机电产品的绿色制造技术研究
256 机械设计与制造
Machinery Design&Manufacture 第4期 2012年4月
文章编号:1001—3997(2012)04-0256—03
机电产品的绿色制造技术研究木
袁珊珊钟佩思刘梅张丹丹 (山东科技大学机械电子工程学院,青岛266510)
Research on key technologies of green manufacturing for mechanical products
YUAN Shan—shan,ZItONG Pei—si,LIU Mei,ZHANG Dan—dan
(College of Mechanical and Electronic Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 2665 10,China) 十 十 、t d 十 毒斤十 斤’ 十 p ● 、. 1 ^● I 十" 一十 十 十 十 州 十 十 , 【摘要】作为一种全新的制造理念,绿色制造是现代工业、企业发展和运行的新模式,也是人类 社会可持续发展的基础。从分析绿色制造的内涵入手,研究了绿色制造的目标及其集成特性,指出绿色
制造的必要性。在此基础上,建立了机电产品绿色制造集成框架,从绿色资源、绿色生产与绿色产品三
个方面对绿色制造进行了论述。最后,阐述了绿色设计、绿色包装、绿色再制造、绿色材料选择与绿色工
艺规划等绿色制造关键技术,并指出绿色制造是今后制造业发展的方向。
关键词:绿色制造;集成框架;绿色设计;绿色包装;绿色再制造
【Abstract】As a new design concept,green manufacturing is not only a new developing and running
patternfor modern industry and enterprises,but also afoundation. r sustainable development ofhuman SO--
ciet ̄In view ofthe connotation ofgreen manufacturing,the targets and integration property ofgreen manu-
facturing were analyzed first and the necessity of green manufacturing was pointed out.Based on this,inte—
gratedframework ofgreen manufacturingfor mechanical products Was given.Then green manufacturing of mechanical products were discussedfrom three aspects:green design,green production and green products.
At last,the key technologies ofgreen manufacturingofmechanicalproducts:green design,greenpackaging,
green remanufacturing well green materials selecting and green process planning were elaborated.The
green manufacturing is pointed out to be the development trend of manufacturing.
Key words:Green manufacturing;Integrated framework;Green design;Green packaging;Green remanufacturing
中图分类号:TH16文献标识码:A 1引言
制造业的快速发展,给人类生存环境带来了极大破坏,各种 污染事故、酸雨、沙尘暴、温室效应等问题接踵而来。据统计,全球 每年因生态系统破坏造成的经济损失可达2500亿美元。进入21 世纪,环境问题更加严峻。为了适应人类社会可持续发展的要求, 如何最大限度地利用资源和减少废弃物的产生,已成为世界各国 共同关注的问题。于是一个全新的概念一绿色制造应运而生。 2绿色制造
2.1内涵
绿色制造Green Manufacturing,GM)是指通过使用高效、清 洁的制造方法来提高资源的转换效率与材料有效重用率、减少所 产生的污染物类型及数量_l_。绿色制造又被称作环境意识制造 (Environmentally Conscious Manufacturing,ECM)、面向环境的制 造(ManufacturingforEnvironment,MFE)等。 绿色制造是一种充分考虑环境、资源问题的现代制造模式, 其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用、报废到废弃处置 的整个产品生命周期中,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。 绿色制造几乎应用于整个工业领域,如机械、化工、电子、军 工、食品领域等。绿色制造的内涵具有广义性,是“大制造”的概 念。绿色制造体现了现代制造学科的“大制造、大过程、学科交叉” 的特点,而传统意义上的机械制造,主要体现为机械加工过程或 机械工艺工程,可称为“小制造”。
2.2绿色制造的集成特性
绿色制造是新时代突显绿色环保的先进制造模式,集成特 性是绿色制造的显著特性,集成特性是指问题领域集成、效益目 标集成和组织模式集成。 2.2.1问题领域集成
绿色制造涉及的三大问题领域:(1)制造领域,包括产品的 全生命周期;(2)环境领域;(3)资源领域。绿色制造就是这三大领 域内容的交叉和集成,如图1所示。
2.2‘2效益目标集成
绿色制造是企业经济效益和社会效益目标的集成,具体表 现为制造时间(time)、产品质量(quality)、制造成本(cost)、资源消
-k来稿日期:2011-06—18★基金项目:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(2007BS05013) 青岛市应用基础研究计划资助项目(09—1—3—51-jch)
第4期 袁珊珊等:机电产品的绿色制造技术研究 257
耗(resource consumption)和环境影响(envimnmental impaet)3 ̄个 目标的集成
制造
图1『l口J越领域集成 2.2-3组织模式集成 绿色制造组织模式的集成主要体现在其社会化属性上。绿 色制造需要全社会的参与,其研究和发展不是哪一方的责任,而 是企业、政府、非盈利组织、高校、消费者共同的职责。仝社会成员 要共同行动起来,提高环境意识,群策群力,才能推动绿色制造技 术的发展和应用。
2.3绿色制造的意义
制造业足创造人类财富的支柱产业,埘一个国家经济发展 起着至关重要的作用。据统计,制造业创造_r工业化国家(6O~ 80)%的财富 然而,制造业足当前环境污染的主要根源。在其将 资源转变为产品的制造过程,以及产品使用和报废处理的过程 中,大量资源被消耗掉,人类生存环境受到严重污染。绿色制造是 制造业环境污染源头控制的关键途径,可以从根本上解决环境污 染问题。为实现人类社会的可持续发展,减轻环境压力,实施绿色 制造势在必行。
3机电产品绿色制造集成框架
3.1集成框架
根据绿色制造集成特性,提出机电产品绿色制造集成框架, 如图2所示 从图2中叮以看出,绿色制造以实现企业经济效益 和社会效益的集成为目标;机电产品绿色制造是 个技术集成的 过程,以绿色设汁技术、绿色包装技术,绿色再制造技术等关键技 术为技术支撑。关键技术足实现两大日标的具体“行动”。 绿色资源、绿色生产和绿色产品是绿色制造的“■绿”,贳穿 绿色制造整个过程。制造企业使用绿色资源,通过绿色生产。得到 绿色产品, 3-2绿色制造的“三绿”
3.2.1绿色资源
绿色资源包括绿色原材料和绿色能源。 绿色原材料的”绿色”指原材料来源丰富以及报废后易于回 收冉利用。绿色能源是指储量丰富,可再生而且对环境污染小的 能源。实施绿色制造,应尽可能选用来源丰富、无污染、低能耗、易 加工、可回收、易降解的绿色资源。 3.2-2绿色生产 绿色生产体现在生产环境绿色化、生产技术绿色化以及生 产没备绿色化卜。 铸造生产作为物资转化过程,其输入端足资源与能源,输出 端足产品和废料。铸造业环境负荷过重,普遍存在生产设备陈旧、 生产环境差、环境污染严重等问题。对制造业,尤其是铸造业实施 绿色制造,要及时更新生产设备,实行生产全生命周期控制,从源 头解决环境污染。 3.2_3绿色产品
绿色产品是相对于传统产品而言的,目前还没有权威公认的 定义。采用绿色制造技术,通过设计、生产、加工而得到的产品可以 称作绿色产品。环境友好l生是绿色产品的重要特征,体现在产品设 计、制造、使用到报废后回收处理的所有环节上。目前已有的绿色产 品有绿色汽车、绿色电脑、绿色冰箱、绿色建筑、绿色相机等。
图2机电产品绿色制造集成框架 4绿色制造的关键技术
4.1绿色设计技术
绿色设 ̄,[-(Green Design,GD),通常也称为环境意识设计、生 命周期设计或生态设计,其定义为:在产品的整个生命周期内,将 产品的环境属性(可拆卸性、可回收性等)作为设计目标,在满足环 境目标的同时保证产品应有的性能、寿命和质量等要求。绿色设 计决定了产品生命周期(80~90)%的消耗,是绿色制造的关键 。 由绿色设计的定义可知,绿色设计具有区别于传统设计的 鲜明特征。 4.1.1产品的生命周期得以延长
产品的全生命周期包括产品“从摇篮到再现”的各个环节,是 闭环周期;而产品的使用寿命是指产品投入使用至报废的一段时 间,是全生命周期的一部分。传统设计在产品使用寿命结束后,就很 少考虑产品废弃处理的问题,产品生命周期是开放的。而绿色设计 将产品生命周期延伸,充分考虑产品生命周期的各个阶段。
4.1.2绿色设计是并行式闭环设计 与传统“串行”式设计不同,绿色设计采用“并行”式产品开 发,实现了产品生命周期各环节之间的信息交流与反馈,从而消 除了产品设汁过程中的反复修改;绿色设计对产品报废后的拆 卸、回收、处置处理也进行了考虑,使所设计的产品从概念形成到 寿命终结再到回收处理形成了一个闭环过程。 4.1.3绿色设计有利于保护环境,维护生态系统平衡
绿色设计是实现产品绿色要求的设计,即在产品的整个生 命周期内,通过设计,预先设法防止产品及工艺对环境产生的副 作用,从根本上防止环境污染。传统的末端处理方法与绿色设计 的思想相违背。绿色设计要求对环境污染降低到最小,因此可以 最大程度的保护环境。
机电产品包装节材代木领域的关键技术研究
机电产品包装节材代木领域的关键技术研究
【摘 要】木材节约与代用是缓解我国木材供需矛盾的有效途径,由于机电产品包装是木材消耗大户,推进机电产品包装节材代木工作,对于节约优质木材、保护森林资源和生态环境具有重要意义。本文针对目前我国机电产品包装节材代木面临的替代材料、制造设备、工艺流程及标准化等方面的问题,对机电产品包装节材代木领域的关键技术展开了研究。
【关键词】机电产品;包装;节材代木;关键技术
0.引言
我国已成为世界上最大的机电产品加工、制造基地。机电产品的行业的发展离不开包装,而包装的最大消耗材料是木材,我国每年机电产品包装所消耗的优质原木达1000多万立方米,约占全国商品木材年使用量的1/6。推进机电产品包装节材代木工作,对于节约优质木材,保护森林资源和生态环境,具有重要意义。这既是建设资源节约型、环境友好型社会的要求,更是促进我国机电产品包装升级,加快与国际接轨的现实需要。
1.大型机电产品包装行业面临的问题
随着国际国内市场对木质包装的要求越来越严,我国机电产品的包装的材料制造及运用研究显得尤为迫切。诸如,复杂运输条件与极端环境下代木材料与型材的环境适应性研究,代木材料制造与应用全过程低碳化研究,代木材料结构与其材料力学性能研究,大型重载包装箱的个性结构化软件设计,代木材料快速高效成型设备的研制与工程化,代木材料质量在线无损检测技术等均未深入涉足。木质包装的材料制造及运用领域普遍存在包装不规范、过度使用材料、防湿与阻燃性能差、包装档次低、无法回收使用等问题,这些技术的缺失与包装质量上的缺陷直接影响了机电产品的安全保护与出口竞争能力。
2.推广机电产品包装节材代木的技术影响因素
随着国家发展绿色经济,节能减排政策的出台和企业社会责任感的增强,我国在机电产品包装节材代木方面进行了积极探索。如单板层积材、农作物秸秆板、竹胶板、重型瓦楞纸板、蜂窝纸板、钢木混合结构,其性能与木材接近,价格适当,原材料来源丰富,特别适合在机电产品包装中推广。但这些材料的生产企业档次参差不齐,生产设备能力相差较大,工艺流程不够统一,缺乏相应的检测手段,因此,生产出的成品质量差别较大,性能也不够稳定,影响了节材代木项目的广泛推广。
我国机床行业的绿色制造关键技术存在问题及建议
第25卷第3期 2012年5月 机电产品开崖与 新 Development&Innovation of Machinery&Electrical Products Vo1.25。No.3 May.,2012
文章编号:1002—6673(2012)03-141—03
我国机床行业的绿色制造关键技术存在问题及建议
周鹏
(机械科学研究总院,北京100044)
摘要:论文深入剖析了机床行业绿色制造的关键技术,分析了机床绿色制造目前存在的主要问题,并 针对政府、企业和有关部门提出了一些意见和建议,以期对我国机床行业绿色制造的发展有一
定的促进作用。 关键词:机床;绿色制造;关键技术;问题;建议 中图分类号:F4 文献标识码:A doi:lO.3969/j.issn.1002-6673.2012.03.056
China Machine Tool Industry of Green Manufacturing Key Technology Problems and Suggestions
ZHOU ng (China Academy ofMachinery Science&Technology,Beijing 100044,China) Abstract..This paper analyzed the machine tool industry the key technologies of green manufacturing,green manufacturing of machine tool mlin existing problems,and for the government,enterprises and the relevant departments to put forward some opinions and suggestions,with a view tO China S machine tool industry in the development of green manufacturing for a certain role. Key words:machine tool;green manufacturing;key technology;problem;suggestion
论机电产品绿色设计的技术原理与评价
学术论坛 鱼: ! SCIE NCE&TECHNOLOOY lNF ORMATlON 论机电产品绿色设计的技术原理与评价 李晓雪 (荆门职业技术学院机械工程学院湖北荆门448000) 摘要:绿色设计作为一种方法学体现了机电产品全生命周期的观点其内涵是机电产品全生命周期技术性、经济性和环境协调性的 系统设计,绿色设计的面向对象不再是机电产品本身,而是整个机电产品系统。 萃篙雾 罂 产品10TN710绿色设计南 i i A评价系统文章编号:1672—3791(2006)10()0243~02 中图分类号: 献标识码: 文章编号: 一 ( )0【b) ~ 1绿色设计的内涵 机电产品系统是由一种或多种确定功能的 中间机电产品流联系起来的过程的集合。机 电产品系统的概念涵盖了机电产品从原材料获 取、设计制造、包装流通、使用维护一直 到最后拆卸回收和报废处置的整个生命周期过 程。在此基础上,机电产品系统设计是一个 广义的设计概念,除了传统的功能结构、工 艺等设计之外,机电产品系统设计还要考虑全 生命周期中,围绕机电产品技术、经济和环境 领域的所有活动。机电产品系统的概念扩大 了机电产品的内涵、 流通、使用、 维护、 回收、 处置等活动,也是机电产品的一部分, 机电产品系统的概念正逐渐改变着企业的经营 和发展思路,如机电产品回收的制造商负责 制;又如施乐复印机的租赁销售的推出,复印 机并不卖给消费者,消费者购买的只是其使用 权,制造商负责提供相应的维护服务并可在最 后进行机电产品的回收再利用绿色设计综合 考虑机电产品在全生命周期过程的所有活动, 力图在机电产品设计中体现机电产品技术性, 经济性和环境协调性的有效统一。从其概念 可以看出绿色设计正是机电产品系统设计的具 体体现。 2机电产品绿色设计方法 2.1机电产品绿色设计的特性 绿色设计已经成为当前机电产品设计研究 的热点,绿色设计思想正在被越来越多的企业 及机电产品开发人员接受和采纳并以之作为提 高机电产品竞争能力,增强企业技术创新能力, 抢占国际市场的重要手段。总之,关于机电产 品的绿色设计,可以得到以下几点共识:绿色 设计的面向对象是机电产品系统;绿色设计 的理论基础是机电产品系统建模和生命周期分 析评估;绿色设计的方法基础是并行设计; 绿色设计的信息基础是计算机信息.集成和网络 协同;绿色设计的技术基础是现有各种设计 工具,是对现有设计技术的引申发展;绿色设 计要充分重视人的经验和决策作用;绿色设 计是对制造技术、 经济、环境、 管理、 材料等学科知识的综合运用。 因此绿色设计具有系统性、集成性、并 行性、时间性、全生命周期间性、机电产 品系统实体及其信息分布等特点 2.2绿色设计与现有设计理论和方法的关系 并行工程、精简生产、敏捷制造和绿色 制造是现代企业的高效运行模式,他们不是相 对的独立的、互斥的关系,而是互相补充、互 相促进、 共同发展的关系由图一可以看出, 各种先进制造模式均建立在相同的机电产品设 计基础之上,均要求在一定的软硬件环境基础 上,建立机电产品全生命周期系统的数字化模 型,利用CAD、CAM、CAE和CIM技 术,采用虚拟技术进行面向环境、装配、制 造、质量、使用、维护、拆卸、回收等 的设计和机电产品开发;采用先进生产制造 装备和技术,并且通过对企业人、财、物等 资源的有效管理以及组织的有效管理,实现企 业物流、资金流、信息流的和谐统一,减少 机电产品全生命周期的环境污染和资源浪费, 提高机电产品竞争力,从而实现企业人 组 织、技术的有机集成,缩短机电产品生产周期 (并行工程),满足不同类型和规模的市场需求 (可定制生产),快速相应迅速变化的国际市场 (敏捷制造),精简一切不必要的过程、环节和 机构(精简制造或精良生产、精益生产),最终 达到企业和社会可持续发展的需要的(绿色制 造)。 如上所述,绿色设计在综合利用已有设计 理论和方法的基础上,重点研究机电产品全生 命周期过程环境影响特性和资源优化利用特 性,设计出技、 经济、环境综合性能最优的 机电产品,在满足市场需求和企业发展需要的 同时,满足社会可持续发展的需要。绿色设计 的开展基础是现有的设计理论、方法和工具, 各种先进的设计方法和工具进一步为绿色设计 提供了实施的高效和高可靠性保证如绿色设计 要求机电产品设计者、企业决策者、环境分 析专家等组成开发团队进行机电产品研发,其 中,考虑的因素涉及到原材料、半成品及其供 应商的选择、机电产品制造、 装配、运输 销售、使用维护、拆卸回收、焚烧掩埋等 生命周期各个阶段。因此,必然牵涉到企业及 其上下游供应链的多个部门,研发工作流程必 须并行进行,信启.的制定、发放、更改等必 须进行有效的管理,并行工程的集成技术协同 技术工作流管理技术可以得到有效的利用而 敏捷制造、精益制造、虚拟制造等技术也从 目标、管理、流程、手段等方面对绿色设 计起到补充促进和推动作用。由此可见,并 行工程、敏捷制造、精简制造、绿色制造 是从不同的视角对现有设计和制造技术的补 充、完善和促进。 3机电产品绿色设计的关键技术 与现有设计理论和方法相对照,绿色设计 从研究视角上说,关注的是机电产品全生命周 期环境影响和资源利用问题。如何有效的对 机电产品全生命周期中的环境和资源问题进行 综合分析评价,进而指导设计,得到技术、经 济和环境陛能综合最优的机电产品是绿色设计 所面临的挑战和需要解决的关键问题。机电 产品绿色设计的关键技术主要集中在以下几个 方面: (1)面向机电产品全生命周期的绿色设计 基础理论和方法的研究; (2)综合利用现有技术和工具建立机电产 品系统模型,解决绿色设计和现有设计方法及 其工具的融合问题; (3)建立合适的绿色设计综合评价模型,对 机电产品全生命周期特性进行环境影响分析和 技术、经济和环境属性的综合评价: 一是机电产品环境影响的评价技术是绿色 设计必须解决的重点和难点问题; 二是机电产品系统全生命周期杵眭数据的 获取以及组织管理和其他机电产品系统模型信 息视图的映射、共享和互操作机制的建立。 (4)如何体现绿色设计对机电产品开发的 指导作用,为设计者提供辅助决策支持机电产 品绿色设计若干关键技术研究工具。 4建立机电产品绿色设计的评价系统 4.1绿色设计评价指标体系 机电产品的绿色程度涉及机电产品生命周 期的全过程,这使得绿色评价成为一项复杂的 工作。科学 客观的评价机电产品的绿色程 度,需要建立合理的评价指标体系,这是绿色设 计的重要研究内容,也是绿色设计实施的关键, 原因在于绿色设计评价自始至终贯穿于绿色设 计过程中,没有绿色设计评价就不可能有绿色 设计。绿色设计的最终结果是绿色机电产 品。目前,绿色机电产品尚未有统一的评价指 标体系。要对机电产品设计方案的绿色度进 行分析,需要遵循绿色设计评价指标体系的建 立原则,在机电产品的设计、生产、包装、 运输、销售、使用、废弃后回收处理处置 等生命周期的每一个阶段,充分考虑机电产品 的技术、经济及环境属性,这就是说,绿色设 计的评价指标体系须系统地反映绿色机电产品 的三大基本要素,即绿色机电产品的技术先进 性、经济性及环境协调性。因此,以评价指 标体系的建立原则为基础,充分考虑绿色机电 产品的三大基本要素对于不同的设计机电产 品,应根据机电产品的特点,进行具体的划分, 制定出适合自身条件的评价指标体系。 4.2评价指标体系的建立原则 评价机电产品的绿色程度时,指标体系的 选择和确定是评价活动赖以进行的前提和基 础,建立的指标体系不仅需要较好地反映机电 产品的绿色程度,而且还要便于在实际中应 用。指标体系的选取只有采用统~一的标准和 方法,才能对第二章绿色设计评价体系在水利 机械中的应用研究机电产品的绿色度做出正确 的评价。在评价指标体系的建立过程中,应遵 循以下原则: 一是科学性原则。评价指标体系要力求 客观、真实、准确地反映被评价对象的绿色 属性。指标的确定要建立在科学的基础上,必 须做到其物理意义明确、测量方法标准、统 计方法规范。同时,正确分析反映被评价对象 绿色程度的各个因素的具体内容及相互关系。 科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 245
机电制造工程技术开发中的关键技术与创新探索
机电制造工程技术开发中的关键技术与创新探索
摘要:本文深入探讨了机电制造工程技术开发中的关键技术与创新方向。自动化与智能化技术的不断发展使得生产效率得以提升,而先进制造材料的研究为产品性能提供了新的突破口。机电一体化技术的应用使得生产流程更加灵活高效,而激光加工技术和虚拟仿真技术的不断创新提升了制造的精度和可靠性。同时,新能源驱动技术的应用推动了绿色制造的发展。这些关键技术的不断演进将为机电制造工程带来更多创新和价值,推动整个行业朝着更可持续、高效的方向发展。
关键词:机电制造工程;技术开发;关键技术;创新
引言
随着科技的蓬勃发展和制造业的日益全球化,机电制造工程技术正迎来前所未有的机遇和挑战。作为制造业的核心,机电制造工程在推动社会进步、提升生产力方面发挥着不可替代的作用。本文将深入研究机电制造工程技术开发中的关键技术和创新方向,探讨自动化与智能化、先进制造材料、机电一体化、激光加工、虚拟仿真以及新能源驱动等领域的最新进展。通过对这些前沿技术的全面解析,我们将更好地理解机电制造工程在未来的发展路径上所面临的机遇与挑战,以及如何借助创新力量推动这一关键领域迈向更加智能、高效、可持续的未来。
一、自动化与智能化技术
自动化与智能化技术是机电制造工程领域的关键发展方向之一。随着人工智能、机器学习和大数据技术的不断成熟,制造业正逐步迈向智能化生产。在制造流程中引入自动化系统,能够提高生产效率、降低成本,并减少人为错误。具体来说,机器人技术的发展是自动化的关键推动力量。灵活、高效的机器人系统能够完成重复性、繁琐的工作,提高生产线的整体效益。同时,结合人工智能技术,使机器人具备更强大的感知和决策能力,实现更复杂的任务。 二、先进制造材料
在机电制造工程中,材料的选择对产品的性能和质量具有关键影响,因此研究和开发先进的制造材料是至关重要的技术之一。新一代高强度、轻量化材料的引入不仅提高了产品的耐久性,还能有效减轻产品自身的重量,从而降低整体能耗。纳米材料、复合材料、高性能合金等先进材料的应用,为机电制造领域的产品性能提升提供了巨大的潜力,使得产品在强度、耐磨性、导热性等方面都能达到更高水平。除了提高产品性能外,制造业正逐渐转向环保型材料的研究和应用。这种趋势旨在减少对环境的负面影响,通过使用可回收、可降解的材料,降低生产过程中的碳足迹。这不仅有益于环境保护,还符合社会对可持续发展的日益增强的需求。综合而言,先进的制造材料的研究与应用是机电制造工程不断创新和提升可持续性的重要路径之一。
浅析绿色制造理念的机械制造工艺
工业技术
I■
浅析绿色制造理念的机械制造工艺
周恩琪
(陕西延长石油材料有限责任公司)
[摘要]本文结合绿色制造的含义及其结构体系,介绍了绿色机械制造工艺的三种类型,即节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术
进而分析了绿色制造工艺的开发策略。 [关键词]绿色制造,机械制造工艺;开发策略 中图分类号:¥220.6 文献标识码:A 文章编号:1009—914X(2013)33—0054—01
1.绿色制造概述 1.1概念
绿色制造.又被称为环境意识制造或面向环境的制造,是一个系统地考虑 环境影响和资源效率的现代制造模式。绿色制造的目标是使得产品从设计、制
造、包装、运输.使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的负面影响最
小.资源效率最高.并使企业经济效益和社会效益协调优化。这里的环境包含了
自然生态环境.社会系统和人类健康等因素。 1 2绿色制造的结构体系
绿色制造的核心内容是产品制造过程中,使用绿色材料和清洁能源,通过
绿色设计.生产绿色产品.最终建立具有可持续l生的产品生产和消费模式。绿色
制造主要由三大部分组成:绿色设计.清洁生产和绿色再制造。
2.绿色机槭制造工艺的类型 2.1节约资源的工艺技术
原材料(尤其是一些不可再生的金属材料)的大量消耗.将不利于全社会的
可持续发展.因此.机械工业应积极推广资源消耗少的绿色工艺技术,通常可采 取以下绿色工艺技术。
2.1.1绿色材料 绿色设计与制造所选择的材料既要有良好的使用性能.又要与环境有较好
的协调性。为此,可改善机电产品的功能.简化结构.减少所用材料的种类:选用
易加工的材料、低能耗、少污染的材料,可回收再利用的材料,采用天然可再生
材料。 2.I.2少无切削技术
随着新技术、新工艺的发展,精铸、精锻、摆辗等成型技术和工程塑料在机
械制造中的应用日趋成熟 从近似成型向净成型方向发展。有些成型件不需要 机械加工,就可直接使用.不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,也大大
机电产品的绿色设计与制造及其发展趋势
—.170—. 机械设计与制造
Machinery Design& Manufacture 第6期 2006年6月
文章编号:1001—3997(2006)06—0170—03
机电产品的绿色设计与制造及其发展趋势
李公法孔建益杨金堂黄孝成侯 宇 刘怀广
(武汉科技大学机械自动化学院,武汉430081)
Technology and developing trends of green
design and manufacturing in electromechanicaI product
LI Gong—fa,KONG Jian—yi,YANG Jin—tang,HUANG Xiao—cheng,HOU Yu,LIU Huai—guang
(College of Machinery and Automation,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 43008 1,China)
【摘要】绿色设计与绿色制造是一种全新的设计与制造理念,它们是人类社会可持续发展在现代
制造业中的体现。从分析实施机电产品绿色设计与绿色制造的意义出发,论述了绿色设计、绿色制造
以及绿色机电产品的定义,给出了机电产品绿色设计与绿色制造的实质和内容,并提出了绿色设计的
体系结构和机电产品的绿色设计原则,指出了机电产品绿色设计与制造是机电产品机械制造业的发
展趋势。从机电产品绿色设计与制造的全球化、社会化、集成化、并行化、智能化、产业化等方面论述了
机电产品绿色设计与制造的发展趋势。
关键词:机电产品;绿色设计;绿色制造;环境;可持续发展
【Abstract】Greendesignandgreenmanufacturingareatype ofallnewdesign concept,are embodimentof
humankind society sustainable development strategy in modern manufacturingfield In view ofthe signification
深耕绿色制造——我国发展机床绿色制造的四个途径
Cover Report封面报道
我国发展机床绿色制造的四个途径
■机械科学研究总院企划管理部部长助理周鹏 中国机械工程学会常务理事屈贤明
。 实施机床行业的绿色制造,重点应从以下四个途径人手,首先是机床的绿色设
计,第二,发展新工艺及新产品,第三,机床再制造,第四,机床的数控化和智能化。
“十二五”期间 我国将大力推进
两化深度融合.大力发展高端制造装
备,其战略目标是实现制造业的可持续 发展,实现制造业向资源节约型和环境
友好型转型。
作为装备制造业 母机”的高档数 控机床或基础制造装备.是高端制造
装备的重要组成部分 也是实现两化
深度融合的重要载体.不仅在机床的
设计、生产过程中应实现绿色.而且所 生产的机床工具产品也应做到高效
率、高精度、低能耗,并应从设计阶 段就考虑使机床工具产品具备良好
的再制造性能。
实施机床行业的绿色制造,重 点应从四个途径入手,首先是机床
的绿色设计,第二,发展新工艺及新
产品,第三,机床再制造,第四,机床
的数控化和智能化。
机床的绿色设计
传统的产品设计.通常主要考虑
的是产品的基本属性,如功能、质量、
寿命.成本等,很少考虑环境属性。按 照这种方式生产出来的产品,很可能
12 中国制造业信息化201 2年2月 在其使用寿命结束后.回收利用率低.
资源浪费严重,造成环境污染。绿色设
计是从可持续发展的高度审视产品的
整个生命周期,强调在产品开发阶段 按照全生命周期的观点进行系统性的
分析与评价,消除潜在的、对环境的负
面影响。 绿色设计是机床绿色制造的首要
环节,一般包括机床结构设计、绿色 材料选择、制造环境设计、工艺设计、 分考虑机床产品使用过程中的能耗和
可维护性,选择绿色材料,使用多功能
部件及模块化的部件来简化产品设计
结构.做到既节省原材料 又减少浪费 和环境污染,同时降低机床使用时的
能源消耗;在除尘、润滑、液压和冷却
系统的改进、废弃物的处理等方面尽 可能考虑采用高新技术和先进适用技
发展绿色制造技术促进机械制造业可持续发展
产业经;斋
一鸣 图踏勉鲫吗 自由画嘲
囊吴霞旷虚波井冈山大学工学院 [摘要】绿色制造是现代机械制造业可持续发展的重要模式,本文阐述了绿色制造的内涵及特征,探讨了在机械制造业发展绿 色制造技术的重要性,且简要介绍了其主要内容及实现途径。 [关键词】绿色制造可持续发展并行设计 一.绿色制造的内涵和特点 绿色制造(G reen m a nuf actu r i ng),又称环境意识制造 (Environmentally conscious Manufacturing),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,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 资源效率最高,并使企业经济效益 和社会效益协调优化的大制造模式。 绿色制造是有非常深刻的内涵,它涉及的问题领域包括三部 分:一是制造问题,包括产品生命周期的全过程;二是环境影响问 题;三是资源优化问题,绿色制造就是这-- ̄F,分内容的交叉和集 成。绿色制造考虑两个过程:一个是产品生命周期全过程和物流 转化过程,即从原材料到最始产品的过程,通过绿色制造要达到 两个目标:一个是减少环境污染,一个是实现资源优化。因此绿色 制造包含的内容十分广泛,包括绿色设计 绿色生产 绿色再制 造等现代设计和制造技术。 绿色制造与传统的制造模式具有本质的不同,主要表现在以 下几个方面: 绿色制造是面对整个生命周期过程的广义制造,要求产品从 设计、制造、包装 运输、使用到报废处的整个生命周期中实现 减少环境污染,资源优化的目标。绿色制造是以提高企业经济 效益、社会效益和生态效益为目标,强调以人为本,集成各种 先进技术和现代管理技术,实现企业经济效益,社会效益和生 态效益的协调优化。绿色制造致力于包括制造资源、制造模式、 制造工艺、制造组织等方面的创新.鼓励采用新的技术方法、新 的材料。 绿色制造是人类可持续发展战略在制造业的重要生产模式, 也是实现社会可持续发展目标的基础和保障。 二 绿色制造对机械制造业可持续发展的意义 1,发展绿色制造技术对机械制造业可持续发展的必要性 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题.特 别是环境问题,其恶化程度与日俱增,正对人类社会的生存与发 展造成严重的威胁。人们从这种严酷的现实中认识到环境与发展 是密不可分的,要从根本上解决环境问题,必须转变发展模式和 消费模式,即由资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式,依 靠科技进步、节约资源和能源、提高效益、减少废物排放、实施 清结生产和文明消费 建立社会,经济、资源与环境相协调的发 展模式,即可持续发展模式。 制造业是将可用资源,通过制造过程,转化为可供人们使用 和利用的工业品或生活用品的产业。它涉及到国民经济的大量行 业,其中机械制造业在发展中为人们的衣、食 住、行提供了许 多性能不同的机电产品,有力地推动了社会的发展和进步。2O世 纪9O年代以来,我国机械工业在提高质量、优化结构、增进效益 的基础上,逐步调整发展战略,使产业结构和布局不合理的状况 有所改善,但是国际市场竞争力弱,资源配置效益较差,产品质 量不高等问题仍然相当突出,而且资源和原材料消费较大,对环 境污染严重,可持续发展能力不强。鉴于此,必须改变原来粗放 型的老模式(高投入 高消耗、高污染),而大力发展绿色制造技 术以适应新时代的要求。 2.发展绿色制造技术是机械制造业可持续发展的重大机遇 可持续发展的理念正从不同的角度,以不同的方式向传统 的工业界和企业生产经营者发出挑战,同时也是重大的发展 机遇。 绿色制造是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造 模式。发展绿色制造技术不仅是一个社会效益显著的行为,也 是取得显著经济效益的有效手段,如:发展绿色制造技术可最 大限度地提高资源利用率、减少资源消耗、直接降低成本。同 时环境将得到改善,从而有助于提高员工的主动性和工作效率。 企业也将会有更好的社会形象,从而可增加无形的资产和国际 竞争力。同时发展绿色制造技术也必将推动机械制造业的新一 轮技术创新.在新的制造模式下,必须利用高新技术和现代管 理来提高生产率、节约自然资源投入、减少污染,以促进经济 的可持续增长。 三 机械制造业发展绿色制造技术的内容和途径 在机械制造业中,从设计、毛坯制造、机械加工、热处理、装 配、包装、使用和维护、报废回收等全周期的各个环节都有资源 消耗和不同程度的污染。机械制造业的绿色制造内容主要包括: 绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色处理等。在绿色制造实施 过程中,绿色设计是关键,因为在产品的全部生命周期中,虽然 设计费用仅占产品全部成本的5%左右,却决定了8O%~9O%的 产品生命周期的全部消耗。
基于绿色制造的干切削技术应用研究
Equipment Manufactring Technology No.4,201 1
t 、 、 、 、 ’ ^ ,、 ;专论与综述{ 、 ‘ ’、 ’ ’ ’、,‘’,’ , 基于绿色制造的干切削技术应用研究
安伟,王育欣
(沈阳广播电视大学,辽宁沈阳110003)
摘要:分析和阐述了干切削技术的机理、特点以及研究应用等,指出绿色制造是制造业发展的必由之路,在机械加工 中所采用的干切削技术,正是一种理想的绿色制R.r-艺方法;发展干切削技术,是进一步降低产品制造成本和消除切 削液对环境污染的重要途径。 关键词:绿色制造;机械k-y-;干切削
中图分类号:TG506.9 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2011)04—0122—03
绿色制造是以传统制造技术为基础,以环境科
学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学与技
术为支撑的现代制造模式。绿色制造的研究对象,是
综合考虑环境影响和资源的有效利用,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
个生产周期中,废弃资源和有害排放物最小,资源利
用率最高[1]。
绿色制造将成为未来制造业赖以生存的基础和
可持续发展的关键,是制造业发展的必由之路。干切
削技术,正是一种理想的绿色制造工艺方法,已经并
正在被广泛推广应用。
1 干切削机理及特点
干切削是指在机械加工中,为了保护环境和降
低成本而有意识地不使用切削液的加工方法。美国
LeBLond MaKino公司在利用陶瓷和CBN刀具,对铸
铁进行高速干切削加工试验后,提出“红月牙”(Red
Crescent)干切削机理:切削过程中由于切削速度很
高,产生的热量聚集于刀具前部,使切削区附近的工
件材料达到红热状态,导致屈服强度明显下降,从而
提高材料去除率(去除率由16 cm3/min提高到
149 em3/min)。
1.1 湿切削加工造成的负面影响
在传统的湿切削加工中,使用切削液主要起到
机械制造工艺中绿色发展理念的应用
《装备维修技术》2021年第17期
机械制造工艺中绿色发展理念的应用
余 凌(成都工业学院,四川 成都 611730)
摘 要:中国制造2025规划中,明确提出了绿色制造这一发展战略,要求我国的制造业在工艺设计过程中,需要坚持可持续发展的战
略原则,全面落实节能环保的生态文明建设理念,创新传统的工艺设备使用需求,在机械制造的全过程中,融入清洁生产的生态规划,
有效推动循环经济发展,打造出全新的绿色制造体系。本文主要探讨了机械制造工艺中绿色理念的运用,希望能够创新我国机械制造
业的工艺技术,完善机械制造内部管理体系,建立以绿色发展为基础的企业工作制度,实现对传统制造工艺的创新优化。
关键词:机械制造工艺;绿色发展理念;应用
近年来,随着社会工业的发展,全球的碳排位量急剧增加,造
成大面积的环境污染,习近平总书记针对我国社会发展战略,提出
了生态文明建设理念,机械制造工业要遵循低碳环保的绿色经济战
略。我国作为人口大国,能源消耗量巨大,为了实现环境保护,构
建社会可持续发展体系,就需要注重新能源的开发,在各行各业融
入绿色发展理念。1 绿色发展理念下机械制造原材料的选择
想要在机械制造过程中,合理地融入绿色发展理念,首先需要
注重绿色原材料的选择,随着人们生活质量的不断提高,生产过程
中开始重视可再生材料的运用,因此,需要选择对环境无害的工艺
材料,在废弃后能够通过分解,实现原材料的回收再利用,从而有
效降低自然能源的损耗。在机械制造工作开展前,工作人员需要选
择合金、钢、铁等材质的原材料进行加工制造,能够有效保障材料
的回收利用,与当前社会发展所提出的绿色理念相契合,在机械制
造工艺发展的过程中,一些非金属材料的运用,能够得到多元化的
工艺效果。常见的玻璃钢和工业塑料等等,都具有良好的加工性能,
但是在实际应用过程中,这些非金属材料难以进行分解,会对生态
环境造成不利影响,在绿色发展理念的约束下,这些非金属材料需
要尽快寻找可代替材料。制造业绿色发展的研究人员,正在努力进
