【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生態(tài)環(huán)境、社會(huì)系統(tǒng)和人類健康等因素。 綠色制造的特點(diǎn) ① 系統(tǒng)性： 除保證一般制造系統(tǒng)功能外，還要保證環(huán)境污染為最小。 ② 突出預(yù)防性： 對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行綜合預(yù)防污染的戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)以預(yù)防為主，使廢棄物最小化或消失于生產(chǎn)過(guò)程中。 ③ 保持適合性： 必須結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品的特點(diǎn)和工藝要求，使綠色制造目標(biāo)符合區(qū)域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的需要，又不損害生態(tài)環(huán)境和保持自然資源潛力。 ④ 符合經(jīng)濟(jì)性： 通過(guò)綠色制造，可節(jié)省原材料和能源的消耗，降低廢棄物處理處置費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 ⑤ 注意有效性和動(dòng)態(tài)性： 綠色制造從“末端治理”轉(zhuǎn)向?qū)Ξa(chǎn)品及生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)控制，使污染物產(chǎn)生最少化或消失于生產(chǎn)過(guò)程之中，綜合利用再生資源和能源、 物料的循環(huán)利用技術(shù)。 傳統(tǒng)制造與綠色制造的物流 綠色制造的主要研究?jī)?nèi)容 I. 綠色設(shè)計(jì)技術(shù) II. 綠色制造工藝 IV. 綠色制造系統(tǒng) 綠色設(shè)計(jì)技術(shù) ? GD也稱面向環(huán)境的設(shè)計(jì)：是系統(tǒng)地考慮環(huán)境影響并集成到產(chǎn)品最初設(shè)計(jì)過(guò)程中的技術(shù)和方法。要求在滿足產(chǎn)品的功能、質(zhì)量和成本的同時(shí)，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)因素，使 產(chǎn)品在整個(gè)生命周期過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響減少到最小。 ? 所關(guān)心的目標(biāo)除傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)外，還有兩個(gè)：一是防止影響環(huán)境的廢棄物產(chǎn)生；二是良好的材料管理。也就是說(shuō)，避免廢棄物產(chǎn)生，用再造加工技術(shù)或廢棄物管理方法協(xié)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使零件或材料在產(chǎn)品達(dá)到壽命周期時(shí)，以最高的附加值回收并重復(fù)利用。 ? 與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別：要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)構(gòu)思階段就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境與保證產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、壽命、成本的要求列為同等設(shè)計(jì)目標(biāo)，并保證在生產(chǎn)過(guò)程中能夠順利實(shí)施。 綠色設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則 產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ?綠色材料的選擇 ?面向拆卸設(shè)計(jì) ?回收性設(shè)計(jì) ?面向制造和裝配設(shè)計(jì) ?綠色產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì) ?產(chǎn)品的綠色材料 (Green Material)選擇 ? 又稱環(huán)境協(xié)調(diào)材料 （ Environmental Conscious Material ）， 是指具有良好使用性能，并對(duì)資源和能源消耗少，對(duì)生態(tài)與環(huán)境污染小，有利于人類健康，再生利用率高或可降解循環(huán)利用，在制備、使用、廢棄直至 再生循環(huán)利用的整個(gè)過(guò)程中，都與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的一大類材料。 選材時(shí)不僅要考慮產(chǎn)品的使用、性能要求，更要考慮材料對(duì)環(huán)境的影響，應(yīng)盡可能選用無(wú)毒、無(wú)污染、易回收、可再用或易降解的材料。 如用可降解的快餐紙盒代替不易降解的塑料餐具。 ? GM選擇是一個(gè)系統(tǒng)性和綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜問(wèn)題。 美國(guó)卡耐基梅龍大學(xué) Rosy提出了一種將環(huán)境因素融入材料選擇的方法，該方法在滿足功能、幾何形狀、材料等特性和環(huán)境等需求的基礎(chǔ)上，使零件的成本最低。 ?面向拆卸設(shè)計(jì) DFD（ Design For Disassembly） ? 是指在設(shè)計(jì)時(shí)將可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品易于拆卸，不同材料可以很方便地分 離開(kāi)，以利于循環(huán)再用、再生或降解。對(duì)于應(yīng)用多種不同材料的復(fù)雜產(chǎn)品，只有通過(guò)產(chǎn)品拆卸和分類才能較徹底地進(jìn)行材料回收和零部件的再循環(huán)利用。 ? 拆卸設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有： ① 拆卸量最少準(zhǔn)則 :包括零件合并原則、減少零件所用材料種類原則、材料相容性原則、有害材料集成原則等。 ② 結(jié)構(gòu)可拆卸準(zhǔn)則 :包括 采用易于拆卸或未破壞的連接方法、緊固件最少原則、簡(jiǎn)化拆卸運(yùn)動(dòng)原則等。 ③ 拆卸易于操作準(zhǔn)則 :包括單純材料零件原則、廢液排泄原則、便于抓取原則、非剛性 零件原則等。 ④ 易于分離準(zhǔn)則 :包括一次表面原則、便于識(shí)別原則、零部件標(biāo)準(zhǔn)化原則、模塊化設(shè)計(jì)原則等。 ⑤ 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可預(yù)估性準(zhǔn)則 :包括避免將易老化或易腐 蝕的材料與需要拆卸、回收的材料零件組合并防止要拆卸的零件被污染和腐蝕等。 ?回收性設(shè)計(jì) ? 也稱面向回收設(shè)計(jì) DFR（ Design For Recovering Recycling）， 是指在產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的初期就充分考慮產(chǎn)品的各種材料組分的回收再利用可能性、回收處理方法及工藝（再生、降解等）、回收費(fèi) 用等與產(chǎn)品回收有關(guān)的一系列問(wèn)題，從而達(dá)到精簡(jiǎn)回收處理過(guò)程、減少資源浪費(fèi)、對(duì)環(huán)境無(wú)污染或少污染的設(shè)計(jì)目的的綠色設(shè)計(jì)方法。 ? DFR主要原則可歸納如下： ? 避免使用有害或?qū)Νh(huán)境有不良影響的材料； ? 減少材料的種類； ? 避免使用與循環(huán)利用過(guò)程不相兼容的材料或零件； ? 按兼容性組織材料； ? 允許使用可重用的零部件； ? 使用不需特殊工具的連接件； ? 鼓勵(lì)用戶進(jìn)行循環(huán)利用。 ?面向制造和裝配設(shè)計(jì) 產(chǎn)品的面向制造（ Design For Manufacturing， DFM）和面向裝配設(shè)計(jì)（ Design For Assembly， DFA）是產(chǎn)品更容易制造和裝配，并且是在制造和裝配過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)污染或少污染、所需能源和資源更少的一種設(shè)計(jì)方法。 ?產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì) 產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)是指對(duì)產(chǎn)品功能和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和工具，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能滿足當(dāng)前和將來(lái)相當(dāng) 長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的市場(chǎng)需求。它并非一味地延長(zhǎng)產(chǎn)品的生命期，而是利用模塊化設(shè)計(jì)、開(kāi)放性設(shè)計(jì)、可維修性設(shè)計(jì)、可重構(gòu)性設(shè)計(jì)和技術(shù)預(yù)測(cè)等設(shè)計(jì)理論和方法，最大 限度地減少產(chǎn)品過(guò)時(shí)、節(jié)約資源、減輕環(huán)境的壓力。 綠色制造工藝 ?是指在產(chǎn)品加工過(guò)程中，采用既能提高經(jīng)濟(jì)效益，又能減少環(huán)境影響的工藝技術(shù)。是實(shí)現(xiàn)綠色制造的重要環(huán)節(jié)。它要求在提高生產(chǎn) 效率的同時(shí)，必須減少或消除廢棄物的產(chǎn)生和有毒有害材料的用量，改善勞動(dòng)條件，保護(hù)操作者的健康，并能生產(chǎn)出安全、可靠、對(duì)環(huán)境無(wú)害的產(chǎn)品。 綠色工藝涉及 諸多內(nèi)容，如零件加工的綠色工藝、表面處理的綠色工藝、干式加工等。 ?綠色工藝要從技術(shù)入手，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對(duì)環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線。如零件的綠色制造工藝主要包括加工工藝順序、加工參數(shù)優(yōu)化，綠色切削液、綠色潤(rùn)滑劑的使用，熱處 理、金屬成形（鑄造、熔煉）、表面噴漆中的綠色工藝以及環(huán)境影響評(píng)估。 綠色制造工藝的開(kāi)發(fā)策略 簡(jiǎn)單介紹干式加工 隨著刀具材料、涂層技術(shù)等的發(fā)展，干式加工的研究和應(yīng)用已成為加工領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。近年來(lái)，美國(guó)在制造業(yè)廣泛采用了干式加工。在歐洲已有一半的企業(yè)采用了干切削加工技術(shù)，尤其在德國(guó)，應(yīng)用更為廣泛。 1）干式車削加工。關(guān)鍵問(wèn)題是選擇適合干式車削的刀具（如涂層刀具、PCBN、聚合金剛石等）、改進(jìn)刀具幾何形狀和確定干式車削加工條件。在適宜的切削條件下，可提高刀具壽命，降低切削溫度。 2）干式滾切加工。關(guān)鍵技術(shù)包括：提高滾切速度、快速排屑技術(shù)和開(kāi)發(fā)高性能 的高速滾刀等。如滾削汽車變速箱中的普通齒輪，用硬質(zhì) 合金滾刀進(jìn)行干滾削，與高速鋼濕滾削相比，加工費(fèi)用降低了 44%，加工時(shí)間縮短了 48%，滾刀壽命提高了 6倍。加工質(zhì)量可與普通滾齒加工工藝相媲美。 3）干式磨削加工。磨削加工時(shí)，使用油基磨削液，在磨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生油氣煙霧，造成周圍作業(yè)環(huán)境的惡化，同時(shí)磨削液后期處理既費(fèi)時(shí)、成本又高。改善這種局面的方法就是采用干式磨削或新型磨削方式。 簡(jiǎn)單介紹綠色切削液 為了延長(zhǎng)切削液的使用壽命，降低廢棄切削液處理費(fèi)用，遵循以下原則： 1）做好切削液的使用過(guò)程記錄。如刀具使用壽命，工件表面粗糙度，加工生產(chǎn)率，停機(jī)更換刀具、清理所耗時(shí)間，廢棄切削液和回收切削液數(shù)量。 2）用科學(xué)方法確定不同切削條件的切削液配方，實(shí)現(xiàn)切削液配方標(biāo)準(zhǔn)化。 3）選擇高質(zhì)量的切削液或具有兼容特性的切削液，保證切削液固有的物理、化學(xué)特性。 4）在切削液的循環(huán)使用中，始終保持切削液濃度和 PH值的穩(wěn)定。 5）采取有效防護(hù)措施，規(guī)范操作使用程序，防止切削液被工作環(huán)境或人為地污染。 6）建立切削液循環(huán)使用系統(tǒng)，及時(shí)清除切削液中的污染物和雜質(zhì)。 7）避免過(guò)量使用切削液殺菌劑，以免降低切削液的使用壽命，并可能產(chǎn)生二次污染。 8）無(wú)毒、無(wú)害化處理廢棄切削液。 綠色包裝技術(shù) 產(chǎn)品綠色包裝的基本原則是要符合“ 3R1D”，即： ① 減量化 (Reduce):減少包裝材料消耗。由“求新、求異”的消費(fèi)理念轉(zhuǎn)向簡(jiǎn)潔包裝，這樣既降低成本，減少?gòu)U棄物處置費(fèi)用，又減少環(huán)境污染和減輕消費(fèi)者負(fù)擔(dān)。 ② 重新使用 (Reuse):應(yīng)盡量選擇可重新利用的包裝材料，多次使用，減少資源消耗。 ③ 循環(huán)再生 (Recycle):包裝應(yīng)盡可能選擇可回收、無(wú)毒、無(wú)害的材料，如 EPS、聚苯乙烯產(chǎn)品等。 ④ 可降解 (Degradable):盡量選擇易于降解材料。 綠色包裝技術(shù)研究的內(nèi)容 ?包裝材料 ?包裝結(jié)構(gòu) ?包裝廢棄物回收處理 包裝材料 綠色包裝材料研制開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)綠色包裝的關(guān)鍵。包括： ①輕量化、薄型化、無(wú)氟化、高性能的包裝材料。 ②重復(fù)再用和再生的材料。 ③可食性包裝材料：具有原料豐富齊全，可以食用，對(duì)人體無(wú)害甚至有利，并有一 定強(qiáng)度等特點(diǎn)，如淀粉、蛋白質(zhì)、植物纖維和其他天然材料。 ④可降解包裝材料：是指在特定時(shí)間內(nèi)造成性能損失的特定環(huán)境下，其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的一種塑料。一般分為生物降解塑料、生物分裂塑料、光降解塑料和生物／光雙降解塑料。 ⑤天然生物包裝材料：如紙、木材、竹材、麻類制品、柳條、 蘆葦以及農(nóng)作物莖桿、稻草、麥秸等，易分解，不污染生態(tài)，可資源再生，成本低。 ⑥大力發(fā)展紙包裝。探索用蘆葦、竹子、甘蔗、棉桿、麥秸代替木材造紙，擴(kuò)大造紙木材樹(shù)種和利用丫材、廢棄材和加工剩余材，以擴(kuò)大原料來(lái)源。 包裝結(jié)構(gòu) 在保證 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品包裝基本功能 的基礎(chǔ)上，從 產(chǎn)品生命周期全過(guò)程考慮 ，應(yīng)改革過(guò)度包裝，發(fā)展適度包裝，盡量減少使用包裝材料，降低包裝成本，節(jié)約包裝材料資源，減少包裝材料廢棄物的產(chǎn)生量。 包裝廢棄物回收 包括可直接重用的包裝、可修復(fù)的包裝、可再生的廢棄物、可降解的廢棄物、只能被填埋焚化處理的廢棄物等。 綠色制造系統(tǒng) 體系結(jié)構(gòu)包括： ? 兩個(gè)層次的全過(guò)程控制 ? 三項(xiàng)具體內(nèi)容 ? 兩個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) ? 三條實(shí)現(xiàn)途徑 1）兩個(gè)層次的全過(guò)程控制 ?是指在具體的制造過(guò)程即 物料轉(zhuǎn)化過(guò)程 和在包括構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、裝配、包裝、運(yùn)輸、銷售、服務(wù)、報(bào)廢回收環(huán)節(jié)的 產(chǎn)品生命周期全過(guò)程 中，充分考慮資源和環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)最大限度地優(yōu)化利用資源和減少環(huán)境污染。 2）三項(xiàng)具體內(nèi)容 ? 即用 綠色材料、綠色能源 ，經(jīng)過(guò) 綠色的生產(chǎn)過(guò)程 （綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝技術(shù)、綠色生產(chǎn)設(shè)備、綠色包裝、綠色管理等），生產(chǎn)出 綠色產(chǎn)品 。 ①綠色能源 ： 在產(chǎn)品生命周期全過(guò)程中盡量節(jié)約能源、資源，使其得到最大限度的利用。或者以安全、可靠和取之不盡的能源為基礎(chǔ)，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能等? ②綠色生產(chǎn)過(guò)程 ： 指將綠色產(chǎn)品的構(gòu)思轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的所有過(guò)程的綜合。主要包括綠色設(shè)計(jì)與綠色材料、綠色工藝技術(shù)、綠色生產(chǎn)設(shè)備、綠色包裝、綠色營(yíng)銷、綠色管理等 。 ③綠色產(chǎn)品 ： 在生命周期全程中符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，