2014 - 24 - 綠色制造

1、綠色制造綠色制造 Green Manufacturing目錄目錄n 綠色制造定義n 綠色設(shè)計(jì)n 綠色制造理論n 綠色制造評(píng)價(jià)n 綠色制造應(yīng)用 綠色制造 GMGreen Manufacturing環(huán)境意識(shí)制造 ECMEnvironmentally Conscious Manufacturing面向環(huán)境的制造 MFEManufacturing For Environment n是一個(gè)系統(tǒng)地考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式；n其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。 綠色制造的概念綠色制

2、造的概念內(nèi)涵v 綠色制造涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的理論、技術(shù)和方法。v 兩個(gè)過(guò)程：產(chǎn)品的生命周期過(guò)程和物流轉(zhuǎn)化過(guò)程。v 兩個(gè)目標(biāo)：減少污染物排放，保護(hù)環(huán)境；實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。v 內(nèi)容：包括綠色設(shè)計(jì)、清潔生產(chǎn)、綠色再制造等現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。v 綠色制造是一種充分考慮資源、環(huán)境的現(xiàn)代制造模式。綠色制造的內(nèi)涵： 目標(biāo)：優(yōu)質(zhì)、低耗、高效、清潔化 目標(biāo) 根據(jù)綠色加工的追求目標(biāo)： 節(jié)約資源的加工技術(shù) 節(jié)約能源的加工技術(shù) 環(huán)保型加工技術(shù) 根據(jù)采用的加工介質(zhì)不同： 自然綠色加工 輔助綠色加工 分類特征綠色制造的特征主要表現(xiàn)為：v 綠色制造要求在整個(gè)產(chǎn)品生命周期過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)減少環(huán)境污染、資源優(yōu)化的目標(biāo)。v 綠色制造是以提

3、高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)以人為本，集成各種先進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)與優(yōu)化。v 綠色制造鼓勵(lì)采用新的技術(shù)方法、使用新的材料資源用于制造過(guò)程。1.綠色制造模式具有社會(huì)性。結(jié)構(gòu)體系綠色設(shè)計(jì)綠色再制造清潔生產(chǎn)綠色制造面向清潔制造設(shè)計(jì)面向清潔材料設(shè)計(jì)面向可拆卸設(shè)計(jì)面向可回收設(shè)計(jì)清潔生產(chǎn)制造技術(shù)綠色加工工藝廢物最小化制造生產(chǎn)過(guò)程無(wú)害化快速成形技術(shù)先進(jìn)表面技術(shù)修復(fù)熱處理技術(shù)自愈合生產(chǎn)技術(shù)綠色制造的結(jié)構(gòu)體系框圖產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品生命周期模型產(chǎn)品生命周期模型 材料開(kāi)采與加工生產(chǎn)制造過(guò)程包裝運(yùn)輸使用維護(hù)能 源回收材料或零部件廢棄后處理安全焚

4、燒回 收土地掩埋綠色設(shè)計(jì)n 也稱為面向環(huán)境的設(shè)計(jì)(Design for Environment)。n 系統(tǒng)考慮環(huán)境影響，并集成到產(chǎn)品最初設(shè)計(jì)過(guò)程中。n 核心：整個(gè)產(chǎn)品的生命周期內(nèi)各個(gè)階段對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響；n 在滿足產(chǎn)品的功能、質(zhì)量和成本的同時(shí)，使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響減少到最小。綠色設(shè)計(jì)(Green Design)綠色設(shè)計(jì)策略v定義：采用不同的設(shè)計(jì)方法以滿足所設(shè)計(jì)產(chǎn)品特定環(huán)境特性要求的技術(shù)方法 。v從不同的角度分析產(chǎn)品環(huán)境特性，減少對(duì)環(huán)境影響的技術(shù)方法：n 選擇低環(huán)境影響材料 n 減少材料的使用量 n 優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù) n 優(yōu)化銷售系統(tǒng) n 減少使用中的環(huán)境影響 n 優(yōu)化產(chǎn)品壽命

5、 n 優(yōu)化產(chǎn)品回收處理系統(tǒng) 1選擇低環(huán)境影響材料這種策略主要側(cè)重于材料的選擇以及表面處理方式的選擇，目的是為產(chǎn)品選擇對(duì)環(huán)境影響最小的材料。n 清潔材料n 可再生材料n 低含能材料n 回收的材料n 可回收材料綠色設(shè)計(jì)策略2. 減少材料的使用量該策略的目的是采用最小的產(chǎn)品體積，以便產(chǎn)品在運(yùn)輸和使用過(guò)程中占用最小的空間。n 減少產(chǎn)品重量n 減小產(chǎn)品體積綠色設(shè)計(jì)策略3. 優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)該策略的目的是在生產(chǎn)過(guò)程中，最少量地使用輔助材料，減少能源消耗量，降低原材料的損失和廢物的產(chǎn)生。n 采用綠色制造技術(shù)n 減少加工步驟n 降低能源消耗，使用清潔能源n 減少生產(chǎn)過(guò)程的廢物綠色設(shè)計(jì)策略4優(yōu)化銷售系統(tǒng)以最有效

6、的方式從工廠傳輸?shù)搅闶凵讨钡阶罱K用戶。n 減少包裝材料，使用清潔和可重復(fù)使 用的包裝材料。n 采用最能效的運(yùn)輸方式。n 建立最能效的產(chǎn)品供應(yīng)系統(tǒng)，有效地減少對(duì)環(huán)境的影響。綠色設(shè)計(jì)策略5減少使用中的環(huán)境影響該策略是要減少用戶在使用中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。n 降低能量消耗。n 使用清潔能源。n 在滿足產(chǎn)品功能的條件下，盡可能減少消費(fèi)品的使用。n 設(shè)計(jì)使用最清潔的消費(fèi)品，并保證在其使用中， 不產(chǎn)生潛在的、有害的廢物。n 避免產(chǎn)品和消耗品的誤用，設(shè)置產(chǎn)品理想工作狀態(tài)，減少能源和其它消耗品的浪費(fèi)。綠色設(shè)計(jì)策略6優(yōu)化產(chǎn)品壽命該策略的目的是要延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，包括技術(shù)壽命和美學(xué)壽命，以及它們之間的平衡。n 可

7、靠性和耐用性。n 易于維護(hù)和維修可以保證產(chǎn)品及時(shí)地清潔、維護(hù) 和修理。n 采用模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)便于產(chǎn)品的升級(jí)和更新?lián)Q代以及維護(hù)和修理。n 先進(jìn)的設(shè)計(jì)保證產(chǎn)品在一定的時(shí)間內(nèi)不落后，保持產(chǎn)品技術(shù)壽命和美學(xué)壽命的平衡。n 具有良好的宜人性。綠色設(shè)計(jì)策略7優(yōu)化產(chǎn)品回收處理系統(tǒng)該策略的目的是在產(chǎn)品使用壽命結(jié)束后，重復(fù)使用具有使用價(jià)值的產(chǎn)品及元件，確保使用后的產(chǎn)品采取適當(dāng)、安全的回收和處理方法。n 產(chǎn)品的重復(fù)使用n 重新加工和刷新n 材料的回收n 安全焚燒綠色設(shè)計(jì)策略評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)體系 傳統(tǒng)制造：加工時(shí)間 T (Time) 加工質(zhì)量 Q (Quality) 加工成本 C (Cost) 綠色制造：加工時(shí)間 T

8、(Time) 加工質(zhì)量 Q (Quality) 加工成本 C (Cost) 資源消耗 R(Resource) 環(huán)境影響 E( Environment) 綠色加工的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系綠色加工的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 評(píng)價(jià)體系綠色加工的應(yīng)用技術(shù)n 無(wú)冷卻液機(jī)械加工 n 微量冷卻機(jī)械加工 n 高壓水射流切割 n 其它綠色加工清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)(Cleaner Production)n 就是在現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，用清潔的能源和原材料、清潔工藝及無(wú)污染或少污染的生產(chǎn)方式，以及科學(xué)而嚴(yán)格的管理措施生產(chǎn)清潔的產(chǎn)品。n 是一種綜合預(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略，并持續(xù)地應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和產(chǎn)品服務(wù)的過(guò)程中，以期減

9、少對(duì)人類和環(huán)境的影響和傷害。n 對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，清潔生產(chǎn)的目的就是在生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)約原材料、水資源和能源，消除毒害材料的使用，減少毒害物質(zhì)排放和廢棄物的產(chǎn)生；n 對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，清潔生產(chǎn)目標(biāo)在于減少產(chǎn)品在整個(gè)生命周期過(guò)程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康與安全的影響；n 對(duì)于產(chǎn)品服務(wù)而言，清潔生產(chǎn)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和服務(wù)中綜合考慮環(huán)境影響因素，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)；n 從可持續(xù)發(fā)展的角度講，清潔生產(chǎn)是既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和有效措施。清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)包含兩個(gè)過(guò)程控制：產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程控制和產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程控制。n 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程而言，清潔生產(chǎn)包括節(jié)約原

10、材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和廢物離開(kāi)生產(chǎn)過(guò)程以前，盡最大可能減少它們的排放量和毒性。n 對(duì)產(chǎn)品而言，清潔生產(chǎn)要減少產(chǎn)品在整個(gè)生命周期過(guò)程中，從原料的提取、產(chǎn)品使用到產(chǎn)品的最終處置對(duì)人類和自然環(huán)境的影響。清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)：v合理利用自然資源，減緩資源的耗竭。通過(guò)資源的綜合利用，短缺資源的代用，二次能源的利用，以及節(jié)能、降耗、節(jié)水，合理利用自然資源，減緩資源的耗竭。1.減少工業(yè)廢棄物和污染物的產(chǎn)生和排放，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、消耗過(guò)程與環(huán)境相容，降低工業(yè)活動(dòng)對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)工業(yè)與環(huán)境的協(xié)調(diào) 。清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方

11、法1. 實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的基本途徑n 改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選擇綠色原材料，生產(chǎn)原料閉路循環(huán)、資源綜合利用。n 改革生產(chǎn)工藝和設(shè)備，開(kāi)發(fā)全新工藝流程，最大限度地提高生產(chǎn)效率，減少污染排放。n 加強(qiáng)生產(chǎn)管理，發(fā)展環(huán)保技術(shù)，減少和杜絕生產(chǎn)中的跑、冒、滴、漏。n 進(jìn)行產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)或清潔生產(chǎn)審計(jì)，提出清潔生產(chǎn)方案并進(jìn)行可行性分析。建立企業(yè)環(huán)境管理體系，為企業(yè)持續(xù)進(jìn)行清潔生產(chǎn)提供組織和管理保障。2.綠色制造工藝綠色制造工藝是指在產(chǎn)品加工過(guò)程中，采用的既能提高經(jīng)濟(jì)效益，又能減少環(huán)境影響的工藝技術(shù)?？蓜澐譃槿N類型：n節(jié)約資源的工藝技術(shù)（如干式加工技術(shù)）n節(jié)省能源的工藝技術(shù)n環(huán)保型工藝技術(shù)（如采用綠

12、色切削液）清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法綠色制造工藝開(kāi)發(fā)策略框圖分析現(xiàn)有工藝從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律等對(duì)現(xiàn)行工藝進(jìn)行綜合分析明確用戶要求、市場(chǎng)需求及環(huán)境政策在企業(yè)實(shí)施綠色生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)替代工藝技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)新型機(jī)床及加工系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新型工藝技術(shù)面向綠色工藝的產(chǎn)品設(shè)計(jì)清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法干式加工節(jié)約資源型 1. 干式加工就是在加工過(guò)程中不用冷卻潤(rùn)滑液的加工工藝。2. 僅局限于鑄鐵材料的加工。3. 采用干式加工方法，逐步取消切削液，可以取得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩方面的效益。4. 主要介紹工藝：n 干式車削加工n 干式滾切加工n 干式磨削加工清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)干式車削加工關(guān)鍵問(wèn)題：n選擇適合干式車削的刀具；

13、n改進(jìn)刀具幾何形狀；n確定干車削加工條件。 應(yīng)用實(shí)例：如采用GE超硬磨料公司的PCBN刀具進(jìn)行旋風(fēng)銑削加工絲杠螺紋，以硬旋風(fēng)銑削取代軟車削和精磨工序，提高效率近100倍。清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法PCBN刀具干式滾切加工關(guān)鍵問(wèn)題：n提高滾切速度；n快速排屑技術(shù)；n開(kāi)發(fā)高性能的高速滾刀等。應(yīng)用實(shí)例：n如采用硬質(zhì)合金或陶瓷刀具進(jìn)行完全干式加工的新型滾齒機(jī)；1.如滾削汽車變速箱中的普通齒輪，用硬質(zhì)合金滾刀進(jìn)行干滾削；清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法干式磨削強(qiáng)冷風(fēng)磨削是現(xiàn)行較為有效的方式。應(yīng)用實(shí)例：采用CBN砂輪的強(qiáng)冷風(fēng)磨削在實(shí)際應(yīng)用中有很好的效果。清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法綠色切削液環(huán)保型 切削液的使用中應(yīng)遵循以下基本原則：n

14、做好切削液的使用過(guò)程記錄。n 實(shí)現(xiàn)切削液配方標(biāo)準(zhǔn)化；n 選擇高質(zhì)量的切削液或具有兼容特性的切削液；n 在切削液的循環(huán)使用中，始終保持切削液濃度和PH值的穩(wěn)定；n 采取有效防護(hù)措施，規(guī)范操作使用程序；n 建立切削液循環(huán)使用系統(tǒng)，及時(shí)清除切削液中的污染物和雜質(zhì)；n 避免過(guò)量使用切削液殺菌劑；n 無(wú)毒、無(wú)害化處理廢棄切削液。清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)方法綠色包裝綠色包裝技術(shù)n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。n綠色包裝可以分為以下三方面: 包裝材料 包裝結(jié)構(gòu) 包裝廢棄物回收處理產(chǎn)品綠色包裝的基本原則是：減量化(Reduce)：減少包裝材料的使用量。重新使用(Reuse)：包裝材

15、料的再利用。循環(huán)再生(Recycle)：包裝材料的回收和循環(huán)使用。1.可降解(Degradable)：應(yīng)盡量選擇易于降解的材料，如紙、可回收材料等。綠色包裝綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)v全球化：綠色制造的研究和應(yīng)用中將愈來(lái)愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢(shì)；v社會(huì)化：綠色制造的社會(huì)支撐系統(tǒng)需要形成；v集成化：將更加注重系統(tǒng)技術(shù)和集成技術(shù)的研究；v并行化：綠色并行工程將可能成為綠色產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的有效模式；v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；v產(chǎn)業(yè)化：綠色制造的實(shí)施將導(dǎo)致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成；產(chǎn)業(yè)化值得注意的幾類產(chǎn)業(yè)：v廢棄物回收處理裝備制造業(yè)v廢棄物回收處理的服務(wù)產(chǎn)業(yè)v綠色產(chǎn)品制造業(yè)1.實(shí)施綠

16、色制造的軟件產(chǎn)業(yè)企業(yè)綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)綠色制造技術(shù)的應(yīng)用目前能將綠色制造技術(shù)主要集中在汽車、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。如綠色制造技術(shù)在汽車行業(yè)上的應(yīng)用：1）節(jié)約資源方面：將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷類降低80%等，同時(shí)也消除了鉛、苯等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。2）采用新設(shè)計(jì)的加工工藝方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等國(guó)外著名的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)公司，發(fā)動(dòng)了“綠色柴油機(jī)行動(dòng)”，在技術(shù)上作了較大的改進(jìn)，大大降低了汽車尾氣的排放。3）適用于環(huán)境友好的材料方面：世界上著名的汽車生產(chǎn)企業(yè)，使用新材料來(lái)替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質(zhì)，采用輕型材料鋁材制造車身，使汽車重量減少40%，能耗也降低了。4）部件回收在制造方面：從1990年中期，美國(guó)僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項(xiàng)，每年就可獲利數(shù)十億美元。