浅析绿色制造技术

浅析绿色制造技术

摘要：绿色制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的节能环保的要求也发生了很大变化,要满足人们的要求,就必须采用先进的机械制造技术，推行绿色制造技术给先进制造工业带来了新的发展机遇。本文从分析绿色制造技术的特点入手，阐述了企业在实施绿色制造技术时应遵循的原则，并指出企业推广实施绿色制造技术的主要途径。

关键词：绿色制造先进制造可持续发展发展现状发展趋势

1 引言

什么是绿色制造技术？

绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。目前绿色制造的研究思路主要集中在：a、从产品寿命周期的角度出发考虑制造全过程的技术和管理；b、从制造模式的角度来看待绿色制造；c、从环境和资源的角度来看待制造。

（1）成形制造向净成形制造发展

成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等, 目前它正从接近零件形状向净成形方向发展。即工件可以直接或稍加处理, 便组成产品。用净成形制造代替切削加工, 有些成形件不需要机械加工, 就可直接使用,这样不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,同时也大大减少了产品的制造周期和生产费用。

（2）干式加工的应用

干式加工，指在加工过程中不采用任何冷却液的加工方式。水在机械制造中起着重要作用，是宝贵的自然资源。从绿色可持续发展的角度看，推广节水制造的干式切削加工工艺不仅简化了工艺、减少成本，还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题。目前主要应用在机械加工行业，如干切削加工、干磨削加工等。

（3）工艺模拟技术

该技术主要应用于热加工过程，过去通常要做大量的实验才能初步控制和保证加工工件的质量。而工艺模拟技术，则是将数值模拟、物理模拟和专家系统相结合，确定最佳工艺参数、优化工艺方案，预测加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，有效控制和保证加工工件的质量。

（4）新型刀具材料

采用新型刀具材料，如使用和发展涂层刀具。减少刀具磨损，尤其是复杂、贵重材料的刀具磨耗是降低材料消耗的另一重要途径。

（5）虚拟制造技术

就是在真正产品生产前，在虚拟制造环境下生成软产品模型(Soft Prototype)来代替传统的硬样品( Hard Prototype) 进行实验，对其性能和可制造性进行预测和评估。从而减少损耗，降低成本。

（6）废弃物回收利用技术

将废弃物(切屑、废品等)进行循环再利用，也可将产生的废弃物作为另一生产线的原料再利用。绿色制造非常看重机械产品废弃后的回收利用，它使传统的生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式。

以上这些技术都相应减少了原材料、能源的耗用量或缩短了开发周期，对环境起到一定的保护作用。虽然现阶段还不能全面施行和应用这些技术，而且这些技术本身也还存在一些需要完善的地方，但绿色制造理念在机械工业中的运用必将越来越深远。

2绿色制造技术的发展现状

近年来,我国的制造业不断采用绿色制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

2.1 管理方面。

工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2.2 设计方面。

工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

2.3 制造工艺方面。

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。

2.4 自动化技术方面。

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

3我国绿色机械制造技术的发展趋势

近年来，我国的绿色制造技术的发展趋于全球化、网络化、虚拟化、自动化和绿色化等五个主要趋势.

3.1 全球化。

一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

3.2 网络化。

网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

3.3 虚拟化。

制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

3.4 自动化。

自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

3.5 绿色化。

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少