机械工业绿色技术研究

1绿色制造技术的内容

（1）绿色设计

在绿色制造实施问题中，绿色设计是关键。绿色设计是在产品及其寿命的全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的性能、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负影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计。其基本内涵包括：

1）在产品设计的全过程中，产品的基本技术性能属性与环境资源属性、经济属性并重，且环境资源属性优先，相互协调发展；

2）在设计阶段应充分考虑产品在使用废弃后的可拆性和回收利用性；

3）提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任，即对大宗工业产品，企业不但要生产产品，同时，还应在可能的范围内，承担产品回收和再利用的义务；

4）它是对传统设计方法、设计理念的发展和创新，体现了人类对机械产品设计学科认识的深化。

（2）绿色材料

绿色材料是指在制备、生产过程中能耗低、噪音小、无毒性并对环境无害的材料和材料制品，也包括那些对人类、环境有危害，但采取适当的措施后就可以减少或消除的材料及制成品。选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。选择绿色材料的具体原则是：

1）优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率，实现可持续发展；

2）尽量选用低能耗、少污染的材料；

3）尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。

（3）绿色工艺

采用绿色工艺是实现绿色制造的重要一环，绿色工艺与清洁生产密不可分。绿色工艺是指清洁工艺，是既能提高经济效益，又能减少环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削弱或消除危险废物及其他有毒化学品的用量，改善劳动条件，减少对操作者的健康威胁，并能生产出安全的与环境兼容的产品。绿色工艺的实现方式包括：

1）改变原材料投入，回收产品的再利用以及对原材料的就地再利用，特别是在工艺过程中的循环利用；

2）改变生产工艺或制造技术，改善工艺控制，改造原有设备，将原材料消耗量、废弃物产量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度；

3）加强对自然环境资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价，根据环境负荷的相对尺度，确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。

（4）绿色包装

选择绿色包装材料已经成为研究热点，各种包装材料占据了废弃物的很大一部分。废弃的包装材料的处置给环境带来了极大的负担，尤其是一些塑料和复合化工产品，很多是难以回收和再利用的，有的降解周期可达上百年，给环境带来了极大的危害。因此，产品的包装应摒弃求新、求异，应简化包装，选择无毒、无公害、可回收或易于降解的材料及可反复利用的产品。并且应改进产品结构，减少重量，也可以达到改善包装，降低成本并减少对环境的不利影响。

（5）回收利用

产品的绿色处理即回收，在其生命周期中占有重要地位，正是通过各种回收策略，产品的生命周期形成了一个闭合的回路，最终通过回收又进入下一个生命周期的循环之中。其中包括：重新使用、继续使用、重新利用和继续利用。为了便于绿色处理，在设计中要主要考虑产品的材料和结构设计，如针对拆卸的设计方法。只有在产品设计的初始阶段就考虑报废后的拆卸问题，才能实现产品最终的高效回收。综上所述，绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现，也就是说，绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。说明绿色制造是制造业发展的必由之路，它将使传统的制造业发生巨大的变化，可为持续发展战略提供重要的保证。

2绿色制造发展现状及国内外发展趋势

（1）绿色制造技术发展趋势

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）国外现状与趋势

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”。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。如德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志，法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国家于1991年对产品实施环境标志，日本也于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。据相关数据显示，目前世界上“绿色产品”比例大约为5％~10％，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸和循环利用。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）国内相关研究的进展

我国在国家科学技术部和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究与探索。目前已完成了“清洁生产技术选择与数据库的建立”、“绿色设计技术发展趋势及对策研究”等专项研究。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，并且开展了“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，建立制造业的绿色概念、描述方法和评价体系。在许多大专院校相继开展了全生命周期建模等绿色设计理论和方法的系统研究、针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究、废弃工业品回收研究工作、机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究、以及清洁化生产系统和体系结构及实施策略的研究等专项课题，并取得一定进展。国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍，为我国发展绿色制造技术奠定了基础。

（4）我国“十二五”期间绿色制造技术的发展任务

在《机械工业“十二五”科技发展规划》中提出：要加速发展绿色制造技术及节能环保技术装备，促进产业产品优化升级。“十二五”国家科技计划先进制造技术领域中提出，将加强绿色制造基础理论与共性技术的基础研究，其中包括绿色制造基础理论、产品寿命预测与安全服役基础理论的研究。并加强绿色制造基础数据库与标准、基于全生命周期的产品设计工具应用、绿色生产工艺关键技术与装备、制造过程碳效优化技术、产品寿命预测与安全服役关键技术、低碳烯烃及衍生物关键工艺、技术及装备等前沿技术研究。形成应用开发及集成示范模式，即行业、区域绿色制造产业应用示范。同时，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的发布，使高端装备制造业概念成为领衔“十二五”规划的关键字眼。“十二五”期间，发展高端装备制造业的总体思路是面向我国工业转型升级和战略性新兴产业发展的迫切需求，其中绿色制造是重点发展领域之一。“十二五”时期，我国既面临着重大的发展挑战，也拥有前所未有的发展机遇。国家“十二五”规划的首要任务是实现绿色发展，推动绿色革命，创建资源节约型和环境友好型社会，全面降低能耗，减少温室气体排放，促进发展模式的转型。绿色发展不仅仅是国家的重要发展目标，同时也是中国积极参与国际治理、提供国际公共物品的主要途径之一。“十二五”规划的整体思路就是以绿色发展为基本要求，要把生态环境建设作为主要的发展思路和基本原则，促进绿色发展，建设绿色中国。可以说，“十二五”规划是中国的首个绿色发展规划。绿色发展和生态建设，在总体设计上包括五个方面的战略内涵，即建设资源节约型社会、建设环境友好型社会、发展循环经济、建设气候适应型社会、实施国家综合防灾减灾战略，总体成为“十二五”规划期间的绿色规划设计。总之，“十二五”规划是中国绿色现代化的重要起点。全球气候变化，不仅是全球的最大挑战，也是我国未来发展的最大挑战，我们需要积极地参与这项绿色工业革命，并为人类做出贡献。