时间:2023-12-01 10:11:33
导语:在绿色设计与制造的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
中图分类号:TQ3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)01(b)-0059-02
由于社会的不断发展,资源短缺与环境污染以及生态恶化的问题日益突出,而可持续发展的战略就是针对上述问提而提出的,也是社会经济发展的最终选择,当前已经作为我国的一项基本国策来执行。因为煤矿机械的产品不仅体积大,而且耗能高,污染也很严重,同时与水和空气,地表和土壤的关系非常紧密,因此在其设计阶段应该就充分地考虑到其所涉及到的资源问题和环境问题。而绿色设计注重的就是高效地利用能源与资源,以节能和降耗以及少污染为出发点,以此来实现煤矿机械绿色化设计。
1 煤矿机械实行绿色设计的内涵和意义
(1)绿色设计的内涵
绿色设计又被称为面向环境设计,这种设计的基本思想是指,在其设计阶段就把预防污染与环境因素的相关措施融入其产品设计,把产品的环境性能列为其设计目标与出发点,目的是降低其对于环境的污染。就工业设计来讲,其绿色设计的关键是Reduce和Recycle以及Reuse,翻译过来就是节约和回收以及再制造。其实质是不仅减少能源与物质的损耗,减少排放有害物质,同时还需要加强产品与零部件的回收再利用。当前国内外绿色设计研究的主要内容集中在产品生命周期设计与管理,同时还有环境影响的评价和经济成本的分析,模块化的设计方法与公理性的设计方法。
(2)绿色设计的意义
绿色设计是比较先进的一种设计方法,其能够满足煤矿机械设计的一些要求。通常绿色设计是指利用生产产品过程中的各种中技术和环境协调,同时还包括经济性等信息内容,保证其所设计的产品不仅具有先进的技术,而且具有经济合理的优势,同时其环境协调能力也比较好的一个过程。而煤矿机械的绿色设计可以实现煤矿机械全部开发周期里相应产品的技术性和经济性,以及维护性与可回收利用等特性的保存,使其所设计煤矿机械类产品能够满足用户和环境多种需求。所以,很有必要在煤矿机械的设计之中引入此种绿色化设计方法。
2 煤矿机械的绿色设计
传统煤矿机械的产品设计如图1所示,此种设计仅仅考虑其功能的合格与否,而对于其使用材料对环境造成的影响考虑不多,也很少涉及已使用产品的回收利用问题。相反,煤矿机械绿色设计就不再使用传统设计中从摇篮至坟墓的方法,而是重视产品的生命周期,实现产品从摇篮至再现的设计。从煤矿机械设计的内容来看,其主要包括绿色CAD的设计和其一般设计的原则。
(1)煤矿机械绿色CAD的设计
当前CAD/CAE技术已经被广泛应用在工业产品的设计之中,在其具体设计之中,首先要做的是运用CAD技术设计出一种参数化产品的模型,接着运用CAE技术对上述模型进行分析,分析的主要内容是模型结构和模型的强度与刚度,同时还包括对于模型的工艺分析。当前不少三维的CAD软件都使用了对CAE的集成方式,其好处是可以借助此类模型,以及单独CAE软件对煤炭机械工作环境进行模拟,对其强度和刚度以及抗冲击能力进行模拟性试验。借助CAD/CAE技术可以达到少用纸或者不用纸的效果,可以实现各个部门对零件模型的共享。另外CAD/CAE技术搭建平行设计平台,进而增强产品设计的效率,从而也使得设计周期的缩短和对产品进行绿色分析成为可能。
(2)应遵循的主要原则
①选材的原则
煤矿机械的绿色设计在其选材过程中需要注意以下原则:第一,优先选择的原则,其主要选则的对象是可再生的材料和回收材料,能降解的材料等。第二,能够进入针对材料环境的负担情况进行分析的数据库,或者是相应专家研究的系统,对与之相关的环境数据和相关知识展开相应的研究,以便为相应的评价体系可以提供相关理论信息,此评价体系主要涉及材料环境兼容性能和协调性方面的内容。第三,加强对材料绿色特性的评价方法进行研究,其具体内容是指从原料至成品和从成品至产品,同时还有从产品至报废物资,主要是此三个过程中所涉及能源和资源,同时还有其环保性能内容的评价等。
②设计中的可拆卸原则
煤炭机械实现有效回收利用非常重要的一个原则就是可拆卸性,其具体指的是产品在设计阶段就将其可拆性作为产品设计目标之一。煤炭机械的产品有机体积庞大和加工复杂,零件众多和结构复杂的特点,因此在其设计之前就应该充分考虑其结构因素,以此来增强其产品可拆卸的性能。具体来讲,煤矿机械类产品可拆卸的内容主要有拆卸产品和拆卸工艺,同时还包括拆卸系统等内容。而煤炭机械的绿色设计过程需要遵循的原则主要包括:容易拆卸和分开,尽可能的对拆卸过程中的工作量进行降低,对零部件多样性和产品预测结构进行降低。此外还有一种减少拆卸的工具种类与简化其操作程序的方式,就是在其拆卸的部位减少其紧固件的数量,从而在拆卸时可以达到省时和省力的效果。再次,煤矿的机械产品在其材料选择上需要便于分类和分离,在产品的设计中需要选用的材料种类要少,同时要考虑到所选材料之间的兼容性。
③设计中的可回收利用性
就煤矿机械的可回收与再利用来讲,其主要是指在产品设计过程之中,需要充分地考虑多种因素,主要包括零部件的回收可能性和价值大小,零部件回收处理方法和其结构工艺的性能。通过对以上问题的周密考虑,以此来确保其相关产品的零部件和其再利用的性能得到保障,所以这种过程对环境的污染将会非常小。而就煤矿机械类的产品来讲,其能够回收和再利用的性能主要包括了可以实现循环利用的材料和标志,可以实现回收利用的工艺和方法,可以实现回收处理的结构工艺和经济性能。
④设计中产品的成本最低原则
绿色设计产品的成本分析和传统的成本分析有所不同。由于煤矿机械产品在其绿色设计的初期就已经开始开始对其产品再次利用的性能展开考虑,所以对其成本分析的过程中充分地考虑到其污染物替代和产品拆卸,产品的重复利用和环境中的成本等内容。但就煤炭机械活动而言,其与环保费用相关的内容也能对产品成本的差异产生重要影响。而在绿色设计决策的过程中,成本分析是一项非常重要的内容,以此来保证其设计产品不仅具有良好的绿色效果,而且能够使其成本降到最低。
3 有关煤矿机械绿色设计和制造的技术与实例
(一)煤矿机械绿色设计和制造的技术
绿色制造的技术指的是在产品制造的过程中,建立在产品产本和功能以及质量的前提下,运用能够综合考虑环境与资源因素的一种制造技术,当前CAD/CAE技术和无切播的技术,以及超高速的加工技术和新刀具的技术都得到了迅速发展,上述技术的运用大大降低了产品制造的人力投入和资源投入,也对废弃物的排放有降低作用,运用此类技术可以实现煤矿机械的绿色制造圆满完成。
①虚拟制造
虚拟技术属于软件技术的一种,这种技术的发明把CAD/CAE技术以及CAM技术与生产管理的联系变得更加紧密,其最终能够提供一种强有效的仿真和建模环境,从而让产品规划与设计,以及产品的制造和装配都能实现网络化,同时还能对产品生产过程给予必要支持。虚拟制造的概念与内涵主要包括虚拟开发和虚拟生产,同时还囊括了虚拟企业的内容。此处所讲虚拟制造的技术主要指的是虚拟性生产。把虚拟制造的技术融进煤炭机械的生产之中,能够在很大程度上提高生产效率与产品的质量,缩短试制与实验的流程,减少企业生产的成本。
②煤矿机械相应产品再制造
工程再制造的内涵,指的是其用机电产品的全寿命周期的设计与管理作为指导,从而实现使废旧的机电产品在性能方面得到提升的目标,建立起优质、节能、高效、环保、节材的准则,运用先进技术与产业化的生产这种方式,对废旧的机电产品展开修复与改造,对这一系列的技术措施与工程活动进行总结,就是产品再制造。再制造并不是指对废弃物的简单利用,实际上是用先进成熟的表面的工程技术作为支撑,能够同时实现准确地恢复尺寸和显著提升其性能的目的,最关键的是资源利用的效率要高,对于能源的消耗要少,达到节能环保的目的。
(2)矿机械绿色设计和制造的案例
下文将以悬浮式液压支柱(其结构见图2)绿色设计和制造为例,展开对煤炭机械绿色设计和制造的分析,如图2所示,其所采用的原理属于柱塞悬浮式的原理,所以其支柱安稳性能和承载力,同时还有抗偏载的能力都有较大程度的提升。另外此种设计的支柱与当前单体的支柱相比,其重量可以减轻15%还多,并且其使用的过程也非常简单。此外由于其工作行程的增大,其支柱的回收率也得到很大提高。从图中我们可以看出,三用阀处于手把体上,所以其不会因为活柱升高而升高,其操作的安全性能较高。通常液压支柱所采用工艺是镍-磷镀层的工艺,水平较为先进,其工作的介质有井下水,所以可以确保煤矿工作的环境和地下水免受污染。
图中所示设备主要采用绿色设计的方法展开设计,其主要运用悬浮式和密封涨紧的原理,所以就使支柱的各种性能都得到了提高,这就展现出绿色设计先进性的一面。就其绿色设计的成本来讲,图中所示设备的结构非常简单,所以就达到了大幅度地降低成本的效果,此外由于其零部件得到减少,也使其产生故障的概率得到了大幅度的降低。另外一方面,其产品的绿色设计中抛弃了传统的理念,也就是先污染后治理的理念,其在工程设计中最大程度地降低了其产品对于环境的污染。而就单体支柱来说,因为其工作介质是乳化液,所以其给煤矿工作的环境和地下水带来了一定的污染。但是图中设备主要运用井下水为工作介质,这样就可以避免乳化液污染环境。最后,图中所示设备无焊缝的设计也在很大程度上降低了此过程之中有害的气体对于人体的危害。其所有的连接都是用方钢丝进行连接,其安装过程与拆卸过程十分便利,有利于维修过程的展开。
该述的事例说明了煤矿机械的绿色设计和制造不仅有利于产品技术性能的提高和成本的降低,而且能够减少对环境的污染,社会和环境效益也较为良好。
4 结语
该文主要通过对煤矿机械的绿色设计进行论述,使读者能够对于其基本内涵和具体技术以及实施原则有一定了解,希望对于煤炭机械绿色设计的工作人员有一定启示,另外对于相关操作还需要在工作中进一步总结和提高。
参考文献
[1] 武传芳.煤矿机械绿色设计与制造技术浅析[J].中国高新技术企业,2013(17):89-90.
[2] 王昱.浅谈煤矿机械的绿色设计及制造[J].科技致富向导,2012(14):276.
关键词:齿轮加工车床;绿色设计评估;制造技术
1.数字控制技术在齿轮加工机床中的应用历程
1.1 数字控制技术概述
目前最先进的数字控制技术具有非常强大的控制功能,基于主菜单和数字控制技术的有机结合与源函数,通过智能软件技术与微电子技术,引进和彼此结合的多个领域,相互渗透,从而给新兴的数字控制带来了强大的生命力。但在这一过程中,也可能面临多项技术的简单的、不集中的相加,这也给当前数字控制产生了不少困难。研究发现,数字控制技术在信息、计算机、齿轮加工机床、微电子技术等领域中可以寻求到最佳匹配。现在的数字控制产品的发展是一个系统,智能化和小型化,确保齿轮加工机床的数字控制技术的使用,能够很好地满足安全生产的要求,劳动强度和最终的救援人员,有效改善矿区生态环境,以实现节约生产能耗的可持续发展目标。
1.2 齿轮加工机床中数字控制产品
伴随着全球资源日益紧缺,各国对能源问题的越来越关注,作为我国战略资源不可或缺的成员,其开采的重要性可见一斑。如今,伴随着越来越先进的数字控制产品应用到齿轮加工机床中来,企业的开采效益越来越高。如今,以计算机控制为主的国产供电设备、提升机、电牵引采煤机、掘进机和输送机等齿轮加工机床都具备了全程监控、自动报警、图景扫描、信息控制等先进功能。这使得在我国的齿轮加工机床管理工作中,数字控制产品的应用尤为广泛,也确保了开采工作中的高安全性、高效益性与高技术性。
2.齿轮加工机床的设计环保性评价
2.1 绿色设计建模一般程序
(1)明确产品定义。建模前必须明确系统及其分系统的构成、功能、故障判断等。通过建立功能框图可以帮助明确产品的任务定义。功能块图是基于对各级系统的静态分组功能,阐述了系统的各个子系统的功能和系统的数据和功能之间的关系(信息)的过程。功能框图或功能流程图是绘制设计环保性框图的基础。
(2)绘制设计环保性框图。设计环保性框图是以图的形式逻辑地描述系统正常工作的情况。设计环保性框图应正确描述系统每次完成任务时所有单元功能组之间的相互关系,绘制时应充分了解系统的任务和寿命剖面。建立系统设计环保性框图的基础是产品的原理图和功能框图。在最终的设计环保性框图中,所有方框均应要求以串联、并联、旁联或其他组合形式连接,每一方框均只对应一个功能单元,并进行标记。
(3)建立设计环保性模型。设计环保性模型用于表达设计环保性框图中各功能单元的设计环保性与系统设计环保性之间的函数关系。常用的设计环保性模型包括串联系统、并联系统、混联系统、复杂系统等。工程中最常见的设计环保性模型是串联系统和并联系统。
2.2 串联系统
当组成产品的每个单元都正常工作,产品才能正常工作的模型称之为串联系统,其设计环保性框图如图 1 所示。
图1 串联系统的设计环保性框图
设第 i 个单元的环保度为 Ri(t),则系统环保度
R(t) = ∏ iR1R(t) (3-1)
串联系统的环保度等于各单元的环保度的乘积,单元越多其环保度越低。在机床系统中,各单元大多数都是独立的,从设计环保性逻辑关系上讲,各单元的故障概率是互不影响的,因此在计算系统环保度时一般用设计环保性乘法法则来处理。很多电子产品和机电产品的寿命都服从指数分布,其环保度为:
Ri= e (3-2)
整个产品的故障率为:
λ=∑i1λ (3-3)
可见,串联系统的环保度是各单元环保度的乘积,单元越多,产品越复杂,其环保度越低,从设计方面考虑可从以下三个方面着手改进:首先是最大化降低串联单元的数量,优化设计工作;其次就是加强单元环保度,尽可能减少其出现故障的概率;最后即缩短工作时间。其中简化设计是提高串联系统产品的最重要途径。
2.3 并联系统
组成产品的所有单元中只要有一个正常工作,产品就能正常工作的模型称之为并联系统。其设计环保性框图如图 3-2 所示。
图 2 并联系统的设计环保性框
设第i个单元的环保度为Ri(t),则系统环保度:
R(t) = 1-∏i[1-Ri(t)] (3-4)
并联系统是贮备系统的一种情况,对于任何一种高性能的复杂产品,为了提高产品的环保度,可以采用的方法有两种:一是提高零部件的环保度,但这样会使成本过高;另一个办法就是增加产品中部分或全部零件作为贮备,这样即使某一零件失效也不会导致产品失效,只有所有的贮备零部件全部失效才会导致产品发生故障,这就是并联系统。但在实际设计中,并联系统数目太多也会导致产品设计环保性降低。
3.提高齿轮加工车床精度的制造技术分析
3.1 精度建模一般程序
关键词: 绿色制造 绿色人才 培养模式
绿色制造融合到企业研发、设计、制造、物流、销售等各个环节中,拥有维持企业日常运营活动的绿色制造能力的人才成为关键,称之为“绿色制造人才”。但此类关键的“绿色制造人才”目前在各行各业里是极度稀缺的资源,成为绿色制造、可持续性发展的制约因素。高校是人才培养的摇篮,要打破绿色制造人才缺乏瓶颈,只有从高校人才培模式改革着手,为绿色制造人才培养出一份力,为社会可持续发展做应有贡献。
1.绿色制造概念与内涵
绿色制造(Green Manufacturing)是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响极小,资源利用率极高,综合效益最大,并使企业经济效益和社会效益协调优化。该定义体现出一个基本观点,即制造系统中导致环境污染的根本原因是资源消耗和废弃物的产生,因此定义中体现了制造、资源和环境三者不可分割的关系。绿色制造就是这三部分内容的交叉。
2.绿色制造理念人才培养模式
2.1通识人才与专业人才培养相结合
绿色制造人才培养模式:绿色通识人才与绿色专业人才培养相结合。所谓通识人才,指该类人才分别属于不同专业和学科,具有自身本专业的扎实专业知识,同时了解绿色制造基本常识和理论,具有“绿色理念”的人才根据自身专业在不同岗位上工作。所谓绿色制造专业人才,指具有扎实绿色制造专业知识,专门从事绿色制造工作的专业人才。
绿色制造原材料获取、设计、制造、装配/包装、运输、使用、报废、回收、再制造和处理等过程,是一个多学科融合的“大制造”。全面推进绿色制造需要从产品的研究开发、设计、原辅材料的采购、物流、制造工艺、包装、运输、销售等各个业务环节全面配备绿色制造人才。所以绿色制造理念的培养要从通识人才培养开始,不限专业和学科,培养具备“绿色”理念的人,从高校开始最后实现整个社会人人心中具备绿色理念。在这样一个大环境下,绿色制造才能顺利开展,相关政策更容易制定和实施,相关产品更容易被接受。如目前国家倡导的再制造行业,因人们心里对再制造不理解,所以尚且无法接受再制造产品。
2.2绿色理念人才培养方法
针对目前高校尚未开设绿色制造人才培养专业,在现有培养方案基础上稍做修整,实施课堂渗透、专题讲座、开设选修课、节能减排大赛、毕业设计五种途径相结合的绿色制造人才培养模式,这5种途径是循序渐进的过程。
2.2.1课堂渗透
现有课程开展中并没有专门的绿色制造课程,教师在课程教学中要能实时贯穿绿色制造理念。在《机械设计》课程教学中,向学生讲授绿色设计方法,产品性能的70%~80%是由设计阶段决定的,绿色设计是从源头解决问题的最有效方法。要求设计产品可回收、低污染、省能源,从产品结构、材料选择、环境性能、资源性能多方面评估设计方案。绿色设计方法模块化设计、生命周期设计、轻量化设计、基于TRIZ的绿色设计等方法。在《机械设计课程设计》中,鼓励学生应用ADMAS、ANSYS、Proe联合仿真进行轻量化设计,减速器设计的绿色性分析。节能无小事,任何一个零件减重1千克,整个设备减重可能会是惊人的值,能耗减低将大大降低。在《机械制造工艺学》课程教学中,引导学生在工艺规划中进行工艺资源消耗与环境影响状况分析,尽可能选择环境污染小、能耗低的工艺路线和加工方法,满足工艺规划决策目标。
2.2.2专题讲座
课堂教学毕竟有规定的授课计划,对绿色制造理念只能起渗透作用,无法深入讲解,因此可以针对绿色制造相关主题不定时开展学术讲座,一方面加深理解某些问题,另一方面提高学生的积极性。讲座可以是本校教师的科研课题,可以邀请企业人员进行绿色制造应用案例讲解,同时尽可能邀请绿色制造领域专家做学术报告。报告内容可以是新的研究称成果、也可以是新的方法,或者是新的政策解读等。如3D打印、《中国制造2025》规划纲解读、《工业绿色发展规划(2016-2020年)》、中美《巴黎协定》签订、《穹顶之下》纪录片的解读等都可以。通过讲座扩展学生知识面,同时有助于提高学生对绿色理念接受的积极性。
2.2.3开设选修课
课堂渗透或讲座开展都只是局部的,要形成系统的绿色制造理论体系,只有通过开展绿色制造专业课程实现。当然,在目前绿色制造专业尚未开设,各高校尚未足够重视绿色制造人才培养情况下,开设绿色制造课程是有些困难的,包括专业老师缺乏和人才培养方案修订问题,一时尚难实现。但是可以通过开设公共选修课的方式,开设绿色制造方面选修课,鼓励感兴趣学生选修,同时不影响学校总体培养方案。通过开设选修课,使部分学具备绿色制造系统的理论知识,当学生走上工作岗位后,在其自身岗位上能发挥出应有的作用。
2.2.4以赛、促学
理论学习只能是纸上谈兵,只要通过实践才能得到锻炼,所以要鼓励学生参加相关学科竞赛。国家每年主办有节能减排大赛,可以鼓励学生组队参加比赛,将理论知识应用在实践中,同时提高学生兴趣。
2.2.5毕业设计
毕业设计中要分配一部分绿色设计方面的课题,毕业设计是学生在校期间最后一个环节,可以鼓励个别学生选择绿色制造相关课题,课题可以是指导老师的研究课题,也可以结合企业实际需求开展研究,更鼓励学生直接参与企业绿色制造相关项目开展别业课题工作。
3.结论
3.1通过对我国高校现有绿色制造人才缺乏现状的分析,提出绿色制造通识人才与绿色制造专用人才相结合的培养模式,该模式适用当前高校人才培养体制,同时满足社会需要。
3.2针对绿色制造人才培养具体实施方法,提出课堂渗透、专题讲座、开选修课、学科竞赛、毕业设计五种途径相结合的培养模式,该方法具有很强适用性。
参考文献:
[1]刘飞,李聪波,曹华军,等.基于产品生命周期主线的绿色制造技术内涵及技术体系框架[J].机械工程学报,2009,45(12):115-120.
[2]叶平.响应时代要求培养绿色人才[J].中国高等教育,2011(Z1):19-21.
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.
关键词:绿色制造;机械制造;技术;类型
中图分类号:TD406文献标识码: A
制造业的发展对社会的进步与经济的增长起着非常重要的作用,同时也产生了一些负面的问题,其中最主要表现就是对能源消耗与环境污染这两个方面,给大自然造成了一定的破坏,影响了人类生存的环境。因此,绿色制造技术的应用对实现可持续发展具有非常重要的意义。
1 绿色制造技术概述
1.1 绿色制造的目的
绿色制造的基本思想就是综合考虑资源和环境的关系,从产品设计阶段就开始致力于防止污染,依靠先进的工艺、设备和严格的科学管理等手段,以有效的物流循环为核心,使废弃物最少,并尽可能使废弃物无害化,达到在产品的整个寿命周期内对环境的危害最小,资源利用率最高,从而实现人类生产的可持续发展。综合起来就是两个目的:资源综合利用和环境保护。
1.2 绿色制造的内容
使用绿色能源主要指无污染的自然能m,如风能、潮汐能、太阳能等;实现绿色生产包括绿色设计、绿色工艺、绿色设备、绿色包装、绿色标志等;制造绿色产品采用再生性好、易于回收或处理的绿色材料,制造能持续利用的产品。
1.3 实现绿色制造的途径
法律途径加强立法,强化宜传和教育.提高全社会的环保意识和观念;管理途径从产品的设计、生产和使用等方面加强环保管理;技术途径不断吸取机械、电子、信息、材料、能源等各领域的最新技术成果,从产品的设计、生产的规划、包装和营销等方面优化资源利用,防止环境污染。
2 绿色制造工艺技术的基本类型
2.1降低能耗型工艺技术
降低能耗型工艺技术是指一项在生产过程中能够降低能量损耗的工艺技术。目前,主要通过减磨、降耗或采用低能耗工艺等方法来降低能量损耗。众所周知,在机械制造过程中要消耗大量的能量,这些能量有一部分会转化成有用,另一部分在直接转化成能量的形式后会被消耗掉,而所消耗的这些能量总是伴随着一定的有害损失。如摩擦损失掉的能量会因磨损而影响加工精度;损失掉的能量还会引起振动和噪声,破坏工艺系统的安全性和可靠性,污染周围环境,甚至威胁到操作者的生命安全。
2.2节约资源型工艺技术
节约资源型工艺技术是指一项在生产过程中能够简化生产工艺系统组成要素,节约原材料消耗的工艺技术。节约资源型工艺技术可从设计和工艺两方面加以实现,在设计上,可通过优化设计技术、降低零件重量、减少零件数量等途径提高原材料的利用率。在工艺上,可通过采用新型刀具材料,降低刀具组成的消耗,增强刀具的使用寿命;采用干式加工技术,减小或取消切削液的使用,降低加工废弃物对环境的污染,节约资源;通过先进的优化毛坯制造技术对毛坯形状加以优化,减小加工余量,降低原材料消耗。
2.3环境保护型工艺技术
环境保护型工艺技术是指一项在生产过程中,通过一定的工艺技术将产生的对环境和操作者有影响的物质尽量减少或消除的技术。生产过程实际上是一个输入输出系统,当将各种加工过程所需要的要素输入系统中时,系统会将最终目标产品以外的物质直接输出,这些物质可能会对环境和操作者产生影响,甚至危害,如废气、废渣、废液、噪声等。加强机械制造工艺设计阶段的全面管理,增强末端治理技术,积极预防污染的产生是目前机械制造业消除环境污染,保护生态环境最为有效的方法。
3 绿色制造理念下的机械制造工艺分析
3.1遵循绿色设计理念
绿色设计几乎决定了产品生命周期的全部消耗,是机械制造过程中的重要环节。绿色设计是集产品质量、功能、寿命和环境于一身的系统设计理念,具有绿色性、并行性以及集成性等特点,要求设计产品在之前应将产品整个生命周期全过程的所有因素考虑在内,如产品质量,产品结构设计、工艺设计、包装运输设计、拆卸回收设计、报废处置设计等各个环节的产品环境属性,同时确保各个设计阶段相互协调,做出各阶段和整体设计方案的信息交流和反馈工作,以便能在设计研发过程中及时对产品进改进,从而促使产品设计达到最优化。绿色设计理念作为一种先进的设计理念,所考虑的因素不仅包括原材料的选择,而且还涉及到废弃物的处理,涉及到一系列的关键技术,而这些关键技术仍有待于今后的深入探讨。
3.2选择绿色原材料
要想制造出绿色的机械产品,必须选择绿色的原料,企业过去只注重经济效益,忽略材料对环境的影响和污染,使得生产出来的产品对环境污染严重,这违背了可持续化发展的目的。我们现在就要改变以前的老思想,选择新的材料,最好选择低耗能的无污染以及没有毒的高科技材料。企业不能只注重经济效益,还要考虑绿色效益,将原料的经济效益和环境效益协调发展。
3.3采用绿色工艺技术
3.3.1干切削技术
材料切削是机械制造中的一种基本工艺,通常通过在有切削液的情况下进行湿切削。然而这种湿切削技术既污染环境,又需要高额的投资费用,这与绿色制造理念完全不相符合,绿色制造理念下的干切削技术不仅具有降低生产成本、简化生产工艺,而且更无废液排放和回收等一系列问题。因此,在机械制造的加工过程中,常采用干切削技术来代替湿切削技术。
3.3.2少无切削加工技术
随着各种新技术、新工艺的迅猛发展,精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来,并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。采用这种技术代替传统的切削加工技术,对于不需要机械加工的成形件可直接使用,这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗,提高资源利用率,同时又能够缩短产品的制造周期,降低产品生产费用。
3.3.3快速原型制造技术
主要利用三维CAD的数据,通过快速成型机,进而将一层层的村料堆积成实体原型。与传统机械加工技术相比,快速原型制造技术可在无任何模具、刀具、夹具的情况下进行,并将任何复杂形状的三维实体和零件快速、准确、直接地制造出来。该技术不仅可以有效地降低制造成本,节约资源,还可以提高产品样件的制造速度,减少加工废弃物对环境的污染。
3.4采用绿色的机械产品回收技术
在之前的产品设计中,就必须考虑到产品的使用寿命完成后的回收利用,避免产品在报废之后对环境造成二次污染。基本的回收原则就是应用绿色的技术实现对产品的最大程度的绿色回收,这样既能节约能源,实现对原料的再生产,节省资源,减少产品的成本,减少对环境的影响,对于那些有毒的零件产品,企业要做到无污染的回收,再进行统一的无公害化处理。
4 结束语
总之,绿色制造技术正是采取从源头控制污染,有效地利用自然资源,减少环境保护的费用。可以预测,在不久的将来,绿色产品必将成为商品市场的主导产品,而绿色产品的制造技术则将成为工业生产行业的规范。
参考文献
[1]张安峰.绿色再制造工程基础及其应用[M].北京:中国环境科学出版社.2005.
[2]汪哲能.现代制造业的发展方向—绿色制造[J].装备制造技术,2010(03).
[关键词] 绿色制造 机械制造 可持续发展
一、绿色制造技术的特点
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,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,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点:
1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、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。绿色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。
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.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。
二、企业实施绿色制造技术的原则
实施绿色制造技术过程中,企业必须遵循以下原则:(1)依据ISO14001 的要求事项,建立、实施并不断完善环境管理体系,定期对体系进行评审,确保体系有效实施;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标,进行环境保护;(3)控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质,推进污染预防。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用,降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理,减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动,合理利用能源资源。
三、我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径
1.建立并遵守环境保护体系,重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系,并且致力于同ISO9001质量体系一体化,便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。通过建立环保体系,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。通过建立“善待环境”的工厂,谋求与地球环境、需求者、地域社会的共生,从而实现工厂与社会的可持续发展。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训,以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解,充分认识到绿色生产的社会责任。
2.注重绿色设计,实施绿色制造工艺技术。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源头,从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。
目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计,选择绿色工艺和设备进行加工,用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式,对材料进行标识,优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序是一种表示产品绿色程度的方式,主要是通过第三方采用随机抽样方法,由顾客对同行业同类产品的能耗、美感、安全、健康、警示、适用的性能、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析,将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑,但可作为顾客选购产品时的参考,因此也是顾客对企业产品满意度的一种体现,成为企业进行绿色改进的信息来源。
3.创新技术工艺,发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中,才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时,采用油基磨削液会产生油气、烟雾,使生产环境恶劣,而且磨削液的后期处理成本太高,要改善这种情况,可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗,节约了生产成本,而且还有利于降低对环境污染,有利于操作人员的劳动保护。
四、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绿色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。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究,重视绿色制造技术的应用,促进我国机械工业的可持续发展,推进我国机械加工企业的国际化成长。
参考文献:
[1]刘飞曹华军张华等:绿色制造的理论与技术[M].科学出版社,2005,1
(1)绿色设计
在绿色制造实施问题中,绿色设计是关键。绿色设计是在产品及其寿命的全过程的设计中,充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的性能、质量、开发周期和成本的同时,优化各有关设计因素,使得产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计。其基本内涵包括:
1)在产品设计的全过程中,产品的基本技术性能属性与环境资源属性、经济属性并重,且环境资源属性优先,相互协调发展;
2)在设计阶段应充分考虑产品在使用废弃后的可拆性和回收利用性;
3)提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任,即对大宗工业产品,企业不但要生产产品,同时,还应在可能的范围内,承担产品回收和再利用的义务;
4)它是对传统设计方法、设计理念的发展和创新,体现了人类对机械产品设计学科认识的深化。
(2)绿色材料
绿色材料是指在制备、生产过程中能耗低、噪音小、无毒性并对环境无害的材料和材料制品,也包括那些对人类、环境有危害,但采取适当的措施后就可以减少或消除的材料及制成品。选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。选择绿色材料的具体原则是:
1)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;
2)尽量选用低能耗、少污染的材料;
3)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)绿色工艺
采用绿色工艺是实现绿色制造的重要一环,绿色工艺与清洁生产密不可分。绿色工艺是指清洁工艺,是既能提高经济效益,又能减少环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削弱或消除危险废物及其他有毒化学品的用量,改善劳动条件,减少对操作者的健康威胁,并能生产出安全的与环境兼容的产品。绿色工艺的实现方式包括:
1)改变原材料投入,回收产品的再利用以及对原材料的就地再利用,特别是在工艺过程中的循环利用;
2)改变生产工艺或制造技术,改善工艺控制,改造原有设备,将原材料消耗量、废弃物产量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度;
3)加强对自然环境资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价,根据环境负荷的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。
(4)绿色包装
选择绿色包装材料已经成为研究热点,各种包装材料占据了废弃物的很大一部分。废弃的包装材料的处置给环境带来了极大的负担,尤其是一些塑料和复合化工产品,很多是难以回收和再利用的,有的降解周期可达上百年,给环境带来了极大的危害。因此,产品的包装应摒弃求新、求异,应简化包装,选择无毒、无公害、可回收或易于降解的材料及可反复利用的产品。并且应改进产品结构,减少重量,也可以达到改善包装,降低成本并减少对环境的不利影响。
(5)回收利用
产品的绿色处理即回收,在其生命周期中占有重要地位,正是通过各种回收策略,产品的生命周期形成了一个闭合的回路,最终通过回收又进入下一个生命周期的循环之中。其中包括:重新使用、继续使用、重新利用和继续利用。为了便于绿色处理,在设计中要主要考虑产品的材料和结构设计,如针对拆卸的设计方法。只有在产品设计的初始阶段就考虑报废后的拆卸问题,才能实现产品最终的高效回收。综上所述,绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现,也就是说,绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。说明绿色制造是制造业发展的必由之路,它将使传统的制造业发生巨大的变化,可为持续发展战略提供重要的保证。
2绿色制造发展现状及国内外发展趋势
(1)绿色制造技术发展趋势
当前,世界上掀起一股“绿色浪潮”,环境问题已经成为世界各国关注的热点,并列入世界议事日程,制造业将改变传统制造模式,推行绿色制造技术,发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术,生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品,如绿色汽车、绿色冰箱等,并用法律、法规规范企业行为。随着人们环保意识的增强,那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业,将会在市场竞争中被淘汰,使发展绿色制造技术势在必行。
(2)国外现状与趋势
国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。1991年日本推出了“绿色行业计划”,加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前,在一些发达国家,除政府采取一系列环境保护措施外,广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向,促进了绿色制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立,凡产品标有“绿色标志”图形的,表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求,对生态环境无害或危害极少,并利于资源的再生和回收,这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。如德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志,法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国家于1991年对产品实施环境标志,日本也于1992年对产品实施环境标志,新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。目前已有20多个国家对产品实施环境标志,从而促进了这些国家“绿色产品”的发展,在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。据相关数据显示,目前世界上“绿色产品”比例大约为5%~10%,再过10年,所有产品都将进入绿色设计家族,可回收、易拆卸和循环利用。也就是说,在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。
(3)国内相关研究的进展
我国在国家科学技术部和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究与探索。目前已完成了“清洁生产技术选择与数据库的建立”、“绿色设计技术发展趋势及对策研究”等专项研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研,在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系,同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究,并且开展了“环境绿色技术评价体系的研究”,以环境保护绿色技术评价体系为研究载体,建立制造业的绿色概念、描述方法和评价体系。在许多大专院校相继开展了全生命周期建模等绿色设计理论和方法的系统研究、针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究、废弃工业品回收研究工作、机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究、以及清洁化生产系统和体系结构及实施策略的研究等专项课题,并取得一定进展。国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍,为我国发展绿色制造技术奠定了基础。
关键词:绿色理念;机械设计制造;应用
引言
机械设计制造是工业设计制造的一部分,也是衡量我国工业发展状况的重要部分之一。机械制造的水平从某角度上看代表着一个地区,甚至一个国家的科学技术和经济发展水平,所以说,机械设计制造在我国经济发展中作用显著[1]。在过去,我国的机械设计制造企业大多不具有环保意识,不仅没有节约制造成本,还没有处理好生产过程中产生的废水、废气、废渣,导致资源浪费严重、自然环境遭到破坏,与此同时,也限制了机械制造业的持久发展。绿色理念是近年来出现的一种新型理念,既满足了人们的生活要求,又适应了时代的发展需求,因此,绿色理念在机械设计制造中广泛应用意义非凡。
1 绿色机械设计的基本概念以及内容
1.1 绿色机械设计的基本概念
机械设计是生产的第一项内容,机械设计的主要内容就是根据机械产品各个结构零件的原理,设计零件的尺寸、大小、形状等,以满足企业不同的生产需求,绿色机械设计的过程通常需要结合绿色、环保的理念,通过设计人员结合实际情况紧密研究,只有这样,才能确保机械产品日后运行正常、环保。
1.2 绿色机械设计的内容
总体上讲,绿色机械设计包含以下四点,其一,由于产品成本及性能的不断提高,所以绿色理念应当融入到机械制造的全过程而不仅仅是机械制造的设计环节。其二,绿色设计的目的是实现产品的可持续发展,所以设计者应当将机械制造产品的绿色设计要求作为重要约束条件,倡导无污染、无废物设计。其三,在机械设计制造过程中,要分析产品对环境可能造成的影响,并优化产品设计中的不利影响因素,设计循环使用系统以延长产品的使用年限,并降低产品在其生产、使用过程中的资源耗损,以最大的程度减少对环境污染,实现节能减排。其四,充分掌握绿色设计的核心内容,在降低能源消耗的同时,实现产品的循环利用与回收,减少机械维修、退换的几率。
2 绿色理念在机械设计制造中的重要性
随着人们环保意识的不断增强,我国机械设计制造行业不仅在绿色机械设计上的研究力度有增加,在绿色机械设计上的研究广度与深度也有扩展,绿色机械设计也被称作“自然环境设计”、“生态设计”以及“环保意识设计”[2]。在产品的开发与设计过程中,相比于现在的机械设计制造理念,过去的机械设计制造通常紧紧围绕着市场需求,设计者根据市场需求来设计产品的寿命、使用功能、特点之处,需要不断适应当下时代潮流进行反复修改,也就导致了设计时间久、产品生产后拆卸困难、产品回收利用可能性低等问题,且由于产品的无法回收,消费者在产品报废后就无法对其进行处理,在造成资源浪费的同时影响了环境。绿色理念在机械设计制造中的重要性表现在可以节约制造成本,降低能源耗损,并减少制造过程中三废(即废水、废气、废渣)的产生,使得我国的自然生态环境得到保护,我国的可持续发展得以落实。
3 绿色理念在机械设计制造中的具体应用分析
3.1 绿色设计中材料的选择应用分析
材料的选择是机械设计当中的重要一步,选材方面,最初的一点就是要保证材料的健康与环保[3]。过去的选材重点一直放在产品的环境属性及工艺性能上而没有注重材料的安全性,比如,在机械设计与机械投产过程中,可能会用到某些特殊材料,这些材料当中有的含有汞、铅等有毒化学物质,如果使用稍有不当,这些物质就可能会流出,而产品中的这些物质未来很容易造成动植物中毒及土壤、河流污染,换句话说,必定会对人体以及环境造成巨大的影响。因此,选材时必须再三考虑、谨慎小心,要保证参照以下三点要求:首先,必须满足机械产品的基本设计技能要求;其次,选择材料的形状、结构等都要能有实用性,即产品在使用后能紧密联系相关工艺;最后,选择的材料应当符合机械产品工作环境的要求,具备耐腐蚀、抗冲击、耐高温等最基本的材料性能。
3.2 绿色理念的机械设计应用
前期的设计方案是机械设计的关键所在,所以机械设计的主要内容为机械产品的设计理论,在具有设计理论的基础上,以先进的技术生产出高科技的产品,并充分响应国家可持续性发展策略,在不破坏自然环境的前提下节约生产成本[4]。绿色设计立足于综合角度,其主要要求的是产品的实用性、环境性以及经济性,因此,想要达到绿色设计的要求,机械设计就应当从以下三点进行应用:其一,进行绿色机械产品的成本及需求分析,在产品的设计初期,设计者必须在充分考虑完全回收再利用、污染物处理等问题后,再进行全方面合理设计。其二,要对机械产品的可拆装设计及循环利用设计进行分析,如果机械产品的可拆装性能得到改善,那么产品在使用者手中将更加方便、实用,不仅如此,还可以充分利用资源,降低资源浪费,节约成本,体现绿色设计理念。其三,建立完善的绿色机械设计数据库,通过数据库,设计者可以备份机械产品制造过程中出现的所有数据,包括机械设计中以及机械制造产生的费用及资源的耗损情况,对这些数据进行全面的、系统化的分析,一方面,可以促使研究者研究出更高效率的产品,另一方面,可以体现整个企业的缜密性,为绿色设计建立基础。
3.3 绿色理念与机械制造中的应用分析
机械制造在完成了机械设计之后才出现,所以,在绿色机械制造方面,要能以全局的角度对制造模式以及资源耗用进行考虑,在资源利用率达到最高的同时将产品的生命周期以及整个流水线内产生的负面影响减至最低是绿色制造的目标,也就是说,绿色机械制造要保证成本低、质量及可靠性高,并且各项功能完善。
4 结束语
综上所述,将绿色理念应用到机械设计制造中不仅是时代的要求,还是技术的革新,在绿色理念下设计出的机械产品具有非常重要的社会及经济价值,不仅有效地节约了我国机械制造的有限资源,贯彻了机械制造产品低成本、低耗能的中心思想,还延长了产品的使用寿命,提高了产品的生产质量与回收利用率,在推动我国可持续发展观实施的同时促进机械设计制造行业朝着环保节能的方向发展,可见,未来世界发展的主流就是将绿色理念应用到机械设计制造中。
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,2014,17(3):34-36.
[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,2014,22(14):53-55.
[3]何来浩.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].科技与企业,2015,17(4):56-59.
[4]李金明.浅析绿色制造技术在机械制造过程中的应用[J].科技致富向导,2015,15(21):24-26.
[5]韩军霞.机械制造过程中绿色制造技术的应用[J].科技资讯,
2015,7(17):87-89.
在社会主义经济的推动下,人们的生活水平有了显著的提高,对机械设计制造也有了越来越高的要求。通过应用绿色理念,充分体现了可持续发展战略。在社会现代化发展的过程中,机械设计制造行业的地位极其重要,将绿色理念应用到机械设计制造中,有助于机械制造行业得到稳健的发展,促进经济效益提高。文章对机械设计制造中应用的绿色理念进行分析,希望对机械设计制造业的发展有所帮助。
关键词:
机械设计;制造;绿色理念
我国社会主义经济在发展的过程中,机械设计制造行业发挥着极为重要的作用。随着机械设计制造业的不断发展,也出现了各方面不同的问题,而污染和能耗问题则表现得尤为突出,对我国可持续发展战略的实施产生了严重的影响,因此将绿色理念应用在机械设计制造中显得尤为重要。
1绿色理念在机械设计制造中应用的意义
各种工业机电产品和机械装备从设计到生产的整个过程就是机械设计制造,其发挥的作用无法替代。环境和机械设计制造之间存在着一定的联系,产品的性能、以及结构等指标对产品的质量有直接的影响,一旦有不合格的指标出现在产品中,则会对产品质量造成严重的影响,会消耗更多的能源。而绿色理念所秉承的原则是可持续发展,产品从生产到完工中各个环节的质量都能够得到有效的保障,在机械设计制造中对其加以应用,可以促进能耗的有效降低,进而将机械设计制造所用的成分降低,促进企业经济实现利益的最大化。除此之外,机械设备在进行制造时会造成严重的环境问题,例如排放有害气体等,通过对绿色理念的应用,机械设计制造进行生产活动时所秉承的原则为“健康、可持续”,促进排放有害物质的效率降低,尽可能的不破坏环境,促进可持续发展战略在机械制造行业中得以落实。
2在机械设计制造中对绿色理念的应用
2.1选择绿色材料
机械设计制造企业在传统的发展中将经济效益的获取放在了首位,因此在对材料方面进行选择的时候,显得目光短浅。这些材料大部分都是为了迎合市场需求,对这些材料会不会危害到环境这个问题并没有进行考虑,有些材料虽然价格比较低廉,但是却含有危害物质。如果在机械设计制造中应用这些材料,威胁人体健康和危害环境。为了能够绿色的、可持续的发展机械设计,选择的材料应该是绿色的,不会危害环境的。只有材料的质量得到了保障,所生产出的产品才会更好。在市场上才能够得到认同。除此之外,对相关的规定进行严格的遵守,检测材料的性能,保证有害物质不会存在于材料中;材料的质量一定要过关,善于利用材料,尤其是一些材料可以进行回收再利用,使材料得到节约,将绿色理念落实到具体的工作之中。
2.2坚持绿色理念设计产品
在现阶段,绿色理念在机械产品设计中的应用并没有得到充分的重视,相关人员在设计产品的过程中还依然遵循着传统的设计理念和方法,导致产品并不具备充分的绿色性。设计人员在设计机械产品的时候,需要对绿色理念给予高度的重视。首先,在设计产品时,只对产品的环境因素进行考虑是远远不够的,还需要对产品的功能和质量进行充分的考虑,促进产品利用率的有效提升,促进能源、资源消耗的降低;其次,在机械产品的工序中,拆卸产品是极为重要的一项,在这个过程中肯定会损伤各个部件。在设计产品时,对各个部件的完整性进行充分的考虑,然后在进行拆卸环节的设计,保证能够循环利用这些部件,使资源得到充分的利用。除此之外,回收再利用在绿色理念中的意义较为重大,可以有效的避免能源消耗的浪费。现阶段可以回收再利用的机械产品有很多,设计人员在设计产品时,需要对可以回收再利用的产品给予高度的重视,进而实现资源的合理应用。
2.3促进绿色制造的实现
在机械设计制造中,产品是否受欢迎,和制造有着直接的关系。而企业在这个过程中,为了产品能够得到更多的关注度,经常会将一些外在的东西加在产品上,其实对产品的使用价值并没有任何的意义。在制造机械制造产品的时候,除了会污染环境以外,还会增加一些不必要资源消耗,并无法保障机械制造效益。制造机械产品所应该坚持的理念是“环保经济、节约经济、绿色经济”,促进绿色制造工艺力度的加强,将绿色制造落实到具体的生产实践中。与此同时,管理机械制造工艺的力度也需要进一步的加强,对机械制造工艺的行为进行规范,进而促进能源消耗的降低,促进能效利用率的有效提高,尽可能的不污染、破坏环境。
2.4应用绿色制造技术的力度要加大
机械设计制造在现阶段中设计产品时所使用的设计观念依然比较传统,技术保障不够完善,因此产品并不具备良好的综合性。绿色性能表现的尤为突出,比较于西方的一些发达国家,存在明显差距。随着所提出的绿色理念,绿色经济逐渐的得到了更多人的关注,而机械设计制造业想要将绿色发展从根本上实现,则需要将绿色制造技术充分的应用起来。在机械设计制造中应用绿色制造技术,可以保证机械设计制造企业的绿色发展,进而减少资源的消耗,避免危害到环境。
3结束语