绿色制造论文 - 中国需要发展绿色制造.doc

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1、中国需要发展绿色制造一 绿色制造的形成：绿色制造是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。 日趋严格的环境与资源约束，使绿色制造显得越来越重要。发达国家的经验表明，解决生态与环境问题必须依靠全社会和各行各业的广泛参与和投入，“为环境而设计”、“环境友好产业和产品”、“绿色制造”、“绿色化学”等都是近年来先进工业国家进行的卓有成效的实践。绿色制造已成为制造业未来的重要发展方向。 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

2、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。 二绿色制造的支撑技术(1) 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 案设计提供数据支撑和知识支撑。(2) 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资源消耗和环境影响的情况进行评估，评估的主要 内容如下：制造过程物料的消耗状况、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、

3、产品寿命终结后对环境的污染状况等。因此，研究绿色制造的评估体系和评估系统是当前绿色制造研究和实施急需解决的问题 。当然此问题涉及面广，又非常复杂，有待于作专门的系统研究。(3) 绿色ERP管理模式和绿色供应链在绿色制造的企业中，企业的经营和生产管理必须考虑资源消耗和环境影响及其相应的资源 成本和环境处理成本，以提高企业的经济效益和环境效益。其中，面向绿色制造的整个（多 个）产品生命周期的绿色MRP II/ERP管理模式及其绿色供应链是重要研究内容。(4) 绿色制造的实施工具和产品研究绿色制造的支撑软件，包括计算机辅助绿色设计、绿色工艺规划系统、绿色制造的决策 支持系统，ISO14000国际认证

4、的支撑系统等。三 绿色制造现状及国内外发展趋势：绿色制造的全球化特征体现在许多方面：.制造业对环境的影响往往是超越空间的，人类需要团结起来，保护我们共同拥有的惟一的 地球。.ISO14000系列标准的陆续出台为绿色制造的全球化研究和应用奠定了很好的基础，但一些 标准尚需进一步完善，许多标准还有待于研究和制定。.随着近年来全球化市场的形成，绿色产品的市场竞争将是全球化的。.近年来，许多国家对进口产品要进行绿色性认定，要有“绿色标志”。特别是有些国家以 保护本国环境为由，制定了极为苛刻的产品环境指标来限制国际产品进入本国市场，即设置 “绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国企业提高产品绿色性提供技术手段

5、，从而为我国企业 消除国际贸易壁垒进入国际市场提供有力的支撑。这也从另外一个角度说明了全球化的特点 。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。 2国外现状国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”

6、。1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，促进了绿色制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形的，表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求，对生态环境无害或危害极少，并利于资源的再生和回收，这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。如德国水溶油漆自1981年开始被授于环境标志（绿色标志）以来，其贸易额已增加20。德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志，法国、瑞

7、士、芬兰和澳大利亚等国于1991年对产品实施环境标志，日本于1992年对产品实施环境标志，新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。目前已有20多个国家对产品实施环境标志，从而促进了这些国家“绿色产品”的发展，在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。 国际经济专家分析认为，目前“绿色产品”比例大约为510，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。 3国内研究基础国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。 机械科学

8、研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目绿色设计技术发展趋势及对策研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。目前正在开展国家自然科学基金项目“环境绿色技术评价体系的研究”。以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造，建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。 “绿色制造”是1996年美国制造工程师学会提出的一个概念。如今，越来越多的人认识到未来国际制造业将不再是传统的资本

9、、资源和劳动力竞争，而是碳生产率的竞争，节能减排将成为制造业升级的主导趋势。4 社会化-绿色制造的社会支撑系统需要形成绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与，以建立绿色制造所必需的社会支撑系 统。绿色制造涉及的社会支撑系统首先是立法和行政规定问题。当前，这方面的法律和行政规定 对绿色制造行为还不能形成有力的支持，对相反行为的惩罚力度不够。立法问题现在已愈来 愈受到各个国家的重视。其次，政府可制定经济政策，用市场经济的机制对绿色制造实施导向，例如，制定有效的资 源价格政策，利用经济手段对不可再生资源和虽可再生资源但开采后会对环境产生影响的资 源（如树木）严加控制，使得企业和人们不得不尽可

10、能减少直接使用这类资源，转而寻求开 发替代资源。又如，城市的汽车废气污染是一个十分严重的问题，政府可以对每辆汽车年检 时，测定废气排放水平，收取高额的污染废气排放费。这样，废气排放量大的汽车自然没有 销路，市场机制将迫使汽车制造厂生产绿色汽车。企业要真正有效地实施绿色制造，必须考虑产品寿命终结后的处理，这就可能导致企业、产 品、用户三者之间的新型集成关系的形成，例如，有人就建议，需要回收处理的主要产品， 如汽车、冰箱、空调、电视机等，用户只买了使用权，而企业拥有所有权，有责任进行产品 报废后的回收处理。无论是绿色制造涉及的立法和行政规定以及需要制定的经济政策，还是绿色制造所需要建立 的企业、产

11、品、用户三者之间新型的集成关系，均是十分复杂的问题，其中又包含大量的相 关技术问题，均有待于深入研究，以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。5集成化-将更加注重系统技术和集成技术的研究要真正有效地实施绿色制造，必须从系统的角度和集成的角度来考虑和研究绿色制造中 的有关问题。当前，绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与 产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程 集成等集成技术的研究将成为绿色制造的重要研究内容。绿色制造集成化的另一个方面是绿色制造的实施需要一个集成化的制造系统来进行。为此， 文献11提出了绿色集成制造系统的

12、概念，并建立了一种绿色集成制造系统的体系框架 ：该系统包括管理信息系统、绿色设计系统、制造过程系统、质量保证系统、物能资源系统 、环境影响评估系统6个功能分系统，以及计算机通讯网络系统和数据库/知识库系统等2个 支持分系统以及与外部的联系。绿色集成制造技术和绿色集成制造系统将可能成为今后绿色制造研究的热点。6并行化-绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式绿色设计今后仍将是绿色制造中的关键技术。绿色设计今后的一个重要趋势就是与并行工程 的的结合，从而形成一种新的产品设计和开发模式-绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计，是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方 法，以集成的、

13、并行的方式设计产品及其生命周期全过程，力求使产品开发人员在设计一开 始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、 进度计划、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。绿色并行工程涉及一系列关键技术，包括绿色并行工程的协同组织模式、协同支撑平台、绿 色设计的数据库和知识库、设计过程的评价技术和方法、绿色并行设计的决策支持系统等。 许多技术有待于今后的深入研究。7智能化-人工智能和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TQCS（即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C 和为用户提供的服务S）目标体系与环境影响E和资源消耗R的集成

14、，即形成了TQCSRE的决策 目标体系17。要优化这些目标，是一个难于用一般数学方法处理的十分复杂的 多目标优化问题，需要用人工智能方法来支撑处理。另外，绿色产品评估指标体系及评估专 家系统，均需要人工智能和智能制造技术。基于知识系统、模糊系统和神经网络等的人工智能技术将在绿色制造研究开发中起到重要作 用，如在制造过程中应用专家系统识别和量化产品设计、材料消耗和废弃物产生之间的关系 ；运用这些关系来比较产品的设计和制造对环境的影响；使用基于知识的原则来选择实用的 材料等。8产业化-绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成除大家已注意到的废弃物回收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业外，另有两

15、大类 产业值得特别注意：(1)绿色产品制造业制造业不断研究、设计和开发各种绿色产品，以取代传统的资源消耗较多和对环境负面影响 较大的产品，将使这方面的产业持续兴旺发展。(2)实施绿色制造的软件产业企业实施绿色制造，需要大量实施工具和软件产品，如计算机辅助绿 色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造决策系统、产品生命周期评估系统、ISO1 4000国际认证支撑系统等，将会推动新兴软件产业的形成。四 绿色制造发展前景绿色制造对未来制造业的可持续发展至关重要。国内外近年来对绿色制造已作了大量的研究 。总结绿色制造的现有研究，可建立绿色制造的研究内容体系框架。该框架将绿色制造的研 究内容分成绿色制造

16、的理论体系和总体技术、绿色制造的专题技术和绿色制造的支撑技术三 方面，每一方面又包括若干组成部分。绿色制造的发展趋势可用全球化、社会化、集成化、 并行化、智能化和产业化简要描述。基金项目：国家863高技术研究发展计划资助项目(863-511-941-005)作者简介：刘飞，男，1948年生。重庆大学(重庆市400044 )制造工程研究所所长、教授、博士、博士研究生导师、国家级突出贡献中青年专家。主要 研究方向为制造系统工程和制造自动化。获部省级以上成果奖10余项。出版著作7部。发 表论文170多篇。曹华军，男，1978年生。重庆大学机械工程学院硕士研究生。何乃军，男，1971年生。重庆大学机械

17、工程学院博士研究生。同传统制造相比，绿色制造模式对企业提出了更高的要求。在综合分析了这些需求后，尝试以合理的绿色制造为目标，将产品的制造过程作为一个系统，从QrD的视角展开分析讨论，其设计的内容具有有效性和一致性，质量屋的各个阶段的矩阵能够把绿色制造的具体要求和实际的生产工艺较好地结合起来，适应制造业的发展趋势。QFD的实施过程，实际上就是贯彻信息传递的思想，是一个持续改进的过程，需要根据具体的生产实践，不断地调整适应，为绿色制造的进一步全面实施提供较好的理论依据，促进制造业信息化的实施五；参考文献：1诸大建，中国循环经济与可持续发展，科学出版社，2007年02月2盛晓敏 邓朝晖，先进制造技术，机械工业出版社，2000 3张曙，绿色21世纪的挑战可持续发展的制造战略，机电一体化，1998（2）4敖三妹，绿色制造可持续发展的现代制造模式，南京工业大学学报，第27卷第4期（2005年 7月）5马祖军，代颖，刘飞，绿色制造与现代企业战略J，机电一体化，1998，5：576刘飞 陈晓慧，绿色制造M，中国经济出版社，19997刘飞 张华，绿色制造现代制造业的可持续发展模式J，中国机械工程，1998,9(6):76-78.8胡海浪，浅谈机械行业中的绿色制造，科技资讯，2007（10）