徐田雨-天津大学研究生e-Learning平台.DOC

绿色制造及其发展应用 徐田雨 天津大学机械学院机械工程2012级硕士生 摘要：绿色制造是先进制造技术中最有发展前景的内容之一。绿色制造使产品从设计、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 前言* 环境和资源问题不仅是确保社会经济可持续发展的基本条件，而且直接涉及到人类的生存质量。20世纪60年代以来，全球经济得到了前所未有的高速发展，但因忽略了环境污染问题，结果带来了全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、空气污染、水源污染、土地沙化等恶果。与此同时，大量消费品因生命周期的缩短，造成了废旧产品数量猛增。据统计，造成环境污染的排放物的70%以上来自制造业，他们每天产生出大约55亿吨无害废物和大约7亿吨有害废物。传统的制造业一般采用“末端治理”的方法无法从根本上解决制造业及其产品产生的环境污染，而且投资大、运行成本高、消耗资源很能源。 面对上述问题，如何最大限度地节约、合理利用资源，最低限度地产生有害物质，保护生态环境，已成为各国政府、企业和学术界普遍关注的热点。国内外经验证明，要消除或减少工业生产环境污染的根本出路在于实施绿色制造战略。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Green Manufacturing），又称为环境意识制造或面向环境的制造，是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个周期内，对环境的影响（负面影响）为零或者极小，资源消耗尽可能小，并使企业的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。 绿色制造的内涵和特征 绿色制造具有非常深刻的内涵，其要点主要有： 1）绿色制造涉及制造技术、环境影响和资源利用等多个学科领域的理论、技术和方法。具有多学科交叉、技术集成的特点，是广义的现代制造模式。 2）绿色制造考虑两个过程：产品的生命周期过程和物流转化过程，即从原材料到最终产品的过程。通过绿色制造要实现两个目标：减少污染物排放，保护环境；实现资源优化。 3）绿色制造技术综合考虑了产品在整个生命周期过程中对环境造成的影响和损害，内容十分广泛，包括绿色设计、清洁生产、绿色再制造等现代设计和制造技术。 4）资源、环境、人口是实现可持续发展要面临的三大主要问题，绿色制造是一种充分考虑资源、环境的现代制造模式。绿色制造技术是制造业可持续发展的重要生产方式，也是实现社会可持续发展目标的基础和保障。 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，它与传统的制造模式具有本质的不同，主要表现为以下几方面： 1）绿色制造是面对整个产品生命周期过程的广义制造，要求在原材料供应、产品制造、运输、销售、使用、回收的过程中，实现减少环境污染、资源优化的目标。 2）绿色制造是以提高企业经济效益、社会效益和生产效益为目标，强调以人为主体，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与优化。 3）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、使用新的材料资源用于制造工程。 4）绿色制造模式具有社会性。相对于传统制造模式，绿色制造需要企业投入更多的人、财、物来减少废物排放，保护生态环境。 绿色制造的国内外发展现状 2.1 国外发展状况 绿色制造，产品加工过程中的废物流及其影响问题是绿色制造中急需解决的关键技术之一，在国际上受到了研究机构、高校以及政府部门的高度重视。美国NSF/ARPA机床敏捷制造研究所（MTAMRI）该研究所曾于1995年设立了“环境意识机床系统”的重大研究课题，联合密执根技术大学（MTU）、加利福尼亚大学Berkeley分校(UCB)、内布拉斯加州立大学(UN)、伊利诺斯州立大学（UIUC）等著名高校开展该方面的研究,并制定了长期的研究目标和各阶段的短期目标。美国国家清洁工业和处理技术中心(CenCITT)该中心设立了环境意识制造的技术专题，长期支持环境意识制造方面课题的研究 Berkeley加州大学绿色设计与制造联盟该联盟长期从事绿色制造方面的研究工作，在绿色工艺方面也做了不少的研究，主要包括建立了一种面向绿色制造的切削加工分析模型、提出了一种基于特征的绿色工艺规划方法和对切削液的健康毒性评价等进行了深入研究。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”。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