l 綠色制造的概念

    制造業(yè)在將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的制造過程中，產(chǎn)品在其使用和廢棄處理過程中，都會產(chǎn)生廢棄物。由于制造業(yè)涉及范圍廣泛，因而其對環(huán)境造成的影響可想而知，如圖l所示。可以說，制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財富的支柱產(chǎn)業(yè)，另一方面又是環(huán)境污染的主要源頭。

    20世紀80年代以來，隨著全球性環(huán)境污染和生態(tài)破壞的日益嚴重。一些發(fā)達國家在經(jīng)歷了幾十年的末端治理之后，重新審視了它們的環(huán)境保護歷程，發(fā)現(xiàn)雖然在大氣、水污染控制和有害廢棄物處置方面取得了顯著進展。但仍有許多環(huán)境問題令人困擾，如全球氣候變暖、重金屬和農(nóng)藥等污染物在環(huán)境介質(zhì)間的轉(zhuǎn)移等。人們逐漸認識到，僅僅依靠開發(fā)更有效的污染控制技術(shù)所能實現(xiàn)的環(huán)境改善是有限的，關(guān)心產(chǎn)品和生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，依靠改進生產(chǎn)工藝和加強管理等措施來消除污染可能更為有效，于是提出了有關(guān)“綠色制造”的概念。

    綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的負面影響最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。而真正促使綠色制造走向市場，卻是多種因素共同作用的結(jié)果，如圖2所示。從當前社會積極實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的氛圍來看，綠色制造實質(zhì)上是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。

2 綠色制造的關(guān)鍵技術(shù)

    從“大制造”的概念來講，制造的全過程一般包括：產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、材料選擇、生產(chǎn)制造、包裝運輸、使用和報廢處理等階段。如果在每個階段都考慮到有關(guān)綠色的因素，就會產(chǎn)生相應的綠色制造技術(shù)。

2．1 綠色設(shè)計

    傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計，通常主要考慮的是產(chǎn)品的基本屬性，如功能、質(zhì)量、壽命、成本等，很少考慮環(huán)境屬性。按這種方式生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，在其使用壽命結(jié)束后，回收利用率低，資源浪費嚴重，毒性物質(zhì)嚴重污染生態(tài)環(huán)境，形成一個“從搖籃到墳墓”的過程。綠色設(shè)計的基本思想就是要在設(shè)計階段就將環(huán)境因素和預防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計目標和出發(fā)點，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的影響達到最小。從這一點來說，綠色設(shè)計是從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個生命周期，強調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點進行系統(tǒng)性的分析與評價，消除潛在的、對環(huán)境的負面影響，力求形成“從搖籃到再現(xiàn)”的過程。其與傳統(tǒng)設(shè)計的主要區(qū)別如表1所示。綠色設(shè)計主要可以通過生命周期設(shè)計、并行設(shè)計、模塊化設(shè)計等幾種方法來實現(xiàn)。

2．2 綠色材料選擇

    綠色產(chǎn)品首先要求構(gòu)成產(chǎn)品的材料具有綠色特性，即在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，這類材料應有利于降低能耗，環(huán)境負荷最小。具體地說，在綠色設(shè)計時，材料選擇應從以下幾方面來考慮。

    (1)減少所用材料種類使用較少的材料種類，不僅可以簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，便于零件的生產(chǎn)、管理和材料的標識、分類，而且在相同的產(chǎn)品數(shù)量下，可以得到更多的某種回收材料。

    (2)選用可回收或再生材料使用可回收材料不僅可以減少資源的消耗，還可以減少原材料在提煉加工過程中對環(huán)境的污染。寶馬(BMW)公司生產(chǎn)的z1型汽車，其車身全部由塑料制成，可在2O分鐘內(nèi)從金屬底盤上拆除。車上的門、保險杠和前、后、側(cè)面的操縱板都由通用公司生產(chǎn)的可回收利用的熱塑性塑料制成。

    (3)選用能自然降解的材料福州塑料科學技術(shù)研究所與福建省測試技術(shù)研究所已成功研制出由可控光塑料復合添加劑生產(chǎn)的一種新型塑料薄膜。這種薄膜在使用后的一定時間內(nèi)即可降解成碎片，溶解在土壤中被微生物吃掉，從而起到凈化環(huán)境的作用。

    (4)選用無毒材料在汽車和電子工業(yè)中，最常用的是含鉛和錫的焊料。但是鉛的毒性極大，所以近年來，已經(jīng)在油漆、汽油和其他諸多產(chǎn)品中限制或禁止使用它。

2．3 清潔生產(chǎn)

    相對于真正的清潔生產(chǎn)技術(shù)而言，這里所提到的清潔生產(chǎn)僅僅指生產(chǎn)加工過程。在這一環(huán)節(jié)，要想為綠色制造做出貢獻，需從綠色制造工藝技術(shù)、綠色制造工藝設(shè)備與裝備等人手。

    在實質(zhì)性的機械加工中，在鑄造、鍛造沖壓、焊接、熱處理、表面保護等過程中都可以實行綠色制造工藝。具體可以從以下幾方面人手：改進工藝，提高產(chǎn)品合格率；采用合理工藝，簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，謀求生產(chǎn)過程的廢料最少化，避免不安全因素；減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染物排放，如減少切削液的使用等。目前多通過干式切削技術(shù)來實現(xiàn)這一目標。

2．4 綠色包裝

    現(xiàn)代商品的營銷有五大要素，即產(chǎn)品、價格、渠道、促銷和包裝。而在重視環(huán)境保護的世界氛圍里，綠色包裝在銷售中的作用也越來越重要。消費者更是對商品包裝提出了4R1D的原則，即Reduce(減少包裝材料消耗)，Reuse(包裝容器的再充填使用)，Recycle(包裝材料的循環(huán)利用)，Recover(能源的再生)，及De-gradable(包裝材料的可降解性)。

    綠色包裝是指采用對環(huán)境和人體無污染，可回收重用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。首先必須盡可能簡化產(chǎn)品包裝，避免過度包裝；使包裝可以多次重復使用或便于回收，且不會產(chǎn)生二次污染。如在摩托羅拉的標準包裝盒項目方面，其做法是縮小包裝盒尺寸，提高包裝盒利用率，并采用再生紙漿內(nèi)包裝取代原木漿，進而提高經(jīng)濟效益。

2．5 綠色處理技術(shù)

    在傳統(tǒng)的觀念中，產(chǎn)品壽命結(jié)束后，就再也沒有使用價值了。事實上，如果將廢棄的產(chǎn)品中有用的部分再合理地利用起來，既能節(jié)約資源，又可有效的保護環(huán)境，這也正是有些文獻中所提到的綠色產(chǎn)品的可回收性及可拆卸性設(shè)計問題兒。如此一來，整個制造過程也會形成一個閉環(huán)的系統(tǒng)．最能有效減輕對環(huán)境的危害，這也正是與傳統(tǒng)制造過程開環(huán)特性最不同的一點，見圖3。上海交通大學就針對汽車開展了可回收性綠色設(shè)計技術(shù)的研究，與Ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題。

3 總結(jié)與展望

    綠色制造是一個復雜的過程，綠色意識也是一個長期的目標。要實現(xiàn)這一目標，在對各項行為進行監(jiān)控時就需要更多更好地考慮到環(huán)境屬性成本的問題。在未來的日子里，還有以下幾方面的技術(shù)需要進一步研究。

    (1)電子產(chǎn)品生命周期短，又難于回收。因此，有關(guān)電子產(chǎn)品的回收利用問題，依然需要進一步研究。

    (2)必須加強有關(guān)危險性材料和工藝工程的監(jiān)控。監(jiān)控時要能自動獲得有關(guān)過程、質(zhì)量及輻射程度的信息。

    (3)必須進一步開發(fā)以提高回收利用性、減少剩余量為目的的材料回收工藝及更有效的廢棄物管理系統(tǒng)。

    還必須增強有關(guān)風險、技術(shù)和環(huán)境的公眾意識水平；政府部門應該制定相關(guān)政策保護環(huán)境(例如：針對有關(guān)工藝和產(chǎn)品的輻射問題)。

    綠色制造需要我們改變過去的傳統(tǒng)，跳出末端治理控制的圈子，按環(huán)境規(guī)則辦事，從根本上杜絕污染。