绿色制造的意义及国内外绿色制造的发展情况
(The significance of green manufacturing and the domestic and foreign development of green manufacturing) 摘要：制造业是我国工业的主体,在工业经济中占有极其重要的地位,但同时又是70%工业废物排放的来源地。绿色制造是世界制造业界为改变生产方式、重塑制造业形象而提出的生产新理念,在我国得到了积极的响应和研究。由于绿色制造是从工业部门提出的,大多的研究偏重于技术,如技术理论体系、技术实现机理、技术评价体系和技术应用等,使其影响力很有限。绿色制造实质上是技术方式和管理方式的有机结合,所以,应注重从管理的角度进行研究,并将其与循环经济建设关联起来,使其更具生命力和发展前景。这是本论文研究的基本出发点。 从管理的角度,绿色制造系统可理解为一个企业实施绿色制造战略的系统,是联系绿色制造理论与先进制造系统理论、循环经济理论的桥梁。在先进制造系统理论的视角下,绿色制造系统是先进制造系统的必然发展方向之一,集成化是发展的方法,网络化是发展的道路。在循环经济理论的视角下,绿色制造系统是生态工业系统、循环社会系统的子系统。由此可得,绿色制造系统的集成发展是必然趋势,是循环经济建设的需要。为此,本论文对绿色制造系统的集成发展进行了较为深入地研究,即绿色集成制造系统构建、综合绩效评价、博弈分析。 依据产业组织和管理系统..（.Manufacturing industry is the main body of industry in our country,and it occupies an important place in the national industrial development.But it is also the place where 70%of industrial waste comes from.Green manufacturing is a new idea which was put forward by the world manufacturing industry organization to remake or improve its image on the public,and it attracted the great attention in our country too.But green manufacturing was put forward from the industrial department,most research focused）
关键词：绿色制造系统; 集成发展; 绩效评价; 绿色集成制造系统; 环境绩效; green manufacturing system; integrate development; performance evalution; green integrated manufacturing system; environmental performance
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，对环境的影响（负作用）最小，资源效率最高。其体现的一个基本观点是，制造系统中导致环境污染的根本原因是资源消耗和废弃物的产生。因此，绿色制造涉及的领域有三部分：一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是环境保护问题；三是资源优化利用问题。
绿色制造将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产，亦将随着可持续发展的进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。不仅要实现生产过程的无污染和不污染，而且生产出来的产品在使用和最终报废处理过程中也不对环境造成损害。应该指出，在绿色制造的概念中，不但含有技术上的可行性，还包括经济上的可赢利性，体现经济利益、环境效益和社会效益的和谐与统一。
绿色制造模式是一个闭环系统，即原料－工业生产－产品使用－报废－二次原料资源，从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性，改变了原来末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。
关于绿色制造可以就绿色材料,绿色包装和回收等几个方面来研究。其中绿色材料是指在原料采取，产品制造使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健康的材料，它们要具备净化吸收功能和促进健康的功能。绿色材料是在1988年第一届国际材料会议上首次提出来的，并被定为下世纪人类要实现的目标材料之一。绿色材料包括循环材料净化材料绿色材料和绿色建材。绿色材料指洁净的能源如太阳能，风能水能潮汐能及废热垃圾发电等的开发和利用的新能源材料。绿色建材是指有利于 环境保护的建筑材料。建筑材料中的墙体材料和水泥，其原料不源于我们赖以生存的土地，由此每年要破坏大量土地，另一方面建筑垃圾等的堆放也占用大量土地。绿色建材的标准是既要满足强度要求，又能最大限度地利用废弃物，并具有节能，净化功能及有利人类身心健康。
绿色建材就是强调装饰材料除具有实用功能、美观的外表之外，还要具有饰材料又称无害装饰材料，是指对环境和人体健康都不会产生危害的装饰材料。如天然的石材、木材、竹材和棉布等，不含有害的化学物质、符合回归大自然的趋势，既高雅又朴实。此外，环保型装饰材料还包括一些新开发出的合成材料，如壁纸、涂料、地毯、复合地板等。 “防霉壁纸”排除了壁纸在空气潮湿或室内外温差较大而出现发霉、起泡。滋生霉菌等的现象，这种壁纸表面柔软、透气性良好。 环保型地毯具有防腐蚀、防蛀、抗静电、阻燃等特点，长期使用也不会出现褪色、翘曲、变形等问题。在款式上出现了“方块工艺地毯”，突破了传统产品满铺的限制，它可以根据块面图案随意拼铺而成一幅图案。由于这种方块地毯的底胶选用100％的 PVC胶料和化学纤维，使之发挥了高度的平稳性。 乳胶漆是近年来通过引进开发而成的涂料新族，除施工十分简便外，更有各种绚丽之色给居室环境带来缤纷的色彩。在环保方面绝无污染，涂刷后散发出阵阵清香。当墙面陈！日后还可以复刷或用清洁剂进行清理，同时又有抑制墙体内的霉菌散发。它大有代替壁纸的趋势，发展潜力十分广阔。 在木质地板材料方面出现了复合地板，它具有防蛀、防霉、防腐、不变形、阻燃和无毒等特点，既适合于宾馆、高档公寓、别墅、写字楼，也适合于家庭居室。 对于石膏板的环保开发近年来大有发展，研制成一种在沿海湿热气候下，受潮不发生霉变，卫生间漏水板面不变形，同时，这种材在冷热水浸泡48h后不烂不发生污染的负效应。 另一种绿色装饰建材为保健型装饰材料，是指除了具有装饰功能外，还具有保健功能的装饰材料。如有一种常温远红外线陶瓷，可以吸收外部环境的热量，并能将其转变为8～12pm的远红外线，能有效地促进人体血液循环，帮助人体消除疲劳。再如一种防辐射涂料，既可以阻挡有害的氧气，又能对射线起阻挡作用，可保护人体健康。 总之，装饰材料产品不仅要有一个美对人体、环境没有毒害、没有污染，其性能一种环观的包装效应，更重要的是具有“环保型”、“健康型”的可靠保证。室内装饰的“绿色”标准化应作为衡量装饰产品、装饰材料是否合格的度量。现在有关部门正努力制订装饰材料的健康安全标准，并大力扶持健康型、环保型的绿色装饰材料的生产。目前，涂料的环境指标已制订，环保局对5种涂料产品核发了“环境”标志，壁纸的标准正在拟订之中。另外主管部门对不符合健康环保标准的产品，将禁止销售并加以惩罚。 作为消费者自身更应谨慎控制污染源。如选用对人体无害的天然装饰材料，或由主管部门核发合格证书和绿色环保证书的化学合成材料。平常最简便的办法就是保持室内空气流通，降低有害物的浓度。即使是在有空调的房间也要做到定期敞开门窗换气，不断补充新鲜空气。居室装修完毕后，最后通风换气三个星期后再迁入。
绿色包装又可以称为无公害包装和环境之友包装，指对生态环境和人类健康无害，能重复使用和再生，符合可持续发展的包装。它的理念有两个方面的含义：一个是保护环境，另一个就是节约资源。这两者相辅相成，不可分割。其中保护环境是核心，节约资源与保护环境又密切相关，因为节约资源可减少废弃物，其实也就是从源头上对环境的保护。
从技术角度讲，绿色包装是指以天然植物和有关矿物质为原料研制成对生态环境和人类健康无害，有利于回收利用，易于降解、可持续发展的保型包装，也就是说，其包装产品从原料选择、产品的制造到使用和废弃的整个生命周期，均应符合生态环境保护的要求，应从绿色包装材料、包装设计和大力发展绿色包装产业三方面入手实现绿色包装。
具体而言绿色包装已具有以下含义：（1）实行包装减量化(Reduce)。绿色包装在满足保护、方便、销售等功能的条件下，应是用量最少的适欧美等国将包装减量化列为发展无害包装的首选措施。（2）包装应易于重复利用(Reuse)或易于回收再生(Recycle)。通过多次重复使用，或通过回收废弃物，生产再生制品、焚烧利用热能、堆肥化改善土壤等措施，达到再利用的目的。既不污染环境，又可充分利用资源。（3）包装废弃物可以降解腐化(Degradable)。为了不形成永久的垃圾，不可回收利用的包装废弃物要能分解腐化，进而达到改善土壤的目的。世界各工业国家均重视发展利用生物或光降解的包装材料。Reduce、Reuse、Recycle和Degradable即是现今21世纪世界公认的发展绿色包装的3R和1D原则。 （4）包装材料对人体和生物应无毒无害。包装材料中不应含有有毒物质或有毒物质的含量应控制在有关标准以下。（5）在包装产品的整个生命周期中，均不应对环境产生污染或造成公害。即包装制品从原材料采集、材料加工、制造产品、产品使用、废弃物回收再生，直至最终处理的生命全过程均不应对人体及环境造成公害。以上绿色包装的含义中，前四点应是绿色包装必须具备的要求，最后一点是依据生命周期评价，用系统工程的观点，对绿色包装提出的理想的、最高的要求。从以上的分析中，绿色包装可定义为：绿色包装就是能够循环复用、再生利用或降解腐化，而且在产品的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的适度包装。
绿色包装之所以为整个国际社会所关注，这是因为环境问题与污染的特殊复杂性，环境的破坏不分国界，一国污染，邻国受损，不仅危害到普通人的生存、社会的健康、企业的生产、市场的繁荣，还通过种种途径引发有关自然资源的国际争端。绿色包装的必要性和积极意义主要体现在：包装绿色化可以减轻环境污染，保持生态平衡。包装若大量采用不能降解的塑料，将会形成永久性的垃圾，塑料垃圾燃烧会产生大量有害气体，包括产生容易致癌的芳香烃度包装。类物质；包装若大量采用木材，则会破坏生态平衡，因此通过采取绿色包装来保护环境和维持生态平衡。绿色包装顺应了国际环保发展趋势的需要。在绿色消费浪潮的推动下，越来越多的消费者倾向于选购对环境无害的绿色产品。采用绿色包装并有绿色标志的产品，在对外贸易中更容易被外商接受。绿色包装是WTO及有关贸易协定的要求。在WTO一揽子协议中的《贸易与环境协定》，促使各国企业必须生产出符合环境要求的产品及包装。绿色包装是绕过新的贸易壁垒的重要途径之一。国际标准化组织 (ISO) 就环境制定了相应的标准ISO14000，它成为国际贸易中重要的非关税壁垒。另外，1993年5月欧共体正式推出“欧洲环境标志”，欧共体的进口商品要取得绿色标志就必须向其各盟国申请，没有绿色标志的产品要进入上述国家会受到极大的限制。绿色包装是促进包装工业可持续发展的唯一途径。可持续发展要求经济的发展必须走“少投入、多产出”的集约型模式，绿色包装能促进资源利用和环境的协调发展。
产品生命周期终结后，若不回收处理，将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为面向环境的产品回收处理是个系统工程，从产品设计开始就要充分考虑这个问题，并作系统分类处理。产品寿命终结后，可以有多种不同的处理方案，如再使用、再利用、废弃等，各种方案的处理成本和回收价值都不一样，需要对各种方案进行分析与评估，确定出最佳的回收处理方案，从而以最少的成本代价，获得最高的回收价值。
现状及国内外发展趋势 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。
1、全球化——绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的特征和趋势 绿色制造的全球化特征体现在许多方面，例如 (1) 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唯一的地球。(2)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。(3) 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。(4)近年来许多国家要求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，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。
2、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利的支持，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。这些也是绿色制造今后研究内容的重要组成部分。
3、集成化——将更加注重系统技术和集成技术的研究绿色制造涉及到产品生命周期全过程，涉及到企业生产经营活动的各个方面，因而是一个复杂的系统工程问题。因此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、环境影响评估系统等6个功能分系统，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。
4、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、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。
5、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。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，即形成了 TQCSRE的决策目标体系。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，在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；应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。
6、产业化——绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成绿色制造将导致一批新兴产业的形成。除了目前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和环境影响较大的产品，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，如绿色设计的支撑软件（计算机辅助绿色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造的决策系统、产品生命周期评估系统、ISO14000国际认证的支撑系统等），将会推动一类新兴软件产业的形成。
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绿色制造的重要研究内容。绿色制造集成化的另一个方境保护的要求，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，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。
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