綠色制造 又名：環(huán)境意識制造

　　技術(shù)概述

　　綠色制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模

　　式。它使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、使用到報廢整個產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低。

　　綠色制造模式是一個閉環(huán)系統(tǒng)，也是一種低熵的生產(chǎn)制造模式，即原料－工業(yè)生產(chǎn)－產(chǎn)品使用－報廢－二次原料資源，從設(shè)計、制造、使用一直到產(chǎn)品報廢回收整個壽命周期對環(huán)境影響最小，資源效率最高，也就是說要在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，以系統(tǒng)集成的觀點考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性，改變了原來末端處理的環(huán)境保護(hù)辦法，對環(huán)境保護(hù)從源頭抓起，并考慮產(chǎn)品的基本屬性，使產(chǎn)品在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本性能、使用壽命、質(zhì)量等。

　　發(fā)展趨勢

　　技術(shù)發(fā)展趨勢

　　當(dāng)前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的熱點，并列入世界議事日程，制造業(yè)將改變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術(shù)，發(fā)展相關(guān)的綠色材料、綠色能源和綠色設(shè)計數(shù)據(jù)庫、知識庫等基礎(chǔ)技術(shù)，生產(chǎn)出保護(hù)環(huán)境、提高資源效率的綠色產(chǎn)品，如綠色汽車、綠色冰箱等，并用法律、法規(guī)規(guī)范企業(yè)行為，隨著人們環(huán)保意識的增強，那些不推行綠色制造技術(shù)和不生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的企業(yè)，將會在市場競爭中被淘汰，使發(fā)展綠色制造技術(shù)勢在必行。

　　1、 全球化——綠色制造的研究和應(yīng)用將愈來愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢 綠色制造的全球化特征體現(xiàn)在許多方面，例如：

　　(1) 制造業(yè)對環(huán)境的影響往往是超越空間的，人類需要團結(jié)起來，保護(hù)我們共同擁有的唯一的地球。

　　(2)ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺為綠色制造的全球化研究和應(yīng)用奠定了很好的基礎(chǔ)，但一些標(biāo)準(zhǔn)尚需進(jìn)一步完 善，許多標(biāo)準(zhǔn)還有待于研究和制定。

　　(3) 隨著近年來全球化市場的形成，綠色產(chǎn)品的市場競爭將是全球化的。

　　(4) 近年來許多國家要求進(jìn)口產(chǎn)品要進(jìn)行綠色性認(rèn)定，要有“綠色標(biāo)志”。特別是有些國家以保護(hù)本國環(huán)境為 由，制定了極為苛刻的產(chǎn)品環(huán)境指標(biāo)來限制國際產(chǎn)品進(jìn)入本國市場，即設(shè)置“綠色貿(mào)易壁壘”。綠色制造將為我國 企業(yè)提高產(chǎn)品綠色性提供技術(shù)手段，從而為我國企業(yè)消除國際貿(mào)易壁壘進(jìn)入國際市場提供有力的支撐。這也從另外 一個角度說明了全球化的特點。

　　2、社會化——綠色制造的社會支撐系統(tǒng)需要形成

　　綠色制造的研究和實施需要全社會的共同努力和參與，以建立綠色制造所必需的社會支撐系統(tǒng)。

　　綠色制造涉及的社會支撐系統(tǒng)首先是立法和行政規(guī)定問題。當(dāng)前，這方面的法律和行政規(guī)定對綠色制造行為還不能形成有利的支持，對相反行為的懲罰力度不夠。立法問題現(xiàn)在已愈來愈受到各個國家的重視。

　　其次，政府可制定經(jīng)濟政策，用市場經(jīng)濟的機制對綠色制造實施導(dǎo)向。例如：制定有效的資源價格政策，利用經(jīng)濟手段對不可再生資源和雖然是可再生資源但開采后會對環(huán)境產(chǎn)生影響的資源（如樹木）嚴(yán)加控制，使得企業(yè)和人們不得不盡可能減少直接使用這類資源，轉(zhuǎn)而尋求開發(fā)替代資源。又如：城市的汽車廢氣污染是一個十分嚴(yán)重的問題，政府可以對每輛汽車年檢時，測定廢氣排放水平，收取高額的污染廢氣排放費。這樣，廢氣排放量大的汽車自然沒有銷路，市場機制將迫使汽車制造廠生產(chǎn)綠色汽車。

　　企業(yè)要真正有效地實施綠色制造，必須考慮產(chǎn)品壽命終結(jié)后的處理，這就可能導(dǎo)致企業(yè)、產(chǎn)品、用戶三者之間的新型集成關(guān)系的形成。例如：有人就建議，需要回收處理的主要產(chǎn)品，如汽車、冰箱、空調(diào)、電視機等，用戶只買了其使用權(quán)，而企業(yè)擁有其所有權(quán)，有責(zé)任進(jìn)行產(chǎn)品報廢后的回收處理。

　　無論是綠色制造涉及的立法和行政規(guī)定以及需要制定的經(jīng)濟政策，還是綠色制造所需要建立的企業(yè)、產(chǎn)品、用戶三者之間新型的集成關(guān)系，均是十分復(fù)雜的問題，其中又包含大量的相關(guān)技術(shù)問題，均有待于深入研究，以形成綠色制造所需要的社會支撐系統(tǒng)。這些也是綠色制造今后研究內(nèi)容的重要組成部分。

　　3、集成化——將更加注重系統(tǒng)技術(shù)和集成技術(shù)的研究

　　綠色制造涉及到產(chǎn)品生命周期全過程，涉及到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的各個方面，因而是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題。因此要真正有效地實施綠色制造，必須從系統(tǒng)的角度和集成的角度來考慮和研究綠色制造中的有關(guān)問題。

　　當(dāng)前，綠色制造的集成功能目標(biāo)體系、產(chǎn)品和工藝設(shè)計與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成、綠色制造的問題領(lǐng)域集成、綠色制造系統(tǒng)中的信息集成、綠色制造的過程集成等集成技術(shù)的研究將成為綠色制造的重要研究內(nèi)容。

　　綠色制造集成化的另一個方面是綠色制造的實施需要一個集成化的制造系統(tǒng)來進(jìn)行。為此，文獻(xiàn)[11]提出了綠色集成制造系統(tǒng)的概念，并建立了一種綠色集成制造系統(tǒng)的體系框架：該系統(tǒng)包括管理信息系統(tǒng)、綠色設(shè)計系統(tǒng)、制造過程系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)、物能資源系統(tǒng)、環(huán)境影響評估系統(tǒng)等6個功能分系統(tǒng)，計算機通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫/知識庫系統(tǒng)等2個支持分系統(tǒng)以及與外部的聯(lián)系。

　　綠色集成制造技術(shù)和綠色集成制造系統(tǒng)將可能成為今后綠色制造研究的熱點。

　　4、并行化——綠色并行工程將可能成為綠色產(chǎn)品開發(fā)的有效模式

　　綠色設(shè)計今后仍將是綠色制造中的關(guān)鍵技術(shù)。綠色設(shè)計今后的一個重要趨勢就是與并行工程的的結(jié)合，從而形成一種新的產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)模式綠色并行工程。

　　綠色并行工程又稱為綠色并行設(shè)計，是現(xiàn)代綠色產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的新模式。它是一個系統(tǒng)方法，以集成的、并行的方式設(shè)計產(chǎn)品及其生命周期全過程，力求使產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃、用戶要求、環(huán)境影響、資源消耗狀況等。

　　5、智能化——人工智能和智能制造技術(shù)將在綠色制造研究中發(fā)揮重要作用

　　綠色并行工程涉及一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括綠色并行工程的協(xié)同組織模式、協(xié)同支撐平臺、綠色設(shè)計的數(shù)據(jù)庫和知識庫、設(shè)計過程的評價技術(shù)和方法、綠色并行設(shè)計的決策支持系統(tǒng)等。許多技術(shù)有待于今后的深入研究。

　　綠色制造的決策目標(biāo)體系是現(xiàn)有制造系統(tǒng)TQCS（即產(chǎn)品上市時間T、產(chǎn)品質(zhì)量Q、產(chǎn)品成本C和為用戶提供的服務(wù)S ）目標(biāo)體系與環(huán)境影響E和資源消耗R的集成，即形成了 TQCSRE的決策目標(biāo)體系。要優(yōu)化這些目標(biāo)，是一個難于用一般數(shù)學(xué)方法處理的十分復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化問題，需要用人工智能方法來支撐處理。另外，在綠色產(chǎn)品評估指標(biāo)體系及評估專家系統(tǒng)，均需要人工智能和智能制造技術(shù)。

　　基于知識系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的人工智能技術(shù)將在綠色制造研究開發(fā)中起到重要作用。如：在制造過程中應(yīng)用專家系統(tǒng)識別和量化產(chǎn)品設(shè)計、材料消耗和廢棄物產(chǎn)生之間的關(guān)系；應(yīng)用這些關(guān)系來比較產(chǎn)品的設(shè)計和制造對環(huán)境的影響；使用基于知識的原則來選擇實用的材料等。

　　6、產(chǎn)業(yè)化——綠色制造的實施將導(dǎo)致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成

　　綠色制造將導(dǎo)致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成。除了目前大家已注意到的廢棄物回收處理裝備制造業(yè)和廢棄物回收處理的服務(wù)產(chǎn)業(yè)外，另有兩大類產(chǎn)業(yè)值得特別注意：

　?。?）綠色產(chǎn)品制造業(yè)

　　制造業(yè)不斷研究、設(shè)計和開發(fā)各種綠色產(chǎn)品以取代傳統(tǒng)的資源消耗和環(huán)境影響較大的產(chǎn)品，將使這方面的產(chǎn)業(yè)持續(xù)興旺發(fā)展。

　?。?）實施綠色制造的軟件產(chǎn)業(yè)

　　企業(yè)實施綠色制造，需要大量實施工具和軟件產(chǎn)品，如綠色設(shè)計的支撐軟件（計算機輔助綠色產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)、綠色工藝規(guī)劃系統(tǒng)、綠色制造的決策系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期評估系統(tǒng)、ISO14000國際認(rèn)證的支撐系統(tǒng)等），將會推動一類新興軟件產(chǎn)業(yè)的形成。

　　國外現(xiàn)狀

　　國外不少國家的政府部門已推出了以保護(hù)環(huán)境為主題的“綠色計劃”。1991年日本推出了“綠色行業(yè)計劃”，加拿大政府已開始實施環(huán)境保護(hù)“綠色計劃”。美國、英國、德國也推出類似計劃。目前，在一些發(fā)達(dá)國家，除政府采取一系列環(huán)境保護(hù)措施外，廣大消費者已熱衷于購買環(huán)境無害產(chǎn)品的綠色消費的新動向，促進(jìn)了綠色制造的發(fā)展。產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡產(chǎn)品標(biāo)有“綠色標(biāo)志”圖形的，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用以及回收的整個過程都符合環(huán)境保護(hù)的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業(yè)打開銷路、參與國際市場競爭提供了條件。如德國水溶油漆自1981年開始被授于環(huán)境標(biāo)志（綠色標(biāo)志）以來，其貿(mào)易額已增加20%。德國目前已有60種類型3500個產(chǎn)品授予環(huán)境標(biāo)志，法國、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國于1991年對產(chǎn)品實施環(huán)境標(biāo)志，日本于1992年對產(chǎn)品實施環(huán)境標(biāo)志，新加坡和馬來西亞也在1992年開始實施環(huán)境標(biāo)志。目前已有20多個國家對產(chǎn)品實施環(huán)境標(biāo)志，從而促進(jìn)了這些國家“綠色產(chǎn)品”的發(fā)展，在國際市場競爭中取得更多的地位和份額。

　　國際經(jīng)濟專家分析認(rèn)為，目前“綠色產(chǎn)品”比例大約為5－10%，再過10年，所有產(chǎn)品都將進(jìn)入綠色設(shè)計家族，可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環(huán)利用。也就是說，在未來10年內(nèi)綠色產(chǎn)品有可能成為世界商品市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。

　　國內(nèi)研究基礎(chǔ)

　　國內(nèi)一些高等院校和研究院所在國家科委、國家自然科學(xué)基金會和有關(guān)部門的支持下對綠色制造技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究探索。

　　機械科學(xué)研究院已完成了國家科委“九五”攻關(guān)項目－－清潔生產(chǎn)技術(shù)選擇與數(shù)據(jù)庫的建立、機械工業(yè)基金項目－－綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展趨勢及對策研究。圍繞機械工業(yè)中九個行業(yè)對綠色技術(shù)需求和綠色設(shè)計技術(shù)自身發(fā)展趨勢進(jìn)行了調(diào)研，在國內(nèi)首次提出適合機械工業(yè)的綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展體系，同時還進(jìn)行了車輛的拆卸和回收技術(shù)的研究。目前正在開展國家自然科學(xué)基金項目“環(huán)境綠色技術(shù)評價體系的研究”。以環(huán)境保護(hù)綠色技術(shù)評價體系為研究載體，將ETV評價技術(shù)導(dǎo)入機械制造業(yè)的綠色設(shè)計、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和ETV評價體系。

　　清華大學(xué)為創(chuàng)建綠色大學(xué)，已將綠色工程技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展和支持項目，在美國“China Bridge”基金和國家自然科學(xué)基金會的支持下，已與美國“Texas Tech University”先進(jìn)制造實驗室建立了關(guān)于綠色設(shè)計技術(shù)研究的國際合作關(guān)系，對全生命周期建模等綠色設(shè)計理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得一定進(jìn)展。

　　上海交通大學(xué)針對汽車開展可回收性綠色設(shè)計技術(shù)的研究，與Ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題；與內(nèi)貿(mào)部中國物資再生利用華東分公司合作，撰寫了“探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報告”；與法國柏林工業(yè)大學(xué)IWF研究所建立了合作關(guān)系，在廢棄工業(yè)品回收方面展開了研究工作。

　　合肥工業(yè)大學(xué)開展了機械產(chǎn)品可回收設(shè)計理論和關(guān)鍵技術(shù)及回收指標(biāo)評價體系的研究。

　　重慶大學(xué)承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金和國家863/CIMS主題資助的關(guān)于綠色制造技術(shù)的研究項目，主要研究可持續(xù)發(fā)展CIMS（S－CIMS）的體系結(jié)構(gòu)研究、清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)及實施策略、清潔化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等。

　　華中理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高院校也開展了綠色制造技術(shù)研究。

　　國內(nèi)已形成了一支從事綠色制造技術(shù)研究的專業(yè)隊伍，為我國發(fā)展綠色制造技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

　　技術(shù)組成

　　綠色設(shè)計　綠色設(shè)計是指在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設(shè)計中，充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計因素，使得產(chǎn)品及其制造過程對環(huán)境的總體影響和資源消耗減到最小。這要求設(shè)計人員必須具有良好的環(huán)境意識，既綜合考慮了產(chǎn)品的TQCS（Time，Quality，Cost，Service）屬性，還要注重產(chǎn)品的E（Environment）屬性，即產(chǎn)品使用的綠色度。

　　工藝規(guī)劃

　　產(chǎn)品制造過程的工藝方案不一樣，物料和能源的消耗將不一樣，對環(huán)境的影響也不一樣。綠色工藝規(guī)劃就是要根據(jù)制造系統(tǒng)的實際，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、噪聲低、對環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線。

　　材料選擇

　　綠色材料選擇技術(shù)是一個很復(fù)雜的問題。綠色材料尚無明確界限，實際中選用很難處理。在選用材料的時候，不能要考慮其綠色性，還必須考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本、噪聲等多方面的要求。減少不可再生資源和短缺資源的使用量，盡量采用各種替代物質(zhì)和技術(shù)。

　　產(chǎn)品包裝

　　綠色包裝技術(shù)就是從環(huán)境保護(hù)的角度，優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢棄物產(chǎn)生最少。目前這方面的研究很廣泛，但大致可以分為包裝材料、包裝結(jié)構(gòu)和包裝廢棄物回收處理3個方面。當(dāng)今世界主要工業(yè)國要求包裝應(yīng)做到“3R1D”(Reduce減量化、Reuse回收重用、Re cycle循環(huán)再生和Degradable可降解)原則。我國包裝行業(yè)“九五”至2010年發(fā)展的基本任務(wù)和目標(biāo)中提出包裝制品向綠色包裝技術(shù)方向發(fā)展，實施綠色包裝工程，并把綠色包裝技術(shù)作為“九五”包裝工業(yè)發(fā)展的重點，發(fā)展紙包裝制品，開發(fā)各種代替塑料薄膜的防潮、保鮮的 紙包裝制品，適當(dāng)發(fā)展易回收利用的金屬包裝及高強度薄壁輕量玻璃包裝，研究開發(fā)塑料的回收再生工藝和產(chǎn)品。

　　回收處理

　　產(chǎn)品生命周期終結(jié)后，若不回收處理，將造成資源浪費并導(dǎo)致環(huán)境污染。目前的研究認(rèn)為面向環(huán)境的產(chǎn)品回收處理是個系統(tǒng)工程，從產(chǎn)品設(shè)計開始就要充分考慮這個問題，并作系統(tǒng)分類處理。產(chǎn)品壽命終結(jié)后，可以有多種不同的處理方案，如再使用、再利用、廢棄等，各種方案的處理成本和回收價值都不一樣，需要對各種方案進(jìn)行分析與評估，確定出最佳的回收處理方案，從而以最少的成本代價，獲得最高的回收價值。

　　綠色管理

　　盡量采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的零部件，加強對噪聲的動態(tài)測試、分析和控制，在國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)ISO14000正式頒布和實施以后，它會成為衡量產(chǎn)品性能的一個重要因素，企業(yè)內(nèi)部建立一套科學(xué)、合理的綠色管理體系勢在必行。

　　設(shè)備利用

　　北京工商管理大學(xué)教授梁小民曾經(jīng)舉過這樣一個例子：你有一臺普通機床價值10萬元，后來你資本增加到100萬元買了10臺同樣的機床，但你這種機床使用就不充分了，你的資本收益就遞減了；但現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展使你在擁有100萬元資本時，你擁有的就不是那種普通機床而是數(shù)控機床，效率提高了幾百倍，這個時候資本收益就不是遞減而是遞增了。這就是技術(shù)進(jìn)步在物質(zhì)資本上的體現(xiàn)。遺留的問題是，當(dāng)我們擁有了數(shù)控機床后，原來的普通車床怎么辦？走進(jìn)國內(nèi)許多工廠，都可以看見許多閑置、廢棄的設(shè)備堆在那里，繡跡斑斑。如何處理好這些設(shè)備，成了企業(yè)面臨的一大難題，通過改造使它們重新發(fā)揮作用，做到資源最大化利用。目前對我們很多大的生產(chǎn)廠家來說，來自機器的折舊費用仍占據(jù)了很大一部分成本。

　　研究內(nèi)容

　　綠色設(shè)計

　?。?）提出綠色設(shè)計理論和方法，建立綠色產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)評價體系，提出綠色設(shè)計工具，并與其它設(shè)計工具（如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成環(huán)境。

　?。?）與企業(yè)結(jié)合選擇若干典型產(chǎn)品，建立產(chǎn)品綠色制造示范點。

　　（3）以汽車為對象，提供可回收、可拆卸成套技術(shù)，并與企業(yè)結(jié)合，建立示范點。

　　主要研究內(nèi)容

　?。?）綠色產(chǎn)品設(shè)計評價系統(tǒng)模型的建立

　　①綠色產(chǎn)品設(shè)計理論和方法

　　從壽命周期角度對綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究，提出綠色產(chǎn)品設(shè)計理論和方法。

　?、诰G色產(chǎn)品的描述和建模技術(shù)

　　在綠色產(chǎn)品設(shè)計理論和方法的基礎(chǔ)上，對綠色產(chǎn)品進(jìn)行描述，建立綠色產(chǎn)品評價體系，在產(chǎn)品生命周期中，對所有與環(huán)境相關(guān)的過程輸入輸出進(jìn)行量化和評價，并對產(chǎn)品生命周期中經(jīng)濟性和環(huán)境影響的關(guān)系進(jìn)行綜合評價，建立數(shù)學(xué)模型。

　?、劬G色產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫

　　建立與綠色產(chǎn)品有關(guān)的材料、能源及空氣、水、土、噪聲排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為綠色產(chǎn)品設(shè)計提供依據(jù)。

　　④典型產(chǎn)品綠色設(shè)計系統(tǒng)集成

　　針對具體產(chǎn)品，收集、整理面向環(huán)境設(shè)計的資料，形成指導(dǎo)設(shè)計的設(shè)計指南，建立綠色產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計工具平臺，并與其它設(shè)計工具（如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成的設(shè)計環(huán)境。

　　（2）綠色產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)

　?、俟?jié)省資源的生產(chǎn)技術(shù)

　　本項目主要從減少生產(chǎn)過程中消耗的能量、減少原材料的消耗和減少生產(chǎn)過程中的其他消耗三方面著手研究。

　　②面向環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)

　　主要研究減少生產(chǎn)過程中的污染，包括減少生產(chǎn)過程的廢料、減少有毒有害物質(zhì)（廢水、廢氣、固體廢棄物等）、降低噪聲和振動等。

　?、郛a(chǎn)品包裝技術(shù)

　　包裝是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的最后一個環(huán)節(jié)，產(chǎn)品包裝形式、包裝材料、以及產(chǎn)品貯存、運輸?shù)确矫娑家紤]環(huán)境影響的因素。

　?。?）綠色產(chǎn)品回收利用技術(shù)

　?、佼a(chǎn)品可卸性技術(shù)

　　提出產(chǎn)品可卸性評價方法，提出產(chǎn)品可卸性評價指標(biāo)體系，進(jìn)行可拆卸結(jié)構(gòu)模塊劃分和接口技術(shù)研究。

　?、诋a(chǎn)品可回收技術(shù)

　　提出可回收零件及材料識別與分類系統(tǒng)，并開展零件再使用技術(shù)研究，包括可回收零部件的修復(fù)、檢測，使其符合產(chǎn)品設(shè)計要求，進(jìn)行再使用（再使用包括同化再使用和異化再使用）技術(shù)、材料再利用技術(shù)的研究（包括同化再利用和異化再利用）。

　?。?）機電產(chǎn)品噪聲控制技術(shù)

　?、俾曉醋R別、噪聲與聲場測量以及動態(tài)測試、分析與顯示技術(shù)；

　?、跈C器結(jié)構(gòu)聲輻射計算方法與程序；

　?、蹤C器結(jié)構(gòu)振動和振動控制技術(shù)；

　?、艿驮肼晝?yōu)化設(shè)計技術(shù)；

　　⑤低噪聲結(jié)構(gòu)和材料；

　?、扌滦蜏p振降噪技術(shù)

　?。?）面向環(huán)境、面向能源、面向材料的綠色制造技術(shù)

　?、倜嫦颦h(huán)境的綠色制造技術(shù)

　　研究使產(chǎn)品在使用過程中能滿足水、氣、固體三種廢棄物減量化、降低振動與噪聲等環(huán)境保護(hù)要求的相關(guān)技術(shù)。

　?、诿嫦蚰茉吹木G色制造技術(shù)

　　研究能源消耗優(yōu)化技術(shù)、能源控制過程優(yōu)化技術(shù)等以達(dá)到節(jié)約能源、減少污染的目的。

　?、勖嫦虿牧系木G色制造技術(shù)

　　研究材料無毒、無害化技術(shù)，針對高分子材料，研究廢舊高分子材料回收的綠色技術(shù)，高分子過濾材料－－功能膜材料，玻璃纖維氈增強熱塑性復(fù)合材料等。對現(xiàn)有材料的環(huán)境性能改進(jìn)技術(shù)等。

　　相關(guān)技術(shù)

　　納米技術(shù)

　　所謂納米技術(shù)是一種微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。當(dāng)物質(zhì)被“粉碎”到納米級細(xì)小并制成的“納米材料”，不僅光、電、熱、磁性發(fā)生變化，而且具有輻射、吸收、吸附等許多新特性，可徹底改變目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由于納米技術(shù)導(dǎo)致產(chǎn)品微型化，使所需資源減少，不僅可達(dá)到“低消耗、高效益”的可持續(xù)發(fā)展目的，而且其成本極為低廉，其互相撞擊、摩擦產(chǎn)生的交變機械作用力將為大減小，噪聲污染會得到有效控制。運用納米技術(shù)開發(fā)的潤滑劑，既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生極好的潤滑作用，得以大大降低機器設(shè)備運轉(zhuǎn)時噪聲，又能延長它的使用壽命。納米材料涂層能大大提高遮擋電磁波和紫外線的性能。

　　干式加工

　　目前干式加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域是機械加工行業(yè)，如切削、磨削等。干式加工顧名思義就是加工過程中不采用任何冷卻液的加工方式。干式加工簡化了工藝、減少成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。目前，國外已有嚴(yán)格的法規(guī)限制某些切削液的使用，在美國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家均大力倡導(dǎo)采用干式切削工藝。目前采用干式切削加工鑄鐵材料已無問題，采用陶瓷和CBN刀具，在高速和大進(jìn)給量加工時，使熱量很快聚集到刀具前端，使其呈紅熱狀態(tài)，當(dāng)工件被加熱到一定溫度時，其屈服強度減小，可獲得較高的金屬切除率。尋求最合適的干式切削刀具、工件和機床及其參數(shù)的最佳配合方式是目前的重點方向。

　　熱加工工藝模擬技術(shù)

　　熱加工工藝模擬及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是應(yīng)用模擬仿真、試驗測試等手段，在擬實的環(huán)境下模擬材料加工工藝過程，顯示材料在加工過程中形狀、尺寸、內(nèi)部組織及缺陷的演變情況，預(yù)測其組織性能質(zhì)量，達(dá)到優(yōu)化工藝設(shè)計目的的一門嶄新技術(shù)。采用工藝模擬技術(shù)將數(shù)值模擬、物理模擬和專家系統(tǒng)相結(jié)合，可以確定最佳工藝參數(shù)、優(yōu)化工藝方案，預(yù)測加工過程中可能產(chǎn)生的缺陷和防止措施，從而能有效控制和保證加工工件的質(zhì)量。

　　基于網(wǎng)絡(luò)的敏捷制造

　　敏捷制造，簡稱AM，就是靈活、快捷的生產(chǎn)制造。它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、高技能勞動力與靈活的管理集成為一體，對迅速變化的(和不可預(yù)測的)市場需求和時機能夠作出快速響應(yīng)的生產(chǎn)管理體系。它的特點是：把企業(yè)與客戶、供應(yīng)商有機地聯(lián)系成一個整體、提高產(chǎn)品研發(fā)速度，降低開發(fā)成本，延長產(chǎn)品壽命周期、打破成本與批量的直接關(guān)系形式，快速交結(jié)，最大限度地調(diào)動發(fā)揮人的積極性和創(chuàng)造性、虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，做到分散網(wǎng)絡(luò)化制造。

　　近凈成形技術(shù)和近無缺陷成形技術(shù)

　　近凈成形技術(shù)是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構(gòu)件的成形技術(shù)。近凈成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等，目前它正從接近零件形狀向直接制成工件，即精密成形或凈成形方向發(fā)展。這些工件有些可以直接或者稍加處理即可用于組成產(chǎn)品，這樣就可以大大減少原材料和能源的消耗。近凈成形通常與近無缺陷成形技術(shù)組合用于大批量生產(chǎn)。

　　新型制造技術(shù)的不斷涌現(xiàn)

　　現(xiàn)在對制造技術(shù)本身來說，各學(xué)科、專業(yè)之間的界限已經(jīng)不再那么明顯，從產(chǎn)品的設(shè)計開始，直到產(chǎn)品的加工工藝、加工過程、質(zhì)量檢測、最后裝配和包裝，這些中間環(huán)節(jié)之間的界限已逐步走向淡化消失，逐漸趨向一體化，如現(xiàn)在CAD、CAPP、CAM的出現(xiàn)就使設(shè)計和制造成為一體?，F(xiàn)在推出一種新型技術(shù)--快速原型零件制造技術(shù)（RPM），RPM技術(shù)是由 CAD模型直接驅(qū)動的快速制造任意復(fù)雜形狀的3維實體的技術(shù)，是機械工程、CAD、NC、激光、材料等多學(xué)科相互滲透與交叉的產(chǎn)物，其設(shè)計突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)，采用材料“去除”的原則，而采用“添加、累積”的原理，是制造技術(shù)的一次新的變革。代表性技術(shù)有分層實體制造、熔化沉積制造等。

　　存在問題

　　1、舊機床的更新與改造

　　舊機床處理方面尤為突出問題是廢舊或閑置設(shè)備回收和再利用率較差，許多工廠廠房內(nèi)常見有滿身銹跡廢棄的舊設(shè)備，數(shù)控機床、加工中心、FMS、CIMS甚至網(wǎng)絡(luò)加工等先進(jìn)制造系統(tǒng)和大批的20世紀(jì)五六十年代的舊機床并存，改造和利用好這些舊設(shè)備是我們面臨的課題；

　　2、材料與能源的浪費

　　機械制造業(yè)中能源和原材料的浪費現(xiàn)象較為明顯，滿地的切屑、小零件與油污，中國在由原料到產(chǎn)品所消耗的能源和原材料比美國和日本等先進(jìn)國家高出數(shù)十倍之多；

　　3、環(huán)境保護(hù)意識淡薄

　　一些中小企業(yè)對環(huán)境的污染還比較嚴(yán)重；

　　4、產(chǎn)品的回收利用率低

　　長期以來我們沿襲的生產(chǎn)模式是：生產(chǎn)！流通！消費！廢棄的開式循環(huán)，綠色制造提倡閉式循環(huán)的生產(chǎn)模式，即在原來的生產(chǎn)模式中增加一個“回收”環(huán)節(jié)，廠家在產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中要充分考慮回收問題。

　　制造工藝

　　1、少無切削工藝

　　利用精密鑄造、冷擠壓、直接沉積等成型技術(shù)，從接近零件形狀向精密成形、仿形發(fā)展，用自由成形制造代替切削加工，這樣節(jié)約了傳統(tǒng)毛坯制造時的能耗、物耗，也節(jié)約了大量的原材料，同時也縮短了生產(chǎn)周期。

　　2、干式切削工藝

　　干式切削就是在加工過程中不使用冷卻潤滑油的加工方法。這樣可以消除加工時切削液帶來的大量的污染問題，獲得潔凈無污染的切屑，節(jié)省了大量的切削液，同時也省去了處理切削液造成污染的大量費用。

　　3、先進(jìn)的制造技術(shù)

　　采用先進(jìn)的現(xiàn)代制造技術(shù)，是實現(xiàn)綠色制造的有效途徑。如精益生產(chǎn)(LP)、敏捷制造(AM)、虛擬制造(VM)和數(shù)字制造(DM)等。

　　4、噪聲的消減和控制

　　機械制造車間特別是鍛壓車間，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生強烈的噪聲是環(huán)境污染的一個大問題，因此必須對噪聲加以控制和消減。技術(shù)措施有：做好飛輪等剛轉(zhuǎn)體的動平衡；在軸承和軸承座之間加彈性襯套，采用熱模鍛壓力機，淘汰蒸汽錘鍛壓力機；在壓力機產(chǎn)生噪聲的主要部位加蓋隔聲罩t采用具有油減震器的無沖擊模架等等。

　　5、綠色包裝的研究

　　綠色包裝是指采用對環(huán)境和人體無污染，可回收重用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。首先必須盡可能簡化產(chǎn)品包裝，避免過度包裝。使包裝可以多次重復(fù)使用或便于回收。且不會產(chǎn)生二次污染。在重視環(huán)境保護(hù)的世界氛圍里，綠色包裝在銷售中的作用也越來越重要。

　　綠色包裝技術(shù)就是從環(huán)境保護(hù)的角度優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢棄物產(chǎn)生最少。綠色包裝技術(shù)主要研究包裝材料選擇、改進(jìn)包裝結(jié)構(gòu)和包裝廢棄物回收處理三個方面。

　　6、產(chǎn)品使用及其用后處置的研究

　　主要集中在延長產(chǎn)品的使用周期和減少使用中的能源浪費及環(huán)境污染。面向節(jié)省能源的設(shè)計有利于減少產(chǎn)品使用中的能源浪費及環(huán)境污染。德國聯(lián)邦環(huán)境署研究表明德國家庭和辦公室消耗的電力，至少有11%是披處于待機方式的設(shè)備消耗掉。美國能源部估計，美國每年要為待機的電視機和錄像機支付約10億美元的電費。待機功耗已經(jīng)引起社會的廣泛醺視。因此在產(chǎn)品的設(shè)計階段，對其使用造成的能源消耗問題應(yīng)給予足夠的重視。目前對家電類產(chǎn)品的待機功耗問題，人們已研究了新型開關(guān)電源和“綠色芯片”，它們以綠色設(shè)計為目標(biāo)，可以使許多電源在轉(zhuǎn)入閑置待機方式時功耗大大減少。

　　思想精髓

　　綠色制造涉及三部分領(lǐng)域的問題：一是制造問題，包括產(chǎn)品生命周期全過程；二是環(huán)境保護(hù)問題；三是資源優(yōu)化利用問題。

　　首先．綠色制造是“從搖籃到墳?zāi)?rdquo;的制造方式，它強調(diào)在產(chǎn)品的整個生命周期的每一個階段并行、全面地考慮資源因素和環(huán)境因素，體現(xiàn)了現(xiàn)代制造科學(xué)的“大制造、大過程、學(xué)科交叉”的特點。綠色制造倡導(dǎo)高效、清潔制造方法的開發(fā)及應(yīng)用，達(dá)到綠色設(shè)計目標(biāo)的要求。這些目標(biāo)包括提高各種資源的轉(zhuǎn)換效率、減少所產(chǎn)生的污染物類型及數(shù)量、材料的有效回收利用等。

　　其次．綠色制造強調(diào)生產(chǎn)制造過程的“綠色性”．這意味著它不僅要求對環(huán)境的負(fù)影響最小，而且要達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

　　第三．綠色制造對輸入制造系統(tǒng)的一切資源的利用達(dá)到最大化。粗放式的能源消耗導(dǎo)致的資源枯竭是人類可持續(xù)發(fā)展面臨的最大難題，如何最有效地利用有限的資源獲得最大的效益，使子孫后代有資源可用是人類生產(chǎn)活動亟待解決的重大問題。