關(guān)于綠色制造的研究

盧永勝+王瑞琪+劉波+宋雨佳

摘 要：人類社會跨入21世紀(jì)后，與自然的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展已成為時(shí)代的主題?；厥?0世紀(jì)，制造業(yè)已成為創(chuàng)造人類財(cái)富的支柱產(chǎn)業(yè)，是人類社會無指紋迷宮和精神文明的基礎(chǔ)。但是，另一方面，再將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的制造過程中和產(chǎn)品的使用和處理過程中，消耗了大量有限的資源并對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。因此，如何使制造業(yè)減少資源消耗和盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染是21世紀(jì)制造業(yè)面臨的重大問題之一。于是一個(gè)新的制造模式——綠色制造由此而生。

關(guān)鍵詞：綠色制造；協(xié)調(diào)；可持續(xù)發(fā)展；產(chǎn)品生命理論周期；產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)

1 綠色制造概述

1.綠色制造的概念與內(nèi)涵

綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對環(huán)境負(fù)面影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

資源問題、環(huán)境問題、人口問題是當(dāng)今人類社會面臨的三大主要問題，綠色制造是一種重復(fù)你考慮前兩大問題的一種現(xiàn)代制造模式；從制造系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，綠色制造是一個(gè)充分考慮制造業(yè)資源和環(huán)境問題的復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題。當(dāng)前人類社會正在實(shí)施全球化的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色制造是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。

2.與綠色制造相關(guān)的概念

（1）可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。恩格斯在《自然辯證法》中告誡人們：“不要過分讓你陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮瑢τ诿恳淮芜@樣的勝利，自然界都對我們進(jìn)行了無情的報(bào)復(fù)?！?0世紀(jì)80年代末在世界經(jīng)濟(jì)陷入持續(xù)滯漲的窘迫態(tài)勢下，人類全面總結(jié)自己發(fā)展的歷程，重新審視自己的經(jīng)濟(jì)社會行為，提出了一種新的發(fā)展思路和發(fā)展戰(zhàn)略——可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。1987年聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WECD）提出“我們共同的未來”的研究報(bào)告，首次把“可持續(xù)發(fā)展”定義為：“既滿足當(dāng)代人需要，又不損害子孫后代滿足其需求能力的發(fā)展?！蔽覈?995年召開的“全國資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展研討會”上將“可持續(xù)發(fā)展”定義為：可持續(xù)發(fā)展的根本點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展與資源環(huán)境協(xié)調(diào)，其核心就是生態(tài)與經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)。換句話說，可持續(xù)發(fā)展實(shí)質(zhì)是謀求在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和生活質(zhì)量的提高之間實(shí)現(xiàn)一種有機(jī)平衡的發(fā)展。

（2）產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是將整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)視為一種類似與自然生態(tài)系統(tǒng)的封閉體系，其中一個(gè)體系產(chǎn)生的“廢物”，是另一個(gè)體系要素所需的“資源來源”。這樣，整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)要素就形成了相互依存，類似于自然生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈過程的“產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”。

（3）產(chǎn)品生命理論周期。產(chǎn)品生命周期是指產(chǎn)品從原材料采掘、原材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、包裝儲運(yùn)、銷售使用，直到最后廢棄處置的全過程。產(chǎn)品生命周期管理主張從原材料供給過程、產(chǎn)品制造過程、產(chǎn)品儲運(yùn)過程、產(chǎn)品使用過程直到產(chǎn)品廢棄處置過程，都應(yīng)該對環(huán)境影響最小。以前的環(huán)境管理重點(diǎn)往往局限于“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”，“產(chǎn)品制造”和“廢置處理”3個(gè)階段，而忽視了“原材料采掘與生產(chǎn)”和“產(chǎn)品使用”等重要階段。僅僅控制某種產(chǎn)品制造過程中的環(huán)境影響，而忽視其“上游”的原材料供給方生產(chǎn)過程和其“上游”的產(chǎn)品使用方使用過程所帶來的環(huán)境影響，結(jié)果很難準(zhǔn)確評估和真正減少該種產(chǎn)品所產(chǎn)生的實(shí)際環(huán)境影響。從末端治理與簡單生產(chǎn)工程控制逐漸轉(zhuǎn)向于以產(chǎn)品周期各階段為生命鏈的全方位、全過程控制管理是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。這種產(chǎn)品生命周期管理的思想實(shí)質(zhì)就是全面環(huán)境管理的思想。

2 面向綠色制造的材料選擇

1.概述

各種統(tǒng)計(jì)表明，從能源、資源消費(fèi)的比重和造成環(huán)境污染的根源分析，材料及其產(chǎn)品生產(chǎn)是造成能源短缺、資源過度消耗乃至枯竭和環(huán)境污染的主要原因之一。材料選擇是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的第一步，因此，其綠色特性對產(chǎn)品的的綠色性能具有極為重要的影響。面向綠色制造的材料選擇對最終產(chǎn)品的“綠色程度”具有重要意義。這主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先材料是面向綠色設(shè)計(jì)和制造的基礎(chǔ)，沒有環(huán)境友好的材料可供選擇，在很大程度上影響了綠色設(shè)計(jì)和制造的最終效果；其次，材料屬性對綠色產(chǎn)品的綠色程度有著重要作用，由不同屬性的材料制成的產(chǎn)品其綠色程度是不一樣的，在它的提取、制備、生產(chǎn)和制品的使用與廢棄過程中不僅消耗而資源和能源不同，而且造成的環(huán)境污染也是不同的。因此，在盡可能滿足用戶對材料性能要求的同時(shí)，必須考慮盡可能的節(jié)約資源和能源，盡可能減少對環(huán)境的污染，改變片面追求性能的觀點(diǎn)。

2.產(chǎn)品材料對環(huán)境的影響

產(chǎn)品全生命周期過程實(shí)際上是一個(gè)以工件材料物流為主線的過程，伴隨著產(chǎn)品材料的性能、結(jié)構(gòu)和形狀的改變。在原材料制備、產(chǎn)品制造加工、使用、回收處理的每一個(gè)過程中，材料都在直接地影響著環(huán)境。

3.面向綠色制造的材料選擇原則

（1）材料的技術(shù)性原則。材料的技術(shù)性原則主要包括材料的力學(xué)性能（強(qiáng)度、延展性、耐磨性等），物理性能（密度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性等），化學(xué)性能（抗氧化性、抗腐蝕性等）。

（2）材料選擇經(jīng)濟(jì)性原則。在滿足零件對技術(shù)性能要求的前提下，選材時(shí)還應(yīng)關(guān)注降低零件的總成本，零件的總成本包括材料價(jià)格、加工成本、回收處理成本以及其他一些費(fèi)用。

（3）材料選擇的環(huán)境協(xié)調(diào)性原則。材料選擇的環(huán)境協(xié)調(diào)性原則是面向綠色制造的材料區(qū)別于傳統(tǒng)材料選擇的主要特點(diǎn)。材料選擇的環(huán)境協(xié)調(diào)性原則主要考慮材料資源的豐富程度、材料的可回收性和可重用性、材料的能容量以及材料的毒害性等屬性。

綠色制造事實(shí)是制造業(yè)環(huán)境污染頭控制的關(guān)鍵途徑，是21世紀(jì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。作為一相對較新的概念，綠色制造還有諸多不完善，要想實(shí)現(xiàn)綠色制造，還需要更多理論和技術(shù)上的突破。

參考文獻(xiàn)

[1]陳莊，劉飛，陳曉慧. 基于綠色制造的產(chǎn)品多生命周期工程. 中國機(jī)械工程，1999，10（2）：133-238

[2]劉光復(fù)，劉志峰，李鋼. 綠色設(shè)計(jì)與制造. 北京：機(jī)械工業(yè)出版，1999