綠色理念在機械設計制造中的應用路徑研究

陳子儼

（中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院，北京 102249）

綠色理念是新時代社會體系中遵循的發展理念之一，其是從綠色化、節能化、生態化為切入點，確保行業領域在推進期間經濟效益與綠色經濟體系之間的協同發展。對于機械設計制造行業來講，傳統機械設計需要人員對整個市場進行調研處理，并結合市場發展規律、技術工藝的更新屬性等，制定科學性、可行性的方案，整個過程消耗大量的時間，在一定程度上與綠色理念相背離。

對此，應深度分析機械設計制造行業中的發展屬性，從不同層面完成對綠色節能理念的深入滲透及落實，才可從本質方向改變機械設計制造產業耗能污染的問題。文章則是針對綠色理念在機械設計制造中的應用路徑進行探討，僅供參考。

1 綠色理念作用概述

1.1 減少原料消耗

在市場經濟體系下，大部分企業的發展目標是以經濟利潤的產出為基準，通過縮減生產成本，提高產品銷售金額等，完成對既有經濟利益的追求。但是從現有的外部市場競爭形勢來看，一旦產品產生供大于求的現象，則在一定程度上是縮減產品在整個市場中的銷售金額，這也使得企業不得不通過成本方面的管控，提高企業經濟效益。在企業生產運作過程中，需要引入先進的技術工藝以及設備，對基礎原材料進行節省，在保證質量不變的前提下，完成多途徑的成本節約，助力企業的可持續性發展。在此期間，綠色設計理念的作用則是在原有材料使用與耗損過程中，盡可能地起到節約使用的效果。此過程中可盡量避免產品生產過程問題，同時也可以保證項目產品研發與生產的效率，提高企業的制造實力。

1.2 降低能耗

原有社會發展體系中，技術和經濟等方面存在的滯后性問題，令國際社會各國不得不采取以犧牲自然環境為代價，實現對自身經濟體系的穩固處理。伴隨著現有技術以及經濟體系的不斷完善，國際社會也開始逐漸重視生態環境的保護。然而，原有粗獷式開采及利用模式產生的固定理念，并無法在短時間內進行消融，使得自然資源的耗損量在逐漸增加。現階段，國家針對能源損耗形式制定一系列的政策以及相關補償機制，從源頭方面降低能源損耗。特別是對于機械行業來講，能源損耗自身及其經濟效益的產出價值呈現相互作用效果，要想真正從基礎層面提高能源的利用效果，則需保證在既定成本的前提下，結合的綠色設計理念，完成對相關產業環節的優化處理，才可逐步降低能源的消耗。

1.3 保護環境

綠色設計理念是全過程融合到整個社會產業體系中的，其不僅對工業制造業進行支撐，還可以對其他消耗型產業起到調控及約束的效果，降低環境污染程度，并且針對企業在運動過程中可能產生的污染問題進行制約。例如，化工企業生產運作過程中的廢水、廢氣以及廢液等問題，需要遵循綠色設計理念，從源頭管控各類污染物的排放，逐步提高資源的使用效率，達到人與生態環境的協同發展。

2 綠色理念在機械設計制造中的應用優勢

機械設計制造作為我國工業生產中的一項重要環節，通過對整體設計產品的分析與處理，制定相應的制造參數，保證成型產品與前期設計文件相對應。傳統的機械設計制造中，需針對外界環境以及產品屬性進行綜合化分析，考證不同環節應當遵循的參照點，提高零部件加工期間的可靠性。伴隨著市場需求以及技術工藝更新的導向，機械設計制造也正逐漸朝著自動化與智能化的方向所發展。綠色理念在機械設計制造中所呈現出的優勢，則更多的是切合于國家主流發展理念，將綠色化生態化根植于機械設計制造中，令工業產業的發展從原有粗放型的污染形式逐漸轉變為集約型的環保模式。

2.1 助力技術創新

機械設計制造行業在發展過程中不可避免的對周邊生態環境產生損害，利用綠色設計理念，可在生產制造期間以自然生態保護為前提，增強各類生產制造環節的生態性。對于工業產業鏈條來講，機械設計制造屬于領頭羊的位置，通過綠色理念的融合，將形成一個嶄新的發展標桿，進而帶動工業生產行業的發展。在此類良性循環的背景下，可以真正做到綠色生產技術與行業規范化發展之間的自然過渡及融合，加強對各類綠色設計及其驅動技術的升級與轉型，為企業創收更多的經濟效益。

2.2 促進經濟發展

機械設計制造作為以市場經濟為驅動的產業化鏈條，其既可實現科學技術成果轉變為經濟價值，也可通過聯動性發展，帶動多個行業領域。在此期間，綠色理念的融合將自身具備的綠色化、環保化特征，運用到整個工業生產體系中，由此而發展為具有綠色屬性的工業體系。例如，對生產的回收與再利用，以及材料在使用過程中不會產生高耗能和高污染問題，此類行業的內循環機制，可真正縮減的基礎建設成本，同時為企業發展提供全套化服務。

2.3 廢棄物循環處理

廢料廢物是機械設計制造中的一種重要的產物，原有的廢料在利用過程中只是單純進行回收處理，回收過程將消耗大量資源，且傳統機械設計制造行業中，對于廢物廢料的可循環應用屬性較低。綠色理念的融合及應用，為企業帶來全新式的回用處理模式，既保證生態環境不會受到污染，同時也可對內部廢棄料進行循環使用。一般而言，綠色理念支撐下的廢棄物循環應用，對于其他產業來講具有局限性。例如，化工產業中，并不是每一項廢棄物可進行回收利用，一些有毒、有害、有腐蝕性的廢棄物，應進行專業性的處理。對于機械制造類行業來講，大多數是屬于零部件加工而所產生的廢料，廢鋼與廢鐵具有可回收屬性。在此期間，綠色理念的融合則是為廢棄物的回收再利用提供平臺，例如，新型循環工業的建設，可對廢棄物集中處理，在一定程度上削減基礎成本的消耗。

3 綠色理念在機械設計制造中的應用路徑

3.1 原材料方面

對于原材料選用來講，受到機械設備制造工業以及成品應用環境等方面的干預，需在眾多原材料中選取合適的種類數量以及屬性，有效規避原料缺陷問題，在使用期間可通過自身的可靠性及穩定性，增加整項產品的使用壽命。與此同時，材料必須選取無毒無害的物質，此過程中，綠色理念的融合則是通過對不同材料的分析與確定，最終敲定材料擇取方案。

（1）選取材料方案的設計。綠色設計理念下，材料本身應符合綠色環保的指標，且通過材料性能及其環保性屬性，完成對材料可行性的確認，如果材料在選取期間仍存在污染性問題，則需選取可代替的材料進行補充。

（2）材料改造方案應當具備科學性。一般來講，在工作人員設計機械生產方案時，如果整個方案與綠色理念的可行性相悖，則需在現有材料里分析與剔除對環境具有破壞性的一些因素，然后對既定的材料進行改良處理。期間，應再一步對設計更改之后的方案進行可行性調研處理，確保方案在更改過程中不會產生因替代問題造成的材料生產基準不穩定現象。

（3）材料選取與機械設計制造的基準工藝應當具備一致性。通常情況下，機械材料的生產及加工，需對各類資源產生高消耗的特征。比如，高溫、高壓等工業生產模式，對材料本身提出更為苛刻的加工條件，如果存在制備過程中的問題時，極易引發一系列機械生產事故。對此，在對材料進行選取時，應當確保綠色材料或者是加工材質是符合特殊工業生產訴求的，能夠起到穩固穩定的效果。

以汽車零部件生產制造工藝為例，在汽車裝備生產期間最常用的為鎂合金材料，此類材料是以鎂為基礎，在其他金屬元素的融合下，形成一種高穩定性的合金結構，滿足汽車零部件在驅動過程中的吸震需求。在此類材料選取與鑒定過程中，則需要充分考量綠色理念的契合度，并結合不同運行環境完成對基礎構建實施的二次確認處理，保證此類材料順利應用到汽車機械設備的生產與制造過程中。

3.2 產品設計方面

目前，部分機械設計制造企業中，基礎設計人員的專業素質以及職業素養等，并無法滿足高質量圖紙文件的建設需求，在一定程度上影響著企業的發展。例如，企業簽訂某一類項目時，產品設計與零部件成品之間存在一定差距，且設計人員的自身實力并無法構設更為優質的圖紙文件，產生設計方面的誤差以及滯后性問題。對于此，企業在發展過程中應綜合考量設計人員的職業素養是否能夠達到企業高品質發展的最低標準，并通過高效管理，提高設計人員專業水平。綠色理念的融合則是滲透到多個生產環節中，無論是在原材料選用，還是在機械設備應用等方面，均可通過綠色設計及其理念，完成對整個設計體系的管控及資源利用。在材料選取方面，可通過綠色理念進行過濾與替代處理，在設計人員培養過程中，則可通過綠色理念融入到整個設計體系中，打造一種全新型的設計工藝。這樣一來，無論是在質量還是在效率上，均與傳統機械設計與制造理念存在一定差異，且此類綠色設計工藝可以作為企業未來發展過程中的方向。對此，需要設計人員在進行整體規劃時，綜合考慮到設備及產品在使用過程中的循環性以及綠色節能性等，防止出現資源過度耗損的問題，保證零部件的報廢以及回用可以形成精準對接，提高資源利用的集成性。

3.3 企業方面

對于機械設計制造類的企業來講，發展過程中更主要的是以經濟利潤為核心，要想在經濟利潤與生態環境并行的效果下，提高其產品生產質量，則需綜合考量出各類因素所產生的干預問題并進行控制。此過程中綠色理念的融合，可全程滲透到產業生產體系中，例如，對基礎從業人員可樹立綠色節能化理念，并且了解到綠色生產對于生態穩定以及社會發展所起到的價值，將自身主觀意識滲透到各項操作過程中。對于企業發展而言，綠色理念的融入下，可打造綠色生產制造類工藝，不僅可緩解工業生產對環境所產生的污染，還可通過多渠道材料的取代以及循環利用，完成對高質量產品生產。對此，需要企業在后期推進過程中，結合自身運營模式，將綠色理念的融合特性真正根植于各項運作環節中，為企業良性發展奠定堅實基礎。

3.4 液壓系統設計

液壓系統作為機械設計制造中的一種常見生產設備，但是在傳統設計制造模式中，液壓系統在使用期間將產生嚴重的泄漏問題，造成對生態環境的污染以及加大了后期運維成本。此類問題的產生是由于設計方面存在缺陷性，例如，設計過程中未綜合考慮到液壓系統驅動環境所造成的影響因素，或者是在高負荷運作模式下，內部組件的契合性不足產生破壞問題。為從根本解決此類現象，需加強對液壓系統的設計與生產方面的分析，此期間，綠色理念的融合與應用，則貫穿于整個設計以及制造系統中，增強液壓系統自身的防護能力以及環保效果等，避免在驅動過程中產生因為涉及不合格而引發液壓油泄漏的現象。在前期設計過程中，應綜合考慮的液壓系統內部組件是否達到既定的參數，結合綠色設計工藝對材料進行選取，同時在后期壓系統的回收期間，應綜合考量到固定使用年份以及不同荷載模式下零部件的生命周期，并進行可回收式的集成處理。此外，在實際管理過程中，應嚴格符合國家所設定的基準，針對液壓系統中的關鍵組件以及易磨損部件進行分析，防止系統驅動過程中產生高危破損現象。

4 結語

綜上所述，綠色理念在機械設計制造行業中的實現，是以綠色化為核心，將其根植于機械設計制造的各個環節，深度分析不同驅動模式下綠色理念的應用效果，形成以點帶線、由線及面的應用范疇，為工業市場發展提供引擎點。對此，后期發展中，國家部門應起到牽頭作用，下達規范制度，出臺補償法規，助力機械制造企業的轉型，真正達到綠色化、節能化的生產體系。