綠色制造，又稱環(huán)境意識(shí)制造（Environmentally Conscious Mannufacturing）、面向環(huán)境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響（負(fù)作用）最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造這種現(xiàn)代化制造模式，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。
技術(shù)的產(chǎn)生背景
二十世紀(jì)六十年代以來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口爆炸性增長(zhǎng)，地球環(huán)境加劇惡化，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，資源和能源日趨枯竭，嚴(yán)重危及到人類的生存和發(fā)展。而制造業(yè)是全社會(huì)消耗資源、污染環(huán)境的一個(gè)重要方面。據(jù)美國(guó)工業(yè)有害廢物來(lái)源統(tǒng)計(jì)表明：機(jī)械加工業(yè)產(chǎn)生的有害廢物占工業(yè)有害廢物來(lái)源的5%，在各類污染源中名列第4位。傳統(tǒng)的環(huán)境治理方式主要采用過(guò)程末端治理，存在諸多弊端，如生產(chǎn)和環(huán)境治理分割、治污成本高、經(jīng)濟(jì)效益惡化等等，難以從根本上實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與治理。為了從源頭上治理環(huán)境污染，在宏觀上必須采用工業(yè)生態(tài)學(xué)原理，在微觀上必須實(shí)施清潔生產(chǎn)和綠色制造。因此，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用綠色機(jī)械制造技術(shù)是企業(yè)貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路。
技術(shù)的概念
綠色制造是二十世紀(jì)80年代和90年代的產(chǎn)物，1996年美國(guó)制造工程師學(xué)會(huì)發(fā)綠化制造企業(yè)表關(guān)
于綠色制造的藍(lán)皮書(shū)，提出綠色制造的概念。綠色制造技術(shù)又稱環(huán)境意識(shí)制造、面向環(huán)境的制造等，是以傳統(tǒng)制造技術(shù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、控制技術(shù)等新技術(shù)的先進(jìn)制造技術(shù)。是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)一致。
技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)的比較
目前的機(jī)械制造技術(shù)可歸納為兩種生產(chǎn)模式：
傳統(tǒng)制造技術(shù)
目前，我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)大多數(shù)采用傳統(tǒng)制造技術(shù)。它是一個(gè)開(kāi)環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)，其典型特征是從自然界獲取資源，經(jīng)提煉處理后成為各種工程材料。在此過(guò)程中大量廢氣、廢水、廢渣等污染性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境。在毛坯成型和加工制造過(guò)程中同樣存在大量污染問(wèn)題。對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般需投入大量的人力物力，在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，不僅有大量的廢物排放，而且由于生產(chǎn)制造中缺乏柔性，造成設(shè)備資源利用上的嚴(yán)重浪費(fèi)。在產(chǎn)品使用過(guò)程中廢氣、廢物、噪聲等污染問(wèn)題仍然是破壞環(huán)境的主要因素。特別是在部件和設(shè)備損壞后，往往成為廢棄物，從而造成資源的極大浪費(fèi)，同時(shí)許多有毒有害無(wú)法回收的材料，對(duì)人類也會(huì)造成極大傷害。
綠色制造技術(shù)
綠色制造技術(shù)模式是一種閉環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)。它是一種清潔生產(chǎn)方式和廢棄物循環(huán)利用的生產(chǎn)模式。在這種生產(chǎn)模式下，從原料開(kāi)采到產(chǎn)品報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)材料的回收、利用、處理等全部過(guò)程通盤(pán)考慮。諸如在冶煉時(shí)考慮廢氣、廢水的徹底凈化，在材料選擇時(shí)預(yù)先考慮產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)的材料回收重用及處理問(wèn)題。在綠色生產(chǎn)模式中，這些問(wèn)題可通過(guò)特定的工藝手段和技術(shù)措施在產(chǎn)品的生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)中逐一安排解決。比如在零件的設(shè)計(jì)和制造中標(biāo)注出它們材料類型和回收方式的代碼，便于成組歸類處理，科學(xué)管理，做到有效地利用資源。
綠色制造技術(shù)各階段主要模式
為了更合理地利用資源和能源，減少對(duì)環(huán)境的污染，充分發(fā)揮綠色制造技術(shù)的功能，我們需要在材料選用、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、管理模式等方面全面考慮。
材料選用上選擇 綠色材料
在傳統(tǒng)制造模式下，人們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料選擇上過(guò)多地考慮了材料的性能和作用而忽視了其對(duì)環(huán)境的影響，因而在產(chǎn)品的制造和使用中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了極大的危害。同時(shí)，由于較少考慮到材料的回收及循環(huán)利用等問(wèn)題，致使產(chǎn)品使用壽命結(jié)束后廢品回收利用率很低，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境的污染。因此，如何選擇材料、選擇何種材料是實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的一個(gè)關(guān)鍵。解決傳統(tǒng)制造中的材料選擇問(wèn)題，關(guān)鍵就是使用綠色材料，所謂綠色材料是指具有良好的使用性能，且對(duì)資源和能源消耗少，對(duì)生態(tài)和環(huán)境負(fù)面影響小，有利于人類健康，可再生利用率高，在制造、使用、廢棄乃至再生循環(huán)利用的整個(gè)過(guò)程中，都與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的材料。選用材料時(shí)，在滿足性能要求的前提下，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用綠色材料。隨著資源能源的日益枯竭、環(huán)境惡化的加劇和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，這方面的要求將越來(lái)越突出。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)選擇綠色設(shè)計(jì)模式
傳統(tǒng)制造模式下的設(shè)計(jì)方式，其指導(dǎo)思想是為了滿足產(chǎn)品的功能和制造工藝的實(shí)現(xiàn)，很少考慮產(chǎn)品的消耗、資源的充分利用以及對(duì)環(huán)境的影響。綠色設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是將生產(chǎn)和節(jié)能減排緊密相連，綜合地考慮加工產(chǎn)品的可行性及回收性。綠色設(shè)計(jì)是綠色制造中至關(guān)重要的一環(huán)，在這個(gè)階段就應(yīng)考慮產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的少無(wú)污染、節(jié)約資源和能源、回收性好等問(wèn)題。
現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
1．技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)，并列入世界議事日程，制造業(yè)將改變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術(shù)，發(fā)展相關(guān)的綠色材料、綠色能源和綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)等基礎(chǔ)技術(shù)，生產(chǎn)出保護(hù)環(huán)境、提高資源效率的綠色產(chǎn)品，如綠色汽車(chē)、綠色冰箱等，并用法律、法規(guī)規(guī)范企業(yè)行為，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，那些不推行綠色制造技術(shù)和不生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的企業(yè)，將會(huì)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰，使發(fā)展綠色制造技術(shù)勢(shì)在必行。
2．國(guó)外現(xiàn)狀
國(guó)外不少國(guó)家的政府部門(mén)已推出了以保護(hù)環(huán)境為主題的“綠色計(jì)劃”。1991年日本推出了“綠色行業(yè)計(jì)劃”，加拿大政府已開(kāi)始實(shí)施環(huán)境保護(hù)“綠色計(jì)劃”。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)也推出類似計(jì)劃。目前，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，除政府采取一系列環(huán)境保護(hù)措施外，廣大消費(fèi)者已熱衷于購(gòu)買(mǎi)環(huán)境無(wú)害產(chǎn)品的綠色消費(fèi)的新動(dòng)向，促進(jìn)了綠色制造的發(fā)展。產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡產(chǎn)品標(biāo)有“綠色標(biāo)志”圖形的，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用以及回收的整個(gè)過(guò)程都符合環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業(yè)打開(kāi)銷(xiāo)路、參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供了條件。如德國(guó)水溶油漆自1981年開(kāi)始被授于環(huán)境標(biāo)志（綠色標(biāo)志）以來(lái)，其貿(mào)易額已增加20％。德國(guó)目前已有60種類型3500個(gè)產(chǎn)品授予環(huán)境標(biāo)志，法國(guó)、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國(guó)于1991年對(duì)產(chǎn)品實(shí)施環(huán)境標(biāo)志，日本于1992年對(duì)產(chǎn)品實(shí)施環(huán)境標(biāo)志，新加坡和馬來(lái)西亞也在1992年開(kāi)始實(shí)施環(huán)境標(biāo)志。目前已有20多個(gè)國(guó)家對(duì)產(chǎn)品實(shí)施環(huán)境標(biāo)志，從而促進(jìn)了這些國(guó)家“綠色產(chǎn)品”的發(fā)展，在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得更多的地位和份額。
國(guó)際經(jīng)濟(jì)專家分析認(rèn)為，目前“綠色產(chǎn)品”比例大約為5－10％，再過(guò)10年，所有產(chǎn)品都將進(jìn)入綠色設(shè)計(jì)家族，可回收、易拆卸，部件或整機(jī)可翻新和循環(huán)利用。也就是說(shuō)，在未來(lái)10年內(nèi)綠色產(chǎn)品有可能成為世界商品市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
3．國(guó)內(nèi)研究基礎(chǔ)
國(guó)內(nèi)一些高等院校和研究院所在國(guó)家科委、國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)和有關(guān)部門(mén)的支持下對(duì)綠色制造技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究探索。
機(jī)械科學(xué)研究院已完成了國(guó)家科委“九五”攻關(guān)項(xiàng)目－－清潔生產(chǎn)技術(shù)選擇與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、機(jī)械工業(yè)基金項(xiàng)目－－綠色設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策研究。圍繞機(jī)械工業(yè)中九個(gè)行業(yè)對(duì)綠色技術(shù)需求和綠色設(shè)計(jì)技術(shù)自身發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了調(diào)研，在國(guó)內(nèi)首次提出適合機(jī)械工業(yè)的綠色設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展體系，同時(shí)還進(jìn)行了車(chē)輛的拆卸和回收技術(shù)的研究。目前正在開(kāi)展國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“環(huán)境綠色技術(shù)評(píng)價(jià)體系的研究”。以環(huán)境保護(hù)綠色技術(shù)評(píng)價(jià)體系為研究載體，將ETV評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)入機(jī)械制造業(yè)的綠色設(shè)計(jì)、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和ETV評(píng)價(jià)體系。
清華大學(xué)為創(chuàng)建綠色大學(xué)，已將綠色工程技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展和支持項(xiàng)目，在美國(guó)“ChinaBridge”基金和國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)的支持下，已與美國(guó)“TexasTechUniversity”先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室建立了關(guān)于綠色設(shè)計(jì)技術(shù)研究的國(guó)際合作關(guān)系，對(duì)全生命周期建模等綠色設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得一定進(jìn)展。
上海交通大學(xué)針對(duì)汽車(chē)開(kāi)展可回收性綠色設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，與Ford公司合作，研究中國(guó)轎車(chē)的回收工程問(wèn)題；與內(nèi)貿(mào)部中國(guó)物資再生利用華東分公司合作，撰寫(xiě)了“探討中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售、維修、二手車(chē)交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報(bào)告”；與法國(guó)柏林工業(yè)大學(xué)IWF研究所建立了合作關(guān)系，在廢棄工業(yè)品回收方面展開(kāi)了研究工作。
合肥工業(yè)大學(xué)開(kāi)展了機(jī)械產(chǎn)品可回收設(shè)計(jì)理論和關(guān)鍵技術(shù)及回收指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的研究。
重慶大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家863／CIMS主題資助的關(guān)于綠色制造技術(shù)的研究項(xiàng)目，主要研究可持續(xù)發(fā)展CIMS（S－CIMS）的體系結(jié)構(gòu)研究、清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)及實(shí)施策略、清潔化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等。
華中理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高院校也開(kāi)展了綠色制造技術(shù)研究。
國(guó)內(nèi)已形成了一支從事綠色制造技術(shù)研究的專業(yè)隊(duì)伍，為我國(guó)發(fā)展綠色制造技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
