先进制造技术课程论文
先进制造技术
——绿色制造
green manufacturing
摘要
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。下面通过举例简单说明绿色制造。
At present, the world set off a wave of \" green wave \", the environment problem has become the focus of
attention of all countries in the world, and included in the schedule, manufacturing industry will change the
traditional manufacturing mode, the implementation of green manufacturing technology, related to the
development of green materials, green energy and green design database, knowledge base and so on the basis of
technology, production to protect environment improving resource efficiency, green products, such as green, green
refrigerators, and laws and regulations, standardize enterprise behavior, along with the people environmental
protection consciousne enhancement, the implementation of green manufacturing technology and production of
green products to the enterprise, will be eliminated in the market competition, the development of green
manufacturing technology be imperative.关键词：绿色制造Green manufacturing绿色产品 Green product制造技术Manufacturing technology世界 The world
一、引言
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。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。
二、绿色制造技术简介 定义：综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目
标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理
的整个生命周期中，对环境负面影响最小，资源利用率最高，
并使企业经济效益和社会效益协调优化。
绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally
Conscious Mannufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、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，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。
国外绿色制造技术现状: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”。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
三、绿色制造技术实例
1、模具的绿色制造
2、水溶性油漆
3、中水回用
4、金桥南厂联合站房冰蓄冷项目
5、东岳动力总成厂发动机测试方法改进
下面我们就来一起看看这几个领域是如何运用先进制造技术的：
首先是模具的绿色制造
由绿色制造的概念可知,“绿色模具”不仅仅指在使用时对环境的影响小,还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏是最小的。因此,模具的绿色制造设计要求设计者在构思阶段就要优先考虑模具产品的环境属性(模具的可拆卸性、可再次回收性等等),然后再考虑原有应该考虑的模具产品应用的基本属性。总的来说,模具绿色制造的整个生命周期包括绿色设计、绿色制造、绿色包装、绿色维护和绿色回收、再处理等阶段。
模具的绿色设计:模具绿色设计对模具绿色制造有着非常重要的地位,这一步解决的好坏直接影响到最终利用模具加工产品的绿色生产问题。
模具材料的选择:模具材料的选择是模具产品设计的第一步。模具材料的“绿色程度”对最终产品的“绿色性能”具有非常重要的影响。因此,绿色模具设计必须建立在绿色模具材料基础上。绿色模具材料应是低能耗、低成本的材料,尤其是少污染的材料;是易加工和加工过程中无污染或少污染的材料;是易回收处理、可重复多次使用或可降解的材料。
模具的可回收性设计:模具的回收性设计是指在模具产品绿色的设计初期充分考虑产品中所用各种材料的回收、再利用的可能性、回收处理的方法、回收性的技术经济评估以及回收性的结构框架设计等有关一系列问题。这样就可在后续生产中尽可能节约材料,减少浪费。因此,因避免或不要过多使用铜、铅等有害或对环境有重污染的材料;尽可能减少所用材料的种类;避免使用与现有标准循环再回收过程中不相兼容的材料;多使用无需特殊工具的连接件;设计时尽可能允许使用现有的一些可重复利用的零部件等。
模具的绿色并行工程:绿色并行工程是现代绿色产品设计和开发的新模式,它的核心是并行一体化设计,强调产品设计及其相关过程同时交叉进行,即在设计阶段就要考虑整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有环节和因素,如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。因此,涉及产品整个生命周期的各个部分的小组成员必须协同工作。对于模具设计,不但需要模具设计小组成员之间进行讨论,协调产品的设计任务,而且其他部门如工艺、制造、质量等小组也要参与产品的设计工作,对产品设计方案提出修改意见等,从而使得整个模具设计工作一次成功。
接下来是：水溶性油漆
水溶性油漆以纯水为载体，相对于传统的溶剂性油漆而言，在降低生产工艺污染、促进环保安全两大方面有着不可比拟的优势，可最大限度地减少对自然环境污染和人体健康的损害。
2008年，上海通用汽车的3大基地油漆车间全部建成了代表国际环保先进水平的水溶漆生产线，北盛二期还是东北三省唯一采用该项绿色环保技术的工厂。较传统涂装工艺，其VOC（挥发性有机化合物）排放比传统的汽车涂装工艺可减少80%以上，废气排放浓度降低了500倍，辅以无铅电泳、无铬钝化、静电喷涂、废气焚烧净化等先进环保技术，实现了从源头有效控制和最大限度地减少了废气排放。以单车间年工作时间4800小时计，水溶漆可较油漆每年减少污染排放3000多公斤。与此同时，3大基地的中水回用设施采用国外先进的污水处理技术，各工厂的工业污水和生活污水全部实行了无害化处理，各项污染物100%稳定达标。
接下来是：中水回用
以上海通用汽车金桥南厂为例，采用国内外先进的污水处理技术，将部分处理后的水再深度处理和消毒作为中水，由厂区的中水管网系统供厂区所有的绿化、冲厕、景观和设备的冷却等，不仅减少了自来水使用量，而且也大大减少了废水的排放。为确保中水的处理质量，在废水处理站中设置了养鱼缸，采用中水调养五彩金鱼，第一时间可以观察到中水的水质。经过不懈努力，在南厂的废水处理站中，一边是污浊的生产废水和污水在不断进入，经过工艺处理，一边源源不断排出透明晶亮的清水，鱼儿在其中欢快地游动。南厂日回用中水量达203立方米，占日污水向外排放量的24%，年减少COD排放量7吨，每年可以节省10万元的费用。正因为采取了绿色制造的技术使得其排放量大大降低。
接下来是：金桥南厂联合站房冰蓄冷项目
近年来，国内工业用电电价峰谷差较大，上海最高达到4.4倍。对此，金桥南厂采用了先进的冰蓄冷系统，在电力负荷很低的夜间用电低谷采用双工况制冷机制冷，将冷量以冰的形式储存起来。在电力负荷较高的白天或用电高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足空调或工艺用冷的需求，也起到了转移电力高峰用电量、平衡电网峰谷差、削峰填谷的作用。
通过自控，实现夏季给空调冷冻水供冷、冬季给工艺系统供冷，过渡季既可以供空调也可以供工艺。冰蓄冷系统不仅可以转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差，这样全年36
5天不间断运行，可以最大程度地节约电费，年节约能源和减排费用65万元。2007年，金桥厂区通过工艺优化和生产生活节能等方面的措施，能耗费用与上一年相比，节约近2000万元。
最后是：东岳动力总成厂发动机测试方法改进
发动机生产启动阶段，零部件质量、机加工及装配质量的稳定性需要通过热试检测发动机性能指标。而进入批量生产后，各项质量皆稳定了，热试显得有些大材小用，且测试时间较长，还存在要消耗汽油、要建立消防装置、产生废气排放、发动机冷却液要定期更换、无负载的热试对正时缺陷等不敏感等缺陷。
随着发动机型号的增多，产量的增大，热试的不足日益显现。同期，质量体系的建立、深入、完善，零部件质量、机加工质量不断提高，发动机测试能够侧重于装配质量，新的测试方法由此孕育而生——冷试。冷测时，发动机自身不做功，而是由伺服电机驱动系统抓住（产品/工艺）飞轮，进而拖动发动机运转。各测试项目由相应的传感器测量，采集的信号送至后台的控制系统，按照既定的规定分析。冷测试技术具有几个优势特点：
一是方法新颖。发动机不做功，自身温度较低，不排出高温废气，测试能做得更深入，且能做热试无法做的测试，测试更全面。
二是技术先进。采集到的测试数据重复性更好，测试项目更多更全面，更利于发现缺陷，测试控制系统的分析更细致。
三是效益高。冷测试不消耗汽油，不排出高温废气，不消耗冷却液，不需要某些公用动力和消防安全设施。而且冷测台是全自动工位，无需专门的操作人员，只要少量的维修人员。通过采用冷试新方法，东岳动力总成厂收获的节能效益每年可达380万元。
四、总结
绿色制造能使产品生命周期内的环境影响达到最小,并能充分合理地利用资源,是21世纪制造业重要的发展方向,也是人类社会得以可持续发展的主要因素之一。模具设计和先进制造技术与绿色制造的有机结合结合是模具工业的发展必然,并将大大加快模具行业前进的步伐,真正实现高质量、少污染、短周期和低成本的目标。
而绿色产品是绿色制造中的结晶，所以要想做到绿色制造就必须做好绿色产品的开发制造。可见绿色制造是以保护环境和合理高效利用资源为目的的制造模式，涉及到产品的整个生命周期，它对产品的设计、材料的选择、生产工艺、生产设备、能源利用、废物产生、售后回收和处理等都有环境意识，有可持续发展意识。这样的产品(即绿色产品)在重视环保的今天才能得到社会的认可，才能得到消费者的认同，才能在市场竞争中取得优势。
五、参考文献
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