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关键词:绿色竞争力;生命周期;指标体系
资料显示,装备制造业产值占中国GDP总额的四分之一,是我国工业的基础和核心竞争力所在,积极抢占装备制造领域是我国谋求世界工业强国的战略重点。然而,随着环境问题日益严重,装备制造业的“高投入、高耗能、高污染、低产出”特点日益凸现。近年来,装备制造企业出口遭遇绿色环保、技术标准等贸易壁垒增多。另外我国出台了新大气法等一系列环保政策,史无前例地加大了对企业环境行为的管制。企业是经济运行的微观主体之一,也是节能减排转型发展的主力。国际绿色贸易壁垒和国内环境规制政策是高悬在装备制造企业头上的双刃剑,挑战与机遇并存。在新的国内外经济环境下,中国装备制造业必须转变传统的发展模式,从最初的原材料采掘到最终的废弃物处理进行全过程的绿化,企业才能实现可持续发展,中国经济转型发展才有坚强的微观基础。为此,本文从生命全周期角度,尝试构建装备制造企业绿色竞争力评价指标体系,旨在客观评估和反映装备制造企业绿色竞争力综合状况,为企业提高绿色竞争力起到精准导航作用。
一、企业绿色竞争力相关理论与评价方法文献综述
竞争是市场经济环境下企业生存和发展的内在要求和动力。国际上对企业竞争力理论经过几十年的探索,形成了几大经典学派,如以Michael Porter(1990) 为代表的环境学派、以Birger Wernerfelt(1984)和Barney JB(1991)为主要代表的资源学派、以Brian Loasby和Christian Knudsen(1995) 为代表的企业能力理论。企业绿色竞争力是在绿色经济形势下提出的新概念,将企业发展对资源能源的消耗以及对环境的影响纳入企业决策的影响要素中,使得企业的生产经营等活动符合市场竞争的绿色标准,从而在新的经济环境下持续获得竞争优势。
本部分主要包括如下内容:
(一)国外文献综述
国际上对绿色竞争力概念的论述较少,主要从环境管制对企业竞争力的影响这一方面切入,并依据观点不同分为两派。悲观派认为环境管制会使企业需要投入更多的资金、精力来应对环保压力,增加成本,降低市场竞争力。如Walley.N 和Whitehead.B.(1994)认为环境管制使企业承担巨额费用,无力投资有前景项目,从而降低竞争力;Jaffeetal (1995)认为企业受到环境管制要为解决污染问题直接耗费成本,还因进行环保所需的生产要素价格间接提高花费成本。
而乐观派认为,环境管制将促使企业开展绿色技术创新活动来满足环境保护的要求,从而有利于企业绿色竞争力的提升。Michael Porter(1995)认为,合理环境管制可以激发被管制企业进行创新来产生效益;一些学者如Gabel,Sinclair-Desgagne(1997)认为环境管制可以通过外部刺激减少组织内部的非效率;另外一些学者则认为企业可以通过提高环保技术来创造竞争优势,如Sam・Fankhauser(2013)提出一个国家的绿色竞争力是向绿色经济转型的核心,将成为全球变化的决定性因素。近年来研究观点大体倾向于乐观派,认为环境管制势在必行,对企业提高竞争力有积极作用。
(二)国内文献综述
国内对绿色竞争力的研究开始于21世纪初,如洪小瑛(2002)认为绿色竞争力由绿色的资源、技术、管理等综合作用形成的系统概念;陈红喜(2005)对各家观点进行提炼,定义企业绿色竞争力为相较之竞争对手,某企业能够协调环保需求更有效地供应契合要求的绿色产品和服务,提高市场份额,获取效益,从而保持自身可持续发展的能力。
目前对绿色竞争力的评价方法众多,主要评价方法如表1所示。
(三)对既有研究的评述
前人的研究丰富了绿色竞争力的相关理论,对绿色竞争力的测评方法具有科学性和实用性,但仍存不足。国外缺少对绿色竞争力影响要素的探究和归纳,国内学者没有系统涵盖生命全周期各阶段。既有文献缺乏专门针对装备制造企业的绿色竞争力评估体系,普适性的评价体系只能发挥指导作用,对装备制造企业缺乏可操作性。基于此,笔者在参考前人研究基础上,从生命全周期的视角,尝试构建能全面反映装备制造企业产品的绿色竞争力评价体系。
二、基于生命全周期理论的装备制造企业绿色竞争力的影响要素及作用机理
从生命周期视角考察装备制造企业绿色竞争力的影响因素,需从最初的产品设计到最终的废弃物处理,进行全过程的跟踪与定量分析,找出企业绿色竞争力在全生命周期各环节的影响的因素,探究其影响路径,对症下药。
要解决装备制造业面临的耗能与污染问题,提升自身的绿色竞争力务必在产品设计阶段就实施生态设计,从源头来降低有形产品对资源、能源的需求,减少直接的生产成本,同时降低污染的排放量减少后期的治污成本,提升绿色竞争力;而原材料选择方面,应采购绿色原材料,并选择绿色供应商,在减耗、节约成本的同时减少对环境的破坏;在生产过程中,绿色竞争力主要体现在“清洁生产”的实践,进行绿色的工艺设计,减少生产环节,实行节能管理,持续地利用工业生产过程和产品以最大程度地减少环境污染;在销售阶段绿色竞争力需要绿色的销售网络进行支撑,即绿色包装、绿色物流、绿色存储以确保产品能以最有效、最绿色的方式从工厂运送到客户手中;在产品使用阶段,装备制造企业作为服务方应当以便利客户为导向,发展专业化服务体系。而产品用后处置阶段,企业应当完善旧件回收系统,并保证三废的稳定、持续达标,减轻环境压力,降低控污费用,提升企业环境友好形象。
可以看出,在最初的产品研发设计到最终的产品用后处置,都对环境有很大的影响,装备制造企业因其高耗能、高污染的特性,更需全方位把控好各个环节,在入口减少消耗,在出口降低污染,是提高绿色竞争力的高效路径。
三、基于生命全周期理论的企业绿色竞争力评价体系构建
(一)评价指标构建原则
科学性原则。设计评价体系应当在进行调研考证后,综合定性、定量,科学、客观地展现企业绿色竞争力的真实情况。
创新性原则。本文立足新的视角考量企业的绿色竞争力,涵盖了产品研发设计、原材料采掘与生产、产品制造、产品销售、使用和废弃物管理,立意新颖。
可操作性原则。指标的筛选需要考虑定性指标是否可合理量化以及定量指标数据是否方便搜集。本文在筛选指标时兼顾可操作性,使得数据真实可取,客观反映真实情况。
(二)评价体系的构建
本文构建指标体系的思路就是以生命周期为视角出发,围绕评价目标,将指标分层剖解,最后构建完整的评价体系,从而保持严谨的逻辑连贯。如表2所示。
设计环节是促进装备制造企业从中国制造向中国创造的重要桥梁,在技术创新上形成先行优势,将从根本上来降低有形产品对资源、能源的需求,来减少直接的生产成本,同时降低排污量减少后期的治污成本。因此企业的生态设计能力应当在各阶段占据首位。
装备制造企业的产品多为复杂庞大的机械装备,配置众多,在生产过程中高耗能、重污染,因此实行清洁生产,控制好能源消耗总量和强度,对企业提升总体的绿色竞争力尤为重要。因此笔者认为,企业的绿色生产能力在评价体系中的重要性仅次于生态设计能力。
2015年我国废钢铁、废有色金属、废塑料等十大类再生资源回收总量达2.5亿吨,回收总值为6446.9亿元,工程机械等8个领域35家机电产品再制造企业作为试点,经认定的再制造产品达到100余种。由此笔者认为,产品的用后处置阶段是直面减排压力的一环,虽是生命周期的末端,在绿色竞争力的构成要素的地位也相当重要。
2016年7月,工信部、发改委、环保部《开展工业产品生态设计的指导意见》,着力推广无毒无害或低毒低害的绿色材料和产品。装备制造业所需原料采购量大,应当面向上游实行绿色集中采购,选择绿色供应商,将大大有利于绿色竞争力的提升。原材料供应阶段的重要性应当略低于产品用后处置阶段,但高于销售及使用阶段。
装备制造业的大多产品非日常消费品,相对其他环节,销售和使用阶段对环境的影响略小,因此,在企业绿色竞争力的六大阶段中,销售和使用阶段的重要性相对最小,但由于很多机械装备在其使用阶段的能耗也相当大,因此也应尽可能将产品包装、产品运输、储存方式及有关的售后服务体系方方面面都考虑进来,尽可能完善产品配送体系,并发展专业化服务体系。
四、结论
在国内外经济形势转变的大背景下,装备制造企业的绿色竞争力重要性日益凸显,本文基于生命全周期理论在要素层将企业的绿色竞争力分为六大阶段,反映企业在各阶段对环境的影响,是对装备制造企业绿色竞争力的系统评价研究。总的来说,本文强调系统考虑产品在整个生命周期的环境影响,不单是考虑局部影响;并倡导可持续发展,关注产品在不同生命周期的潜在环境影响,着眼于人类与生态系统的可持续发展,寻求经济效益、社会效益和生态效益的和谐共存。
构建企业绿色竞争力评价体系工程庞杂,涉及面广,在数据处理方法和综合评价方法的选择有待更深入的研究。笔者只是尝试性地站在生命周期角度对绿色竞争力评价体系作初探,希望社会各界继续研究,构建起更科学合理的装备制造企业绿色竞争力评价体系,促进企业全方位的提高绿色竞争力。
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在机械产品的设计阶段,就应充分考虑到产品在使用废弃后的回收利用性以及可拆卸性。(2)绿色设计法提出了生产企业与产品设计者应在节约资源和保护环境上主动承担起一定的社会责任。尤其对于大型或大量的机械产品制造,企业在加工生产这些产品的同时,还应在可能的范围内,主动承担产品的回收与再次利用的义务。(3)在人类资源日益枯竭,生存环境不断恶化的新时期背景下,绿色设计法是对传统设计理念和设计方法的创新与改良,体现了人们对环境及资源的重视,以及对整个机械产品设计学科认识的深化。
2.机械设计与制造中绿色设计的主要内容
2.1绿色材料的选择与管理
绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料。因此在机械设计中应首先选用环境兼容性好的材料与零部件,并尽量避免选用有辐射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能够有利于回收、再利用、再制造或易于降解,从而实现机械制造业在资源利用率方面的上升,实现可持续发展。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。
2.2拆卸性设计
在传统的设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的拆卸性。绿色设计中着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。拆卸性设计的基本原则主要包括以下几点:第一,应实现产品零件的多功能性,从而降低应拆卸零部件的数目以及拆卸时的工作量;第二,应避免在设计时,对有相互影响的材料进行组合,尽量避免零部件的污损;第三,在机械设计与制造中,应减少零件的多样性,并努力向着零件的标准化、模块化和系列化方向发展。
2.3可回收性设计
可回收性设计是指在设计中,充分考虑到产品各零件回收再利用的可能性,以及相应的回收处理方法和回收费用等问题。可回收性设计一般包括两种途径,即零部件的再利用和原材料的再循环,在当前鉴于材料再循环的困难与高昂的成本,因此较为合理的可回收性设计应重点突出零部件的再利用。可回收性设计的主要措施包括了以下几点:在机械设计与制造中,尽量使用可重新利用的材料;使用对环境影响较小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。
2.4绿色产品的成本分析
在对机械制造业中绿色产品的成本分析,应与传统的成本分析有所区别,在绿色产品设计的初期,即综合考虑到产品在回收、再利用上的性能。因此在作绿色产品的成本分析时,必须考虑到产品拆卸、污染物替代、特殊产品相应的环境成本以及重复利用成本等等。绿色产品的成本分析应在每一次设计选择时进行,以便于设计出的产品更突出绿色环保性,且成本更低。
2.5绿色产品的设计数据库
绿色产品的设计数据库应详细包括了产品寿命周期中与经济性、环境性等相关的一切数据,如材料成分、各类材料对环境的影响数值、材料的自然降解周期、人工费用以及机械制造中装配、销售和使用所产生的附加数量与环境的影响值等等。因此绿色产品的设计数据库对了机械产品的设计与制造过程都有着举足轻重的影响与作用。
2.6绿色产品的包装设计
对绿色产品的包装设计,应重点突出以下几方面原则:首先应材料最省,即绿色产品的包装在满足销售、保护以及提供充足信息功能的前提下,所适应材料应最少且文明适度的包装;其次,应尽量选用可回收或易于降解,且对人体无毒害性的包装材料,例如使用EPS、聚乙烯产品等在大自然中易于自然分解且不会污染环境的材料;最后,所选用的包装材料应易于再循环和回收利用,通过再循环使用和重复使用的包装,从而提高包装物的生命周期,有效降低包装废弃物的出现。
3.总结
在机器的制作加工程序中,经过降低对刀具的消耗,尤其是对一些构造繁琐以后成本高的刀具消耗,是能够减少制造成本的一条关键措施。所以在现在社会的环境以及制造措施的背景下,能够执行探索一种使用与高速制作与制造的新式刀具物料,同时经过对这些制作与加工这种新式刀具的有关措施系数开展更具体的探索与改善,持续的创新与健全在制作制造过程中使用的新式刀具,除此之外,涂层刀具也在前进过程中,能够在很大程度上提升切削速度以及使用长久性。
2绿色机械制造工艺技术的类型
2.1能源节约型绿色机械制造工艺在以往的机器生产技术中,消耗的能源多,产生的能量大多数都因为摩擦生热被转变为内能抑或其他样式的能量被消耗掉,这不仅增加了对机器的损耗,并且对机器的工作时间带来影响,对机床及其生产的精准度产生影响,并且还浪费了能源对环境带来破坏。能源节省型绿色机器生产技术就是解决这些状况,在机器生产程序中,经过降低机器的损耗,适量的运用能够再生资源,引入低消耗的措施,运用低消耗的绿色设施等减少能源消耗的措施。
2.2资源节约型绿色机械制造工艺资源节约型绿色机械制造工艺是指在机械制造过程中,以保证机械产品质量和符合机械制造标准为前提,通过简化工艺和减少原材料消耗的方法来达到资源的有效利用的工艺技术。例如,在刀具的制造过程中,我们可以通过优化毛坯的形状,选择新型的刀具材料,尽量减少切削液的使用量,从而减少机械加工的余料,降低原材料的消耗,延长刀具的使用寿命,达到节约资源和提高生产效率的目的。
2.3环境保护型绿色机械制造工艺机械制造工艺实际上就是一个物质经过一系列加工制造过程,变成最终需要得到的产品的过程,但在这个过程中会产生一些废液、废气、废渣、噪声等对环境和操作者有危害的物质。环境保护型绿色机械制造工艺是指通过工艺初始设计和末端处理技术,尽量减少或消除有害物质的影响,从而提高机械制造系统效率的工艺技术。
3发展绿色机械制造工艺技术的策略
3.1绿色设计绿色设计是指根据产品的品质要求,在绿色理念的指导下,对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计,并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。要做好绿色设计,需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题,并将环保作为设计的重要指导原则。绿色设计涉及十多项设计阶段,包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来,因此,绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。
3.2绿色选材绿色选材是指绿色机械制造过程中,在满足产品的适用性能和制造工艺特性的条件下,综合考虑绿色环保的要求所选择的能源和材料,具体包括材料的选择和能源的选择。绿色选材应遵循以下原则:一是,优先选用可再生能源与材料;二是,尽量选用原料丰富,成本低,污染少的能源与材料;三是,尽量避免选用有毒、有害、有辐射性的能源与材料。
3.3绿色工艺绿色技术就是在机器生产程序中,运用相关的工具以及设施,根据节省能源、操纵能源、降低污染的需求,把各式原材料根据相关的秩序开展生产,以便获得所期望的达标产品。优异的绿色机器生产措施包含:运用干切削措施,低温切削措施,绿色时时切削措施,使用高精准度的冷碾措施,金属粉末的注射成型工艺,采用可编程的控制器技术、数显技术、数据技术来改造旧机床,净化废液等。
3.4绿色处理绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣,进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。绿色处理的方法有:第一,根据各排放气体的性能,能吸收的就采用物理或化学方法吸收,能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。第二,废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。第三,将有毒的废渣进行集中深埋,或是采用化学方法将其变成无毒无害物质,将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。第四,将已报废的产品回收并使用到下一个周期中,变废为宝。
4结束语
关键词:机械制造工艺;绿色化;机械制造业;机械制造成型技术;快速成型技术;冷辗扩技术 文献标识码:A
中图分类号:TH186 文章编号:1009-2374(2015)32-0084-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.045
机械制造是为各个工业生产部门提供技术装备的行业,制造业的发展推动了工业发展,促进了国民经济的建设与发展。机械制造是以大规模地开发和利用自然资源为基础发展而成的,这种发展模式极大地破坏了生态环境,影响了行业的可持续性发展,绿色化制造理念由此产生。
1 机械制造工艺绿色化理念提出背景
1.1 传统机械制造业能源浪费严重
传统机械制造工艺存在能源浪费严重问题。在生产过程中,由于机械摩擦产生的热量转化为机械内能或其他形式能量,降低了机械设备的实用性能和使用寿命,使设备的精准度降低,影响了产品的质量,同时也造成了资源和能源的浪费。采用新型生产技术,降低机械设备的能源损耗,适量运用再生资源,降低机械制造业的能源损耗。
1.2 传统机械制造环境危害严重
机械制造工艺是将一种物质经过系列加工制造,变为具有一定实用功能的产品的过程,在加工过程中会产生大量废水、废渣、废气、噪声等对环境或技术人员有害的物质,需要进行改进。绿色工艺是将机械制造工艺设计进行改进或在工艺终端增加污染物处理技术,以减少或消除污染物的产生,降低机械制造工艺对环境或人的损害,提高机械效率的经济效益和社会效益。
1.3 传统机械制造资源浪费严重
传统机械制造工艺中,工艺流程复杂,制作原料多为传统金属资源,在制作过程中,使用大量切削液,造成极大的资源浪费。绿色化工艺是在保持机械产品质量和性能均达标的前提下,利用先进的自动化技术对制作工艺进行改进,减少原料消耗量。另外,寻找可再生新型材料替代传统原材料,在节约资源的同时,提高产品的使用寿命和性能。例如在制作刀具时,可通过自动化技术对毛坯形状进行优化,并选择新型的材料,降低切削液使用量,从而减少余料的产生,达到节约资源的目的。
2 机械制造工艺绿色化的可行性
2.1 高新技术为机械制造绿色化提供技术支持
2.1.1 先进的机械制造成型技术。在绿色生产理念推动下,机械制造工艺有了新的发展,如精密铸造、直接沉积和冷挤压等成型技术已得到广泛应用。精密成型将是零件加工未来的发展方向,而自由成型相对于切削工艺,具有能耗低、成本低、生产周期短、污染少等优点,更具有发展空间。
2.1.2 快速成型技术。现代多媒体技术不断发展,三维立体打印技术的发明,极大地推动了多个行业的发展。机械制造业利用此原理,将三维数据通过快速成型机将层层原材料快速加工成机械产品,该技术可在不使用任何磨具、工具或刀具的帮助下,快速、准确、直接地生产形状各异的复杂零件,余料少,节约了资源,提高了企业的经济效益。
2.1.3 冷辗扩技术。冷辗扩技术使用初期,由于精度限制,该技术应用范围仅限于成型和碾扩,而数控技术的发展极大地推动了此项技术的应用。技术原理主要是通过碾压轮生产产品的外轮廓、内模具生产产品的内轮廓,机械作用将二者挤压在一起,在套圈壁的辅助下不断滚动,使产品直径变薄、成型。冷碾扩技术不受压力影响,减少了工艺步骤,可达到节约原材料的目的。
2.2 绿色化理念在机械制造工艺中的应用
2.2.1 机械制造设计阶段绿色化。机械制造工艺绿色化的应用体现的首要阶段为设计阶段,在对产品进行设计之初,应充分考虑产品生产过程中所应注意的各种环保问题,并将节能、环保作为设计的主要原则。例如,对产品的材料选择、产品结构优化、制作技术选择、拆卸维护设计、后期运输、使用、报废处置等,各阶段设计方案应协调统一,使产品制造及使用全过程在节能减排方面均达到最优化,实现绿色化生产。
2.2.2 机械制造过程绿色化。机械制造在制作过程中,要达到节能减排的目的,需在选材和技术上进行严格选择。材料选择方面应选择可再生能源、原料丰富、成本低、污染少的能源或材料;尽量避免使用有辐射性、有毒、有害的能源或材料;技术方面应采用干切削、低温切削、高精准冷碾、金属粉末注射成型、可编辑的数控技术等,利用先进的技术降低能耗、减少材料浪费、缩减制造成本,从而实现机械制造的绿色化生产工艺。
2.2.3 机械制造污染物处理。机械制造过程中会产生大量废水、废渣、废气、毛坯脚料、不合格零件等,直接废弃不仅会对环境造成巨大破坏,还造成了能源和资源的浪费。对以上废弃物进行处理的主要方法为,回收可燃性气体作为燃料重复利用、回收或转化废液中的有用成分,利用化学方法将有毒物质转化为低毒或无毒物质进行排放,将报废零件或毛坯脚料进行回收再利用,变废为宝。
3 机械制造工艺绿色化中亟待解决的问题
3.1 绿色制造理念普及深度有待于加强
绿色化制造理念提出和发展的时间较短,对于绿色制造理念的理解不够全面,理解深度有待于进一步加强。鉴于国家政策的要求,部分机械制造企业针对企业生产中存在的问题进行改进,降低了生产对于周边环境的破坏,但其制造工艺仍存在资源浪费现象,需要进一步优化,从机械制造全过程实现绿色制造理念,节约企业成本,提高企业经济效益和社会效益。
3.2 人才的缺乏
机械制造业的发展,绿色制造理念的实现,需要大量具有高素质、高技术的人才。而机械制造专业人才一般由高职、中职、技工院校培养,在人才培养过程中,对于绿色制造理念培养深度无法满足社会的需求,绿色制造是绿色资源、绿色生产和绿色产品的交叉综合,是时展的需要,是科技发展的趋势。传统教学与实践脱离严重,所培养的人才仅能胜任传统制造行业的工作,而对于新型的绿色化生产工艺无法胜任。改革机械制造专业人才培养模式,提高人才的专业技能及专业理念是当今制造业急需解决的问题。
4 结语
机械制造业是关系多个行业发展水平的工业制造业,该行业的能源消耗较大,极大地限制了行业的发展。在国家提倡经济发展绿色化的今天,机械制造业应认清形势,充分利用先进的制造工艺及制造技术,不断对传统制造工艺进行改进升级,以实现机械制造工艺的绿色化。
参考文献
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【关键词】绿色制造;基本理念;机械制造
为了实现自然与社会的和谐发展,基于可持续发展的绿色制造理念被人们提出且应用到机械制造行业当中来。不仅在一定程度上减少了对缓解的污染,还在一定程度上降低了生产成本,增加企业的经济效益。
一、绿色制造理念
绿色制造技术,简单来讲就是指在对现有成本进行有效控制的前提之下,在保证产品的质量及其使用功能不被影响的基础之上,将生产制造以及生产加工对周围环境和资源的整体破坏降到最低。在现阶段先进的生产理念中强调,讲绿色设计以及制造技术始终贯穿于产品设计以及生产加工的整个流程,而且在这个环节中要其操作流程以及操作技术能够满足保护环境的要求。在现阶段的机械制造工艺当中,所谓的绿色制造工艺可以分为一下几种:
1.少无切削技术
在机械制造过程中,通过利用少无切削的生产加工技术,能够极大的减少作业的加工余量。此外通过使用冷挤压以及精铸等相对成熟的生产技术以及工程塑料,实现其从近似成型到仿型以及净成型的方向发展,不仅能在制造过程中有效的节省生产产品所消耗的能源以及物料,同时也能有效的缩短产品生产周期以及生产成本。
2.高速加工技术
这种技术是近些年发展和推广起来的一种集优质、高效和低耗等特征于一身的绿色制造生产工艺。在产品的生产制造过程中,因这项技术能在确保产品质量的基础之上,能够有效的降低和控制能源与物料的消耗,并能够极大的提高产品的生产加工效率,所以该技术是当下绿色制造工艺未来发展的一个具体方向。
3.新型刀具技术
在机械的生产制造过程中,通过减少对刀具的磨坏损耗,特别是对那些结构比较复杂或者是价格昂贵的刀具的损耗,是实现生产成本降低的一条有效途径。因此基于当前的社会背景以及生产技术,可以实施开发或者研究一种应用于告诉加工及生产的新型的刀具材料,并通过对这些生产以及制造这种新型刀具的相关技术参数进行更详细的研究与优化,来不断地改进和完善应用于各种加工和生产的新型刀具,此外也可以发展涂层刀具,来实现刀具切削效率以及耐用度的有效提高。
4.快速原型生产加工技术
由于在机械的生产制造过程中,通过利用这种技术能够实现资源有效节约,同时也能在一定程度上减少生产加工过程中,废弃物的排出,所以这种技术是当下比较有发展前途的绿色生产加工技术,它的主要特点可以分为:很少或者是没有下脚料,而且其面相相当环保;在使用过程中能够合理的解决计算机相关设计制造过程中的“看得见却摸不着”的问题;其系统具有柔性高等优点,因此在作业流程中,只需对CAD模型进行适当的修改,就可以将其生成各种形状不同的元器零部件;此外它还有具备对材料使用广泛性的特点;在生产加工以及制造过程中,不需要专用的生产模具以及加工夹具。
二、绿色制造理念的各种工艺
当前由于机械制造业的主导权是被发达国家所掌握,因此在生产以及制造过程中所制定的标准以及规范大都是依据发达国家的国情来制定的,根本没有将发展中国家的实际国情考虑在内,所以造成制定以及实施的一些标准虽然在发达国家取得了一定的成果,但在部分发展中国家却毫无作用。而且部分发达国家为了保护自身国家的自然环境,将一些污染比较严重的制造行业转移到当前经济以及技术欠发达的发展中国家,其中我国就是其中之一。而这些发展中国家为了发展自身的经济以及改善就业情况,往往也比较愿意接这种产业的转移。
1.选用绿色原材料
在绿色制造理念下,生产制造过程中所选用的原材料除了要确保材料的质量以及适应性能较强之外,还要满足生产加工制造过程的某些特性以及实现其与环境的有效协调,因此可以这么说,选用绿色材料是企业在实现绿色生产加工以及制造的有效前提,也是重要因素之一。在绿色生产制造过程中,选用绿色物料时应遵循以下几个基本原则:(1)优先选择可再生的原材料,同时尽量选择使用回收材料,并提高物料资源的使用效率,以切实实现可持续发展;(2)在选择过程中,尽量选择那种原材较为丰富且成本较低的原材料。
2.绿色切削加工技术
在机械生产制造过程中,其主要的污染来源就是切削液,而切削液的整体造价也相当昂贵的,有时甚至会占去总成本的15%作用,因此在机械制造生产制造过程中,通过引入绿色切削加工技术,来有效的解决和处理因使用切削液而带来的各种问题,不仅能够有效的提高切削效率,同时也能实现生产成本的有效降低。而绿色切削加工技术,简单来讲就是指在机械生产制造过程中,基于环节保护以及资源节约的有效前提,实现绿色生产、绿色切削的一种专业加工技术。在整个生产作业流程中,都是以绿色为主,也就是说在机械制造过程中,在确保产品质量以及使用性能的同时,将其对环境的污染降低最低。当前干式切削以及低温切削和绿色湿式切削是我国在机械制造行业中最常用的几种绿色切削工艺。
3.冷辗扩技术
在以往的机械制造流程中,冷辗扩技术其作用比较单一,只能将产品进行单一的辗扩以及成型,而且也无法有效的保证其精准度。但随着当前数控技术以及产品材料性能和比例技术的不断发展和成熟,冷辗扩技术已经得到了进一步的重视与发展。
在上世界80年代末期,出现了一种新型的机械设备,它的具体工作原理是通过利用一个用碾压轮来驱动的外模具以及一个用芯轴来驱动的内模具,在滑座的操作运动之下,将其内部的支撑轮相互的挤压在一起,并使得其套圈内壁受到内部的碾压力实现其由局部向切向以及径向往复滚动,并最终实现其直径受力变薄,进而完成产品套圈扩径成型。同这种传统的操作方法相比,这一操作流方法实现了无压控制,而且主要是通过利用计算机数控并依据产品的实际轮廓以及材料性能和具体直径等来实现其内壁由厚变薄的。这一操作方法等引入和应用不仅扩大了冷辗扩技术的实际应用范围,同时也在一定程度上提高了其精准度。