機械制造企業(yè)如何實施綠色生產(chǎn)

劉正山

（天津大港油田運輸有限公司，天津 300272）

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機械制造企業(yè)如何實施綠色生產(chǎn)

劉正山

（天津大港油田運輸有限公司，天津 300272）

摘 要：本文對機械制造企業(yè)綠色生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)容進行闡述，分析機械制造企業(yè)推行綠色生產(chǎn)的措施和方法，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：綠色生產(chǎn) 機械制造企業(yè) 綠色產(chǎn)品 綠色加工過程 綠色企業(yè)

1 引言

綠色制造，也叫綠色生產(chǎn)。綠色生產(chǎn)的定義是在不犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、可靠性及使用壽命的前提下，充分利用資源和能耗，盡量減輕生產(chǎn)過程對環(huán)境產(chǎn)生的有害影響。

機械制造企業(yè)實施綠色化生產(chǎn)過程有著巨大的現(xiàn)實意義。一方面，響應(yīng)國家的號召，保護環(huán)境，充分利用各種資源，減少企業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物對環(huán)境的污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略；另一方面，企業(yè)通過實施綠色生產(chǎn)過程，實現(xiàn)企業(yè)的升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高企業(yè)競爭力，塑造企業(yè)良好形象。

2 機械制造企業(yè)綠色生產(chǎn)系統(tǒng)運行的具體內(nèi)容

機械產(chǎn)品的生產(chǎn)系統(tǒng)一般分為三個階段：產(chǎn)品設(shè)計階段、產(chǎn)品生產(chǎn)加工階段和產(chǎn)品包裝階段。每一個階段都需要投入大量的人力、物力和財力，涉及到的生產(chǎn)要素主要有人員、設(shè)備、工藝方法、能源、原材料等。機械制造企業(yè)根據(jù)不同的產(chǎn)品特點，涉及到的環(huán)境因素多種多樣。因此，環(huán)境保護、資源優(yōu)化可以采用的方法和途徑也是多方面的。為了便于歸納總結(jié)，本文從三個視角分析機械制造企業(yè)綠色生產(chǎn)系統(tǒng)的有機組成，即綠色產(chǎn)品、綠色加工過程和綠色企業(yè)。

2.1 綠色產(chǎn)品

機械制造企業(yè)的產(chǎn)品一般要經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的前期設(shè)計。產(chǎn)品設(shè)計是關(guān)鍵，起決定性作用。一個產(chǎn)品的設(shè)計需要考慮的因素很多，如產(chǎn)品的功能、選擇材料、使用可靠性、使用壽命、安全性、經(jīng)濟性、加工制造的工藝方法等，這些是傳統(tǒng)設(shè)計方法考慮的主要因素。而綠色生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計還要加上環(huán)境因素，即面向環(huán)境的產(chǎn)品設(shè)計DFE（Design for Environment），主要目標是采用盡可能合理優(yōu)化的產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)、性能，在滿足客戶需要的同時，減少資源消耗以及對環(huán)境的負面影響。

產(chǎn)品設(shè)計中的材料選擇。傳統(tǒng)上往往比較重視材料的技術(shù)性能（強度、硬度、耐磨性、抗腐蝕性、導(dǎo)電性等）和經(jīng)濟因素（價格、成本等），但關(guān)于材料選擇對環(huán)境影響方面的考慮較少。綠色產(chǎn)品的材料選擇不但要考慮材料的技術(shù)、經(jīng)濟原則，還要遵循環(huán)境原則。一般的環(huán)境原則遵循以下幾點：①優(yōu)先選用可再生材料（如木材、動物皮毛等），盡量選用可回收再利用材料（如鐵、銅、鋁金屬、塑料等）。②盡量選用易加工、低能耗、少污染的材料。③盡量選擇環(huán)境兼容性好的材料，避免使用對人體有毒、有害和有輻射的材料。④選擇材料易于回收、再利用、再制造和降解處理等。

產(chǎn)品設(shè)計中的結(jié)構(gòu)大小、幾何形狀、制造精度和表面粗糙度對資源消耗影響巨大。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大小關(guān)系到利用材料的多少，進而影響資源消耗。幾何形狀與加工制造有很大關(guān)系，一個形狀簡單的零部件顯然比形狀復(fù)雜的加工容易，加工成本低，加工能耗少。產(chǎn)品零部件的精度和表面粗糙度直接影響加工工藝的編排。好的產(chǎn)品設(shè)計要盡量避免過度加工，產(chǎn)品的精度和表面粗糙度滿足使用要求即可，而過高的加工精度和表面粗糙度將會造成資源的浪費。

產(chǎn)品設(shè)計中的使用壽命與資源能耗優(yōu)化的關(guān)系問題。這里，以機械制造企業(yè)最普通的產(chǎn)品減速器為例說明。減速器產(chǎn)品中包括傳動軸和齒輪零件，這兩種零件為了滿足使用壽命要求，都要進行熱處理工藝，耗費較大的能源。如果根據(jù)減速器的工作使用年限10年的要求，那么傳動軸和齒輪的強度、硬度機械性能也應(yīng)滿足10年。而若產(chǎn)品設(shè)計和加工工藝使傳動軸的壽命是5年，齒輪的壽命是15年。因此，這樣的使用壽命是不經(jīng)濟的，會造成資源能耗的浪費。原則上，產(chǎn)品的使用壽命與組成它的各個零部件的使用壽命相一致。

機械制造企業(yè)的產(chǎn)品運送到使用客戶那里，往往需要對產(chǎn)品進行必要的包裝。包裝是產(chǎn)品的附帶品，不具有使用價值，主要是確保產(chǎn)品運輸途中的安全性，避免造成產(chǎn)品功能和使用性的破壞。包裝材料最終作為廢棄物扔到環(huán)境中，給環(huán)境造成極大的危害。機械制造產(chǎn)品的包裝應(yīng)摒棄求新、求異的設(shè)計理念，采用面向環(huán)境的產(chǎn)品包裝設(shè)計，簡化包裝結(jié)構(gòu)和包裝用材，盡量選用可回收易降解的材料，如紙質(zhì)、木材等。這樣，既可以減少資源的浪費，又可以減少環(huán)境污染和固體廢棄物的處理費用。

2.2 綠色加工過程

機械制造企業(yè)的產(chǎn)品加工過程一般是原材料、毛坯轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的過程，是資源流動的主要形式，包括物料的移動、形變（切削加工、沖壓變形、焊接）、機械性能改變（熱處理）、表面改性（電鍍、涂漆）等，涉及物理化學(xué)反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化和資源消耗。企業(yè)加工技術(shù)水平的高低直接影響物料轉(zhuǎn)化過程中的生產(chǎn)效率、資源利用率和環(huán)境污染狀況。所以，提高加工技術(shù)水平是企業(yè)實施綠色加工的關(guān)鍵。從加工過程物質(zhì)流方面進行考察，總結(jié)出機械制造企業(yè)影響環(huán)境的因素主要有：①原材料形變過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，如鐵屑、邊角料、作為報廢處理的半成品、成品等。②加工工具使用過程的損耗，如廢刀塊、廢刀具、廢砂輪，工具、夾具、量具、設(shè)備修配產(chǎn)生的廢零件等。③加工輔料，如潤滑油、冷卻液、化學(xué)反應(yīng)用到的試劑溶劑、熱處理使用的淬火油、電鍍使用的電解液等。④生產(chǎn)過程的能源消耗，如設(shè)備驅(qū)動、廠房照明用的電能，生產(chǎn)工藝要求用到的燃氣、燃油等。⑤機器運轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的噪聲，表面涂漆產(chǎn)生的粉塵污染、空氣污染，強電流磁場設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射等。

綠色加工就是通過改進工藝，改善工具設(shè)備條件，優(yōu)化工廠的整體布局和環(huán)境，系統(tǒng)地管控好上述五個方面的環(huán)境因素，盡可能減少它們對環(huán)境的負面影響。

（1）合理安排加工余量，一般零部件的加工工藝編排順序為粗加工→精加工，每一工序的加工余量適度，既能滿足加工質(zhì)量的要求，又能使去除部分（鐵屑）最小化。（2）加強產(chǎn)品的質(zhì)量保障，減少生產(chǎn)過程中的不合格品數(shù)量。（3）提高操作人員的技能本領(lǐng)，科學(xué)規(guī)范使用各種刀具、工具、機床設(shè)備等；加強設(shè)備的維護保養(yǎng)，降低設(shè)備運行的故障率和維修成本。（4）提高輔料的利用效率，研究廢油、廢液回收再利用的工藝方法，探索干切削、干磨削（不使用冷卻液）加工技術(shù)的可行性。（5）提高能源的利用效率，淘汰耗能大、效率低的生產(chǎn)設(shè)備，采用先進制造技術(shù)、加工設(shè)備及綠色能源等。（6）改善工廠環(huán)境，采取隔音減振措施，降低噪聲污染；安裝生產(chǎn)車間通風(fēng)換氣裝置，減少粉塵、空氣污染等。

技術(shù)先進性是實施綠色加工的前提。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機械制造技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。由于計算機在快速完成復(fù)雜計算和處理大量數(shù)據(jù)方面的能力優(yōu)于人的大腦，使它在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工藝（CAPP）、企業(yè)資源計劃（ERP）等，大大提高了機械制造企業(yè)的技術(shù)能力、生產(chǎn)效率、質(zhì)量水平和資源利用率。

2.3 綠色企業(yè)

企業(yè)是大環(huán)境系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，保護和建設(shè)好企業(yè)自身的綠色環(huán)境也是在保護整個生態(tài)系統(tǒng)的大環(huán)境。因此，企業(yè)的綠色生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)不僅包括向社會提供有價值的綠色產(chǎn)品，優(yōu)化資源利用的綠色加工過程，還包括企業(yè)廠區(qū)的園林綠化、工作現(xiàn)場的干凈整潔、工人工作的舒適健康等一整套綠色化系統(tǒng)建設(shè)。

機械制造企業(yè)應(yīng)當遵循發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和實施清潔生產(chǎn)的原則，推行工業(yè)廢渣、廢液、廢氣等資源化、無害化處理，實現(xiàn)企業(yè)“三廢”的規(guī)范管理和綜合利用。首先，進行垃圾分類管理。例如，對可回收的固體廢棄物（廢金屬、廢塑料、包裝使用的廢木材、紙質(zhì)等），可定期由工廠管理部門聯(lián)絡(luò)廢品回收公司負責回收；對不可回收利用廢物（生活垃圾等），可由工廠聯(lián)絡(luò)環(huán)衛(wèi)部門直接入廠清理；對危險廢棄物（國家危險化學(xué)品目錄中規(guī)定的化學(xué)品、容器、包裝物等）的收集、存放、處置，應(yīng)按照國家和企業(yè)相關(guān)規(guī)定管理，定期交給有資質(zhì)的處置危險廢棄物公司進行處理。此外，進行廠區(qū)的規(guī)劃布局，合理設(shè)置專用貯存工業(yè)固體廢棄物的場所、設(shè)施，合理鋪設(shè)工業(yè)污水處理管路、設(shè)施、凈化處理裝置等。

機械制造企業(yè)應(yīng)該系統(tǒng)規(guī)劃，科學(xué)、合理安排生產(chǎn)布局。廠區(qū)留有空地，種植一些花草樹木，建造與企業(yè)文化相吻合的景觀造型藝術(shù)品，美化廠區(qū)環(huán)境。提倡企業(yè)采用先進的管理方法維護廠區(qū)環(huán)境，如日本5S管理、ISO14000國際環(huán)境管理體系標準等，努力創(chuàng)建一個干凈、整潔、舒適、健康的工作環(huán)境。同時，加強員工培訓(xùn)教育，提高他們的企業(yè)綠色文化素養(yǎng)，如保護環(huán)境，不亂扔垃圾，不破壞綠化設(shè)施等。

3 機械制造企業(yè)推行綠色生產(chǎn)的措施及分析

圖1 一般機械制造企業(yè)物料轉(zhuǎn)化過程

圖1為一般機械制造企業(yè)物料轉(zhuǎn)化過程。綠色生產(chǎn)要求企業(yè)的輸入盡可能少，而同樣的產(chǎn)品輸出，要使產(chǎn)生的環(huán)境污染盡可能小。機械制造企業(yè)推行綠色生產(chǎn)，就是對生產(chǎn)系統(tǒng)的物料使用和流動進行優(yōu)化，尋找生產(chǎn)加工工藝過程中降低資源能源消耗、減少污染物排放量的潛在因素和方法，實現(xiàn)企業(yè)真正意義上的高效、低耗、環(huán)?？沙掷m(xù)性的經(jīng)營發(fā)展模式。

對于通過ISO14000系列環(huán)境管理體系標準認證的機械制造企業(yè)而言，推行綠色生產(chǎn)，企業(yè)需嚴格執(zhí)行環(huán)境管理體系標準，定期進行體系標準的第三方評審活動，積極改進企業(yè)經(jīng)營中的環(huán)境表現(xiàn)，對產(chǎn)生的環(huán)境污染量、資源消耗量等指標進行持續(xù)改進，最大限度地降低企業(yè)對環(huán)境的負面影響。

對于沒有通過ISO14000系列環(huán)境管理體系標準認證的機械制造企業(yè)而言，如果要推行綠色生產(chǎn)，企業(yè)首先需要組建一個綠色生產(chǎn)評審小組。組長由企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)或廠長擔任，組員由技術(shù)部、檢驗部、制造部等部門主管組成。為了達到保護環(huán)境，提高企業(yè)資源利用率的目標，小組展開積極討論，從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程可能存在的“非綠色部位”，如資源利用率低、能源消耗大、廢物排放多的生產(chǎn)單元。必要時，進行企業(yè)生產(chǎn)過程的深入調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，特別是生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比關(guān)系，即生產(chǎn)各投入要素（原材料、能源、輔助材料、刀具等）與產(chǎn)品產(chǎn)出量之間的數(shù)量關(guān)系，尋找企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的資源浪費點。生產(chǎn)過程中的浪費分為一般性浪費和技術(shù)性浪費。一般性浪費指生產(chǎn)過程中顯而易見的資源浪費現(xiàn)象，浪費的原因也比較容易找到。如產(chǎn)生的不合格品。對于生產(chǎn)的不合格品，可以通過加強企業(yè)質(zhì)量管理來消除。技術(shù)性浪費則指隱藏在生產(chǎn)工藝過程中不易被發(fā)現(xiàn)的浪費，是需要通過專門的技術(shù)分析才能找出的浪費現(xiàn)象。例如，刀具使用的浪費，可能是刀具的選型不對或是刀具切削角參數(shù)不正確。此外，綠色評審小組提出綠色生產(chǎn)改進可行性方案。要對方案的技術(shù)性、經(jīng)濟性、環(huán)境改進效果進行評估。如果方案可行，評審小組組織協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)各相關(guān)部門實施綠色生產(chǎn)改進方案，并安排一定人員跟蹤實施效果，以便進行實施方案的持續(xù)改進。

4 結(jié)語

隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，機械制造企業(yè)實施生產(chǎn)系統(tǒng)的綠色化將是大勢所趨。過去那種生產(chǎn)粗放、資源破壞、污染嚴重的企業(yè)生產(chǎn)模式終將在市場經(jīng)濟大潮中被淘汰，而建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的企業(yè)，正成為中國企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理想模式，也必將在國家的經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位，煥發(fā)勃勃生機。

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Machinery Manufacturing Enterprises How to Implement Green Production

LIU Zhengshan
（Tianjin Dagang Oilfield T ransportation Co. Ltd.， Tianjin 300272）

Abstract:Green production is a hot topic in the field of industrial production all over the world. The content of green production system of machinery manufacturing enterprises are described， and the machinery manufacturing enterprises measures and methods of green production were analyz ed， which has a certain reference value.

Key words:green production， green products， green machinery manufacturing enterprises， processing enterprises green