談?wù)動(dòng)∷b廠綠色制造的發(fā)展?fàn)顩r

綠色制造還是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)新興技術(shù),許多方面還有待深入地研究開發(fā)。綠色制造技術(shù)通常包括5個(gè)方面內(nèi)容,簡稱“五綠”,即綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝、綠色處理。下面介紹一下綠色制造技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r。

1993年,美國國家科學(xué)基金會、機(jī)床敏捷制造研究所,加利福尼亞大學(xué)能源研究所和空軍科學(xué)研究辦公室聯(lián)合成立了綠色設(shè)計(jì)與制造協(xié)會,美國許多著名公司也紛紛加盟該協(xié)會,共同研究一些重要工業(yè)部門,如汽車、電子、計(jì)算機(jī)、航空航天和建筑業(yè)中的環(huán)境管理和污染防治問題。近年來,各國對綠色制造的研究開發(fā)主要集中在綠色設(shè)計(jì)、綠色生產(chǎn)過程、回收再利用技術(shù)、生態(tài)工廠技術(shù)、評價(jià)和決策分析工具方面。

(一)綠色設(shè)計(jì)
綠色設(shè)計(jì)是以節(jié)省資源和保護(hù)環(huán)境為指導(dǎo)思想的一種新的工業(yè)設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí),從材料的選擇、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)功能、生產(chǎn)加工過程、包裝和運(yùn)輸方式、產(chǎn)品的使用乃至廢棄后的處理等,都必須考慮節(jié)省資源和保護(hù)環(huán)境這兩個(gè)因素。具體地說,綠色設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下3項(xiàng)原則。
1.環(huán)境友好。
在制造和使用過程中對人體無害,對生態(tài)環(huán)境無影響,對人體、環(huán)境舒適、友好。

2.節(jié)省資源。
節(jié)省材料、能源和人力資源,盡可能利用可再生或易于再資源如太陽能、可再生生物資源和信息資源,產(chǎn)品在使用過程中能耗低。

3.延長產(chǎn)品使用周期。
產(chǎn)品使用方便、安全、對易損零部件在設(shè)計(jì)時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化結(jié)構(gòu),以便于更換

(二)綠色生產(chǎn)過程
綠色生產(chǎn)過程指在生產(chǎn)過程中,采用的生產(chǎn)工藝與設(shè)備能夠最大限度地減少資源消耗和環(huán)境污染,把這種生產(chǎn)工藝與設(shè)備稱為“綠色生產(chǎn)工藝與設(shè)備”。

1.綠色生產(chǎn)工藝與設(shè)備
節(jié)約材料和能源,發(fā)揮它們的最大效能;生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的中間廢棄物能夠回收再利用,最終廢棄物是可分解處理的;生產(chǎn)設(shè)備操作方便、清潔、無污染、優(yōu)質(zhì)、高效、安全可靠。

2.綠色工作環(huán)境
首先是環(huán)境的安全性,力求工作現(xiàn)場的聲、熱、振動(dòng)、粉塵、有毒氣體等指標(biāo)限制在人體能承受的安全范圍之內(nèi);其次是環(huán)境的舒適性和宜人性,作業(yè)空間應(yīng)足夠?qū)挻?作業(yè)面的布置應(yīng)井然有序,工作環(huán)境溫度、濕度、空氣清新度、照明度、色彩等應(yīng)使人感到舒適、心情舒暢。在綠色生產(chǎn)過程中,對于般工藝流程和廢棄物,可采取的措施有:開發(fā)使用節(jié)省資源和不污染環(huán)境的生產(chǎn)設(shè)備,例如采用優(yōu)化下料和無切削加工技術(shù),可以大大節(jié)省材料等。而對于一些特種加工方法,如激光、電火花、電子束、離子束、電化學(xué)等,由于它們各自具有某種特殊的優(yōu)越性,近年來獲得飛速發(fā)展,但它們帶來的污染也比傳統(tǒng)加工方法嚴(yán)重,一些先進(jìn)國家已經(jīng)意識到這一點(diǎn),并開始研究如何通過合理安排工藝流程、過濾、防護(hù)等措施來減少這些加工方法對環(huán)境的影響。

(三)回收再利用技術(shù)
回收再利用技術(shù)也稱循環(huán)式制造技術(shù),主要包括以下3項(xiàng)技術(shù)
1.拆卸技術(shù)。
依據(jù)最小附加成本以及產(chǎn)品被拆卸后能獲取最大綜合利用價(jià)值的原則,開發(fā)最佳的拆卸程序和方法。如面向拆卸設(shè)計(jì)與分析的自動(dòng)化工具,面向二次制造的設(shè)計(jì)、加工與裝配方法等。

2.材料的分解、還原技術(shù)。
依據(jù)最小附加成本以及材料被分解后所能獲取最大綜合價(jià)值的原則,開發(fā)最佳的分解還原方法和技術(shù)。

3.循環(huán)再利用技術(shù)。
對拆卸下來的零部件或者分解、還原的材料進(jìn)行分類、二次利用的技術(shù)。

在這方面,各國近年來正積極開展研究,1992年,日本通產(chǎn)省與日本家電制造商共同投資50億日元,用于開發(fā)家電處理集成系統(tǒng),并預(yù)計(jì)到1998年建成一座示范型小規(guī)模實(shí)驗(yàn)工廠。

(四)評價(jià)和決策分析工具
在此,先說明產(chǎn)品生命周期與產(chǎn)品多生命周期的含義。產(chǎn)品生命周期是指本代產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造裝配、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢為上所經(jīng)歷的全部時(shí)間;產(chǎn)品多生命周期則不僅包括本代產(chǎn)品生命周期的全部時(shí)間,產(chǎn)品本身或其有關(guān)零部件在換代,下一代、再下一代等多代產(chǎn)品中的循環(huán)使用和再循環(huán)利用的時(shí)間。

近幾年,國外學(xué)術(shù)界和一些軟件開發(fā)商運(yùn)用建模、仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),以及專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等人工智能技術(shù),開發(fā)產(chǎn)品生命周期評價(jià)工具。利用這些工具,幫助設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,對產(chǎn)品生命周期或產(chǎn)品多生命周期中的每一階段將對環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行評價(jià)和分析,以設(shè)計(jì)出最符合環(huán)保要求的綠色產(chǎn)品。

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