企業可持續性機械制造的研究

陳曉虹 黃佶 陳臻 童敘豪 蔡嘉賓

摘要：機械制造業規模不斷拓展，高投入、低科技和低收益的大工廠粗放式生產模式由于其低端產能過剩，在產業升級重組的社會大背景下，面臨產能壓縮，發展陷入困境。綠色制造理念越發受到社會推崇，傳統生產方式忽視環境與社會效益，使得環境污染與能源短缺問題加劇?？沙掷m性機械制造在繼承綠色制造理念的基礎上，提出以科技創新、人才優先為核心的發展模式，以優化資源配置和提高人才素質作為提高市場競爭力的手段，推動企業轉型升級。

關鍵詞：可持續性;綠色制造;企業轉型升級

中圖分類號：F272? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0179-02

0? 引言

機械制造業是國民經濟的基礎性行業，機械制造傳統的生產模式因其低收益、低科技逐漸走向末路。隨著機械制造業規模的擴大，由于低端產品的制造門檻低，低端機械產品的產能過剩。在此基礎上，機械制造行業面臨轉型升級，低端產能受到壓縮的態勢越發明顯。在社會期望的影響下，機械制造市場對于生態價值的需求拓展，機械制造的可持續性引發持續關注。

1? 綠色制造與可持續制造

高資源消耗的機械制造行業在鞏固與發展社會工業化的同時，加劇資源危機與環境污染問題。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，旨在減少制造業對環境的負面影響，提高其資源利用效率。[1]綠色制造理論對機械加工理論提出更高要求，具有節約資源、降低噪聲、環境清潔和生產安全等良好綠色特色是機械加工系統未來發展的必然趨勢。[2]在綠色制造理念的指導下，機械制造通過優化加工制造工藝，減少能源投入，削減廢物流，帶動機械產品生產環節內的綠色生產。

綠色制造理念指導的機械制造關注機械產品的制造過程，是基于機械制造靜態過程;忽視機械制造行業的人員流動與資本轉化，忽視機械行業的資源輸入與產品輸出，忽視機械制造的動態過程。綠色制造在人員資本更替的周期內保持穩定、漸進的發展;在人員與資本更替期，由于人員更替與資本結構轉變陷入周期性發展困境，因此不具備可持續性。在綠色制造理念的基礎上，將人員、資本、技術等資源要素依據發展需求進行動態化分配，減少人員、資本、技術等資源交替所造成的浪費，以低投入、低消耗、高科技和高收益為核心的可持續性機械制造。

2? 可持續性機械制造內容

可持續性機械制造在產品生產周期內，在環境和資源因素的限制下，統籌考慮各種社會生產因素，根據機械市場需求動態化調整資源分配，利用現有資源通過優化工藝流程、科技進步和完善工作人員交接體制等方法，減少勞務、資本和能源的消耗，盡可能提高投入產出比，并且處理污染源，實現生態效益與企業經濟效益統一體的現代制造模式。

2.1 綠色機械制造建模

綠色機械制造建模的建模對象為機械零件模型與機械加工系統任務模型。

綠色機械零件模型是在深刻把握機械市場需求后，經合理設計，在保證零件功能實現的前提下，依托計算機仿真制造技術，采用較少的毛坯原料，優化減材制造工藝流程，縮短生產周期，提高生產過程能源利用率。

綠色機械加工系統任務模型是通過合理資源調度，減少機械制造過程對于資源消耗與環境的負面影響。機械加工系統中的資源消耗和環境影響因素可分為兩類：一類是與工件相關，受工件相關參數的影響（如工件材料、尺寸、加工參數等）;另一類則是與機床相關，受機床參數的影響（如動力參數、運動參數等）。[3]現階段綠色制造難以大規模普及的主要原因在于在企業有限的資本限制下，高成本的綠色制造與低收益的機械加工系統之間的矛盾。企業以營利為目的，由于企業的經濟效益受到產能壓縮的沖擊，企業發展面臨發展窘境，用于產業升級的發展資本有限，無法負擔起高昂的設備、技術和人才支出。綠色機械加工系統模型致力于協調企業經濟利益與社會生態效益，綠色機械加工系統為機械產品附加生態經濟價值，企業通過將具有生態經濟價值的產品投入市場，以獲取高生態附加值利益補償低端產能壓縮帶來的損失。在環境法的規范作用與企業發展前景的自覺歸順作用下，綠色制造將帶動企業向高科技、高收益與低污染的現代工業方向發展。

2.2 綠色材料選擇與建設余料廢料回收再生產制

倘若機械制造的余料或者廢料容易處理，那么綠色制造的成本將會降低，企業在高額的生態罰單與少量因綠色制造所造成的成本上升之間，將更樂于選擇對原材料回收理、利用清潔能源與廢料回收。此時，選擇一個綠色材料的重要性不言而喻。隨著工程材料的發展，性能優異、價格合理和環境效益高的新材料有待于企業選擇，應用新材料的企業將在不再局限于低端市場，可以開拓高精度、高負載等高端機械制造市場，將在產業轉型升級的社會大背景下掌握發展的主動權。由于國家政策的扶持，以該手段進軍高端市場的企業在實現企業盈利的同時，獲得企業口碑并創造了社會效益。

由于機械制造大多采用減材制造，通過建設余料廢料回收再利用制度，通過深化原材料供應商與機械制造企業的聯系，運用大數據技術分析余料的梯次利用與回收，將原有余料所占的空間成本轉化為經濟效益。通過對廢料的分析測量與挑選，合理評估再生產價值，與代加工企業合作，采用增材制造與減材制造相結合的新式加工法進行再生產，提高資源利用率。

2.3 綠色生產工藝的選擇

機械綠色制造不僅表現在機械建模設計與材料選擇，還要求在機械制造的過程中減少資源、能源的消耗。機械加工系統模型從理論指導綠色生產工藝的選擇，但是由于實際制造的復雜性，忽視人員、資本與技術的模式不能完全滿足綠色制造的要求，仍然綠色生產工藝要根據工人反饋進行優化。

2.4 機械產品的互換性強

大型機械是由大量的零件配合而成，機械產品的互換性強，機械零件的連接與傳動部件發生疲勞破壞而發生失效時，維護和維修成本較低。標準件購買成本低，基于標準化生產的零件精度高，經標準安裝后，可快速實現機械的正常工作。系統性是現代機械制造業和精密加工技術的普遍特點之一，主要體現在生產工藝流程和管理兩個層面上。由于很多工業項目的需求設計內容都涵蓋較多零部件，在工廠內制作模具和構件都需要完成系統化配置。[4]

2.5 建立人員培養與資本運轉分配體制

可持續性機械制造在綠色制造的基礎上，根據市場需求，進行動態化的資源配置（如圖1）。

發展是解決現階段發展困境的最優途徑，發展是依靠人才的發展，所以人才是企業發展的核心資源。可持續性機械制造要求企業把人才培養放在核心地位，一切資源向人才傾斜。資本經固定化后主要投入人才培養體制，在人才培養體系中，由于人才定位的差異，分為兩類人才：應用技能型人才與理論性人才。理論性人才在現有較為完善的培養體系中積極培養，但是由于現階段應用技能型人才的發展模式不明確，限制了應用技能型人才的學習積極性。結合現代科技，一種新式應用技能型人才培養模式應運而生：應用技能型人才的培養可結合互聯網，通過計算機虛擬仿真加工，依據可持續性制造要求，使得應用技能型人才掌握可持續性機械制造能力，養成可持續性機械制造職業素養。

3? 結語

可持續性機械制造為企業轉型和產業升級指明了方向，提出以人才為核心的轉型方式。可持續性機械制造充分協調機械制造業發展與環境效益，基于可持續性機械制造理念構建的可持續性機械制造在綠色制造的基礎上，突破綠色發展的局限，將保持長期積極發展態勢。有利于機械制造型企業進一步貫徹落實國家相關政策要求，實現生產效益與環境效益的有機統一。

參考文獻：

[1]劉飛，曹華軍，張華.綠色制造的理論與技術[M].北京：科學出版社，2005.

[2][3]何艷，劉飛，曹華軍，劉純.面向綠色制造的機械加工系統任務優化調度模型[J].機械工程學報，2007，43：27-33.

[4]馬莉冰.現代機械制造工藝及精密加工技術應用探討[J].南方農機，2021，52（08）：137-138.