现代制造业的发展方向:绿色制造

汪哲能

（衡阳财经工业职业技术学院机械工程系，湖南衡阳421002）

绿色制造，是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，是一个面向环境的复杂的制造系统工程，它把制造过程中涉及到的每一个环节和每一个因素，都与对环境的影响和资源的利用紧密结合起来。其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用、维修到报废、回收、处理的整个产品生命周期中，对环境（自然生态环境、社会系统和人类健康等）的负面影响最小，资源效率最高，能源消耗最低，实现经济效益和社会效益协调优化。绿色制造作为一种新型的制造模式，是目前的研究热点，也是现代制造业未来的发展方向。

在过去，人们更多地把保护环境的重点放在了污染物的“末端”控制和处理上，而忽略了对污染物的全过程控制和预防。越来越多的事实表明，在制造全过程的各个环节，都有产生环境问题的可能性。如果从制造的准备阶段，就开始对制造的全过程以及生产完成后的产品进行全面的分析评价，对可能产生的环境问题事先进行预测，环境面临的危害，就会大大减轻。这一点，可以说是绿色制造的核心所在。

在全球性竞争日趋激烈的压力驱动下，利用高新技术和现代化管理来提高生产率，节约自然资源投入，节约劳动力和各种形式的资源，是促进经济增长与发展的主要源泉。事实上，无论从技术发展，还是从需求推动的角度，绿色制造已经在影响和引导当今的技术发展方向。绿色制造所涉及的领域相当广泛，包含的内容也丰富多彩。

1 绿色设计

绿色设计，是一种新型设计理念和技术。在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，努力追求小型化（少用料）、多功能（一物多用，少占地）、可回收利用（减少废弃物数量和污染）。强调绿色设计，是为了以一种更为负责的态度与意识，去创造新的工业文明，是实施绿色制造的关键。

2 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。

（1）少无切削技术。采用少无切削加工技术，可以大大减少加工余量。使用精铸、冷挤压等成型技术和工程塑料，从近似成形向净成形及仿形发展，不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗和物耗，同时还可大大减少产品的制造周期和生产费用。

（2）超高速加工技术。是近年来发展起来的一种集高效、优质和低耗于一身的先进制造工艺技术。由于该技术既可保证加工质量，又能降低能源消耗，同时还可大大提高加工效率，因此是绿色制造技术的一个发展方向。

（3）新型刀具技术。减少刀具损耗，尤其是复杂和贵重刀具材料的损耗，是降低材料消耗的一条重要途径。为此，可研究开发各种超高速加工（包括难加工材料）的新型刀具材料，深化对超高速加工选用刀具的工艺参数的优化研究，开发适应超高速加工的刀具，发展涂层刀具，提高刀具的耐用度和切削效率。

（4）快速原型制造技术。由于快速原型制造技术既可节约资源，又能减少加工废弃物，因此是很有发展前途的绿色制造技术。其特点主要有：没有或极少下脚料，因而相当环保；成功解决了计算机辅助设计中三维造型“看得见、摸不着”的问题；系统柔性高，只需要修改CAD模型，就可生成各种不同形状的零件；具有广泛的材料适应性；不需要专用的工装夹具和模具，大大缩短新产品试制时间；零件的复杂程度与制造成本关系不大。

3 绿色设备

绿色设备减少了机床材料的用量，优化了机床结构，提高了机床性能，不使用对人和生产环境有害的工作介质。比如干式切削加工机床、强冷风磨削机床等，由于不使用切削液，可消除在机加工时使用切削液所带来的负面效应。

4 绿色材料

绿色材料是指具有良好使用性能，并且资源和能源消耗少、对生态与环境污染小，对人类健康无损害、再生利用率高或可降解循环利用的原材料。为此，可选择无毒无害、安全可靠、易于分解处理的原材料，选用易加工的材料及低耗能、少污染、可回收利用的材料，以减少产品对人类和环境的危害。改善机电产品的功能，简化结构，节约使用原材料，减少所用材料的种类，少用或不用稀有原料，多用边角余料、废料或再生物料，以提高资源的利用率。

5 清洁生产技术

清洁生产技术的实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。这比传统的“先污染后治理”的环保模式提高了一大步。

6 再制造技术

再制造技术是针对损坏或报废的零部件，在失效分析、寿命评估等全寿命分析的基础上，进行再制造工程设计，采用高新表面工程技术、快速成形技术等先进制造技术，使再制造产品质量达到或超过新品。再制造产品绝不是“二手货”，也不是“翻新品”。

7 表面工程

表面工程是指通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成份、组织结构和应力状态等，以获得所需要表面性能的系统工程。由于其显著的优点而受到各行各业的重视，其优势不仅在表现经济效益上，其产生的环境效益更是令人瞩目，因此也是绿色制造的发展方向之一。

8 工业生态学

工业生态学是一种革新性的可持续工业战略。其主旨是最大限度地减少废物和提高材料与能源的循环利用，强调生产系统要尽可能封闭，以防止能源或有用材料的流失。工业生态学试图按照自然系统来塑造工业系统，一种生物的产品成为另一种生物的投入，并使整个过程的效益最大化。

9 结束语

综上所述，绿色制造是包含范围相当广泛的各类先进制造技术的总称，具有学科的综合性，手段的多样性，广泛的功能性，潜在的创新性，环境的保护性，较强的实用性和巨大的增效性。实施绿色制造，可最大限度地提高资源利用率，减少资源消耗，直接降低成本，减少或消除环境污染，减少或避免因环境问题引起的经济处罚，并使企业具有更好的社会形象，为企业增加无形资产。如果说，当初是因为西方发达国家严格的环保立法和绿色法规促使了制造业实施绿色制造，那么，现在推行绿色制造，已成为实施绿色制造先行者尝到甜头后的自觉行为。事实已经证明，广泛采用绿色制造技术，不仅是一个社会效益显著的行为，同时也是取得显著经济效益的有效手段。鉴于以上原因，对待绿色制造不应该被动地遵守政府和社会道德方面作出的规定，而应该把绿色制造看作是一种战略经营决策，确立为现代制造业的发展方向。

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