绿色制造的研究现状及几个战略问题

摘要：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计,制造,包装,运输和使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调化。

综述了绿色制造国内外研究现状，指出绿色制造的研究正在全球制造业兴起，分析和总结了绿色制造研究的阶段特点：然后论述了绿色制造未来发展战略问题，包括绿色制造认识问题，完整理论体系实用技术体系，社会法律，标准及金融体系，绿色制造人才战略。

关键词：绿色制造资源环境现状战略
Abstract: Green manufacturing (GM) is a modern manufacturing mode integrating environmental impacts and resource consumption, with its ultimate goal of minimizing environmental impacts and maximizing resource utilization ratio during product life cycle, which includes design, processing, packaging, transportation, usage, and disposal of discarded products, and harmonizing economic and social benefits. The state-of-art of GM is reviewed to show that GM has become a hot issue both in the academy and the industry. Furthermore, the phase attributions of GM are analyzed and summarized from five aspects. Finally, the development strategies in the future are discussed from four points, including the enterprise understanding of green manufacturing, theory system establishment, practical technology system development, social law and finance system, education of green manufacturing.
Key words: Green manufacturing Resource Environment State-of-art Strategies
绿色制造的研究现状及几个战略问题
前言
制造业是创造人类财富的支柱产业，对人类社会的贡献不言而喻。

但是制造业在将制造资源转变为产品的制造过程以及产品的使用过程和废弃处理过程中，一方面消耗掉了大量人类社会有限的资源，另一方面造成环境污染，是当前环境污染问题的主要根源。

面对当前人类社会可持续发展的需要，制造业必须尽可能减少资源消耗和尽可能减少环境影响。

有鉴于此，实施绿色制造对制造业而言已势在必行。

绿色制造可定义为[1，2]，绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输以及使用到报废处理的整个生命周期中，对环境负面影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调化。

从上述定义可看出，绿色制造具有非常丰富和深刻的内涵。

绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。

绿色制造的“制造”涉及到产品整个生命周期，是一个“大制造”的概念。

绿色制造涉及到多学科的交叉和集成。

因此体现了现代制造科学的“大制造、大过程、学科交叉”的特点。

绿色制造的研究十分重要，国内外对此已作了大量研究，并取得多方面的新进展，正由概念、一般理论的探讨逐步转向企业生产与管理实践的渗透。

本文将就绿色制造的研究现状和下一阶段研究和发展中的几个战略问题作一简要论述。

1 绿色制造的研究现状
1.1 绿色制造的研究正在全球兴起
绿色制造(Green manufacturing)，又称环境意识制造(Environmentally conscious manufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing for environment)、工业生态Industry ecology 等。

绿色制造是制造科学、管理科学和环境科学深层次交叉而形成的国际重要科学技术前沿领域；在，际上引起了广泛的重视。

美国制造工程师学会1996年发表了关于绿色制造的蓝皮书《Green manufacturing》，系统论述了绿色制造的概念，并对其内涵和作用等问题进行了较系统介绍，1998年SME又在国际互联网上发表了“绿色制造的发展趋势”的网上主题报告。

美国机械工程学会ASME也在网上公布了不少研究论文。

美国Berkeley加州大学不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而
且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页CGDM。

国际生产工程学会CIRP 近几年有大量论文对环境意识制造和生命周期工程等与绿色制造本质一致的问题进行了广泛研究。

2001 年4 月国际技术研究院(International Technology Research Institute, ITRI) 世界技术部(World Technology Division WTEC)召集了一批美国绿色制造方面的专家对美国、欧洲、日本共50多家企业金属和塑料加工过程、汽车和电子产品进行了调研，对绿色制造的需求、研究、应用现状进行了全面的分析，并完成了“环境友好制造最终报告”（Environmentally Benign Manufacturing ），指出材料与制造业的环境友好性迫切需要改善。

绿色制造自提出以来也一直受到国内各高校和科研院所的高度重视，并展开了大量的研究。

国家863 高技术计划和国家自然科学基金也支持了不少绿色制造方面的课题，有力的推动了该领域的研究工作，如“绿色制造的资源流模型和实施关键技术研究”、“绿色制造的理论体系和决策支持技术的研究”、“机电产品绿色设计理论及方法”等。

在近年来的研究工作中，已形成了一批专门从事绿色制造研究的科研队伍，发表了大量的研究论文，出版了多本绿色制造方面的专著[3]，有关技术手册也收录了绿色设计与制造方面的技术[4]。

中国机械工程学会在绿色制造方面也一直给予了多方面的关注和支持，如路甬祥院士在2002 年中国机械工程学会年会主旨报告中将“坚持发展与环境的统一，实施绿色制造”列为实现与世界制造强国地位相适应、有中国特色的现代制造的基本理念之一[5]。

近年来随着 ISO14000 环境管理体系系列标准、OHSAS18000 职业健康与安全卫生标准系列、绿色产品标志认证等的颁布，又进一步推动着绿色制造研究与企业生产的结合以及绿色制造战略在企业中实施工作。

因此，可以毫不夸张的说，一股强大的绿色浪潮正在全球制造业中兴起。

1.2 绿色制造研究现状分析
总结绿色制造当前研究现状，有以下几个特点值得注意。

1、在国内外的工业界和学术界，绿色制造作为21 世纪的重要战略和制造模式已达成广泛的共识。

2、绿色制造是一门科学，具有丰富的内涵特征，有许多理论问题需要深入研究和突破。

文献[6]总结国际上的研究，提出了一种绿色制造的理论体系的初步框架。

该框架包括绿色制造的定义和内涵、绿色与绿色度的概念与量化理论、绿色制造的“三度”理论、资源主线论、物流闭环特性、时间维特性、空间维特性、决策属性、集成特性等一系列理论要点，并且各理论要点之间有着密切的相互关系。

3、绿色制造具有丰富的技术内涵，是一系列技术的综合。

笔者曾在文献[7]中总结国内外绿色制造技术，提出了绿色制造的技术内容体系，包括总体技术、专题技术和支撑
技术三部分，其中总体技术包括绿色制造的理论体系、绿色制造的体系结构和多生命周期工程、绿色制造的系统运行模式、绿色制造物能资源系统等；专题技术包括绿色设计技术、绿色材料选择技术、绿色工艺规划技术、绿色包装技术和绿色处理技术等；支撑技术包括绿色制造的数据库和知识库、制造系统环境影响评估系统、绿色ERP管理模式和绿色供应链系统、绿色制造的实施工具等。

4、绿色制造是一种现代企业面向可持续发展战略的制造模式，蕴涵着巨大的市场机遇和挑战。

美国《制造与技术新闻》期刊在一篇题为“Green Manufacturing Is A Strategic Priority （绿色制造是优先发展战略）”的头条报道中指出：在不久的将来，无论从工程还是商务与市场的角度，绿色制造都将成为工业界最大的战略挑战之一[8]。

目前已有很多跨国企业都纷纷在不同程度上开始推行绿色制造战略，开发绿色产品，如德国的西门子公司，日本的丰田和日立公司，美国的福特集团等。

绿色制造也开始引起了国内企业的重视。

如重庆机床厂是一家以生产齿轮制造机床而著名的国有大型制造企业。

近年来，推行高速、高效、数控、绿色化的制齿机床创新设计、推出了YKS3132、YKX3140M等一系列的新产品，赢得了市场，创造了显著的经济效益，实现企业的扭亏为盈。

在制齿机床绿色化创新设计方面主要采用了以下策略：用钢板焊接机床结构代替传统的铸件结构；采用油雾分离器净化油雾排放；采用有效的切屑回收系统，分离切屑与油污；数控化简化机床机械结构，降低了机床能量消耗，降低了操作者劳动强度，提高了操作安全性；具备干式切削能力[9]
5、绿色制造是一个复杂的系统工程，目前其研究与实践仍处于起步阶段，还存在不少问题需要系统深入地研究
2 绿色制造发展中的几个战略问题思考
2.1 绿色制造的企业认识有待于深化
绿色制造的提出很容易受到政府、社会公众、非赢利组织等的接受和支持，但企业认识绿色制造却经历了一个漫长的过程，而且这个过程还将继续。

其认识路线可以如下表示：
负担（约束）→责任（义务）→机遇（效益）
负担（约束）：不少企业认为绿色制造等同于环保工作，甚至认为是一种麻烦，需要投入更多不产生利润的环保成本，而且还可能招来环保罚款，关闭停顿等处罚。

这些企业对于绿色制造是一种无奈甚至逃避的态度。

责任（义务）：面对当前我国资源问题和生态环境问题的不断的恶化事实，许多经济状况比较好，同时具有社会责任感的企业愿意以绿色制造作为尽企业社会责任的举措
而愿意投入，但这种投入往往有限。

机遇（效益）：这是国际上许多行业领先企业的共识[8]。

绿色制造的竞争优势表现为多个方面，如：①随着国际、国内的环境、资源、职业健康与安全方面的立法、绿色制造行业标准、公众意识等方面要求的越来越严格，绿色制造企业的生存空间将越来越大，而反过来非绿色制造企业则可能会处于一种被动状态，失去应得的市场机遇。

②绿色制造通过对生产过程的资源节约、环境排放控制、以及职业健康与安全方面考虑，将直接降低生产成本、环境罚款以及安全方面的损失等，从而赢得效益。

③实施绿色制造的企业的产品更容易被顾客接受，赢得良好的品牌和市场形象形，成竞争优势。

以上三种认识实际上是绿色制造认识的三个层面或者三个属性：可能既是一种负，担又是一种责任，但更是一种机遇，三者并存。

2.2 绿色制造应该形成完整的理论体系和科学体系
尽管目前绿色制造的理论体系框架已经初步建立，但其完整的理论和科学体系还有待于建立。

要建立绿色制造的理论体系，许多理论问题，如绿色制造的“三度”理论、绿色度及其量化理论、绿色产品设计理论、面向绿色制造的资源论、面向绿色制造的制造工艺和生产过程优化及控制论、面向绿色制造的产品多生命周期工程及回收再制造理论、绿色包装理论、面向绿色制造的企业生产中环境安全和健康管理及控制理论、绿色制造中的环境成本核算理论等等均有待于深入研究。

2.3 绿色制造应该形成系统的技术方法
技术体系的不成熟是绿色制造企业实施的主要障碍之一。

绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色材料选择以及绿色处理（含再制造）等技术是绿色制造的专题技术。

目前关于这几方面的研究尚未形成完整的技术体系，大量的实用技术方法、软件工具和绿色特性基础数据还有有待进一步的深入系统研究。

实用技术方法主要是指能直接用于产品设计、生产、管理的实用技术和方法，如绿色设计技术、产品生命周期评价方法、净成形工艺、干切削技术、回收与拆卸技术以及再制造技术等。

软件工具是指支撑产品、工艺、包装等的绿色设计与制造的软件工具，如绿色产品设计系统、绿色制造信息化监控与管理系统等等。

基础数据包括制造工艺的绿色特性基础数据、工程材料绿色特性基础数据、排放物环境影响和健康危害特性基础数据等等。

2.4 绿色制造应形成完整的社会法律金融标准体系
绿色制造在企业的实施既要依靠市场引导，同时也需要通过社会法律、金融、政策和行业标准等手段约束、引导甚至强制推行。

社会法律主要是指与绿色制造相关的资源、环境、职业健康与安全方面的立法。

如美国颁布的《污染防治法案》，迫使企业相对污染的末端处理而言，更注重通过设计和工艺的决策来减少污染；《紧急计划和公众知情法案》则规定了公众有权了解附近工厂的设备情况，特别其产生有毒化学物质的质量信息，使得工厂潜在和当前的污染和环境废物状况对制造厂内外的人都是透明的。

金融政策主要包括实施绿色 GDP 与绿色会计制度，资源和环境成本的企业内部化以及绿色税收等方面的政策，通过经济手段引导企业实施绿色制造。

标准体系主要包括环境管理体系标准、职业健康与安全标准、汽车等产品的排放标准环境标志认证体系等等。

2.5 绿色制造应该形成自身的人才培养体系
具有环境意识的人才是绿色制造战略成功与否的关键因素。

一方面需要建设绿色制造学科。

形成绿色制造学科和人才培养体系，培养一批掌握绿色制造理论和技术的专门人；才另一方面在各专业的课程中可适当增加绿色制造方面的内容或增开选修，课让大多数工程技术人才具有绿色制造意识。

在国外，许多著名大学都有关于工业生态和绿色制造方面的专门的教育计划，如耶路大学工业环境管理教育计划、挪威理工大学的工业生态学教育、丹麦技术大学的工业生态学教育、卡内基梅隆大学的绿色设计创新计划、加州大学伯克利分校的绿色设计与制造协会、阿拉巴马大学的绿色制造中心等。

环境意识教育是当今世界科技人才素质教育的又一特征。

3 结论
绿色制造的研究正在全球兴起，绿色制造有着丰富的理论内涵和技术内涵，是现代企业面向可持续发展战略的制造模式，绿色制造也是一项复杂的系统工程，目前其研究与实践仍处于起步阶段，还存在不少问题需要系统深入地研究。

绿色制造今后需要重点考虑的战略问题主要包括：绿色制造的企业认识问题、完整的理论体系、系统的技术方法、社会法律、标准和金融体系、绿色制造人才战略等几个方面。

参考文献
1 刘飞, 张华, 岳红辉. 绿色制造现代制造业的可持续发展模式. 中国机械工程, 1998, 9(6): 76~78
2 刘飞.21 世纪制造业的绿色变革与创新.机械工程学报2001 36(1) 7~10
3 刘飞, 陈晓慧, 张华. 绿色制造. 北京: 中国经济出版社, 1998
4 刘飞, 曹华军, 何乃军. 中国机械设计大典第6 卷: 面向环境设计. 江西: 江西科学技术出版社, 2002
5 路涌祥. 团结奋斗开拓创新, 建设制造强国. 2002 年中国机械工程学会年会主旨报告, 北京, 2002 年12 月
6 刘飞, 曹华军. 绿色制造的理论体系框架. 中国机械工程, 2000,11(9):961~964
7 刘飞, 曹华军, 何乃军. 绿色制造的研究现状与发展趋势. 中国机械工程, 2000,11(1-2):105 110
8 Green Manufacturing Is A Strategic Priority. Manufacturing & Technology News, 2000,7(16): 1~3
9 李先广, 廖绍华, 曹华军, 刘飞等. 齿轮加工机床绿色设计与制造策略及实践. 制造技术与机床. 2003, (11):18~20
10 殷瑞钰. 节能清洁生产绿色制造与钢铁工业的可持续发展. 钢铁2002 37 8 1~8。