绿色设计与制造篇1
关键词：机械制造；绿色制造；应用
一、引言
随着社会的不断发展，由于人们片面的追求经济的发展，而忽略了因为经济发展带来的一系列环境问题，以及日益减少的资源问题，这种情况并不符合我国提出的可持续发展计划。当前情况下，我国的制造行业无论是在设备上，还是在工艺技术上，都比较落后，常常是投资成本高，而回收利益低，还带来了很多的环境污染问题。随着社会的不断进步，对环境保护以及资源节约提出了更高的要求，因此如何把绿色设计法应用在机械的设计与制造中，是机械制造行业应该研究的重要课题。
二、绿色制造技术的主要阶段模式
1.绿色材料选择模式
在过去，传统的机械制造技术在选材上，往往只考虑材料是否满足机械设计的基本性能要求，而忽略了材料的使用是否对环境有所影响这个问题，由于这种观念，在过去的机械制造中，给环境带来了很大的破会。在绿色设计法的理念里，绿色材料的选择是关键环节，因此在选材的过程中，选材人员不仅要考虑到材料的基本设计性能要求，还要注意到选择的材料是否环保，是否能够回收来二次使用，这样就能从材料的选择上，减少了对环境的影响。
2.绿色设计模式
（1）工艺技术。在设计制造工艺时，设计人员应该设计出一种既能减少生产过程中给环境带来的污染，又能避免给技术工人带来危害的工艺方法。以电镀为例，在电镀的过程中，电镀液是高危害物质，既威胁着技术工人的健康，如果处理不当就会给环境带来巨大危害，因此针对这些问题，在绿色设计中，就要有针对性的进行工艺设计。
（2）产品的简化。在机械设计与制造中，采用多功能的部件既能减少加工复杂程度，还给产品的管理带来方便，同时又减少了材料的使用，从而节约了材料资源。
（3）回收利用设计。资源的日益短缺问题，要求机械制造行业在产品的设计上，多多注重产品的回收价值，既能实现资源的高效利用，还能减少产品给环境带来的负面影响。
三、绿色理念在机械设计制造中的应用
1.绿色设计中材料的选择应用分析
选材在机械设计中占据非常重要的地位，对于材料的选择，首先是要确保其环保与健康。传统的选材方式过度的在乎产品的工艺性能以及环境属性，而忽略了其安全性。机械的设计与制造过程中，总会出现一些含有特殊化学物质的材料，如铅、汞等这些有害物质。由于部分企业对这些化学物质的处理不当，因此给环境问题埋下了隐患，如果后期处理不当，对于环境的伤害还是非常大的。因此，对于材料的选择要非常慎重，这是绿色机械设计理念中的关键部分。另外，绿色设计概念要求在机械设计与制造的过程中，在选材上应该要注意到以下几点。（1）不能为了追求环保材料而不顾材料是否可以用来生制造产品（2）材料的结构以及形状要有相应的可实现性，即要求产品成型后要能够与相关工艺有所联系，确保材料的可用性。（3）根据机械产品工作环境的需求，选择的材料一定要具有最基本的高温性能、耐腐蚀性能、抗冲击性能等。由于这种材料的这种高抗性，所以极大地延长了材料的使用寿命，因此可以很好的节约材料。
2.绿色理念与机械制造中的应用分析
机械制造是建立在机械设计的基础之上的，对于绿色的机械制造而言，就是要能够从整体范围对资源以及制造模式进行考虑。绿色设计理念应用在机械设计与制造中，可以很好的提高了材料的利用率，避免材料的浪费带来的负面影响，简单的说，绿色的机械制造就是要保证高质量、低成本、高度的可靠性以及完善的功能等各个方面都要达到一定程度的标准。
3.机械制造中绿色制造技术的应用探讨
（1）模块化设计方法。模块化设计技术是当前在机械制造行业中应用比较多的一种设计技术，模块化设计方法指的就是在对一定范围内的相同功能或不同功能、不同规格以及不同性质的产品进行功能分析的基础上，设计出一系列功能模块。然后，在实际设计过程中，把这已经设计出的功能模块进行反复的组合分析，选出最佳的组合方式，从而构成不同的机械产品，以满足市场的不同需求，并实现了资源最优化配置策略。
（2）生命周期的设计方法。在机械设计与制造的过程中，利用生命周期的设计方法，对所设计的产品，就必须要考虑到其用途和是否对环境有所影响。该种设计方法，实现了绿色设计的最初意愿，有利于在今后的制造过程中每一环节的选材与制造工艺选择。
（3）并行工程方法。并行工程方法要求在机械设计与制造的过程中，要考虑所设计产品的很多因素，包括制造成本、质量、使用寿命、进度计划和客户要求等，然后在实际生产制造的过程中，对各个关键环节的重要信息进行有效的交流和反馈，进而实现多目标、多因素的绿色设计目标，从而实现产品资源的最优化配置，并为企业实现经济效益与社会效益提供可靠保障。
四、总结
随着社会的不断发展，环境问题、资源短缺问题越来越困扰着人类社会的进一步发展。当今世界的主流就是节能环保，对于应用如此广泛的机械制造业而言，必然要紧跟时展的潮流，将绿色理念融入到机械设计与制造的过程中。从上文的分析中，可以得知，绿色理念的应用要从设计入手，从资源的节约、材料的选择以及循环利用等几个方面进行实际应用。对于绿色的机械制造而言，是在绿色的机械设计的前提下，进行合理的机械加工生产，采用先进的加工技术，并做到资源的利用最大化，回收最大化，循环使用最大化以及污染环境的最小化等综合指标发展。总而言之，将绿色理念应用到机械设计与制造中，是时代的要求，也是技术的一次革新。
参考文献：
[1]邢雪娟.绿色设计法在机械设计与制造中的应用[J].林业机械与木工设备，2006，06：42-43.
[2]郑华林，刘清友，张金伟，肖晓华，王悦排.制造业可持续发展的绿色制造技术及其实施对策[J].机械制造，2006，06：49-51.
绿色设计与制造篇2
关键词：煤矿机械；绿色设计；绿色制造
0引言
长期以来，我国的经济发展模式主要以粗放型为主，这种发展模式为我国带来了巨大经济效益，但与此同时，也为此付出了沉重代价，国内正面临着日益严重的环境污染、生态破坏以及资源浪费等问题。为使我国的经济社会实现可持续发展，近年来，国家也越来越重视各行各业的绿色发展。煤矿机械需面对各种复杂的施工环境，加之机械本身体积较大、能耗较高，应用煤矿机械进行采煤作业时，时常会产生环境污染、能源浪费以及破坏生态环境等问题。为积极响应国家的节能降耗发展战略，更好地保障煤矿企业的长期健康可持续发展，各矿井必须从本矿井实际情况出发，进一步解决好煤矿开采的环境污染问题与能源消耗问题，让生产与环境和谐相处，走煤炭机械的绿色设计、绿色制造之路。
1绿色设计的内涵与特点
1.1绿色设计的内涵
绿色设计其实是一种面向环境的设计，其最先由美国环保法提出。努力节约资源，充分回收材料以及进行产品再制造等是绿色设计的核心，绿色设计理念是近年来发展起来的一种新型设计理念，人们之所以应用这种理念来设计机械产品，其目的主要是为了缓和工业生产与生态环境间的矛盾，通过人工干预的方式，进一步协调经济发展与生态文明间关系，使二者和谐相处。绿色设计具有很多自身特点，它与传统设计法相比，需考虑多方面因素。绿色设计可以说是一种集成化设计法，煤矿机械工作者在进行煤矿机械绿色设计时，应以提高资源利用率、减少环境污染作为重要设计理念导向，应从机械设备的材料、寿命、能源、成本等设计因素出发，同时对产品的未来生产、使用、报废回收等因素进行统筹考虑。最终设计出的煤矿机械产品，应具有良好的环境协调性，先进的技术性，可靠的安全性[1]。
1.2绿色设计的特点
在煤矿机械设计中，由于绿色设计与其他设计有所不同，人们在进行煤矿机械绿色设计时，需考虑的一项重要设计内容就是怎样降低资源消耗，尽可能地减少环境破坏，因此人们在应用绿色设计理念设计机械产品时，不但应重视经济效益的设计，同时应重视环境效益与生态效益的设计。在选择设计方案时，应反复考量，统筹考虑，不断优化设计系统，尽量把设计系统的每个环节都设计好，如能量转换方式、动力来源、资源利用情况等。
2煤矿机械的绿色设计
2.1煤矿机械产品的设计分析
在进行煤矿机械绿色设计时，不仅应充分考虑各种传统机械设计因素，同时还应把环境保护因素、资源节约因素等全部考虑进去，因而必然会增加设计成本，对此在进行煤矿机械绿色设计前，应对机械产品成本进行分类整理全面分析，应尽可能地考虑到所有成本。特别是产品回收与再利用成本、拆卸成本以及污染物替代成本等。争取最终设计出的煤矿机械产品在符合各项环保要求的前提下，具有更好的质量和更高的性能。在进行煤矿机械绿色设计时，首先应科学、合理地选择设计材料，所选材料情况，会对设计产品的绿色度的高低造成直接影响。机械设计人员应在充分了解待设计产品的用户需求、性能需求的前提下，选用兼容性好又能回收利用的可再生材料，来设计机械产品。应在充分了解待设计产品应实现的功能需求，施工环境以及用户信息等众多因素的前提下，才能确定出产品结构，拿出合理的设计方案。对于用户需求的分析有多种方法，其中质量功能配置法是最常用的方法，应用此方法，可将这些具体需求科学、合理地转化为一些具体设计内容与零部件特征，进而完成产品设计[2]。
2.2建设煤机产品绿色设计数据库
建立煤机产品设计数据库，可有效指导煤机产品的绿色设计。通过不断完善材料、环境以及技术信息等数据库内容，可进一步整理当前各种数据信息，可更好地支持煤机产品科学选材，正确进行环境评价，合理分析生产成本。对于煤机产品设计数据库包含的设计信息应尽可能全面。如材料类型、回收率情况、可制造装备、各项技术标准以及相关法律法规等多项内容。
2.3煤机产品设计评价体系
人们在完成机械产品绿色设计后，应有科学的设计评估体系来评价从原材料到制成品，以及从制成品到报废品整个生命周期。应把能源节约、环境保护以及产品的可持续利用性等作为重点评估指标，且选用的绿色设计评价准则应具有多样性，应包含实用性准则、经济性准则以及宜人性准则、环境性准则等。其中经济性准则，应关注由于保护环境，节约资源等而引发的生产性成本增加。宜人性准则应对应用煤矿机械进行生产时对人体健康的影响进行重点关注，主张借助人机工程学原理来设计煤矿机械，以便进一步降低工人劳动强度，应在使用煤炭机械时，尽量降低人体健康的危害。
2.4煤矿机械产品的可拆卸与可回收设计
煤矿机械产品使用原材料较多且制造程序复杂，在进行煤矿机械绿色设计时，应把可拆卸设计充分融入其中，使机械各部件更易分离、拆卸，并且让零部件种类尽可能的少，产品结构更科学。
3煤矿机械产品的绿色制造技术
3.1煤机制造流程的整体技术
优化机械制造为一种生产加工过程总和，它主要是把原材料转变为制成品的过程。就一项完整的机械制造而言，其包含的生产过程主要有生产技术准备、加工零部件以及组装产品等。绿色煤机制造是在机械制造的基础上交叉、集成了能源、环境等因素，其包含的程序主要有方案评审、择优以及实施等，在这些程序中，笔者认为最重要的环节为方案评审与方案选择。通过不断优化零部件、材料以及制造成本等因素，来把最优制造方案确定出来，努力达到综合成本低、生产效益高以及环境污染少的最终煤机制造目标[5]。
3.2煤矿机械产品的虚拟制造
虚拟开发与虚拟生产是虚拟制造的两个主要方面，把虚拟制造应用到煤炭机械制造中，可有效降低制造成本，大幅提高制造效率。让虚拟技术充分结合计算机辅助设计（CaX），可实现虚拟化的设计生产，有效缩短机械产品设计、制造周期，优化制造过程，减少机械制造中不必要的浪费，不断提升煤机绿色制造效果[3]。
3.3煤机制造的集成化技术
由于煤机绿色制造属于一项系统、复杂工程，它贯彻于产品生命周期全过程，因此必须从系统角度与集成角度进行绿色制造的全面探究。建立包含绿色设计系统，制造过程系统以及环境影响评估系统在内的绿色集成制造系统体系[4]。
3.4煤矿机械产品的再制造
把修复改造旧机械产品的行为称为机械再制造，煤矿机械的再制造主要以机械产品寿命周期为指导，以表面工程技术为支撑，以提高旧机械产品的整体性能为目的。科学、合理地预测零部件寿命，有效检测零部件质量是进行再制造的前提。把再制造技术引入煤机产品绿色制造领域，有助于节能、节材、环保。
4结束语
总之，随着我国节能环保事业的不断推进，各矿井也越来越重视走绿色发展之路。煤矿生产的自动化、集约化、信息化水平不断提升，对机械产品的科技含量要求越来越高，煤矿机械绿色设计与制造技术也必将成为未来煤矿机械发展的必然趋势。
参考文献：
［1］朱华.矿井人员红外探测计数技术研究［J］.中国矿业大学学报，2003（2）：165-168.
［2］董晓英.机械工业中绿色设计与制造［J］.机床与液压，2002（6）：27-29.
［3］刘冬敏，薛培军，田保全.机械设计在煤矿生产中的应用［J］.煤炭技术，2012（2）：64-66.
［4］罗贞平.autoCaD技术在机械设计中的应用与实践［J］.煤炭技术，2011（12）：16-17.
［5］黄敏纯.绿色制造评价系统的研究及应用［J］.福州大学学报，2000（6）：51-54.
［6］胡玉刚.煤矿机械绿色设计研究［J］.机械管理开发，2016（12）：44-48.
绿色设计与制造篇3
关键词：机电产品；绿色设计与制造；发展趋势
中图分类号：tn820.3+2文献标识码：a
我们在经济快速发展的同时，忽略了对自然资源的保护，从而造成了对自然资源的肆意开发。对大自然的严重破坏，造成了水土流失，水土严重酸碱化及严重的白色污染等环境问题。为了解决和缓解这些问题，我们提出了可持续发展战略，希望通过这一战略的实施，能够保持资源的合理利用和维护好现有的生态环境，或是努力改善我们日益恶化的生活环境。在这一形式的影响和大力推动下，我们提出了一个新的概念，即绿色设计与制造。这是一个适用于众多行业的全新理念。在机电产品生产行业更是同样适用。
机电产品的生产与制造为中国经济的快速发展做出了积极重大的贡献。在深入说明前，先让我们了解一下有关机电产品的相关知识。所谓机电产品通常是指使用机械、电器、电子设备等所生产的各类机械、电器、电子性能的设备和生活用具等。比如，机床、电动机、干燥设备和吸尘器等。这些产品在我们的日常生活中是很常见的。但是机电产品的绿色设计和制造是最近提出来的，它与传统的设计与制造相比较有着更多的优势。同时随着科技的不断进步，特别是社会经济可持续发展的迫切需要，机电产品设计和制造过程的绿色化即生态化更是显得尤为重要。下面本文就相关的内容做一些相应的论述，希望这些能够对人们对机电产品的绿色设计与制造有一个全新的理解，并能够认识到这一行业的发展趋势。
1机电产品的绿色设计与制造有着深远的意义
众所周知，在机电产品的使用和制造过程中，产生一些工业废物和废液是在所难免的，这不但会造成严重的环境污染，更会对周围居民的生活带来大量的不便。值得一提的是，随着我国加入wto，在机电产品的设计和制造方面，我们不但面临着质量和成本的双重压力，而且我们存在着如何在自己现有技术水平的前提下突破绿色屏障这一严峻的挑战。在国际标准化组织不断提高产品标准的情况下，我国更应该努力和加大力度推动绿色制造研究的发展。随着全球绿色设计和制造浪潮的不断涌来，我国的各大企业和科研机构有关机电产品的设计和制造也应该紧跟步伐，向先进国家学习科学技术的同时，也要根据自己的实际情况做出科学合理的调整和改进。只有这样，我们才能合理的利用自然和人力资源，在生产的过程中更加的洁净和环保，减少对环境造成的污染。使我国设计出来的机电产品符合国际标准化组织的要求，继而使我们的产品大量的进入国际市场，也增强了产品在同类中的竞争力。为我国和世界的可持续发展做出积极的贡献。
2我们要知道机电产品的绿色设计和制造主要包括哪几方面的内容
原材料的选择与管理是最重要的。这主要是因为在整个设计和生产过程中，我们首先要考虑到选择的原材料应该而且是必须能够容易被回收、再次利用的，如果在彻底的不能在使用的情况下，产品是可以容易被分解的，同时对环境是无害的。当前，机电行业所使用的材料大都是钢、铁和合金材料，这些是可以被循环利用的。但是也有一些材料，比如塑料和一些非金属的材料等，是一些即不容易被分解而且也是对环境有害的材料。因此，这就要求我们在绿色产品的开发过程中，更多的考虑到产品对环境的影响，从环保的角度出发，设计出绿色环保的新型材料。除了合理的设计和选材外，我们还要加强对材料的管理。这主要包含两点内容：科学合理的放置含有有害和无害成分的材料；充分回收利用那些已到寿命的材料，对部分材料做适当的加工处理，已达到对环境污染的最小程度。
3在机电产品绿色制造的过程中，我们需要统筹考虑到设计与制造的理论体系和总体技术。这个理论是由以下内容组成的：资源属性、运行特性、以及绿色制造的系统特性等。在系统的考虑到这些方面后，我们才能设计出更加科学合理、人性化以及满足对生态环境可持续发展的要求。同时考虑到资源消耗在生产制造过程中有着特殊的地位，因此，我们还需要建立绿色制造的物质资源系统。只有全面的分析和从总体出发设计，才能达到良好的设计、制造效果。
4在机电产品的绿色设计与制造方面还要考虑到以下几点。
4.1增强对机电产品的可回收性设计。主要从产品的回收价值、方法、工艺等方面综合考虑。
4.2在生产和使用机电产品的过程中要控制废物（废液、废渣和废液）的排放，在保证产品能够顺利生产的前提下，确保对环境造成的污染是最小的。
4.3要分析绿色产品的成本，因为在绿色产品设计的最初必然会涉及到很多方面的因素，因此在这一过程中的每一个设计都要进行全面的分析，这样既可以保证产品设计的可行性，又可以生产出绿色程度高但是成本低的产品。第四，减少机电产品不必要的维修，同时提高故障诊断技术。任何的消耗品在使用的过程中都会出现一定的问题，这就要求有维修人员进行必要的维修。但是，目前的这种制度存在着一定的弊端，比如浪费资源以及可能会影响设备性能的更好发挥等，即机电设备需要一定时间的磨合期的，这样才能更好的发挥出设备的最佳性能。
5机电产品的绿色设计与制造的发展趋势
全球化，这一趋势的形成主要是由于我国加入wto和经济全球化两方面造成的；社会化，随着人们对生态环境的日益关注，产品的绿色设计与制造不仅仅是某个研究机构和企业的责任，更是需要全社会努力参与的；智能化，在设计的过程中，有越来越多的高科技参与进来；人性化，产品的设计更多的考虑到使用者的感受，产品使用起来更加的科学方便；产业化，这一产业的形成必然会产生一些相关企业的兴起，主要包括以下：废弃物的回收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业等；在传统的产品中加入高科技的因素，使产品更加的灵活适用；实用节能，如普及使用LeD节能灯，大幅度的降低空调等产品的待机能耗。
结语
机电产品的符合现展需要的绿色设计，需要我们积极利用现代科学技术来不断提高机电产品在社会、经济和环境方面的协调性，实现机电产品绿色化在这三者之间的有效协调和平衡。科学的绿色设计必然的成为了降低了成本，提高了产品质量的主要手段，同时更是增加了产品的附加值，带动了社会经济的可持续发展和资源环境的可持续发展。因此，机电产品的绿色设计与制造有着广泛的应用前景。
参考文献
[1]刘飞，曹华军.绿色制造的研究现状与发展趋势[m].中国机械工程，2000(1):105-111.
绿色设计与制造篇4
关键词机械工业绿色设计绿色制造绿色壁垒
中图分类号：F205文献标识码：a
随着我国加入wto的进程，在机械制造业，除了面临着产品质量和成本等方面的竞争外，如何突破绿色壁垒是更加严峻的挑战。在我国的机械加工过程中，绿色设计、绿色制造以及报废处理问题至今还没有得到企业的足够重视，许多企业仍然走的是粗放型老路子（即高投入、高消耗、高污染的发展模式），只注重产品的质量、成本、效益，而忽略了加工、使用、产品报废给环境带来的污染（即环境成本）。
近年来，国际标准化组织（iSo）提出了关于环境管理的140000系列标准后，推动了绿色制造研究的发展。绿色制造研究的强大浪潮，正在全球兴起，那么我们国内企业的设计、制造也应该紧跟步伐，合理利用资源、能源，进行清洁化生产，减轻环境的污染，走可持续发展的道路。
加强环境保护、拯救地球、改善人类的生存环境、实现人类的可持续发展已成为全世界人民的共同呼声。如今，“绿色设计”、“绿色制造”、“清洁化生产”等新概念、新理论、新方法不断涌现。其中绿色设计与制造是“清洁化生产”出“绿色产品”的设计手段。
1绿色设计与绿色制造问题的提出
据统计，造成环境污染的排放物有70%以上来自制造业，它们每年约产生出55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。在过去，更多的把保护环境的重点放在了污染物的“末端治理”上，而忽略了污染物的全过程控制和预防上。要想彻底解决对环境污染问题，必须从源头上进行治理。具体到制造业，就是要求考虑产品整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源，减少有害废物的排放量，减轻对环境的污染。随着环境问题的日益严重，绿色产品设计的思想也日益受到重视。
绿色设计与机械制造是近几年提出的新概念，其深刻的内涵尚处于探索发展阶段。综合现有文献的观点和学者们所作的研究，将绿色制造定义为：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的负面影响最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。
2绿色设计与制造的结构体系
在实施绿色制造过程中，绿色设计是关键，它决定了产品生命周期的80%～90%消耗。绿色设计是指在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使产品及其制造过程对环境的总体影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计（DesignForenvironment，DFe）。绿色产品设计包括以下主要内容：绿色材料及其选择。绿色材料是指在满足一般功能要求的前提下，具有良好的环境兼容性的材料。绿色材料在制备、使用以及用后处置等生命周期的各阶段，具有最大的资源利用率和最小的环境影响。绿色材料选择的三个原则：a优先选用可再生材料，尽量选用回收材料。提高资源利用率，实现可持续发展；B尽量选用低能耗、少污染的材料；C尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。
3绿色制造的发展趋势
将来绿色设计和制造的特点将趋向于全球化、社会化、集成化、并行化、智能化、产业化方向发展。未来可能的研究方法有：（1）模块化设计；（2）神经网络和模糊数学的应用；（3）公理化设计；（4）虚拟拆卸。
人们提出了绿色设计发展体系，其中关键是绿色产品设计评价体系的完善，对产品从设计、制造、包装、运输、报废整个生命周期中每一个环节对环境影响作出评价，并且要在整个生命周期中、集成环境下建立绿色产品的评价体系。同时，要研究开发先进制造技术，以及与之相匹配的先进制造模式，大力开发低污染、低能耗、无公害的生产工艺与最终产品。研究开发适合绿色设计和制造需要的数据库和信息系统，例如，材料数据库、制造数据库、LCa数据库及各种知识库，开发绿色产品设计和实施绿色制造的支撑软件。
wto规则中的“绿色壁垒”虽有一些大国为限制发展中国家贸易借口的因素，但其积极意义不言而喻，我国的机械行业要在世界贸易中站住脚，“绿色”水平的高低至关重要。因此，能否在绿色设计与制造方面有所作为，不再是一个间接的或长远的效益问题，而是一个直接的效益问题。
4结语
必须加强对企业的“绿色”教育，完善政府部门对企业绿色制造的监督机制，加强立法和行政规定以及相关的经济政策。建立较为系统的绿色制造理论和方法体系，促进和指导绿色设计和制造技术的深入研究和学科发展。
参考文献
[1]刘宏菊，杜江，李成刚.绿色设计方法――设计领域发展的新趋势[J].中国环境科学，1999（1）.
[2]张丰.清洁生产与可持续发展[J].武汉汽车工业大学学报，1999（4）.
绿色设计与制造篇5
关键词：绿色理念；机械设计；制造
中图分类号：tH122
在工业的生产加工过程中，其往往需要较大量的自然资源，并耗费相当数量的能源，还会伴随有一定的环境污染。现如今社会快速发展主流理念就是能够节能环保，绿色之风深入到各行各业。对于机械设计与制造中的绿色理念也自然形成了。面对世界自然环境的要求，国家发展的长远要求，机械的绿色设计理念以及绿色的制造理念都在慢慢的成熟起来。
一、绿色设计
机械设计指的是依照机械使用要求，对机械的运动方式、工作原理、结构、各个零件形状和材料、尺寸、能量传递等构思、分析和计算，并将其作为机械制造依据的过程。机械设计是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素，在机械工程中起着重要作用。绿色设计则指的是在一个产品从开发到处理的整个生命周期内，以产品的可循环使用性作为设计方向，最大程度上降低产品设计对环境的危害，而且要尽可能保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。绿色设计的核心是3R：Reduce（减少）、Recycle（再生）和Reuse（重新使用），即减少环境污染、减小能源消耗、产品和零部件的回收再生循环。
二、绿色理念在机械设计制造中的概念
1、特点
因为受制于传统环保理念的影响，传统机械设计制造对资源使用及后期废品加工处理等相关理论和经验不足，结果造成了自然环境的破坏，对机械设计制造长期发展不利。因此，在当代科技高度发达的今天，人们开始重视了绿色设计与制造的理念。首先，绿色设计是基于机械设计为出发点的，主要为了能够合理保护自然资源，对于资源进行循环再利用，实行可持续发展的机械设计理念。其次，废物排放要尽量减少，通过加强资源使用以及废物排放等相关设计，将废物的产生降到最低，并减轻垃圾处理的负担。最后，绿色的机械设计理念，是要最大程度上降低机械的更换频率，即能够增加机械产品的使用周期，提高产品使用质量，减少报废的机械数量。总之，对于绿色的机械设计以及制造理念而言，其具有独特的特点，对于现代化的科技发展要求而言，满足节能减排的理念。
2、优势
对于绿色机械设计理念而言，从一定程度上来说能够理解为生态设计、自然环境设计及环境意识设计等。其主要的内涵在于对制造所需要的自然资源进行循环再利用，减少对环境的影响以及机械的循环利用等。机械产品设计要满足可回收、可拆装并能够重复利用等，这是绿色机械设计理念的新要求。而传统的机械产品都是从产品的功能以及寿命等产品的基本属性进行考虑的，产品在设计与开发的过程中，先是进行市场分析，然后再进行图纸的设计以及方案的制定。此外，还需要反复的修改以及审定，最终才能真正的进行生产。这样的设计理念，造成了较长的设计与制造周期，产品生产后拆卸较为困难，回收的难度也较大。有些产品在报废后，甚至不能进行回收，造成了大量的资源和能源的浪费，甚至会污染影响环境。通过与传统的机械设计进行对比，可以了解到绿色的机械设计理念的优势在于绿色的设计理念能够根据自然环境以及原料的合理选择等多个方面进行设计。不仅能够发挥传统设计中的优势，更能降低原料的损耗以及资源的合理使用，便于回收，并满足持续性发展的要求。
三、绿色理念在机械设计制造中的应用
1、绿色理念的机械设计应用
机械设计关键是前期设计方案，对绿色机械设计而言，其主要内容则包含了机械产品设计理论，依靠先进技术及设计理论，并适应自然环境、节约资源、实现可持续发展。其主要目的在于从综合的角度出发，考虑其环境性、实用性以及经济性等。为了满足以上绿色设计的要求，绿色理念的机械设计需要从以下几个方面进行良好应用。首先、绿色机械产品的成本需求分析。机械产品的制造需要前期进行合理的设计，尤其是在产品的初期，要考虑到其回收以及再利用等方面的问题。因此，绿色理念下的机械产品成本分析要考虑到产品的回收、再利用成本、污染物处理以及代替等。其次、机械产品的再利用以及可拆装设计分析。绿色理念的机械设计对于机械的可拆装性有很大程度上的改善。为了节约成本，减少资源浪费。对于机械产品采用可回收性、便于拆装性的设计理念，充分利用可用资源，并实现绿色的设计理念。最后，建立完善的绿色机械设计的数据库。数据库是一种能够充分掌控设计数据的一种方式。在数据库中，设计人员可以将机械制造过程中所需要的所有相关数据都备份下来。设计的数据进行系统化的存储与分析，就能够将机械设计中的相关开支以及资源的选用等进行数据化的呈现，以此作为绿色设计的理论基础。
2、绿色设计中材料的选择应用
材料对于机械设计非常重要，材料选择首先要保证环保与健康。传统选材过于注重产品工艺性能及环境属性，而忽略安全性。机械设计与制造中总会出现一些含有特殊化学物质的材料，如铅、汞等有害物质。这些物质的选用必然会对未来造成一定的环境问题。如果后期处理不当，对于环境的伤害还是非常大的。因此，对于材料的选择要非常慎重。这也是绿色机械设计理念中的最为重要的一个环节。此外，对于机械设计的绿色选材要保证以下三项基本要求：材料的选择首先要满足机械的基本设计性能要求，这是对于材料的最基本的要求；材料的结构以及形状要有相应的可实现性，即要求产品成型后要能够与相关工艺有所联系，确保材料的可用性；根据机械产品工作环境的需求，选择的材料一定要具有最基本的高温性能、耐腐蚀性能、抗冲击性能等。
3、绿色理念与机械制造中的应用
制造建立在设计之上，绿色机械制造需要能从整体范围对资源及制造模式考虑。绿色制造最终目标是将产品整个流水线及生命周期内负面影响降到最小，但资源利用率要达到最高。简单的说，绿色的机械制造就是要保证高质量、低成本、高度的可靠性以及完善的功能等各个方面都要达到一定程度的标准。
4、配套措施
在进行机械产品的设计时，我们需要秉承绿色理念，同时还要有相应的配套措施进行辅助，比如说一定的政策支持、人才支持、科技支持等。首先，加大对绿色设计人才的培养力度，尤其是加大高职和中职院校学生的培养，让他们掌握最先进的绿色设计理念；其次，要加强对绿色产品设计的政策支持，政府要制定相应的制度，提倡绿色设计和绿色环保理念，要加强社会和公众对机械设计的监督；再次，要加强技术创新，优化机械设计的工艺方案，采用先进技术，如虚拟设计技术进行机械设计产品的创新。
四、结论
经济的腾飞让机械制造业在我们的日常生活中有了非常广泛的应用与普及。对于现如今社会的环保主流来说，机械制造业必须要紧跟时展潮流，将绿色理念融入到机械设计与制造的过程中。绿色理念的应用要从设计入手，从资源的节约、材料的选择及循环利用等进行实际应用。总而言之，将绿色理念应用到机械设计与制造中，是时代的要求，也是技术的一次革新。
参考文献：
[1]章志荣，苏纯.面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究[J].软件导刊.2011（12）
[2]照日格图，孟根岱.绿色环保理念下的机械产品创新设计浅探[J].科技风.2011（20）
绿色设计与制造篇6
[关键词]绿色制造可持续发展并行设计
一、绿色制造的内涵和特点
绿色制造(Greenmanufacturing），又称环境意识制造(environmentallyconsciousmanufacturing），绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，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产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化的大制造模式。
绿色制造是有非常深刻的内涵，它涉及的问题领域包括三部分:一是制造问题，包括产品生命周期的全过程;二是环境影响问题;三是资源优化问题,绿色制造就是这三部分内容的交叉和集成。绿色制造考虑两个过程:一个是产品生命周期全过程和物流转化过程，即从原材料到最始产品的过程，通过绿色制造要达到两个目标:一个是减少环境污染,一个是实现资源优化。因此绿色制造包含的内容十分广泛，包括绿色设计、绿色生产、绿色再制造等现代设计和制造技术。
绿色制造与传统的制造模式具有本质的不同，主要表现在以下几个方面:
绿色制造是面对整个生命周期过程的广义制造，要求产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处的整个生命周期中实现减少环境污染，资源优化的目标。绿色制造是以提高企业经济效益、社会效益和生态效益为目标，强调以人为本，集成各种先进技术和现代管理技术，实现企业经济效益，社会效益和生态效益的协调优化。绿色制造致力于包括制造资源、制造模式、制造工艺、制造组织等方面的创新，鼓励采用新的技术方法、新的材料。
绿色制造是人类可持续发展战略在制造业的重要生产模式，也是实现社会可持续发展目标的基础和保障。
二、绿色制造对机械制造业可持续发展的意义
1.发展绿色制造技术对机械制造业可持续发展的必要性
环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题，特别是环境问题，其恶化程度与日俱增，正对人类社会的生存与发展造成严重的威胁。人们从这种严酷的现实中认识到环境与发展是密不可分的，要从根本上解决环境问题，必须转变发展模式和消费模式，即由资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式，依靠科技进步、节约资源和能源、提高效益、减少废物排放、实施清结生产和文明消费、建立社会、经济、资源与环境相协调的发展模式，即可持续发展模式。
制造业是将可用资源，通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的工业品或生活用品的产业。它涉及到国民经济的大量行业,其中机械制造业在发展中为人们的衣、食、住、行提供了许多性能不同的机电产品，有力地推动了社会的发展和进步。20世纪90年代以来，我国机械工业在提高质量、优化结构、增进效益的基础上,逐步调整发展战略，使产业结构和布局不合理的状况有所改善，但是国际市场竞争力弱，资源配置效益较差，产品质量不高等问题仍然相当突出，而且资源和原材料消费较大，对环境污染严重,可持续发展能力不强。鉴于此，必须改变原来粗放型的老模式(高投入、高消耗、高污染），而大力发展绿色制造技术以适应新时代的要求。
2.发展绿色制造技术是机械制造业可持续发展的重大机遇
可持续发展的理念正从不同的角度，以不同的方式向传统的工业界和企业生产经营者发出挑战，同时也是重大的发展机遇。
绿色制造是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。发展绿色制造技术不仅是一个社会效益显著的行为，也是取得显著经济效益的有效手段，如：发展绿色制造技术可最大限度地提高资源利用率、减少资源消耗、直接降低成本。同时环境将得到改善，从而有助于提高员工的主动性和工作效率。企业也将会有更好的社会形象，从而可增加无形的资产和国际竞争力。同时发展绿色制造技术也必将推动机械制造业的新一轮技术创新，在新的制造模式下，必须利用高新技术和现代管理来提高生产率、节约自然资源投入、减少污染，以促进经济的可持续增长。
三、机械制造业发展绿色制造技术的内容和途径
在机械制造业中，从设计、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、包装、使用和维护、报废回收等全周期的各个环节都有资源消耗和不同程度的污染。机械制造业的绿色制造内容主要包括：绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色处理等。在绿色制造实施过程中，绿色设计是关键，因为在产品的全部生命周期中，虽然设计费用仅占产品全部成本的5%左右，却决定了80%～90%的产品生命周期的全部消耗。
1.绿色设计
绿色设计又称为生态设计、环境设计、生命周期设计或环境意识设计，它是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法，也就是说在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为一个重要的指导原则。要实现此目的，我们提出了并行绿色设计新模式，这是一个系统的设计方法，具有绿色性、集成性和并行性，它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈。从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。从绿色设计的工作流程看，牵涉到企业及其上下游供应链的多个部分，涉及对象包括产品设计者、生产制造者、企业决策者、环境分析专家、零部件供应商等，考虑的因素从原材料一直到废弃物的处理。作为这样一种先进的设计模式，涉及到一系列关键技术，包括绿色并行工程的协同组织模式、协同支撑平台、绿色设计的数据库和知识库、设计过程的评价技术和方法，绿色并行设计的决策支持系统等。许多技术有待于今后的进一步深入研究。
2.绿色材料
绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染，易回收的材料。为此一方面要多开发绿色材料，并建立绿色材料库。二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
3.绿色工艺
绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
4.绿色处理
绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理，一方面是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计，如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法。二是发展绿色再制造技术，如再制造加工、过时产品的性能升级等。
参考文献:
[1]李伟:先进制造技术.机械工业出版社,2005,7
[2]刘飞:绿色制造的研究现状与发展趋势.中国机械工程出版社.2002.2
绿色设计与制造篇7
关键词：绿色制造；生命周期评价；绿色贸易壁垒；环境污染
中图分类号tH16文献标识码a文章编号1674-6708（2011）51-0107-01
1绿色制造技术的概念
绿色制造技术是指在产品的整个生命周期过程中持续地运用科学的手段实现一体化、预防性的环保战略，以达到综合利用资源和能源，并对环境污染最小化，同时保护劳动者的生命和健康，并能向市场提竞争力强的绿色环保产品。绿色制造是综合性考虑环境影响、资源的高利用率来生产现代制造模式，是指在保证产品的功能、质量成本的前提下，针对环境意识制造、面向环境的制造。绿色制造可以使产品的从研发、生产、使用、报废的整个产品周期中，对环境造成最小的影响，资源利用的率达到最高，最终使绿色产品在经济、环境和人类社会等方面保持可持续发展。绿色制造的核心部分是减量化（Reduce）、重用（Reuse）、再生循环（Recy-cle）、再制造（Remanufacturing）这四个方面是在绿色产品生命周期过程中的“4R”理论。1）减量化，从最开始的源头就抓资源的节约和对环境的污染；2）重用，要求生产的绿色产品及其零配件能够多次重复利用；3）再生循环，要求生产出来的产品使用完后并能将产品回收再利用，以节约能源和资源，而不是无法回收利用的垃圾；4）再制造，以先进绿色制造技术为手段，对废旧产品的技术改造实现性能恢复和提升，本着高效、节能、优质、节省、环保为准则，对废旧产品进行修复和改造。
2我国制造业实施绿色制造技术的必要性
我国制造业水平与发达国家相比还有很大的差距。在中国高层发展论坛上中国工程院院长徐匡迪指出，中国的制造业必须转变增长方式，使用绿色制造技术以降低资源、能源的消耗，减少对环境的污染。中国现在的大部分制造业企业都是能源消耗大，环境污染重，资源消耗大，这些因素都严重制约中国制造业未来发展，如果仅仅依靠数量取胜，那么中国未来的制造业必将面临严峻的考验。欧盟已出台经针我国制造行业的产品问题机电产品控污新标准。对机械行业的产品在用能产品的研发、生产、运输、使用、回收等方面提出了生态化的标准要求。这一新标准的应用将对全世界的机械制造产业产生重大而深远的影响。我国要制订节能降耗的行业标准和机械产品标准的生态化要求，采取积极的应对措施，在产品的生命周期中严格按照节能环保的要求进行生产。对机械制造行业中对环境污染严重、技术落后的企业来说，新标准的使用是推动技术改造的重要契机。对污染严重、技术落后的企业强制性淘汰，是一种势在必行趋势。
3绿色制造技术在机械制造中的应用方式
3.1绿色处理
采用绿色的生产工艺是实现绿色制造的极其重要一个环节，绿色生产工艺与清洁生产密不可分。简而言之就是在保证产品质量的前提下，又能降低对环境污染的工艺技术；产品在包装时应采用简化包装，这样既可节约资源，还可以减少包装的处理费用和对环境的污染；绿色材料是指在满足产品的需求的前提下，又能具有良好的环境兼容性的材料，从而减少对人类和环境的危害，这就是绿色工艺。
3.2绿色制造
在机械制造行业中产品的绿色处理在产品的生命周期中占有非常重要的位置，通过各种回收渠道，来提高资源的回收再生产，从而使产品的生命周期形成了一个闭合性的回路。产品在报废后通过回收再生产就又进入下一个生命周期，如此循环，就使产品具有多生命周期，所以设计中需要考虑产品的结构设计和材质，如采用面向拆卸的设计，就可以有效回收报废产品，只有采用面向拆卸设计的产品才能实现主体材料和零部件回收，从而进行再利用，这就实现了产品的绿色处理。只有在产品设计之初始阶段就考虑综合考虑材料的回收可能性，回收价值的大小、回收的处理方法等问题，才能实现产品最终的高效回收。
3.3绿色包装
是指制造产品的整个生命周期中对环境没有污染，可以回收循环使用或者再生利用，不仅要考虑包装精美、被包装产品不易损坏，同时还要考虑包装材料的价格成本、重复利用率、易回收及包装材料的废弃物对环境没有污染，并且能够自行降解的绿色包装。所以绿色包装，是绿色生产中很重要的一个环节。
3.4绿色设计
绿色设计是绿色制造技术的核心。设计阶段是产品生命周期的起点。从起点针对环境保护进行设计无疑是最行之有效的好办法。搞好绿色设计，意味着从起点实现废弃物的最小化或污染干预，设计的好坏决定了产品设计之后的其他环节的问题。所以要抓好起点的绿色设计。
4结论
绿色制造技术是一种先进现代制造模式，综合考虑了环境属性、资源属性、能源属性和经济属性。绿色制造技术是一种可以使企业持续发展的组织、管理和运行的新模式。这个模式可以解决环境问题、实施可持续发展战略和实现新腾飞，在应用绿色制造技术时，一定要正确对环境要素进行评价，并收集大量的绿色技术信息，针对产品的绿色设计、绿色包装、绿色材料、绿色供应链、绿色工艺、回收再利用等技术，建立各种绿色产品的信息库和绿色设计工艺数据库，建立符合我国国情的标准化，通过绿色设计、资源分系统设计、绿色制造、回收再生产等绿色技术应用，都能促进我国制造业的发展，增强企业产品的核心竞争力。
参考文献
[1]胡爱玲.绿色制造及其关键技术[J].沈阳航空工业学院学报，2006，4.
[2]黄炜.基于绿色制造工程的再制造技术的研究[J].机械制造与自动化，2006，35.
绿色设计与制造篇8
关键词：节能汽车；绿色；汽车制造技术
汽车制造业这个庞大的制造体系由于牵动了众多行业的发展，具有超长的工业链，所以在制造过程中对环境的不良影响是不容小觑的。汽车制造业是国民经济的重要支柱，节能汽车成为未来汽车的发展趋势，如何做好节能汽车制造业的绿色制造，是政府要解决的重要问题。
1.节能汽车的绿色汽车制造技术重要意义
纵观世界发展进程，人类共经历了四个文明阶段，从17世纪末到18世纪初的工业文明开始，社会生产力得到质的飞跃，人类发展与自然保护的矛盾也空前严重。针对环境污染和资源消耗问题，“可持续发展”战略应运而生。
1.1.节能汽车的绿色汽车制造技术与可持续发展
随着我国经济实力的增强，资源与环境问题日益尖锐，同志在党的十七大报告中提出“必须全面协调可持续发展战略”的要求，社会生产力的可持续发展空前重视。汽车制造业与国民生活质量息息相关，绿色汽车制造技术在节能汽车制造中的应用决定了汽车制造业能否可持续发展，实现资源的合理分配，减少对环境的污染。[1]
1.2.节能汽车的绿色汽车制造技术的意义
节能汽车的绿色汽车制造技术是解决环境污染问题的重要方法。节能汽车的绿色汽车制造技术是世界汽车制造业的必然发展趋势，符合可持续发展的战略要求，在生产制造过程中能有效节约资源、减少对环境不必要的伤害，是汽车制造行业对环境负责、承担对社会的责任的表现。
1.3.节能汽车的绿色汽车制造技术是响应节能减排战略的选择
汽车制造业整个生命周期会消耗大量的自然资源，对环境的不良影响也是巨大不可逆的。节能汽车的绿色汽车制造技术在节能汽车制造业中的广泛应用有利于产业链中尽量减少资源损耗，降低对环境的巨大污染，是响应我国全国范围内节能减排战略的重要举措。
2.节能汽车制造过程中的绿色汽车制造技术应用原理
绿色汽车制造技术在节能汽车制造业的应用要对产品的完整生命周期进行设计，不仅在制造过程中节约资源，还要提高废弃车回收的重复利用率。其一是要提高我国对汽车尾气排放的环保标准。其二是研制新型车身材料，如以非金属材料代替传统金属材料，降低车身重量。其三是研究新能源和可替代能源汽车。
3.节能汽车的绿色汽车制造技术
3.1.节能汽车的绿色汽车制造设计
节能汽车的设计包括总布置设计、总成设计和零部件设计，是关于人机工程、交通工程、制造工程等多种工程内容的系统性项目。下面本文以weB绿色制造系统为例，分析节能汽车的绿色制造系统。
3.1.1.节能汽车的DFe绿色设计
面向环境设计（DFe）由美国at&t公司副总裁David提出，它的目的是把把可回收、可再生、可拆卸、可维修等一系列以环境参数为目的的元素作为设计参考，能够降低有害物质的排放和废旧汽车的处理率。DFe的核心是建立一种以不同材料、不同工艺为参数的回收利用体系。面向环境设计（DFe）是综合考虑环境污染、资源配置的新型汽车制造模式，目的是使节能汽车的制造过程――从产品设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的完整生命周期中，对环境的污染最小、资源配置最合理，以人与自然和谐相处为基本出发点。[2]
3.1.2.节能汽车的绿色汽车制造设计需要减少资源损耗
在节能汽车的绿色汽车制造设计中尽量选择高强度、轻重量的原材料及零部件有利于实现汽车轻量化设计，减少汽车使用过程、制造过程中的资源消耗。如汽车报废处理、原材料再利用或可降解、零部件重新使用等方面，注重汽车的可拆卸设计、可回收利用、再制造设计，可以降低报废汽车对环境的污染，减少资源损耗。
3.2.节能汽车的绿色汽车制造技术中的绿色工艺
节能汽车制造过程中的工艺方案不同严重影响生产对资源的损耗程度和对环境的影响大小。节能汽车的绿色汽车制造工艺应根据制造系统的需要，应用原材料和能源损耗最小、废弃物产生量最少、毒性小等工艺方案，并不断研究更优化的工艺路线。
3.3.节能汽车的绿色汽车制造技术中的层次分析法
由美国的运筹学家t.L.Saaty提出的analyticHierarchyprocess，即层次分析法是针对定性问题进行定量分析的一种高效、便捷的多标准决策方法。基于aHp的节能汽车制造原材料选择法是有目标层、标准层和措施层组成的。基于aHp的节能汽车制造原材料选择法是突破绿色贸易堡垒的重要需要。在包括环境进口附加税、绿色技术标准、绿色环境标准等的要求下，原材料环保节能纳入汽车制造业的国际贸易中。基于aHp的节能汽车制造原材料选择法的目标层是选择绿色原材料，标准层提供了选择的准则。主要由t：采购、制造周期，Q：原材料和整车的质量，C：成本，S：客户满意程度，R：资源消耗量，e：对环境的影响程度组成。[3]
3.4.节能汽车的绿色汽车制造中的绿色处理
延长节能汽车的使用周期和降低使用中的能源浪费、环境污染可以减少汽车报废后的处理工作，提高资源利用率，使对环境的负面影响降到最低。节能汽车的绿色处理一是在生产过程中尽量回收流失的原材料和废物，用处理技术将它们返回到生产中。二是在节能汽车的生命周期结束后，采用绿色处理技术进行回收再利用，使资源利用率得到最大化。
4.结束语
节能汽车制造业是一个高投入、高产出、结群式的生产机构，节能汽车制造业的生产方式影响着众多行业和产业的发展，其工业产值在国民经济中占重要地位，甚至足以动摇国民经济的走向。发展好绿色汽车制造技术在节能汽车制造应用，有利于拉动着一大批工业部门的生产脚步。
参考文献：
[1]李萍.浅谈汽车绿色制造的发展趋势[J].机电产品开发与创新.2011，21（03）：19-21
[2]刘瑞军，史立伟，葛云勇，宋美玉，王维新.基于绿色制造技术的汽车部件设计初探[J].机械设计与制造.2010，09（07）：17-18
[3]冉振亚，田龙，倪霖，杨超，曹文明.绿色汽车的开发前景[J].重庆大学学报（自然科学版）.2010，23（07）：36-37
绿色设计与制造篇9
【关键词】绿色制造;模具;先进制造技术
制造业是社会经济向前快速发展的重要支柱产业,制造业在将制造资源转化成产品以及随后产品的使用和废弃后的处理过程中,将会给生态环境带来了不同程度的污染。对于制造业来说,未来所面临解决的重大问题是如何减少资源的消耗和尽可能少地产生环境污染。因而绿色制造(greenmanufacturing)应运而生,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的负影响最小,资源使用效率最高[1-2]。绿色制造主要包括以下几方面内容:一是制造问题,包括产品生命周期全过程;二是环境影响问题;三是资源优化问题。绿色制造就是这三部分内容的交叉和有机集成。
模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品,是工业生产当中的基础工艺装备。它的生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。传统的模具设计过程一般仅仅需要考虑模具产品的基本属性,如模具的功能、质量、成本和寿命等等,而很少、甚至不考虑它的环境属性和对资源、能源造成的浪费。模具工业作为制造业的一个重要组成部分,并且在我国得到迅猛发展,因而在模具行业中提倡绿色制造尤为重要。
1模具的绿色制造
由绿色制造的概念可知,“绿色模具”不仅仅指在使用时对环境的影响小,还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏是最小的。因此,模具的绿色制造设计要求设计者在构思阶段就要优先考虑模具产品的环境属性(模具的可拆卸性、可再次回收性等等),然后再考虑原有应该考虑的模具产品应用的基本属性[3]。总的来说,模具绿色制造的整个生命周期包括绿色设计、绿色制造、绿色包装、绿色维护和绿色回收、再处理等阶段。
1.1模具的绿色设计:模具绿色设计对模具绿色制造有着非常重要的地位,这一步解决的好坏直接影响到最终利用模具加工产品的绿色生产问题。
1.1.1模具材料的选择:模具材料的选择是模具产品设计的第一步。模具材料的“绿色程度”对最终产品的“绿色性能”具有非常重要的影响。因此,绿色模具设计必须建立在绿色模具材料基础上。绿色模具材料应是低能耗、低成本的材料,尤其是少污染的材料;是易加工和加工过程中无污染或少污染的材料;是易回收处理、可重复多次使用或可降解的材料。比如,可选择优质镜面模具钢加工型腔,辅之以良好的抛光手段;直接用不锈钢材料来加工防腐的模具,以替代表面处理的方式。另外除在材料上选用不锈钢来避免使用电镀外,也可采用镍磷镀替代电镀铬,因为镍磷镀在对氯化氢气体的防腐上要优于电镀铬,且前者对环境的危害也要小于后者。
1.1.2延长寿命的模具设计:延长产品寿命是绿色制造的主要手段之一。对于锻造模具,在提高模具寿命方面已有很多的措施,如正确选择分模面位置、选择适当的飞边槽、选择合适吨位的锻造设备、在一副锻模上开设两个终锻模膛分别单独使用等。对于冲压模具,如冲压间隙值的合理选取、尽量压缩凸模工作部分长度、采用弹性卸料板、改进凸(凹)模的结构如采用一模多形、一形两用和拼装式模具来提高模具的利用率。对于注塑模具,如采用随形冷却水道可提高注塑精度和模具使用寿命;将模具型芯由整体结构改为镶拼式结构,可解决模具的变形问题,提高模具寿命。
1.1.3模具的可回收性设计:模具的回收性设计是指在模具产品绿色的设计初期充分考虑产品中所用各种材料的回收、再利用的可能性、回收处理的方法、回收性的技术经济评估以及回收性的结构框架设计等有关一系列问题。这样就可在后续生产中尽可能节约材料,减少浪费。因此,因避免或不要过多使用铜、铅等有害或对环境有重污染的材料;尽可能减少所用材料的种类;避免使用与现有标准循环再回收过程中不相兼容的材料;多使用无需特殊工具的连接件;设计时尽可能允许使用现有的一些可重复利用的零部件等。
1.1.4模具的可拆卸性设计:模具可拆卸性对于模具绿色制造来说是很重要的。当模具在使用过程中部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击磨损较大时,只需更换这部分零部件模具仍可使用。此外,有时只要更换凸、凹模即可实现一种新产品的生产。如果模具不具备可拆卸性不仅回造成大量可重复零部件材料的浪费,而且因废弃物处理不好导致严重的环境污染。因而在设计初期就要考虑模具结构易于拆卸,维护方便,这样就便于在后续回收处理中再利用。因此,在模具设计时应尽可能选择通用结构,以便更换;在满足强度要求的前提下,尽量采用可拆卸联接(如螺纹联接),不用焊接、铆接、胶接等;不用或少用过盈配合;采用组合模架。
1.1.5模具设计的标准化、规范化、系列化:无论是锻造、冲压模还是塑料模,都有必要向标准化、规范化、系列化方向发展,模具标准化是组织模具专业化生产的前提,而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。模具设计向标准化、规范化、系列化方向发展,便于采用和购买模许多规格的标准模架及其它标准件,而这些模架及标准件又可由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产,从而使有限的资源得到优化配置。另外,模具各结构单元的规范化、标准化,可使生产其的夹具数量大为减少,从而节约资源,并且加快了设计速度,缩短了设计周期,方便加工管理。
1.1.6模具cad/capp/cam一体化:模具cad/capp/cam是模具设计走向全盘自动化的重大措施。采用cad/capp/cam技术,可实现少图纸或无图纸加工和管理,一方面,节约用纸即节约资源和能源;另一方面,模具cad/capp/cam一体化也为并行工程的实现提供可能,可缩短模具设计与制造周期,提高模具研制的成功率及模具质量。
1.1.7模具的绿色并行工程:绿色并行工程是现代绿色产品设计和开发的新模式,它的核心是并行一体化设计,强调产品设计及其相关过程同时交叉进行,即在设计阶段就要考虑整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有环节和因素,如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。因此,涉及产品整个生命周期的各个部分的小组成员必须协同工作。对于模具设计,不但需要模具设计小组成员之间进行讨论,协调产品的设计任务,而且其他部门如工艺、制造、质量等小组也要参与产品的设计工作,对产品设计方案提出修改意见等,从而使得整个模具设计工作一次成功。
1.1.8其他绿色设计:锻造、冲压车间是机械工厂的高噪声车间之一。大量的锻压设备在生产运转过程中所产生的强烈噪声,危害工人的健康,影响了生产效率,干扰了环境的安宁。因此,在进行模具设计的时候,必须对噪声加以控制和消减。对于锻造设备,如使用排气消声器、用液压模锻锤代替蒸空模锻锤等等。对于冲压设备,消减声源噪声的措施有:用v带传动代替齿轮传动;以摩擦离合器代替刚性离合器;采用铸铁机身以增加压力机的刚性和减震能力;作好飞轮等回转体的动平衡等等。控制噪声传播的途径有在轴承和轴承座之间加弹性衬套;在压力机产生噪声的主要部位加盖隔声罩;采用具有油减震器的无冲击模架等等。
对于注塑模具,浇道设计上要注意浇道凝料与塑料制品的体积比率,一般应小于30%。如果达不到,就要考虑进一步优化浇道设计和调整型腔数量,或者采用热流道技术。热流道技术在塑料原料的节约上有突出的优势,在产品价格竞争日益激烈的今天,这一点尤为重要。因此近几年该技术的应用得到快速普及。
1.2模具的绿色制造工艺:在模具绿色制造过程中,采用绿色制造工艺也是实现模具绿色制造的一个重要环节,它是一种既能提高经济效益,又能同时减少环境影响的工艺技术。近来年,随着先进制造技术在模具行业的推广,模具行业也向着绿色制造工艺方向努力。目前,在模具行业中应用的较为典型的先进制造技术有:
1.2.1快速原型制造(rapidprototypingmanufacturing,rp&m)[4-5]:
快速原型制造是一项集计算机、激光、数控及精密传动等技术于一体的先进制造技术,其在原理上突破了传统加工技术采用材料“去除”的原则,而采用材料“逐层堆积”的原理,能根据产品的cad数据,快速地制造出具有一定结构和功能的原型,甚至产品,由此可有效地加快新产品的开发速度。而以rp&m原型作母模来翻制模具的快速模具制造技术,进一步发挥了快速成型技术的优越性,可在短期内迅速推出满足用户需求的产品,大幅度降低新产品开发研制的成本和投资风险,缩短了新产品研制和投放市场的周期,在小批量、多品种、改型快的现代模具制造模式下具有强劲的发展势头。
1.2.2虚拟制造技术(virtualmanufacturing)[1]:
虚拟制造是对制造过程中的各个环节,包括产品的设计、加工、装配,乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模,形成一个可运行的虚拟制造环境,以专门的虚拟软件技术为支撑,借助高性能的硬件,在虚拟制造环境中生成数字化产品,实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验,从而缩短模具产品的设计与制造周期,降低开模的开发成本,提高快速响应市场变化的能力。
1.2.3高速切削(highspeedmachining,hsm):
高速切削在模具领域的应用主要是加工复杂曲面[6],其中高速铣削(也称为硬铣削,hardmilling,hm)可以把复杂形面加工得非常光滑。加工表面粗糙度值很小、浅腔大曲率半径的模具完全可用高
速铣削来代替电加工;对深腔小曲率半径的模具可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工,而电加工只作为精加工。这样可大大节约电火花和抛光的时间以及有关材料的消耗,这对保护环境的贡献是不言而喻的。同时,极大地缩短了加工周期,提高了加工效率,降低了加工成本。
1.3模具的绿色包装:模具的绿色包装是模具销售过程中涉及到的绿色问题,它着重从保护环境的角度出发,尽可能使模具产品进入销售、使用、废弃的物流过程中,其对环境资源消耗和废弃物产生量最小。模具的绿色包装主要包括三个方面的内容:模具包装材料的选择、模具包装结构和模具包装材料的回收。具体来讲,第一方面就是在模具远程配送过程中,在不影响包装强度的前提下尽可能使用一些常见的木制材料(如合成板),这是由于模具产品不同于其他一些精制产品,它不太注重产品的外包装精美问题,只关心产品的内在保护质量。第二方面就是要合理设计包装箱内部结构,从而简化包装复杂度。即多个零件尽量在一个包装箱中放置。同时,为了避免零件之间在运输过程中互相摩擦造成磨损而影响模具产品表面质量,可在其中多放置一些软性材料来隔离。第三方面就是要在包装箱上注明包装材料的可回收性标志及回收处理方式。如果用户不能处理或难处理的,可注明可寄回原处处理,并给予一定的经济补偿。这样的处理表面上看会使初期的成本可能有所增加,但从长远来考虑,这也是节省成本的好方法。
1.4模具的绿色维护:在模具的使用过程中,由于其特殊性,要经常进行模具的修模工序。因此,同模具绿色制造过程一样,修模过程也需要进行绿色处理。比如,在进行尺寸修模时,尽可能进行人工修护,少用或不用机加工;少用或不用有害溶液对模具进行表面处理,如盐酸或甲醇等;在维护模具表面硬度方面,尽可能减少热处理工序等等。
1.5模具的绿色回收、再处理:由于新产品的不断开发以及产品更新换代的步伐不断加快,旧产品模具必将被逐一淘汰。如何对废弃模具进行回收处理,这是目前一直困扰模具行业无法得到解决的问题。提出模具绿色制造问题,很大一部分原因就是要有效地解决这个问题。如果模具在设计和制造阶段就采用了绿色概念,则后续的回收处理就比较简单,即只需根据模具的具体磨损情况,有针对性地进行拆卸,取其可用部分,进行适当修护加工,就可应用到新模具产品上,而剩余部分则可作废料处理。
2结语
绿色制造能使产品生命周期内的环境影响达到最小,并能充分合理地利用资源,是21世纪制造业重要的发展方向,也是人类社会得以可持续发展的主要因素之一。模具设计和先进制造技术与绿色制造的有机结合结合是模具工业的发展必然,并将大大加快模具行业前进的步伐,真正实现高质量、少污染、短周期和低成本的目标。
参考文献
?[1]李伟主编.先进制造技术[m].北京:机械工业出版社,2005
[2]刘飞.21世纪制造业的绿色变革与创新[j].机械工程学报,2000,36(1):7-10
[3]朱伟,张质良,董湘怀等.模具绿色制造过程探讨[j].cmet.锻压装备与制造技术,2006,(1):18-21
[4]王广春,赵国群编著.快速成型与快速模具制造技术及其应用[m].北京:机械工业出版社,2004
绿色设计与制造篇10
关键词：面向环境制造；绿色设计
引言
现代制造业的快速发展在给人民物质生活水平带来巨大便利的同时，也给人们赖以生存的自然环境造成了极大危害，是引起当前环境恶化的主要原因之一。据统计，全球制造业每年约产生不少于55亿吨的无害废物和7亿吨的有害废物。
我国自改革开放以来通过吸引外商投资方式，同时兼具有廉价劳动力和原材料资源等特点吸引了世界大批制造业流入我国，使得制造业得到迅猛发展，我国已赫然成为世界级制造大国，然而发达国家工业化过程中导致的环境污染也逐渐显现，使得自然环境急剧恶化，当前的资源紧缺、水质污染、垃圾污染等一系列问题已日益严重。在人类对环境保护日益重视的今天，我们必须寻求新型可持续性制造发展方式，寻求制造业发展与环境相协调的最佳平衡点，面向环境产品制造技术即是在此需求下被人们提出并逐渐得到认可。
1.面向环境产品制造相关概念
1.1概念
面向环境制造(mFe)，也称环境意识制造(eCm)或绿色制造，它是在保证产品功能、质量的前提下，综合考虑环境影响、资源利用效率的现代制造模式，它借助各种先进制造技术使产品在设计、制造、包装、运输、使用到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，资源利用率最高，能源消耗最低，实现企业经济效益与社会效益的协调优化。是人类可持续发展的基础，是制造业未来的发展方向。
区别于传统制造模式，面向环境制造模式实现了产品生命周期的真正闭环，它从产品的设计、制造、使用一直到产品报废回收的整个寿命周期对环境影响最小，资源利用率最高，以系统的观点考虑产品环境属性，改变以前的末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使产品在保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等特性的同时要满足环境目标的要求等。
1.2原则
根据面向环境制造定义，结合制造业产品设计及制造过程，面向环境制造具有以下内涵：1)优良的环境友好性，即产品在生产过程中对环境无害或影响甚小，这就要求企业在生产过程中选用清洁的原料，清洁的能源，清洁的工艺过程，生产清洁的产品。2)最低限度地使用材料资源。绿色产品应尽量减少材料的使用，尽量避免使用有毒、有害材料。这就要求在设计产品时，在满足产品功能的前提下，尽量简化结构，科学选材，并使零件材料最大限度地回收再利用。3)最大限度地节约能源。生产过程中所耗能源最少，尽量选取清洁能源。
2.企业实施绿色制造技术的方法及途径
企业实施绿色制造的关键是技术设计及企业的管理，采用双管齐下的方法使得面向环境化生产渗透于企业产品的整个制造过程，并持续不断的改善创新，使环境化制造的水平不断提升。
2.1企业管理
（1）企业领导必须接受这样的观点，推行绿色制造可以降低风险，改善企业形象并提高企业的经济效益，并有明确的承诺，倡导在企业中始终贯彻与实施绿色制造的精神与理念，如果推行绿色制造没有得到企业领导的强调与重视，要完全实施绿色制造的机会就很小，或者难以落到实处。
（2）建立相关环境保护体系、文件，重视全员绿色意识教育。以便于在开展各项活动中兼顾环境影响。使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别，并积极采取措施加以预防和有效处理，使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。
（3）转变观念，树立良好的环保意识。实现从“资源浪费型”向“资源循环型”消费观念的转变，改变企业的经营观念和消费者的消费观念。
（4）职能部门角色的变化。在企业设立环保部门，主导并开展企业经营活动中的环境政策方针的贯彻，定期对企业环境体系进行审查，实施过程进行环境体系评价，指导企业生产经营活动中的环境化活动运行。财务部门需更新核算方法，采用包括环境成本、环境风险和环境效益全成本核算法。生产部门及时进行物料、库存控制和废弃物分离，加强废物审计，及时发现污染源，并反馈环保部门采取整改措施。营销部门需更新经营策略，建立回收废弃产品渠道，让用户接受绿色产品并协助解决环境污染问题。
（5）教育与培训。现有的企业对员工的教育培训缺少在关于环境保护的内容，力度不足，为促进绿色制造的顺利实施，管理部门需指定效应的培训方案以提高企业职工的环境意识和环保知识水平。
2.2绿色设计
绿色设计是绿色制造技术的核心，是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如：可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等)，并将其作为一个重要的指导原则。在设计过程中使产品结构设计、材料选择、制造工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈，从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。
（1）结构设计。结构设计的原则是在满足产品的使用功能、质量等要求的前提下尽量简化产品结构，使得产品用原材料尽可能减少、加工工艺简单、易于制造且制作过程耗能低、容易回收再循环使用等特点。
（2）材料选择。指在产品设计的选材上尽量使用绿色环保材料，选择无污染或少污染，易回收的材料。为此，一是要多开发绿色材料，并建立绿色材料库；二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
（3）制造工艺设计。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
（4）绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理，一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计，如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法；二是发展绿色再制造技术，如再制造加工、过时产品的性能升级等。
3.结束语
在大力倡导环保主题的今天，基于可持续发展观点的面向环境制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。它符合人类与环境相协调发展的时代主题，未来有着广阔的发展前景。
参考文献：
[1]刘志峰，张雷，等.环境意识制造[m].北京：人民邮电出版社，2010