(chǎn)工藝生產(chǎn)螺母、螺栓等機(jī)械配件摒棄以前的切削工藝，可使材料利用率大大提高；選擇精確成型工藝能實(shí)現(xiàn)多種材料的復(fù)合選用，多種冷熱工藝的交叉結(jié)合，是機(jī)械制造技術(shù)的突破，對(duì)于機(jī)械制造業(yè)而言，不但可以降低毛坯制造時(shí)的能耗物耗，也極大縮短了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費(fèi)用。再比如無氰電鍍、非氰化淬火等工藝都是具有綠色制造工藝概念的。

2.3. 產(chǎn)品環(huán)境性能設(shè)計(jì)

不同的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境有不同的影響，設(shè)計(jì)時(shí)考慮產(chǎn)品性能、盡可能滿足對(duì)環(huán)境的要求。如生產(chǎn)電冰箱要求不用氯氟類的制冷劑和發(fā)泡劑，減少或消除酸洗、磷化過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染物，降低能耗，減少噪聲等。

2.4綠色包裝技術(shù)

在如今文明社會(huì)，產(chǎn)品的包裝越來越被人們重視，在產(chǎn)品銷售中的作用越來越大?？梢哉f包裝的好壞決定了人們購買的第一印象，在一定程度上體現(xiàn)了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由此，生產(chǎn)制造商越來越重視產(chǎn)品外形包裝。綠色包裝是指采用循能環(huán)使用可再生可降解的材料進(jìn)行商品包裝。綠色包裝盡可能簡化產(chǎn)品包裝，采用可降解再生的材料包裝，以便于回收再利用。

在包裝設(shè)計(jì)中，在產(chǎn)品外包裝上使用各種回收標(biāo)志。使用不同顏色或其他輔助辨識(shí)系統(tǒng)，顯著地標(biāo)明其廢棄方法、廢棄地點(diǎn)、分類標(biāo)識(shí)等，以增強(qiáng)包裝物的有效回收。

2.5綠色拆卸、回收處理技術(shù)

傳統(tǒng)的制造行業(yè)，產(chǎn)品壽命周期結(jié)束后，沒有使用價(jià)值，多數(shù)報(bào)廢處理或者填埋。如今，將綠色回收的理念深入人心，不僅僅是報(bào)廢產(chǎn)品材料分類回收，而且是更加精細(xì)的報(bào)廢產(chǎn)品拆解回收再利用，既節(jié)約資源避免浪費(fèi)又有效的保護(hù)環(huán)境。這就涉及到產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的可回收性，使綠色制造產(chǎn)生的產(chǎn)品形成良好的循環(huán)，便于資源再利用。

拆卸是廢棄物回收的前提，回收則是廢棄物再利用的保證目前機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸行是綠色設(shè)計(jì)研究的主要熱點(diǎn)。廢棄產(chǎn)品不可拆卸可造成大量可重復(fù)利用的零部件材料的浪費(fèi)，而且廢棄物不好處置，污染環(huán)境?？刹鹦对O(shè)計(jì)的方式主要有兩類，一類是成熟的產(chǎn)品的鏈接結(jié)構(gòu)，如螺栓聯(lián)接。一類基于計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)軟件，開發(fā)相應(yīng)的可拆卸性能評(píng)價(jià)體系，通過計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開發(fā)研究。

3.綠色制造的發(fā)展前景

3.1綠色制造是人類社會(huì)現(xiàn)實(shí)要求，資源與成本的控制要求我們必須實(shí)行綠色制造

各國對(duì)創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保的良好社會(huì)形態(tài)的要求與日俱增，綠色制造逐步替代原有落后的生產(chǎn)制造工藝，可以解決全球能源日益枯竭的現(xiàn)狀，更好的利用有效的資源，減少資源消耗和浪費(fèi)，降低環(huán)境污染，為創(chuàng)建和諧社會(huì)，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展提供保障。而企業(yè)來說，綠色制造的思想與方法也是降成本增效益重要的手段和方法。

3.2科技進(jìn)步推動(dòng)綠色制造行業(yè)的發(fā)展

綠色制造業(yè)的推廣僅有良好的愿望是不行的，必須建立在社會(huì)科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上。如三菱重工展出的GE15A高精度數(shù)控滾齒機(jī)，不用冷卻液，減少了資源投入；沒有金屬切削，既節(jié)約原材料又大大提高了工效。由此可見，在機(jī)械加工領(lǐng)域，技術(shù)人員的技術(shù)方向就是無切削液加工，這樣不僅精簡了加工工藝，還減少了成本并且消除了冷卻液帶來的一系列如何排放和回收等問題。

3.3綠色制造將帶動(dòng)更多的新型行業(yè)形成，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)

社會(huì)推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行綠色制造，也因此產(chǎn)生新型的行業(yè)及產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，帶動(dòng)企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)效益。如產(chǎn)品更新?lián)Q代，需要更先進(jìn)的實(shí)施工具；新興行業(yè)的形成，如環(huán)保裝備制造業(yè)，產(chǎn)品回收物流產(chǎn)業(yè)、綠色制造咨詢公司和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證業(yè)等成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，為社會(huì)提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。淘汰落后產(chǎn)能，推動(dòng)社會(huì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，這些造就了綠色制造業(yè)發(fā)展的必然。

3.4國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的提出，是企業(yè)發(fā)展綠色制造行業(yè)的準(zhǔn)則

1996年國際環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)ISO4001和ISO4004相續(xù)頒布，它把環(huán)境管理的強(qiáng)制性和改善生態(tài)環(huán)境及人類生活居住環(huán)境的自愿性有機(jī)的結(jié)合在一起，是企業(yè)找到經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的依據(jù)和正確途徑，保證社會(huì)在新世紀(jì)健康和諧持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，綠色制造是制造業(yè)發(fā)展的必然道路，是減少資源消耗，降低污染，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)建和諧社會(huì)的重要保障。

作者簡介：米雪蓮（198- ）年 女 安陽利浦筒倉工程有限公司 助理工程師 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)）

劉琳（1980- ）年 男 安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司第二煉軋廠 助理工程師 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)