綠色制造技術推動社會可持續發展——綠色制造技術論壇報道

本刊記者/Reporter 汪藝/WANG Yi

由科技部高新技術發展及產業化司指導，中國機械工業聯合會、中國機械工程學會、機械科學研究總院和綠色制造產業技術創新戰略聯盟主辦，先進成形技術與裝備國家重點實驗室、中機生產力促進中心和機械工業科技發展中心承辦的“綠色制造技術論壇”于2012年12月3日下午和4日全天在北京召開。本刊記者參加了論壇的全過程，聆聽了諸位到會專家的精彩演講，并做報道如下。

主題報告

機械裝備（產品）全生命周期的綠色化趨勢——綠色制造聯盟專家委員會主任宋天虎教授

綠色制造強調通過各種方式從產品設計、工藝材料、制造工藝、產品包裝和處理回收等各方面實現綠色化，最終實現經濟效益和環境效益的最優化。

機械裝備（產品）全壽命周期的綠色化是未來機械工程技術發展的重要方向。歐盟“下一代生產系統”研究計劃（www.nextproject.eu）中提出了綠色機床應具有的特點是：（1）機床主要零部件由再生材料制成；（2）機床的重量和體積減少50%以上；（3）通過減輕移動部件質量，降低空運轉功率等措施使功率消耗減少30%～40%；（4）使用過程的各種廢棄物減少50%～60%；（5）報廢機床的材料接近100%可回收。上述目標已成為歐洲諸多制造商的共識并且正在大力推動和加快這一目標的實現。

而進入新世紀，站在新起點，面對新形勢，我國政府也十分重視綠色化問題。胡錦濤總書記在十八大報告中明確提出：建設生態文明，是關系人民福祉，關乎民族未來的長遠大計。

宋天虎教授

綠色制造不僅是機械制造企業的社會責任和企業形象，也將是機械制造產業轉型升級的主要內容之一，而且必將成為新的市場競爭熱點而引起世人的廣泛關注。

機械制造系統能效評價——重慶大學劉飛教授

機械制造系統（Mechanical Manufacturing System，以下簡稱MMS）是由切削加工、壓力加工等9類工藝及其相應設備構成的將原材料（含半成品）轉變為產品或半成品的輸入輸出系統，是制造業的重要組成部分。過去總認為單臺機械設備能量消耗不大，特別是相比鋼鐵、化工等領域的設備相對較小，因而學術界和工業界對其重視不夠，導致研究不夠。

我國機械裝備量大面廣。以機床為例，總量世界第一，約700萬臺。根據若每臺機床額定功率平均為10 kW算，則總功率約為7 000 萬kW，是三峽電站總裝機容量2 250 萬kW的3倍多；因此，我國機械裝備耗能總量驚人。同時，大量統計調查表明：機床能量利用率平均低于30%。由于機械裝備量大面廣并且能量利用率很低，因此節能潛力和戰略意義重大。除能量消耗問題外，MMS所消耗的大量物料資源，包括原材料及輔料等也直接對應著大量的碳排放。綜上所述，MMS的能量效率與低碳制造問題已顯得越來越重要。

MMS需考慮產品生命周期全過程的能量消耗和能量效率問題。針對MMS自身的特點，MMS能量效率研究需要關注以下幾個方面：（1）建立MMS能效評價指標完整體系；（2）需要從能量消耗邊界劃分、評價方法及評價流程等方面標準化MMS能效評價過程；（3）建立MMS能效基礎數據庫；（4）建立各種機械產品和制造任務的能量消耗定額（特別復雜，有待深入研究）；（5）建立MMS能效提升的信息化和網絡化支持平臺。

劉飛教授

金屬件數字化先進成形技術及綠色化裝備——機械科學研究總院先進制造技術研究中心主任單忠德研究員

美國、日本和歐盟都把綠色、智能作為今后在機械制造業領域發展的目標和規劃。

目前典型的綠色先進成形技術及智能裝備有：機械裝備輕量化、數字化無模鑄造成形技術及裝備、高性能金屬件一體化成形技術及裝備、超高強鋼熱沖壓成套裝備、砂型數字化3D打印技術及裝備、復合材料相關技術等。

針對綠色智能裝備行業的發展建議：（1）積極開展綠色智能裝備零部件基礎制造技術研究；（2）積極開展面向生產線的綠色智能裝備開發研究；（3）積極開展關鍵部件優化設計及綠色成形技術研究；（4）積極開展裝備綠色智能化技術研究；（5）積極推進企業、行業的標準戰略。

得出結論：（1）先進成形技術向數字化、減量化、精密化、綠色化、智能化方向發展。（2）發展先進制造、綠色制造、智能制造及高端裝備制造業等，已經成為國家發展規劃優先主題，成為戰略性新興產業。（3）綠色智能裝備產業是繼汽車、計算機之后出現的新的大型高技術產業，綠色智能裝備將成為推動世界經濟發展的重要力量，是我國搶占新一輪發展制高點的根本途徑和重大選擇。

單忠德研究員

中國汽車產品回收利用產業技術路線圖——汽車產品回收再制造聯盟副秘書長高凱生教授級高工

中華人民共和國循環經濟促進法（2009年1月1日正式實施），明確建立以生產者為主的延伸責任制度。

高凱生教授級高工

中國汽車回收利用產業的機遇與挑戰：（1）汽車產銷量世界第一，2020年汽車報廢量將達1 300萬輛。（2）生產者延伸責任制度明確要求建立以汽車生產企業為主導的回收利用體系。（3）汽車輕量化、智能化、電動化和新材料的廣泛使用使得以廢金屬為主的回收利用產業模式將難以保證實現95%的回收利用率目標。（4）“人口紅利”正在逐漸消失，手工拆解作業方式將難以為繼。（5）回收利用技術裝備和基礎設施投入不足。（6）低能耗、低污染、低排放的低碳發展目標。

針對這個問題和解決的需要，需要重點建立和發展5大共性技術支撐體系：（1）汽車產品綠色設計和綠色供應鏈管理技術應用體系。（2）退役汽車綠色拆解、破碎分選、ASR資源化應用體系。（3）汽車零部件再制造技術應用體系。（4）車用非金屬材料高附加值再利用技術應用體系。（5）危險、禁用、有害物質零部件資源化和處置技術應用體系。

廣東省家電產品綠色制造技術路線圖——廣州電器科學研究院有限公司中央研究院副院長符永高研究員

技術路線圖不是直接去預言未來科學或技術中的某項突破，而是在預測中盡可能清楚地表明能夠滿足未來技術和市場需求的要素。它根據參與制定路線圖的人們所共享的前景視野描述了一個給定的未來，并提供了使這個未來能夠很“技術地”發生的一個框架。

路線圖的作用：政府引導、規范、規劃相關產業發展的科學參考依據；產業升級發展的參考依據；企業自主創新發展的有效工具；培養了良好的溝通機制。

通過充分的準備階段和組織全面而周密的專題研討會而制定的廣東省家電綠色制造技術路線圖，引起了產業的廣泛關注與參與；搭建了產學研技術研究平臺，推動了產業轉型升級。這項工作的實踐心得：（1）組織管理：最高層領導的承諾是項目成功開展的核心要素；創新的組織管理模式是項目順利進行的有利保障。（2）理論方法：定位準確、明確需求；整合資源、集合創新；有效確定路線圖邊界與范圍；細節決定成敗，精心策劃舉辦專題研討會。

符永高研究員

技術交流

12月4日14位專家到場做了技術交流：大連理工大學王德倫教授演講的題目是“機床支撐件結構單元物理性能及其數據庫的研究”；北京起重運輸機械設計研究院湯秀麗工程師演講的題目是“橋式起重機主梁動剛度及高跨比分析”；廣西柳工機械股份有限公司副總經理洪旗先生演講的題目是“工程機械液壓閥再制造”；山東大學機械工程學院副院長李方義教授演講的題目是“基于稀疏網格近似模型的驅動橋殼多學科設計優化研究”；陜西科技大學學科辦公室任工昌主任演講的題目是“基于TRIZ理論的產品再制造創新設計”；上海航天設備制造總廠預研主管董豐波先生演講的題目是“鋁/銅異種材料的攪拌摩擦焊工藝研究”；廣州機械科學研究有限公司潤滑研究所副所長戴恩期先生演講的題目是“一種合成切削液低排放處理系統的研制與應用”；西安交通大學機械學院趙新明博士演講的題目是“樹脂基復合材料低能電子速原位固化制造及性能研究”；沈陽機床（集團）有限責任公司設計研究院張瑜碩士演講的題目是“綠色制造理念下的加工工藝與裝備”；中國汽車技術研究中心高洋博士演講的題目是“電動汽車動力電池回收利用技術評價現狀研究”；清華大學向東副研究員演講的題目是“廢棄家電產品高值化利用關鍵技術研究及應用”；武漢科技大學機械自動化學院張旭剛博士演講的題目是“廢舊零部件剩余壽命的一種評估模型及應用”；天津大學材料學院副院長羅震先生演講的題目是“基于激光熔敷原理的工程機械零件缺陷修復組織及性能分析”；上海交通大學機械與動力工程學院蘇皓博士演講的題目是“金屬磁記憶檢測方法介紹”。

這些綠色制造領域的技術交流既有理論上的研究，也有將理論結合實際的成功案例，并引起了到會者的熱烈討論。例如：（1）洪旗副總經理介紹柳工已展開再制造業務，再制造金額大約在4 000萬元人民幣。（2）董豐波先生介紹的摩擦焊在合理的工藝參數下，可以成功實現4 mm厚的5A06鋁合金與T2紫銅板對接接頭的攪拌摩擦焊連接。（3）戴恩期副所長所在的潤滑研究所開發的切削液專用低排放處理系統，可將加工過程中產生的金屬屑粉、廢油和其他污染物予以去除，保持切削液的性能功能穩定，實現清潔生產。（4）向東副研究員所在的團隊和長虹集團等合作實現等離子銀回收技術產業化、廢舊塑料再資源化技術產業化和線路板再資源化技術產業化。

這次綠色制造技術論壇給與會者傳達了積極的信息，說明機械工業領域的綠色制造技術已從宏觀政策引導層面、企業主體的行動層面和相關技術的研究層面等全面展開，已經并繼續為我國可持續發展戰略起到積極的推動作用。