基于绿色制造理念的制造工艺

绿色制造

---读书报告

姓名：储海军学号：152020030 学院：机械工程学课程老师:张春燕

基于绿色制造理念下的制造工艺摘要：随着社会的不断进步，人们越来越注重环境的保护以及生产、生活上的节能减排。本文结合绿色制造的基本理念、定义以及内容等，阐述其价值所在，并通过简述几种机械制造的工艺来讨论绿色制造理念之下的机械制造工艺。

关键词：绿色制造理念；机械制造工艺；绿色制造技术

0 引言

众所周知,制造业是将可用资源（包括能源）通过制造过程,转化为可供人们使用和应用的工业品和生活消费品的产业。20 世纪80 年代,特别是80 年代后期以来,世界制造业市场竞争不断加剧,给企业带来了越来越大的压力,迫使企业纷纷寻求有效方法:一方面加速技术进步的步伐,促使现代制造过程的组织发生重大的变化,其目的在于使企业能适应市场的需要和变化,以最快的速度设计和生产出高质量的产品,并以最低的成本和合理的价格参与市场竞争。另一方面,制造业在生存和竞争的同时,又不断消耗资源,产生废弃物,造成环境污染,使得环境问题日益恶化,并正在对人类的生存与发展造成严重威胁。制造业是环境污染的主要源头,因此,如何使制造业尽可能较少地产生环境污染是当前环境问题研究的一个重要方面。于是绿色制造（Green Manufac-turing）这一全新的概念便产生了。

制造业是制造人类财富的支柱产业，同时又是环境污染的主要源头之一，绿色制造就是为消除和避免制造业经济恶性发展的后果，寻求新的发展战略而提出的新概念。绿色制造是人类社会可持续发展的必由之路，它将生态环境与经济社会联结为一个协调发展的有机整体，要求经济发展必须考虑自然生态环境的长期承载能力。使环境与资源既能满足当前经济发展的需要，而且还能满足人类长远生存的需要，采取主动措施和科学方法，建立一个环境与社会，经济发展相协调的崭新模式，使我们这一代人不能因为自己的生存和享受而滥用资源、破环环境，把一个破损、污秽的地球留给子孙后代。实施绿色制造，可以将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中，大大提高产品的绿色程度、提高企业的市场竞争能力和可持续发展能力。

1.绿色制造理念的涵义

绿色制造，它的英文翻译为Green Manufacturing，除了这个名称之外，绿色制造也叫清洁制造、环境意识制造、无浪费制造等，要了解绿色制造这个概念，就需要先清楚制造业这个概念。制造业是将可用资源（包括能源）通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的工业产品或生活消费品的产业，它是国民经济的支柱产业，涉及到机械、电子、冶金、化工、航空、航天、造纸等众多行业，但它同时又是消耗资源、污染环境的主要行业。所谓的绿色制造，是指产品从原料冶炼、毛坯制造、材料选择、设计、生产、包装、使用和维修到报废回

收等整个生命周期过程中，全面考虑环境和资源因素，对资源的消耗量最少，对环境的污染最小，并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。

绿色制造技术，指的就是在现有成本控制条件下，确保产品质量和功能不受影响的同时，将生产或者制造对环境和资源的破坏程度降到最低。绿色制造技术贯穿于产品的设计、制造和使用的全过程，在这个周期中要确保符合环境保护的基本要求，将其对资源的破坏程度降到最低，实现资源和能源利用的最优化。在机械制造工艺中，绿色制造工艺主要包括以下几种：

（一）少无切削技术

（二）超高速加工技术

（三）新型刀具技术

（四）快速原型制造技术

2.绿色制造技术的内容前面已论述到:绿色制造系统的特征目标是追求废弃物最少和环境污染最小, 而决定此两个目标的根本因素是资源流。影响制造系统的资源流的因素是多种多样的,因而决定了实施绿色制造涉及的问题和途径是多方面的,归纳起来,绿色制造技术从内容上应包括“五绿”,即绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色处理等五个方面。在绿色制造实施问题中,绿色设计是关键。比如,Boothroyd 在 Ford 汽车公司发表的报告中指出,尽管设计费用仅占产品全部成本的 5%左右,但却决定了 80%～ 90%的产品生命周期的全部消耗。

2.1 绿色设计绿色设计是在产品及其寿命的全过程的设计中,充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的性能、质量、开发周期和成本的同时,优化各有关设计因素, 使得产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计 DFE（Design for the Environment）。主要内容如下：

2.2 绿色材料

绿色材料(Green Materials)是指在制备、生产过程中能耗低、噪声小、无毒性并对环境无害的材料和材料制品,也包那些对人类、环境有危害,但采取适当的措施后就可以减少或消除的材料及制成品。

绿色制造要求选择材料应遵循以下几个原则:

①优先选用可再生材料,尽量选用回收材料。提高资源利用率,实现可持续发展;②尽量选用低能耗、少污染的材料;

③尽量选择环境兼容性好的材料及零部件,避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。

2.3 绿色工艺

采用绿色工艺是实现绿色制造的重要一环,绿色工艺与清洁生产密不可分。绿色工艺的实现途径包括:

①改变原材料投入,有用副产品的利用,回收产品的再利用以及对原材料的就地再利用,特别是在工艺过程中的循环利用;

②改变生产工艺或制造技术,改善工艺控制,改造原有设备,将原材料消耗量、废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度;

③加强对自然资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价,根据环境负荷的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。

总之,我们应从生命周期的全过程对绿色工艺进行研究。推行绿色工艺既要从技术入手,更要重视管理和宣传问题。

2.4 绿色包装、绿色处理

选择绿色包装材料作为产品的包装已经成为一个研究的热点。产品的绿色处理(即回收)在其生命周期中占有重要的位置,正是通过各种回收策略,产品的生命周期形成了一个闭合的回路。寿命终了的产品最终通过回收又进入下一个生命周期的循环之中。它们包括重新使用(Reusing)、继续使用(usingion)、重新利用(Reutilization)和继续利用(Utilizin-gon)。为了便于产品的绿色处理,一般在设计中主要考虑产品的材料和结构设计,如采用面向拆卸的设计方法(design for Disassembly,DFD)。拆卸是实现有效回收策略的重要手段。只有拆卸才能实现完全的材料回收和可能的零部件再利用。只有在产品设计的初始阶段就考虑报废后的拆卸问题,才能实现产品最终的高效回收。

3.绿色制造的价值

本着生态、绿色、可持续发展的理念，对于机械制造工艺而言，则要求绿色制造的产品必须具备以下几方面的性能：其一，节能；其二，可拆卸和可维修性；其三，产品报废后的可回收和可再利用，将废弃物减少到最少化、不含有害物质；其四。废弃物的处理过程经济或不会对环境、安全和身体健康造成危害等。由于绿色制造重视环保，合理且有效地利用自然资源，在机械产品的制造过程中