绿色制造的技术组成及技术发展趋势
目录
技术概述 (3)
2技术组成 (3)
2.1工艺规划 (3)
2.2材料选择 (3)
2.3产品包装 (3)
2.4回收处理 (4)
2.5绿色管理 (4)
2.6设备利用 (4)
3发展趋势 (4)
3.1技术发展趋势 (4)
3.2国外现状 (6)
3.3国内研究基础 (7)
4存在问题 (7)
摘要:绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现,绿色制造技术的发展为人类社会发展起着非常重要的作用。本文阐述了绿色制造的概念和特点,介绍了绿色制造的相关技术和关键技术,
并展望绿色制造技术的发展动态及趋势。
关键词:绿色制造发展趋势
环境、资源、人口是当今世界面临的三大主要问题,日趋严重的生态问题对人类的生存与发展构成严重威胁。制造业在将制造资源转变为产品以及产品的使用和处理过程中,产生的废弃物是污染环境的主要根源。有效地控制制造业产生的环境污染是当前制造科学亟需解决的问题。传统的环境治理方法是终端治理,全球生态环境恶化的现实证明,这种治理方法不能从根本上实现对环境的保护。要想解决该问题,必须要求考虑产品整个生命周期对环境的影响,最大限度地利用原材料、能源,减少有害废弃物和排放物,选用绿色材料,实施绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色使用和绿色回收。
绿色制造也称为环境意识制造(Environmentally
Conscious Manufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing For Environment)等,是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式。
其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的影响(负作用)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。
绿色制造这种现代化制造模式,是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。
1.技术概述
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。
绿色制造模式是一个闭环系统,也是一种低熵的生产制造模式,即原料-工业生产-产品使用-报废-二次原料资源,从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿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.技术组成
绿色设计
绿色设计是指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,使得产品及其制造过程对环境的总体影响和资源消耗减到最小。这要求设计人员必须具有良好的环境意识,既综合考虑了产品的TQCS(Time,Quality,Cost,Service)属性,还要注重产品的E (Environment)属性,即产品使用的绿色度。
2.1工艺规划
产品制造过程的工艺方案不一样,物料和能源的消耗将不一样,对环境的影响也不一样。绿色工艺规划就是要根据制造系统的实际,尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、噪声低、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。
2.2材料选择
绿色材料选择技术是一个很复杂的问题。绿色材料尚无明确界限,实际中选用很难处理。在选用材料的时候,不能要考虑其绿色性,还必须考虑产品的功
能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不可再生资源和短缺资源的使用量,尽量采用各种替代物质和技术。
2.3产品包装
绿色包装技术就是从环境保护的角度,优化产品包装方案,使得资源消耗和废弃物产生最少。目前这方面的研究很广泛,但大致可以分为包装材料、包装结构和包装废弃物回收处理3个方面。当今世界主要工业国要求包装应做到“3R1D”(Reduce减量化、Reuse回收重用、Re cycle循环再生和Degradable 可降解)原则。我国包装行业“九五”至2010年发展的基本任务和目标中提出包装制品向绿色包装技术方向发展,实施绿色包装工程,并把绿色包装技术作为"九五"包装工业发展的重点,发展纸包装制品,开发各种代替塑料薄膜的防潮、保鲜的纸包装制品,适当发
展易回收利用的金属包装及高强度薄壁轻量玻璃包装,研究开发塑料的回收再生工艺和产品。
2.4回收处理
产品生命周期终结后,若不回收处理,将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为面向环境的产品回收处理是个系统工程,从产品设计开始就要充分考虑这个问题,并作系统分类处理。产品寿命终结后,可以有多种不同的处理方案,如再使用、再利用、废弃等,各种方案的处理成本和回收价值都不一样,需要对各种方案进行分析与评估,确定出最佳的回收处理方案,从而以最少的成本代价,获得最高的回收价值。
2.5绿色管理
尽量采用模块化、标准化的零部件,加强对噪声的动态测试、分析和控制,在国际环保标准ISO14000
正式颁布和实施以后,它会成为衡量产品性能的一个重要因素,企业内部建立一套科学、合理的绿色管理体系势在必行。
2.6设备利用
北京工商管理大学教授梁小民曾经举过这样一个例子:你有一台普通机床价值10万元,后来你资本增加到100万元买了10台同样的机床,但你这种机床使用就不充分了,你的资本收益就递减了;但现在的技术发展使你在拥有100万元资本时,你拥有的就不是那种普通机床而是数控机床,效率提高了几百倍,这个时候资本收益就不是递减而是递增了。这就是技术进步在物质资本上的体现。遗留的问题是,当我们拥有了数控机床后,原来的普通车床怎么办?走进国内许多工厂,都可以看见许多闲置、废弃的设备堆在那里,绣迹斑斑。如何处理好这些设备,成了企业面
临的一大难题,通过改造使它们重新发挥作用,做到资源最大化利用。目前对我们很多大的生产厂家来说,来自机器的折旧费用仍占据了很大一部分成本。
3.发展趋势
3.1技术发展趋势
当前,世界上掀起一股“绿色浪潮”,环境问题已经成为世界各国关注的热点,并列入世界议事日程,制造业将改变传统制造模式,推行绿色制造技术,发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术,生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品,如绿色汽车、绿色冰箱等,并用法律、法规规范企业行为,随着人们环保意识的增强,那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业,将会在市场竞争中被淘汰,使发展绿色制造技术势在必行。
1、全球化——绿色制造的研究和应用将愈来愈体