六、绿色制造
工业文明使人类赖以生存的地球遭到了日益严重的破坏,在这种背景下,绿色制造技术应运而生。20世纪90年代,提出绿色制造的概念,又称“清洁生产”或“面向环境的制造”。近年来,国际标准化组织提出了关于环境管理的ISO14000系列标准,使绿色制造的研究更加活跃。
(一)绿色制造的内涵
(1)绿色制造的定义。基于生命周期的概念考虑,可以将绿色制造(Greerl Manufacturing,GM)定义为:在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下,系统考虑产品开发制造及其活动对环境的影响,使产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。
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。
绿色制造技术要求产品从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个生命周期对环境影响最小,资源效率最高,也就是说要在产品整个生命周期内,以系统集成的观点考虑产品环境属性,改变了原来末端处理的环境保护办法,对环境保护从源头抓起,并考虑产品的基本属性,使产品在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。
(2)绿色制造涉及的范围。绿色制造涵盖了绿色制造过程和绿色产品两个方面。
绿色制造过程,要求运用节省资源的制造技术、环保型制造技术、再制造技术,即减少制造过程中的资源消耗、避免或减少制造过程对环境的不利影响、报废产品的再生与利用。绿色制造过程主要包括以下三个方面的内容。
①节省资源的制造技术减少制造过程中的能源消耗;减少原材料损耗;减少制造过程中的其他消耗。如刀具消耗、液压油消耗、润滑油消耗、冷却液消耗、涂油和包装材料消耗等。
②环保型制造技术杜绝或减少有毒、有害物质的产生;减少粉尘污染与噪声污染;工作环境设计。
③再制造技术再制造技术指产品报废后,对其进行拆卸和清洗,对其中的某些零部件采用表面工程或其他加工技术进行翻新和再装配,使零部件的形状、尺寸和性能得到恢复和再利用。
绿色产品,就是要求产品在全生命周期内做到节能、节省资源、环保、便于回收利用。
(3)绿色制造的战略原则。(https://www.daowen.com)
①“不断运用”原则。即将绿色制造技术不断运用到社会生产的全部领域和社会持续发展的整个过程。
②预防性原则。即将对环境影响因素从末端治理追溯到源头,采取一切措施最大限度地减少污染物的产生。
③一体化原则。即将空气、水、土地等环境因素作为一个整体考虑,避免污染物在不同介质之间进行转移。
(二)绿色制造技术的研究内容
(1)绿色设计技术,即面向环境的设计。指在产品及其生命周期全过程的设计中,充分考虑资源和环境的影响,充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本,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影响减到最小。
(2)制造企业的物能资源优化技术。制造企业的物能资源消耗不仅涉及人类有限资源的消耗问题,而且物能资源废弃物是当前环境污染的主要源头。因此研究制造系统的物能资源消耗规律,应面向环境的产品材料选择;研究物能资源的优化利用技术,应面向产品生命周期和多个生命周期的物流和能源的管理和控制等。
(3)绿色企业资源管理模式和绿色供应链。绿色制造的企业中,企业的经营与生产管理必须考虑资源消耗和环境影响及其相应的资源成本和环保处理成本,以提高企业的经济效益和环境效益,其中绿色制造的整个产品周期的绿色制造资源或企业资源管理模式及其绿色供应链是研究的主要内容。
(4)绿色制造的数据库和知识库。研究绿色制造的数据库和知识库,为绿色设计、绿色材料选择,绿色工艺规划和回收处理方案设计提供数据支持和知识支持。
(5)绿色制造的实施工具和产品。研究绿色制造的支撑软件,包括CAD 系统,绿色工艺规划系统,绿色制造的决策支撑系统,ISO 14000国际认证的支撑系统等。
(6)绿色集成制造系统的运行模式。只有从系统集成的角度,才可能真正有效地实施绿色制造。绿色集成制造系统将企业中各项活动中的人、技术、经营管理、物能消耗和生态环境,以及信息流、能量流和资金流有机集成,并实现企业和生态环境的整体优化,达到产品上市快、质量好、成本低、服务好、有利于环境,赢得竞争的目的。绿色集成制造系统的集成运行模式主要涉及绿色设计、产品生命周期及其物流过程、产品生命周期的外延及其相关环境等。
(7)制造系统环境影响评估系统。环境影响评估系统要对产品生命周期中的各个环节的资源消耗和环境影响的情况进行评估,评估的主要内容包括:制造过程物料资源的消耗状况,制造过程能源的消耗状况,制造过程对环境的污染状况,产品使用过程对环境的污染状况,产品寿命终结后对环境的污染状况等。
(8)绿色制造的社会化问题研究。绿色制造是一种企业行为,但需要以法律行为和政府行为作为保证和制约,研究绿色制造及其企业管理涉及社会对于环保的要求和相应的政府法规。只有合理制定对于资源优化利用和综合利用、环境保护等方面的法规,才能真正推动绿色制造的实施。