綠色制造技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用研究

張巖波 武利兵 閆 偉

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，山西 長治 046000）

0 引言

在社會發(fā)展的過程中，機(jī)械制造業(yè)也有了明顯的進(jìn)步，為了充分保證生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，提出了綠色制造生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，不僅能夠起到保護(hù)環(huán)境的作用，還能促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展[1]。

1 綠色制造技術(shù)的概念及特點(diǎn)

1.1 綠色制造技術(shù)的概念

綠色制造技術(shù)是在傳統(tǒng)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用較為先進(jìn)的綠色材料和制造技術(shù)，是考慮環(huán)境因素和資源因素的一種現(xiàn)代化的機(jī)械制造技術(shù)，主要是在機(jī)械生產(chǎn)整個過程中，充分利用各種環(huán)保節(jié)能資源，并實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化和配置，從機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸一直到使用等各個階段中，都能提升其環(huán)保效率，這能夠在很大程度上減少機(jī)械制造成本的投入，減小對環(huán)境的污染和破壞，能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。綠色制造也可以理解為環(huán)境意識制造，以環(huán)境保護(hù)為主要目的，進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)制造，主要是保證產(chǎn)品的全生命周期中不會產(chǎn)生對環(huán)境造成污染或者減少環(huán)境污染的生產(chǎn)模式。

1.2 綠色制造技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 采用綠色材料

在綠色制造技術(shù)的應(yīng)用中，材料是否具備環(huán)保性質(zhì)是決定該技術(shù)功能的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此，在機(jī)械制造選擇材料的過程中，盡可能地選擇那些對環(huán)境沒有污染和損害，并且能夠被回收再利用的材料[2]。目前，我國機(jī)械制造行業(yè)要想達(dá)到環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略目標(biāo)，需要提高對綠色材料的重視程度，能夠自主研發(fā)綠色環(huán)保材料，并在研發(fā)過程中對成本使用進(jìn)行綜合考慮，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的同時做好環(huán)境保護(hù)工作。

1.2.2 采用綠色設(shè)計(jì)

在機(jī)械制造的過程中，要考慮到材料的質(zhì)量、壽命、環(huán)保性能和使用途徑等方面的內(nèi)容，保證機(jī)械設(shè)計(jì)中具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，減少機(jī)械產(chǎn)品對環(huán)境造成的危害。

1.2.3 采用綠色工藝

在進(jìn)行機(jī)械制造過程中，應(yīng)用綠色工藝能夠有效減少對環(huán)境的破壞，提高資源的利用率，因此，在進(jìn)行綠色制造的過程中，需要考慮如何有效利用綠色材料保證機(jī)械產(chǎn)品的正常功能的同時，還能有效提升其質(zhì)量。

1.2.4 采用綠色處理

綠色制造技術(shù)中的綠色處理特點(diǎn)主要是能夠回收再利用廢棄的材料，或者二次加工使用那些在制造過程中無法投入使用的材料或產(chǎn)品，提升機(jī)械制造的利用率，體現(xiàn)出機(jī)械制造的環(huán)保價值。

2 機(jī)械制造過程中綠色制造技術(shù)的應(yīng)用

2.1 綠色材料的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，在機(jī)械制造方面也體現(xiàn)出融合的特性。因此，在使用綠色材料的過程中，要結(jié)合其他技術(shù)，進(jìn)行融合應(yīng)用，不僅能夠提升機(jī)械制造的質(zhì)量和水平，還能在制造過程中有效地減少環(huán)境污染，保證機(jī)械生產(chǎn)的效率。材料是進(jìn)行機(jī)械制造的基礎(chǔ)，只有提升材料的環(huán)保性能，才能在最大程度上達(dá)到綠色制造的目的，因此，就需要對綠色材料進(jìn)行合理的加工，有效運(yùn)用綠色原料。例如，現(xiàn)階段很多機(jī)械制造企業(yè)廣泛應(yīng)用自動化技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用一些具有環(huán)保性質(zhì)的材料，并對其進(jìn)行加工和使用，自動化技術(shù)可以應(yīng)用到機(jī)械制造的各個單元中，機(jī)械制造主要分為3 個環(huán)節(jié)，也就是毛坯制作、粗加工和精加工3 個環(huán)節(jié)，采用環(huán)保材料集合自動化技術(shù)，不僅能夠減少對環(huán)境的污染，還能有效提升整個生產(chǎn)過程中的質(zhì)量[3]。在應(yīng)用自動化技術(shù)的過程中，其控制功能能夠?qū)C(jī)械整個過程進(jìn)行控制，特備是在應(yīng)用綠色材料后，更能對材料的使用進(jìn)行自動檢測、監(jiān)督和控制。在機(jī)械制造中，需要應(yīng)用很多構(gòu)件，其中管控構(gòu)件能夠?qū)φ麄€機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行合理的監(jiān)督、控制和管理。在機(jī)械制造的功能單元中，定位系統(tǒng)和綠色材料的使用，能夠制造合理施工所需要的能量；傳感單元主要是對機(jī)械制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，特別是對于綠色材料的應(yīng)用，對相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)測，保證自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；定制單元主要對機(jī)械制造中使用的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和研究，制定切實(shí)可行的工作信號，進(jìn)而對自動化機(jī)械制造的運(yùn)行提供指導(dǎo)。

2.2 綠色設(shè)計(jì)的應(yīng)用

從綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用角度分析，機(jī)械產(chǎn)品的制造要想充分利用綠色制造技術(shù)，就需要對機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命、功能價值等方面進(jìn)行綜合性的考慮。機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中，就對制造的各個階段和環(huán)節(jié)進(jìn)行了合理規(guī)劃，并在設(shè)計(jì)的過程中就融入了綠色環(huán)保的理念，因此就產(chǎn)生了各種方面的綠色設(shè)計(jì)，包括機(jī)械產(chǎn)品的重復(fù)利用、可回收利用，同時保證機(jī)械產(chǎn)品在安裝和維護(hù)中的環(huán)保性，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)師要將環(huán)境特性作為主要的設(shè)計(jì)原則。目前，在很多機(jī)械制造設(shè)計(jì)過程中，已經(jīng)廣泛應(yīng)用了綠色虛擬建模技術(shù)，也可以理解為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠利用數(shù)字建模進(jìn)行構(gòu)建，圖1 是某機(jī)械構(gòu)件的綠色數(shù)字建模圖，在模型中分析產(chǎn)品的實(shí)用性、結(jié)構(gòu)性以及制造性，保證機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)后能夠制造出來，進(jìn)而提升產(chǎn)品的制造通過率，避免出現(xiàn)制造失敗或者制造出現(xiàn)問題的情況，有助于企業(yè)節(jié)約成本，達(dá)到節(jié)能環(huán)保制造的目的[4]。

圖1 某機(jī)械零件綠色建模圖

2.3 綠色生產(chǎn)工藝的應(yīng)用

在環(huán)境保護(hù)意識逐漸增強(qiáng)的時代下，機(jī)械制造企業(yè)也要在進(jìn)行制造生產(chǎn)的過程中，改變傳統(tǒng)的觀念，在現(xiàn)有工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上添加綠色生產(chǎn)工藝，這樣能夠提升對原材料的利用率，減少在進(jìn)行機(jī)械制造過程中對環(huán)境的影響，經(jīng)過進(jìn)一步研究，綠色生產(chǎn)工藝的應(yīng)用可以分為3 種方式。1）節(jié)能工藝技術(shù)的應(yīng)用，也就是在進(jìn)行機(jī)械制造的過程中，減少能量的消耗。2）資源節(jié)約工藝的應(yīng)用，也就是在機(jī)械制造時能夠?qū)ιa(chǎn)過程進(jìn)行簡化，減少資源的消耗。3）環(huán)保生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，也就是在進(jìn)行機(jī)械制造的過程中能夠選擇合適的加工方式，將制造中產(chǎn)生的廢料進(jìn)行回收再利用，減少制造過程造成的環(huán)境破壞[5]?，F(xiàn)階段，國家提升對綠色環(huán)保技術(shù)的重視程度，也強(qiáng)調(diào)制造生產(chǎn)企業(yè)要廣泛應(yīng)用綠色生產(chǎn)工藝，在保證機(jī)械制造企業(yè)正常發(fā)展的前提下，減少環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

2.4 綠色包裝技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械制造的過程中，產(chǎn)品制作完成后也要有包裝的設(shè)計(jì)，正是由于包裝的存在，導(dǎo)致很多環(huán)境污染問題的發(fā)生。在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品包裝的過程中，會有很多材料被丟棄不能利用[6]。因此，可以在綠色制造技術(shù)的引導(dǎo)下，采用綠色包裝技術(shù)，對這些被丟棄的材料進(jìn)行回收分解，不能直接將其投放到環(huán)境中，這樣會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。但是廢棄物回收分解所需要的成本較高，在這種情況下，可以對機(jī)械產(chǎn)品的包裝進(jìn)行改良，采用新型環(huán)保的包裝材料，能夠在使用的過程中減少對環(huán)境的污染，這樣在節(jié)約成本的同時，還能起到一定的環(huán)境保護(hù)作用。目前，很多機(jī)械制造企業(yè)較多使用環(huán)保模板或者三合板，利用這些材料能夠?qū)崿F(xiàn)有效的綠色環(huán)保，在包裝拆除后還能進(jìn)行二次利用?，F(xiàn)階段，國家已經(jīng)重視這樣技術(shù)的研究，并取得有效的成果，其中蜂窩紙板的研究充分將綠色環(huán)保的理念體現(xiàn)出來[7]。

3 機(jī)械制造過程中綠色制造技術(shù)應(yīng)用未來發(fā)展趨勢

3.1 社會化

綠色制造技術(shù)的研究和發(fā)展需要社會全體人員的支持和努力，結(jié)合相關(guān)政策、企業(yè)對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、用戶對產(chǎn)品的需求等方面，共同建立綠色制造技術(shù)的研究和發(fā)展系統(tǒng)。

3.2 全球化

人類只有一個地球，共同生活在同一片生態(tài)環(huán)境中，不管是哪個國家，都對機(jī)械制造產(chǎn)品的綠色制造技術(shù)有嚴(yán)格的規(guī)定，而且綠色制造技術(shù)將會成為日后產(chǎn)品市場競爭和環(huán)境保護(hù)證策落實(shí)的主要力量。

3.3 產(chǎn)業(yè)化

綠色制造技術(shù)的產(chǎn)生在未來必然會帶動一些與綠色產(chǎn)品相關(guān)的制造業(yè)、軟件開發(fā)等產(chǎn)業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)能夠進(jìn)一步推動綠色制造技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，減少環(huán)境污染，推動社會可持續(xù)發(fā)展。

3.4 并行化

并行化是現(xiàn)有綠色制造技術(shù)的全面性特點(diǎn)之一，主要是指綠色并行工程，在產(chǎn)品的全生命周期中考慮到用戶、環(huán)境、資源等各方面因素，采用各種先進(jìn)技術(shù)和各種先進(jìn)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

對于機(jī)械制造過程中綠色制造技術(shù)的應(yīng)用來說，要想控制對污染，就需要對制造的源頭加以重視，充分利用自然資源，盡可能地提升資源利用率，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，同時還要積極使用綠色生產(chǎn)工藝和包裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對廢料的回收再利用，避免造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，對保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)獲得更高利益，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展起到了重要的作用。