浅谈绿色制造技术在机制行业的应用

机械制造业是能源消耗、污染环境的一个重要方面，传统机械加工的资源利用率不高，对环境污染严重，损害人体健康，因此，机制企业需积极开发和应用绿色制造技术来打造绿色产品，走可持续发展之路。

一、机制业绿色制造体系框架

绿色制造(Green Manufacturing)是一个综合考虑环境影响和资源利用效率的先进制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生产周期中，废弃资源和有害排放物最小，资源利用率最高。可以说，绿色制造是机制企业实施可持续发展战略的重要组成部分。

机制企业应改变过去的生产→流通→消费→废弃的开式循环生产模式，在产品的设计和制造过程黄总充分地考虑回收的问题；在原来的生产模式中增加一个“回收”环节，建立具有机制企业特色的闭式循环的绿色制造体系：采用材料，绿色能源，经过绿色生产流程产出绿色产品。严格遵循ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准，通过采用绿色制造技术，最大限度减少对环境负面影响，原材料和能源的利用率达到最高。

二、绿色制造技术在某发动机企业应用

该发动机制造企业将打造绿色动力作为自己的使命，在发动机的设计和制造过程中，采用先进的绿色制造技术，将废弃物和有害排放物减到最低，节约资源，保证发动机的绿色度，从而大大提高了制造的经济效益和社会效益。

(一)绿色设计。传统的发动机设计仅从结构和功用、外观、加工、生产管理等角度考虑，设计概念是以市场需求为基础，设计过程中缺乏环保意识。企业全新的产品绿色设计贯穿产品需求、设计、制造、使用到回收再生整个全生命周期，并行考虑产品的TQCSE(Time，Quality，Cost，Service，Environment)属性。1、虚拟设计。利用虚拟样机技术，通过三维CAD建模软件建立产品数字模型，并在虚拟环境下对模型的结构合理性、可装配性、可制造性及功能等进行适时评审，修改。建模数据可直接用于模具设计、仿真和加工。在自上而下的布局设计中，可以有效地避免可能出现的干涉和其它不合理问题。此项技术大大提升了该企业的信息化进程。2、标准化、模块化设计。随着社会不断发展，对发动机的结构、性能提出更高的要求，发动机更新换代的周期也越来越短。因此，在发动机设计时，很有必要采用标准化、模块化的设计。(1)通过标准化，模块化设计，可以简化发动机结构。采用相似性的零件及适当的整体尺寸，提高材料利用率；符合加工工艺性，减少加工过程中的材料和能源消耗；便于回收，实现资源的再生回用；便于维修，延长使用寿命。(2)标准化设计可以提高零部件的通用性，适合大批量生产。3、并行设计。基于并行工程的理念，由设计、制造和环保等相关人员参与发动机的初步设计、详细设计和生产设计整个过程。企业PDM系统整合设计部门使用的CAD／CAPP／CAM／CAM(4C)等软件、企业资源计划系统(ERP)、办公自动化系统(OA)等资源，有效地实现了产品的数据集成，过程集成和应用集成，将企业的“信息孤岛”整合为一个完整的企业全局信息系统。通过这个集成平台，可并行考虑发动机全生命周期中影响资源利用与环境的所有因素，优化各个设计环节，提升整 个制造系统的柔性，提高资源利用率，降低废品率，节约资源，实现并行式绿色设计。

(二)绿色制造。通过大力推行绿色加工，提高资源利用率，降低对环境的负面影响，改善机械加工时的人机友善性，实现整个机械加工过程的优质、高效、低耗及清洁化，使企业效益与社会效益协调优化。1、虚拟制造。虚拟制造(图1)可实现产品加工过程、工作过程、装配过程，拆卸过程、回用过程的模拟仿真，可以有效评估产品的经济性、功能性、

全生命周期内对环境的影响程度、能源和资源利用率，为产品设计改进提供依据；可提高产品的设计质量，减少设计缺陷，优化产品性能；可提高工艺规划和加工过程的合理性，优化制造质量；实现柔性加工和敏捷制造，缩短制造周期，降低生产成本。2、绿色制造工艺。在产品制造过程中，以传统工艺技术为基础，大力推广节约资源消耗的绿色技术，即在机械制造过程中，优化零件加工工艺方案，达到合理利用资源、降低零件制造成本、最大限度地减少对环境的污染负面影响。(1)应用干式加工。目前干铣削等干式加工得到了普遍应用，它简化了工艺、减少成本并消除了冷却液带来的废液排放污染和回收等问题，是绿色的机械加工工艺。它的应用不仅局限于铸铁的干铣削，也可以扩展到机加工的其它方面，但要求刀具具有较高的耐热性、耐磨性，机床则要求高速切削，有冷风、吸尘等装置。(2)发展少无切削工艺。在热加工过程中应用工艺模拟技术，确定最佳工艺参数、优化工艺方案，预测加工过程中可能出现的缺陷和防止措施，从而能有效控制和减少毛坏件的加工余量。在冷加工过程中采用先进的高速切削技术，缩短加工时间，提高了生产效率，有效保证零件的加工质量。(3)采用新型刀具材料。大力推广涂层刀具和可转位刀具，减少刀具磨损，提高刀具利用率，尤其对于复杂、贵重材料的刀具磨耗是降低材料消耗和生产成本的一条重要途径。(4)重视废弃物回用。通过两种途径来减少废弃物对环境影响：一种是对切屑、废品等废弃物进行循环再利用，另一种是对于退回翻修的产品零部件作为再制造生产的原料。企业重视产品废弃后的回收利用，成功实现了闭式循环的绿色制造模式。(5)提高加工柔性。企业整个加工系统由五、六十年代的旧机床和数控机床、加工中心、FMS等组成，通过大量配备先进的数控设备和优化配置加工资源，提升了整个加工的机器柔性、工艺柔性、运行柔性。加工系统能够快速实现重构，对于新产品开发及产品更新换代具有快速的响应能力，缩短生产周期，降低了生产成本，加快了企业绿色制造的进程。

在采用绿色制造工艺技术的同时，积极推行先进的生产制造技术(如精益生产、敏捷制造等)，努力提高企业员工的绿色工程意识。通过强化管理，完善工艺路线，规范工艺标准，严格执行操作规程和工艺纪律，减少了生产过程中相当比例的污染。

三、结束语

绿色制造是制造业发展的必由之路，它将使传统的制造业产生巨大的变革。企业可以通过对产品生命周期各阶段推行“绿色工程”，充分、合理地利用资源、节约能源，最大限度地降低环境污染，打造出优质绿色产品。