淺談清潔生產(chǎn)分析方法

曹思燕

（廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會，廣州 510006）

1 清潔生產(chǎn)分析方法

清潔生產(chǎn)分析方法一般包括資料調(diào)查、生產(chǎn)現(xiàn)場考察、總量統(tǒng)計(jì)、繪制物料平衡、單位產(chǎn)品耗用量核算、編制折線圖和線性回歸分析（E-P圖）等方法。

（1）生產(chǎn)現(xiàn)場考察：通過現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)直觀易見的問題。例如現(xiàn)場的跑冒滴漏狀況、設(shè)備運(yùn)行狀況、環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)、廢水廢氣的排放情況、危廢的儲存及堆放場所等。

（2）建立物料平衡：建立物料平衡的對象必須針對審核重點(diǎn)，即企業(yè)中污染嚴(yán)重的環(huán)節(jié)或部位、消耗大的環(huán)節(jié)或部位、環(huán)境公眾壓力大的環(huán)節(jié)或問題以及有明顯的清潔生產(chǎn)機(jī)會的環(huán)節(jié)或問題[1]。明確了審核重點(diǎn)后，根據(jù)審核重點(diǎn)的實(shí)際生產(chǎn)情況確定如何建立物料平衡。建立物料平衡的基礎(chǔ)和依據(jù)是實(shí)測輸入輸出物流，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律原理建立平衡，通過平衡結(jié)果分析物料流失環(huán)節(jié)、找出廢物產(chǎn)生的原因，查找物料儲運(yùn)、生產(chǎn)運(yùn)行、管理及廢棄物排放等方面存在的問題，依據(jù)原因和問題，產(chǎn)生有針對性的清潔生產(chǎn)方案[2]。但是進(jìn)行實(shí)測要求企業(yè)有完善的計(jì)量設(shè)備和計(jì)量手段，而且實(shí)測很可能會影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)，對于大多數(shù)企業(yè)，完成較困難[2]。深圳一家ATM組裝企業(yè)（XDT公司），所有的零部件都是外購或者外發(fā)加工，公司主要業(yè)務(wù)為ATM產(chǎn)品的研發(fā)、組裝、軟件嵌入、檢測。工作重心主要在產(chǎn)品研發(fā)和軟件嵌入，生產(chǎn)過程為人工組裝，主要是將外購的原材料按照操作程序步驟進(jìn)行手工組裝、布線，經(jīng)過調(diào)試和質(zhì)量檢驗(yàn)后進(jìn)行包裝，最后出貨檢查。生產(chǎn)過程中如發(fā)現(xiàn)有不良的原輔材料全部返還給供應(yīng)商進(jìn)行更換。公司只有1個(gè)生產(chǎn)車間，人工組裝，生產(chǎn)設(shè)備有小型手動(dòng)沖壓機(jī)、手動(dòng)叉車、電烙鐵等，沒有重點(diǎn)耗能部門，生產(chǎn)過程無生產(chǎn)廢水，只有少量的焊錫廢氣，已通過集氣罩收集后經(jīng)活性炭處理排放，噪聲較低。因此審核重點(diǎn)定在了生產(chǎn)車間。在開展物料平衡時(shí)，由于一個(gè)生產(chǎn)周期需要投入幾百種物料，最后通過手工組裝成1臺產(chǎn)品，無法從數(shù)量或者重量上采用輸入輸出的物料數(shù)據(jù)做平衡分析。在這個(gè)物料平衡中，技術(shù)人員匯總物料的輸入輸出數(shù)據(jù)后，只能對照單臺產(chǎn)品組裝的物料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，從而發(fā)現(xiàn)原輔材料的返修率和產(chǎn)品的直通率。

（3）在實(shí)際運(yùn)用過程中，繪制折線圖的特點(diǎn)是簡明、直觀，可以顯示隨著時(shí)間而變化的連續(xù)數(shù)據(jù)，便于找出數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，還可將多組數(shù)據(jù)繪于同一圖中，找出其相聯(lián)性[3]。針對折線的變化規(guī)律及異常點(diǎn)的出現(xiàn)位置，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)管理過程中存在的問題，并進(jìn)行原因分析，進(jìn)而挖掘清潔生產(chǎn)的機(jī)會。

通過折線圖方法對單位產(chǎn)品原輔材料消耗、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)品水耗進(jìn)行繪圖分析，從折線圖的走向來發(fā)現(xiàn)單耗的高低問題，最終評價(jià)結(jié)果也只能從一些宏觀的方向進(jìn)行分析，如訂單減少產(chǎn)量下降、設(shè)備故障、企業(yè)受外部環(huán)境影響如金融危機(jī)等。由于涉及多方面的原因，企業(yè)往往不會提供真實(shí)數(shù)據(jù)，或企業(yè)的計(jì)量器具不完善及計(jì)量方式不正確等，導(dǎo)致提供的數(shù)據(jù)缺乏可靠性。而折線圖只能反映數(shù)據(jù)的變化情況，對于數(shù)據(jù)是否正確不能核實(shí)。在數(shù)據(jù)不完全真實(shí)的情況下，單靠折線圖可能無法更深入地找出潛在問題。

（4）線性回歸分析：E-P圖對折線圖有效地做了補(bǔ)充。

式中，E代表每個(gè)月的消耗量；P代表相應(yīng)月份的產(chǎn)量；m代表直線的斜率（為可變部分單位產(chǎn)品的能源消耗）；e代表y軸的截距（生產(chǎn)率非常低時(shí)消耗，固定消耗部分）。繪制E-P圖時(shí)得出的關(guān)系直線，其斜率表示產(chǎn)能與耗能間的依賴關(guān)系，以此參照行業(yè)清潔生產(chǎn)評價(jià)體系、清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)能耗的要求可判斷企業(yè)生產(chǎn)的狀況，資源、能源的利用水平；直線的截距表示生產(chǎn)過程中的能量損失以及與產(chǎn)量無關(guān)的耗能，可反映企業(yè)的過程控制、管理、人員等方面綜合情況。此外，還可通過計(jì)算方差（離散率）核算數(shù)據(jù)的真實(shí)性或有效性，關(guān)系數(shù)據(jù)間的相關(guān)性/統(tǒng)一性程度等，從而判斷其清潔生產(chǎn)潛力大小[3]。

KW公司是一家以生產(chǎn)、銷售電光源材料為主的高新技術(shù)企業(yè)，主要產(chǎn)品有固汞（球體固汞和圓柱體固汞，球體固汞采用熔滴法生產(chǎn)，圓柱體固汞采用壓制法生產(chǎn)）。統(tǒng)計(jì)某年度固汞生產(chǎn)數(shù)據(jù)（包括產(chǎn)品產(chǎn)量、原輔材料消耗、水電消耗）如表1。

從表1可看出，球體固汞的一次性合格率約為54.5%，圓柱體固汞的一次性合格率達(dá)96.8%。產(chǎn)品一次性合格率與設(shè)備的性能有很大的關(guān)聯(lián)，由于國內(nèi)還沒有成熟的設(shè)備用于生產(chǎn)球體固汞，現(xiàn)有的設(shè)備是企業(yè)經(jīng)過不斷摸索自行設(shè)計(jì)委外加工的，因此在球體固汞的合格率上突破是一大難關(guān)。

相對而言，5、6月份球體固汞的合格率偏低（41.6%，低于平均水平），主要是由于5、6月份設(shè)備故障率高，停機(jī)維修的時(shí)間長和次數(shù)多，導(dǎo)致產(chǎn)品的合格率偏低。設(shè)備維修后，7月份的產(chǎn)品合格率逐漸恢復(fù)正常。

表1 公司產(chǎn)品投料量-產(chǎn)量情況表

圖1 球體固汞產(chǎn)品線性分析圖

對表1中球體固汞產(chǎn)品的消耗數(shù)據(jù)通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值（如圖1）。

圖1可見，數(shù)據(jù)點(diǎn)較集中，斜率比較大，投料量與產(chǎn)量有很強(qiáng)的相關(guān)性。由于e值較大，說明與產(chǎn)量無關(guān)的能耗（e）較大。R2值較大，說明數(shù)據(jù)可信度較好。由于汞對人體和環(huán)境的危害較大，必須要盡量減少損失。經(jīng)過質(zhì)詢調(diào)查及查看車間工作場所的檢測報(bào)告結(jié)果得知，主要固定損失在：1）設(shè)備殘留。在熔滴法成型過程中，汞容易與金屬黏合，部分汞附著在反應(yīng)釜金屬內(nèi)壁上，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率低；2）汞具有易揮發(fā)的特性。分析了固定損失的原因，企業(yè)相應(yīng)地制定了清潔生產(chǎn)方案，力求將固定損失減到最低。

對表1中圓柱體固汞產(chǎn)品的消耗數(shù)據(jù)通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值（見圖2）。

圖2 圓柱體固汞產(chǎn)品線性分析

圖2可見，數(shù)據(jù)點(diǎn)很集中，消耗量與產(chǎn)量有很強(qiáng)的相關(guān)性，固定損失小。由于e值較小，說明與產(chǎn)量無關(guān)的能耗（e）較小。經(jīng)過質(zhì)詢調(diào)查及查看車間工作場所的檢測報(bào)告結(jié)果得知，主要固定損失在兩方面：1）壓制法生產(chǎn)固汞過程中，成型工序殘留在模具中的粉體量大，壓制機(jī)的鉆針與模具之間長期摩擦?xí)a(chǎn)生磨損，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率偏低；2）汞易揮發(fā)。

表2為固汞車間的電力消耗數(shù)據(jù)，圖3為通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值。

表2 固汞生產(chǎn)車間用電情況表

從固汞車間的耗電分析圖可看出數(shù)據(jù)點(diǎn)散布較集中，R2值較大，表明電耗得到了有效控制。斜率m較大，反映了產(chǎn)量與耗能間有很大的依賴關(guān)系。由于e值較大，說明固定損失大。

圖3 固汞車間用電消耗線性分析

對單耗和產(chǎn)量繪圖分析，找出單耗高和低的點(diǎn)進(jìn)行分析（見圖4）。

圖4 用電單耗-產(chǎn)量圖

從單耗圖可以看出基本趨勢為：隨著產(chǎn)量的提高，用電單耗下降。

4月份為最高用電單耗月份，最高單耗與最低單耗分別為39.87kW·h/t、20.53kW·h/t，差距幅度約在48%。當(dāng)產(chǎn)量為1410kg的時(shí)候，用電單耗為20.53kW·h，為最佳控制點(diǎn)。在原材料及產(chǎn)品未發(fā)生重大變化的前提下，表明企業(yè)的電耗沒有得到很好的控制。固汞車間照明、空壓機(jī)、冷卻水循環(huán)泵、抽風(fēng)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備不必要的空運(yùn)轉(zhuǎn)也會造成e值較高。因此可針對企業(yè)分析所采用的工藝要求，并對公共設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析查找原因，制定相應(yīng)的方案。

線性相關(guān)分析方法是一個(gè)科學(xué)的分析方法，在有完善可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前提下，可以準(zhǔn)確找出問題，為提出的方案提供依據(jù)。使用E-P線性分析法需要收集大量的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)必須在真實(shí)的基礎(chǔ)上。但在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，尤其是私營企業(yè)，計(jì)量器具不完善，生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄不齊全，會有很多不確定的因素，企業(yè)一般能提供的只有總量數(shù)據(jù)，各個(gè)車間的數(shù)據(jù)只是企業(yè)人員憑經(jīng)驗(yàn)計(jì)算或估算。另外，生產(chǎn)實(shí)際消耗量往往與財(cái)務(wù)或采購統(tǒng)計(jì)的有出入，在審核過程中，企業(yè)往往會將采購量作為消耗量提供。因此，要使用E-P法分析企業(yè)存在的問題，必須先讓企業(yè)完善計(jì)量器具和計(jì)量制度。

2 產(chǎn)生清潔生產(chǎn)方案的途徑

清潔生產(chǎn)方案產(chǎn)生的途徑一般有現(xiàn)場考察、收集員工的合理化建議、請行業(yè)專家指導(dǎo)、參考行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)/體系、查找專業(yè)網(wǎng)站/文獻(xiàn)等方式產(chǎn)生方案。通過召集各個(gè)車間的員工開會討論，了解目前車間、崗位存在的問題，分析產(chǎn)生問題的原因，吸收員工提出的改進(jìn)意見。結(jié)合以往審核的經(jīng)驗(yàn)，一般對問題的分析不夠深入，最終提出來的解決方案不能根本解決問題，或者不是解決問題最好的方法。產(chǎn)生方案最重要的是要分析透徹，這樣才能最大程度地解決問題。方案實(shí)施后，利用累積的數(shù)據(jù)對其效果進(jìn)行前后對比分析，計(jì)算出總能源/資源節(jié)減量（環(huán)境效益）和成本節(jié)約量（經(jīng)濟(jì)效益），以支持和鼓勵(lì)清潔生產(chǎn)審核工作的持續(xù)開展。

3 結(jié)語

清潔生產(chǎn)審核的主體是企業(yè)，企業(yè)必須擔(dān)起主導(dǎo)工作，發(fā)動(dòng)全員參與，出謀劃策，這樣才能使企業(yè)審核工作落到實(shí)處，利于企業(yè)的不斷壯大與發(fā)展。將清潔生產(chǎn)審核的總體思想引入企業(yè)生產(chǎn)及管理理念中，指導(dǎo)企業(yè)按照七個(gè)階段35個(gè)步驟開展審核工作，協(xié)助企業(yè)建立起清潔生產(chǎn)體系，幫助企業(yè)培養(yǎng)一批清潔生產(chǎn)工作的專業(yè)人員，從本質(zhì)上為企業(yè)解決實(shí)際問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家清潔生產(chǎn)中心.企業(yè)清潔生產(chǎn)審核手冊[M].北京：中國環(huán)境出版社，2015.[2] 劉剛，陳玉成.清潔生產(chǎn)審核過程中的物料平衡技術(shù)與方法探討[J].三峽環(huán)境與生態(tài)，2011（2）：38-42.

[3] 何新生.折線圖與E-P圖介紹及其應(yīng)用分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2009 （4）： 86-88.