浅谈清洁生产分析方法

曹思燕

（广东省环境保护产业协会，广州 510006）

1 清洁生产分析方法

清洁生产分析方法一般包括资料调查、生产现场考察、总量统计、绘制物料平衡、单位产品耗用量核算、编制折线图和线性回归分析（E-P图）等方法。

（1）生产现场考察：通过现场考察发现直观易见的问题。例如现场的跑冒滴漏状况、设备运行状况、环保设施的运行状态、废水废气的排放情况、危废的储存及堆放场所等。

（2）建立物料平衡：建立物料平衡的对象必须针对审核重点，即企业中污染严重的环节或部位、消耗大的环节或部位、环境公众压力大的环节或问题以及有明显的清洁生产机会的环节或问题[1]。明确了审核重点后，根据审核重点的实际生产情况确定如何建立物料平衡。建立物料平衡的基础和依据是实测输入输出物流，然后根据质量守恒定律原理建立平衡，通过平衡结果分析物料流失环节、找出废物产生的原因，查找物料储运、生产运行、管理及废弃物排放等方面存在的问题，依据原因和问题，产生有针对性的清洁生产方案[2]。但是进行实测要求企业有完善的计量设备和计量手段，而且实测很可能会影响到企业的正常生产，对于大多数企业，完成较困难[2]。深圳一家ATM组装企业（XDT公司），所有的零部件都是外购或者外发加工，公司主要业务为ATM产品的研发、组装、软件嵌入、检测。工作重心主要在产品研发和软件嵌入，生产过程为人工组装，主要是将外购的原材料按照操作程序步骤进行手工组装、布线，经过调试和质量检验后进行包装，最后出货检查。生产过程中如发现有不良的原辅材料全部返还给供应商进行更换。公司只有1个生产车间，人工组装，生产设备有小型手动冲压机、手动叉车、电烙铁等，没有重点耗能部门，生产过程无生产废水，只有少量的焊锡废气，已通过集气罩收集后经活性炭处理排放，噪声较低。因此审核重点定在了生产车间。在开展物料平衡时，由于一个生产周期需要投入几百种物料，最后通过手工组装成1台产品，无法从数量或者重量上采用输入输出的物料数据做平衡分析。在这个物料平衡中，技术人员汇总物料的输入输出数据后，只能对照单台产品组装的物料标准进行比较，从而发现原辅材料的返修率和产品的直通率。

（3）在实际运用过程中，绘制折线图的特点是简明、直观，可以显示随着时间而变化的连续数据，便于找出数据变化的规律，还可将多组数据绘于同一图中，找出其相联性[3]。针对折线的变化规律及异常点的出现位置，发现生产管理过程中存在的问题，并进行原因分析，进而挖掘清洁生产的机会。

通过折线图方法对单位产品原辅材料消耗、单位产品能耗、单位产品水耗进行绘图分析，从折线图的走向来发现单耗的高低问题，最终评价结果也只能从一些宏观的方向进行分析，如订单减少产量下降、设备故障、企业受外部环境影响如金融危机等。由于涉及多方面的原因，企业往往不会提供真实数据，或企业的计量器具不完善及计量方式不正确等，导致提供的数据缺乏可靠性。而折线图只能反映数据的变化情况，对于数据是否正确不能核实。在数据不完全真实的情况下，单靠折线图可能无法更深入地找出潜在问题。

（4）线性回归分析：E-P图对折线图有效地做了补充。

式中，E代表每个月的消耗量；P代表相应月份的产量；m代表直线的斜率（为可变部分单位产品的能源消耗）；e代表y轴的截距（生产率非常低时消耗，固定消耗部分）。绘制E-P图时得出的关系直线，其斜率表示产能与耗能间的依赖关系，以此参照行业清洁生产评价体系、清洁生产标准或行业能耗的要求可判断企业生产的状况，资源、能源的利用水平；直线的截距表示生产过程中的能量损失以及与产量无关的耗能，可反映企业的过程控制、管理、人员等方面综合情况。此外，还可通过计算方差（离散率）核算数据的真实性或有效性，关系数据间的相关性/统一性程度等，从而判断其清洁生产潜力大小[3]。

KW公司是一家以生产、销售电光源材料为主的高新技术企业，主要产品有固汞（球体固汞和圆柱体固汞，球体固汞采用熔滴法生产，圆柱体固汞采用压制法生产）。统计某年度固汞生产数据（包括产品产量、原辅材料消耗、水电消耗）如表1。

从表1可看出，球体固汞的一次性合格率约为54.5%，圆柱体固汞的一次性合格率达96.8%。产品一次性合格率与设备的性能有很大的关联，由于国内还没有成熟的设备用于生产球体固汞，现有的设备是企业经过不断摸索自行设计委外加工的，因此在球体固汞的合格率上突破是一大难关。

相对而言，5、6月份球体固汞的合格率偏低（41.6%，低于平均水平），主要是由于5、6月份设备故障率高，停机维修的时间长和次数多，导致产品的合格率偏低。设备维修后，7月份的产品合格率逐渐恢复正常。

表1 公司产品投料量-产量情况表

图1 球体固汞产品线性分析图

对表1中球体固汞产品的消耗数据通过Excel软件生成图形、方程及R2值（如图1）。

图1可见，数据点较集中，斜率比较大，投料量与产量有很强的相关性。由于e值较大，说明与产量无关的能耗（e）较大。R2值较大，说明数据可信度较好。由于汞对人体和环境的危害较大，必须要尽量减少损失。经过质询调查及查看车间工作场所的检测报告结果得知，主要固定损失在：1）设备残留。在熔滴法成型过程中，汞容易与金属黏合，部分汞附着在反应釜金属内壁上，导致产品合格率低；2）汞具有易挥发的特性。分析了固定损失的原因，企业相应地制定了清洁生产方案，力求将固定损失减到最低。

对表1中圆柱体固汞产品的消耗数据通过Excel软件生成图形、方程及R2值（见图2）。

图2 圆柱体固汞产品线性分析

图2可见，数据点很集中，消耗量与产量有很强的相关性，固定损失小。由于e值较小，说明与产量无关的能耗（e）较小。经过质询调查及查看车间工作场所的检测报告结果得知，主要固定损失在两方面：1）压制法生产固汞过程中，成型工序残留在模具中的粉体量大，压制机的钻针与模具之间长期摩擦会产生磨损，导致产品合格率偏低；2）汞易挥发。

表2为固汞车间的电力消耗数据，图3为通过Excel软件生成图形、方程及R2值。

表2 固汞生产车间用电情况表

从固汞车间的耗电分析图可看出数据点散布较集中，R2值较大，表明电耗得到了有效控制。斜率m较大，反映了产量与耗能间有很大的依赖关系。由于e值较大，说明固定损失大。

图3 固汞车间用电消耗线性分析

对单耗和产量绘图分析，找出单耗高和低的点进行分析（见图4）。

图4 用电单耗-产量图

从单耗图可以看出基本趋势为：随着产量的提高，用电单耗下降。

4月份为最高用电单耗月份，最高单耗与最低单耗分别为39.87kW·h/t、20.53kW·h/t，差距幅度约在48%。当产量为1410kg的时候，用电单耗为20.53kW·h，为最佳控制点。在原材料及产品未发生重大变化的前提下，表明企业的电耗没有得到很好的控制。固汞车间照明、空压机、冷却水循环泵、抽风系统和生产设备不必要的空运转也会造成e值较高。因此可针对企业分析所采用的工艺要求，并对公共设备的运行状态分析查找原因，制定相应的方案。

线性相关分析方法是一个科学的分析方法，在有完善可靠的基础数据前提下，可以准确找出问题，为提出的方案提供依据。使用E-P线性分析法需要收集大量的数据，且数据必须在真实的基础上。但在企业生产实际中，尤其是私营企业，计量器具不完善，生产数据记录不齐全，会有很多不确定的因素，企业一般能提供的只有总量数据，各个车间的数据只是企业人员凭经验计算或估算。另外，生产实际消耗量往往与财务或采购统计的有出入，在审核过程中，企业往往会将采购量作为消耗量提供。因此，要使用E-P法分析企业存在的问题，必须先让企业完善计量器具和计量制度。

2 产生清洁生产方案的途径

清洁生产方案产生的途径一般有现场考察、收集员工的合理化建议、请行业专家指导、参考行业清洁生产标准/体系、查找专业网站/文献等方式产生方案。通过召集各个车间的员工开会讨论，了解目前车间、岗位存在的问题，分析产生问题的原因，吸收员工提出的改进意见。结合以往审核的经验，一般对问题的分析不够深入，最终提出来的解决方案不能根本解决问题，或者不是解决问题最好的方法。产生方案最重要的是要分析透彻，这样才能最大程度地解决问题。方案实施后，利用累积的数据对其效果进行前后对比分析，计算出总能源/资源节减量（环境效益）和成本节约量（经济效益），以支持和鼓励清洁生产审核工作的持续开展。

3 结语

清洁生产审核的主体是企业，企业必须担起主导工作，发动全员参与，出谋划策，这样才能使企业审核工作落到实处，利于企业的不断壮大与发展。将清洁生产审核的总体思想引入企业生产及管理理念中，指导企业按照七个阶段35个步骤开展审核工作，协助企业建立起清洁生产体系，帮助企业培养一批清洁生产工作的专业人员，从本质上为企业解决实际问题。

参考文献：

[1] 国家清洁生产中心.企业清洁生产审核手册[M].北京：中国环境出版社，2015.[2] 刘刚，陈玉成.清洁生产审核过程中的物料平衡技术与方法探讨[J].三峡环境与生态，2011（2）：38-42.

[3] 何新生.折线图与E-P图介绍及其应用分析[J].环境与可持续发展，2009 （4）： 86-88.