關于綠色制造的研究

盧永勝+王瑞琪+劉波+宋雨佳

摘 要：人類社會跨入21世紀后，與自然的協調、可持續發展已成為時代的主題。回首20世紀，制造業已成為創造人類財富的支柱產業，是人類社會無指紋迷宮和精神文明的基礎。但是，另一方面，再將制造資源轉變為產品的制造過程中和產品的使用和處理過程中，消耗了大量有限的資源并對環境產生了嚴重污染。因此，如何使制造業減少資源消耗和盡可能少地產生環境污染是21世紀制造業面臨的重大問題之一。于是一個新的制造模式——綠色制造由此而生。

關鍵詞：綠色制造；協調；可持續發展；產品生命理論周期；產業生態學

1 綠色制造概述

1.綠色制造的概念與內涵

綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對環境負面影響最小，資源利用率最高，并使企業經濟效益和社會效益協調優化。

資源問題、環境問題、人口問題是當今人類社會面臨的三大主要問題，綠色制造是一種重復你考慮前兩大問題的一種現代制造模式；從制造系統工程的觀點，綠色制造是一個充分考慮制造業資源和環境問題的復雜的系統工程問題。當前人類社會正在實施全球化的可持續發展戰略，綠色制造是人類社會可持續發展戰略在現代制造業中的體現。

2.與綠色制造相關的概念

（1）可持續發展戰略。恩格斯在《自然辯證法》中告誡人們：“不要過分讓你陶醉于我們人類對自然界的勝利，對于每一次這樣的勝利，自然界都對我們進行了無情的報復。”20世紀80年代末在世界經濟陷入持續滯漲的窘迫態勢下，人類全面總結自己發展的歷程，重新審視自己的經濟社會行為，提出了一種新的發展思路和發展戰略——可持續發展戰略。1987年聯合國世界環境與發展委員會（WECD）提出“我們共同的未來”的研究報告，首次把“可持續發展”定義為：“既滿足當代人需要，又不損害子孫后代滿足其需求能力的發展。”我國在1995年召開的“全國資源環境與經濟發展研討會”上將“可持續發展”定義為：可持續發展的根本點就是經濟社會的發展與資源環境協調，其核心就是生態與經濟相協調。換句話說，可持續發展實質是謀求在經濟發展、環境保護和生活質量的提高之間實現一種有機平衡的發展。

（2）產業生態學。產業生態學是將整個產業系統視為一種類似與自然生態系統的封閉體系，其中一個體系產生的“廢物”，是另一個體系要素所需的“資源來源”。這樣，整個產業系統內的各個要素就形成了相互依存，類似于自然生態系統的食物鏈過程的“產業生態系統”。

（3）產品生命理論周期。產品生命周期是指產品從原材料采掘、原材料生產、產品設計制造、包裝儲運、銷售使用，直到最后廢棄處置的全過程。產品生命周期管理主張從原材料供給過程、產品制造過程、產品儲運過程、產品使用過程直到產品廢棄處置過程，都應該對環境影響最小。以前的環境管理重點往往局限于“產品設計”，“產品制造”和“廢置處理”3個階段，而忽視了“原材料采掘與生產”和“產品使用”等重要階段。僅僅控制某種產品制造過程中的環境影響，而忽視其“上游”的原材料供給方生產過程和其“上游”的產品使用方使用過程所帶來的環境影響，結果很難準確評估和真正減少該種產品所產生的實際環境影響。從末端治理與簡單生產工程控制逐漸轉向于以產品周期各階段為生命鏈的全方位、全過程控制管理是實現可持續發展的必然要求。這種產品生命周期管理的思想實質就是全面環境管理的思想。

2 面向綠色制造的材料選擇

1.概述

各種統計表明，從能源、資源消費的比重和造成環境污染的根源分析，材料及其產品生產是造成能源短缺、資源過度消耗乃至枯竭和環境污染的主要原因之一。材料選擇是產品設計和制造的第一步，因此，其綠色特性對產品的的綠色性能具有極為重要的影響。面向綠色制造的材料選擇對最終產品的“綠色程度”具有重要意義。這主要表現在以下兩個方面：首先材料是面向綠色設計和制造的基礎，沒有環境友好的材料可供選擇，在很大程度上影響了綠色設計和制造的最終效果；其次，材料屬性對綠色產品的綠色程度有著重要作用，由不同屬性的材料制成的產品其綠色程度是不一樣的，在它的提取、制備、生產和制品的使用與廢棄過程中不僅消耗而資源和能源不同，而且造成的環境污染也是不同的。因此，在盡可能滿足用戶對材料性能要求的同時，必須考慮盡可能的節約資源和能源，盡可能減少對環境的污染，改變片面追求性能的觀點。

2.產品材料對環境的影響

產品全生命周期過程實際上是一個以工件材料物流為主線的過程，伴隨著產品材料的性能、結構和形狀的改變。在原材料制備、產品制造加工、使用、回收處理的每一個過程中，材料都在直接地影響著環境。

3.面向綠色制造的材料選擇原則

（1）材料的技術性原則。材料的技術性原則主要包括材料的力學性能（強度、延展性、耐磨性等），物理性能（密度、導熱性、導電性、磁性等），化學性能（抗氧化性、抗腐蝕性等）。

（2）材料選擇經濟性原則。在滿足零件對技術性能要求的前提下，選材時還應關注降低零件的總成本，零件的總成本包括材料價格、加工成本、回收處理成本以及其他一些費用。

（3）材料選擇的環境協調性原則。材料選擇的環境協調性原則是面向綠色制造的材料區別于傳統材料選擇的主要特點。材料選擇的環境協調性原則主要考慮材料資源的豐富程度、材料的可回收性和可重用性、材料的能容量以及材料的毒害性等屬性。

綠色制造事實是制造業環境污染頭控制的關鍵途徑，是21世紀制造業實現可持續發展的必由之路。作為一相對較新的概念，綠色制造還有諸多不完善，要想實現綠色制造，還需要更多理論和技術上的突破。

參考文獻

[1]陳莊，劉飛，陳曉慧. 基于綠色制造的產品多生命周期工程. 中國機械工程，1999，10（2）：133-238

[2]劉光復，劉志峰，李鋼. 綠色設計與制造. 北京：機械工業出版，1999