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研究綠色制造理念下的機械制造工藝

時間:2011-03-01 09:39:09 來源:

  當前環境危機日趨惡化。有統計數字表明,污染排放物中高達70%的比例是來源于制造行業,具體到數字的話,則是制造業每年大概產出55億t的無害廢物和7億t的有害廢物。僅以重慶市2004年例,工業廢水排放量大于l 000萬t以上的行業有8個,其廢水排放量之和約占工業廢水排放總量的一

  半,在這8個行業中,其中有5個為制造業。可見制造業對重慶市水環境質量產生很大影響。工業廢水達標排放量為3.94億t,平均達標排放率為62.4%;達標率最高的行業為化學纖維制造業,達標率為100%;達標率最低的行業為食品、煙草加工及食品、飲料制造業,達標率僅為7.3%。廢水排放量最大的行業為化工原料及化學制品制造業和電力、煤氣及水的生產和供應業,分別為9 812萬t/a和9 755萬t/a,其達標排放率分別為50.7%和69.8%,達到國家規定的2000年達標要求。有經濟學家的分析表明,當下的“綠色產品”比例甚低,大概只占到5%一10%左右。按照當前的發展路徑下去,10a以后,絕大多數的產品都將進入綠色制造家族。那個時候,綠色產品將成為市場的主導產品。對于那些不執行綠色理念和可持續發展路徑的企業,將被淘汰出市場。

  因此,綠色壁壘大大增加了產品成本,削弱了我國制造業的競爭能力。故而,秉承綠色理念,堅持可持續發展,推廣綠色技術,完善綠色制度,推進綠色制造時不我待。

  1 綠色制造

  1.1涵義

  綠色制造,它的英文翻譯為Green Manufacturing,除了這個名稱之外,綠色制造也叫清潔制造、環境意識制造、無浪費制造等,要了解綠色制造這個概念,就需要先清楚制造業這個概念。制造業是將可用資源(包括能源)通過制造過程,轉化為可供人們使用和利用的工業產品或生活消費品的產業,它是國民經濟的支柱產業,涉及到機械、電子、冶金、化工、航空、航天、造紙等眾多行業,但它同時又是消耗資源、污染環境的主要行業。所謂的綠色制造,是指產品從原料冶煉、毛坯制造、材料選擇、設計、生產、包裝、使用和維修到報廢回收等整個生命周期過程中,全面考慮環境和資源因素,對資源的消耗量最少,對環境的污染最小,并使企業經濟效益和社會效益協調優化的現代制造模式。

  1.2綠色制造理念的主要內容

  由于綠色制造時綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個產品生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法,因此,貫徹綠色制造路線,就必須系統考慮到產品開發、制造及其活動對環境的影響,從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小,資源利用率最高,這是綠色制造的根本指導原則。在此基礎上,綠色制造所包含的內容就包括了這幾個方面:第一,機械綠色設計建模;第二,機械材料的選擇;第三,機械產品的可拆卸性設計;第四,機械產品的可回收性設計。這四個方面是單就一個機械產品而言的,而從一個企業的角度而言,除了上述那幾個方面之外,還須考慮到機械產品的成本設計,這是第五。因為企業的一個根本特征就是營利性,不管開發什么產品,這都是不能忽略的。除了成本之外,就產品的管理而言,機械產品設計數據庫和知識庫也是必須考慮,這是第六。而管理生產必須注重安全,因此,機械產品使用的安全保護設計也同樣不能忽略,這是第七。唯有兼顧上述七項內容,根據綠色制造的根本原則,綜合考慮在機械產品生命周期中的技術、環境以及經濟性等各種因素,才能使所設計的機械產品對用戶、對企業、對社會的貢獻最大,對環境負面影響最小。這樣,才能進到一個企業所應該盡的企業責任。

  2綠色制造的價值

  本著生態、綠色、可持續發展的理念,對于機械制造工藝而言,則要求綠色制造的產品必須具備以下幾方面的性能:其一,節能;其二,可拆卸和可維修性;其三,產品報廢后的可回收和可再利用,將廢棄物減少到最少化、不含有害物質;其四。廢棄物的處理過程經濟或不會對環境、安全和身體健康造成危害等。

  由于綠色制造重視環保,合理且有效地利用自然資源,在機械產品的制造過程中貫徹“以人為本”的理念,具備良好的宜人性,如設備及周圍環境的色彩作業空間及位置等要符合人機工程學等原理。同時綠色制造還保證產品能達到應有的性能和要求,此外,產品具有良好的經濟性等,這就使得綠色制造具備重大的經濟價值和社會價值。

  3 推進綠色制造工藝的對策

  3.1秉承綠色發展理念

  中國的經濟是出口導向型經濟。前述也提到中國的外資利用的比重大部分在于制造業。而目前制造業的輸出國多半是發達國家。此類國家采取較高的環保標準,而且嚴格執法,對于高能耗、高污染的行業處罰很重。由于發達國家掌握著國際競爭的游戲規則制定的主導權,因此,對于制造業標準往往是根據本國的利益而制定的,而根本不考慮發展中國家的產業發展狀況和現有條件,因此,發達國家就把一些高污染的制造業轉移到中國等一些發展中國家,而這些國家為了發展經濟、解決就業,也積極的承接這些產業的轉移,甚至還出現“向底線賽跑”,降低環境標準,導致了自身成為“環境污染避難所”。這種做法事實上是一種短視的行為。簡單地說,這種先破壞后治理的策略就是沒有考慮到可持續發展,沒有考慮到綠色發展,應該予以拋棄.

  3.2爭奪綠色話語權

  中國的制造業要在今后的國際競爭中占據有利地位,不落下風,最根本的途徑是參與國際競爭“游戲規則”的制定。只有成為游戲規則的制定者,才不會受制于人,最大限度地保障本國的利益。當前,中國積極參與世界貿易與環境委員會的會議,聯合國環境署與聯合國貿發會議聯合組織的貿易與環境問題非正式高級圓桌會議、聯合國環境署與國際商會舉辦的企業環境行為部長級會議、可持續發展委員會關于貿易與環境的討論等,密切世界環境保護發展、國際貿易與環境政策的新動態及其對中國對外貿易帶來的潛在影響。作為一個發展中國家,作為一個崛起中的大國,中國應該盡力爭取公平合理的談判地位,擴大中國在一些國際環保立法和貿易立法方面的影響,競爭自身應該享有的綠色話語權。

  3.3人才支撐

  不管是那行那業,人才都是本行業發展的關鍵所在。對于機械類企業而言,要積極推行綠色制造理念,那就得需要大量的具有綠色制造理念的人才。這是機械制造工藝能否實現綠色制造的前提。因此,機械專業的大學生目前所接受的教育,尤其是高職院校、中職學校、技工學校等,他們還是主要培養傳統型制造人才,而非具備綠色制造理念的人才。由于綠色制造不同于一方面大量消耗自然資源,而一方面又帶來嚴重的環境污染物的傳統制造,因此,綠色制造涉及到了制造領域、環境領域和資源領域,它是綠色資源、綠色生產、綠色產品的交叉綜合,反映了當代制造行業的發展態勢,即要求制造業應是“大制造、大過程、學科交叉”的特點。

  既然當前的制造業已經提出了綠色制造理念這個時代要求,但是,對于制造專業教育而言,它的教學與企業崗位之間脫節,顯然就不符合職業教育為企業服務的原則。因此,如何開展機械專業課程教學改革,培養適應企業需求的人才,這是當下制造專業教育所必須解決的一項重要的、具有劃時代意義的課題。

  3.4制度保障

  這里所說的制度主要是指綠色監督機制。一般而言,綠色監督包括4個方面的內容,即系統內的自我監督、系統之間的相互監督、公眾的監督和專門機構的法律監督。假如從動態過程來看的話,綠色監督機制主要包括了3個環節,分別是產前監督機制、產中監督機制和產后監督機制。事實上,上述的監督機制劃分成為“軟”、“硬”兩種監督方式即可。所謂的“軟”監督,主要強調公民的參與,它是以一種非強制化、非法律監督的方式進行的。當協商民主理念興起的時候,只要在制度設計上滿足更多人參與政治的機會,這是一種很好的監督方式。所謂的“硬”監督,則是指法律法規所規定的法律監督方式,強調法律的規范性、強制性。因此,要踐行綠色監督,就應該不斷完善監督機制,完善公眾參與環境監督制度,只有“軟”“硬”兼施,才能確保綠色制造理念得到實現。

  3.5經濟杠桿

  這里所說的經濟杠桿主要是通過稅收方面的改革,采取一定的優惠措施調整制造業從傳統制造向綠色制造轉變。在綠色制造理念的指引下,企業勢必大量采取高新技術,這對于我國的經濟發展具有重要的戰略意義。對此,我國在2008年1月1日起施行的新《企業所得稅法》第28條、第3l條都對高新技術規定了稅收優惠待遇。這就為我國的企業在法律層面上對于我國的制造業產品出口面臨反傾銷、反補貼等指控的時候提供了法律武器。同時,由于我國除了人大擁有立法權之外,還有諸多的立法主體,如國務院及其部委,省級人大、省級政府以及較大的市等地方政府均有立法權。在不與上位法相沖突的情形之下;均可以通過稅收方面的立法,運用經濟杠桿的手段吸引更多的企業推行綠色制造理念。

  3.6技術創新

  綠色制造只是一種理念。真正要落實這種理念,還需要一定的技術作為保證,這樣才能滿足人類社會經濟可持續發展的需求。因此,綠色制造這種理念真正的要落到實處,技術創新是必不可少的。因為只有一定的技術創新,才能使社會、經濟和生態效益三者達到協調統一。

  由于綠機械制造工藝需要考慮產品的功能、產品壽命周期成本、資源能源優化利用、環境保護、勞動保護等因素,因此,綠色制造的技術創新則包括了以下幾個方面:其一,凈成形制造技術的創新。從傳統的成形制造向綠色理念下的靜成形制造轉變既可以節約傳統毛坯制造時的能耗、物耗,同時也大大減少了產品的制造周期和生產費用;其二,干式加工技術的創新。干式加工不僅簡化了工藝、減少成本,同時還消除了冷卻液帶來的如廢液排放和回收等一系列問題;其三,工藝模擬技術創新。該技術將數值模擬、物理模擬和專家系統相結合,確定最佳工藝參數、優化工藝方案,預測加工過程中可能產生的缺陷和防止措施,有效控制和保證加工工件的質量;其四,虛擬制造技術創新。在虛擬制造環境下生成軟產品模型來代替傳統的硬樣品進行實驗,對其性能和可制造性進行預測和評估,從而減少損耗,降低成本;其五,廢棄物回收利用技術創新,實現生產方式從開式循環模式變為閉式循環模式轉變。