第一篇:发展绿色制造势在必行
《宁夏机械》2006 年第2 期
发展绿色制造势在必行
孙建彪
摘要绿色制造是一种现代制造业的可持续发展模式。本文探讨发展绿色制造的重要性,而且简要介
绍了其主要内容和运行系统。
关键词现代制造发展模式技术创新
(宁夏瀛海银川建材有限公司,宁夏银川750021)前言
当前,全球环境的恶化程度与日剧增,正在对人
类社会的生存与发展造成严重威胁。制造业在将制
造资源转变为产品的制造过程中,以及产品的使用
和处理过程中,同时产生废弃物,形成制造业对环
境的主要污染源。由于制造业量大面广,因而对环
境的总体影响很大。可以说,制造业一方面是创造
人类财富的支柱产业,但同时又是环境污染的主要
源头。
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
生结构和地区布局不合理的状况有所改善,技术水
平不断提高。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,对环境的污染比较严重,可持续发展的能力不强。鉴于此,如何使制造业尽
可能少地产生环境污染是当前环境问题研究的主要
方面,于是绿色制造的崭新概念应运而生。
绿色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,我们将绿色制造定义为: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。绿色制造是现代制造业的可持续发
展模式
人类在经历一系列全球性生态环境问题对经济
发展所带来的影响和痛苦后,开始积极反思和总结
传统经济发展模式不可克服的矛盾,探索新的发展
战略。人们终于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,即为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,实施清洁生产和文明消费,建立
经济、社会、资源与环境相协调的新的发展模式。这
就是人类探索了几个世纪,终于领悟到的新的发展
观—可持续发展。
可持续发展的思想具有极为丰富的内涵。它将
生态环境与经济发展联结为一个互为因果的有机整
体,认为经济发展要考虑到自然生态环境的长期承
载能力,使环境和资源既能满足经济发展的需要,又使其作为人类生存的要素之一而直接满足人类长
远生存的需要,从而形成了一种综合性的发展战
略。
按照世界资源研究新的定义,可持续发展就是
作者简介:孙建彪(1975-),男,助理工程师,主要从事设备管理。综述
《宁夏机械》2006 年第2 期
“ 建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系
统”,它不是指某几项产品的清洁生产,也不仅限于
“末端治理” 型环境保护,而是整个生产系统的转
型。可见,绿色制造是可持续发展战略在制造业的体现,或者说绿色制造是现代制造业的可持续发展
模式。发展绿色制造将为企业发展带来新的机遇
绿色制造是人类可持续发展战略的重要组成部
分,是每个企业家必须考虑的企业行为。但是不少
企业认为,绿色制造投入大,见效慢,经济效益不如
直接抓成本,抓产量,抓品种等见效快,因而无视对
环境的污染,甚至宁愿被罚款,也不愿采取措施。
实际上,绿色制造不仅是一个社会效益显著的行为,也可能是取得显著经济效益的有效手段。例
如,实施绿色制造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;减少或消除环境污染,减少或避免因环境问题引起的罚款;环境将全面改
善,一方面可改善员工的健康状况和提高工作安全
性,减少不必要的开支,另一方面在绿色制造环境下
工作的员工心情舒畅,有助于提高员工的主观能动
性和工作效率,以创造出最大的利润;将使企业具有
更好的社会形象,为企业增加无形资产。因此,对待
绿色制造不应该被动地遵守政府和社会道德方面作
出的规定,而应该把绿色制造看作是一种战略经营
决策。
当今世界,谋求与大自然的协调发展,重视环境
保护已经成为许多先导企业的共识,许多先进企业
都在大力开发低污染、低能耗、无公害的生产工艺
与最终产品。以汽车工业为例,当前全球汽车市场
竞争激烈,为抢占市场,各大汽车公司都十分热衷 于开发“绿色汽车”。所谓“绿色汽车”是指“对环
境友好”、“零排放”和“几乎无声”的新型车。本田 汽车公司认为,只有与环境取得和谐一致,汽车大 众化的发展才有可能。绿色汽车强调汽车的设计、生产、使用、最终处置等各个环节满足环境保护的 要求,其主要特点是节约燃料,尾气排放少,在功能 完备的前提下车辆轻型化,废旧车的综合回收利用 率较高等。为此,各大著名汽车公司,如福特、通用、本田等都不惜投入巨资,大力开发以新能源、节能、清洁为目标的新型汽车,并已取得很大进展。如通 用汽车公司的“零排放”电动车辆的开发;福特汽 车公司最近提出的“新能源2010”概念车等。一方 面,发达国家企业率先推出的这些产品已经在引导 公众的消费结构而有利于可持续发展的方向转变; 另一方面,消费者面对极大丰富的商品和服务市 场,其消费行为渐趋理性,使得消费“绿色化”的趋 势日益显著。一些具有超前意识的企业正在顺应这 一趋势,通过技术开发和营销策略,逐步为消费者 奉献出一个又一个新的“绿色产品”。绿色制造无 疑将为那些行动最快的企业提供新的竞争机会。4 发展绿色制造将推动新一轮技术创新
在全球性竞争日趋激烈的驱动下,利用高新技
术和现代化管理来提高生产率,节约自然资源投 入,以及节约劳动和各种形式的资本,是促进经济 增长与发展的主要源泉。事实上,无论从技术发展,还是从需求推动的角度,绿色制造已经在影响和引 导当今的技术发展方向。从产品设计到制造技术,从企业组织管理到营销策略的制定,一批绿色制造 技术与概念已经在发展之中。
4.1 环境无害技术,是减少污染,合理利用资
源,节约能源,与环境兼容技术的总称。它包括生产 过程技术和末端治理技术,涵盖了技术决窍、生产 过程、产品和服务、装备、组织与管理的整个过程,其目标是以环境可接受方式最大限度地减少废物排 放和污染。在全球21 世纪议程中,明确鼓励企业和 部门开发,使用和推广环境无害化技术,并支持建 立环境无害技术转移合作网络,我国在这一方面的 工作已经起步。
4.2 清洁生产,指既可满足人们的需要,又可合 理使用自然资源和能源,并保护环境的实用生产方 法和措施,其实质是一种物料和能耗最少的人类生 产活动的规划和管理,将废物量化、资源化和无害 化,或消灭于生产过程之中。
4.3 工业生态学,是一种革新性的可持续工业
战略。它涉及工业系统设计,从而最大限度地减少 综述
综述《宁夏机械》2006年第2 期
废物和提高材料与能源的循环利用。强调生产系统 要尽可能封闭,以防止能源或有用材料的流失。工 业生态学企图按照自然系统来塑造工业系统,一种 生物的产品成为另一种生物的投入,并使整个过程 的效益最大化。这样,可以把若干个相互作用的公 司和企业视为一个生态系统,减少废物排放,提高 资源利用。
此外,全球各大汽车公司竞相开发节约能源与
污染技术,不断推出低污染,甚至零污染汽车。据美 国通用汽车技术开发中心介绍,该中心50%开发项 目与环境有关。与此同时,节能节材技术、资源综合 利用技术等的发展也都日新月异。绿色制造实施的系统及主要内容
决定绿色制造两个目标实现程度的根本因素
是资源流,而影响制造系统资源流的因素是多方 面的,归纳起来主要应考虑“五绿”(见图1)。在 绿色制造实施的问题中,绿色设计是关键。它是 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,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,优化各有关设计因 素,使得产品及其制造过程对环境的总体影响减 到最小。绿色设计在很大程度上决定了材料、工 艺、包装和产品寿命终结后处理的绿色性(见图
2)。
实施绿色制造是一个极其复杂的系统工程。制
造系统中资源消耗种类繁多,消耗情况复杂,因而 制造过程对环境的污染状况多样,程度不一,极其 复杂。因此研究一套绿色制造的评估指标体系和评 估系统是当前绿色制造的研究和实施急需解决的问 题。
参考文献:
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环境科学出版社,1994
(收稿日期:2006-02-20)-7-
第二篇:绿色制造
绿色制造的意义及国内外绿色制造的发展情况
(The significance of green manufacturing and the domestic and foreign development of green manufacturing)摘要:制造业是我国工业的主体,在工业经济中占有极其重要的地位,但同时又是70%工业废物排放的来源地。绿色制造是世界制造业界为改变生产方式、重塑制造业形象而提出的生产新理念,在我国得到了积极的响应和研究。由于绿色制造是从工业部门提出的,大多的研究偏重于技术,如技术理论体系、技术实现机理、技术评价体系和技术应用等,使其影响力很有限。绿色制造实质上是技术方式和管理方式的有机结合,所以,应注重从管理的角度进行研究,并将其与循环经济建设关联起来,使其更具生命力和发展前景。这是本论文研究的基本出发点。从管理的角度,绿色制造系统可理解为一个企业实施绿色制造战略的系统,是联系绿色制造理论与先进制造系统理论、循环经济理论的桥梁。在先进制造系统理论的视角下,绿色制造系统是先进制造系统的必然发展方向之一,集成化是发展的方法,网络化是发展的道路。在循环经济理论的视角下,绿色制造系统是生态工业系统、循环社会系统的子系统。由此可得,绿色制造系统的集成发展是必然趋势,是循环经济建设的需要。为此,本论文对绿色制造系统的集成发展进行了较为深入地研究,即绿色集成制造系统构建、综合绩效评价、博弈分析。依据产业组织和管理系统..(.Manufacturing industry is the main body of industry in our country,and it occupies an important place in the national industrial development.But it is also the place where 70%of industrial waste comes from.Green manufacturing is a new idea which was put forward by the world manufacturing industry organization to remake or improve its image on the public,and it attracted the great attention in our country too.But green manufacturing was put forward from the industrial department,most research focused)
关键词:绿色制造系统;集成发展;绩效评价;绿色集成制造系统;环境绩效;green manufacturing system;integrate development;performance evalution;green integrated manufacturing system;environmental performance
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,对环境的影响(负作用)最小,资源效率最高。其体现的一个基本观点是,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,绿色制造涉及的领域有三部分:一是制造问题,包括产品生命周期全过程;二是环境保护问题;三是资源优化利用问题。
绿色制造将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产,亦将随着可持续发展的进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。不仅要实现生产过程的无污染和不污染,而且生产出来的产品在使用和最终报废处理过程中也不对环境造成损害。应该指出,在绿色制造的概念中,不但含有技术上的可行性,还包括经济上的可赢利性,体现经济利益、环境效益和社会效益的和谐与统一。
绿色制造模式是一个闭环系统,即原料-工业生产-产品使用-报废-二次原料资源,从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小,资源效率最高,也就是说要在产品整个生命周期内,以系统集成的观点考虑产品环境属性,改变了原来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,使产品在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。
关于绿色制造可以就绿色材料,绿色包装和回收等几个方面来研究。其中绿色材料是指在原料采取,产品制造使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健康的材料,它们要具备净化吸收功能和促进健康的功能。绿色材料是在1988年第一届国际材料会议上首次提出来的,并被定为下世纪人类要实现的目标材料之一。绿色材料包括循环材料净化材料绿色材料和绿色建材。绿色材料指洁净的能源如太阳能,风能水能潮汐能及废热垃圾发电等的开发和利用的新能源材料。绿色建材是指有利于 环境保护的建筑材料。建筑材料中的墙体材料和水泥,其原料不源于我们赖以生存的土地,由此每年要破坏大量土地,另一方面建筑垃圾等的堆放也占用大量土地。绿色建材的标准是既要满足强度要求,又能最大限度地利用废弃物,并具有节能,净化功能及有利人类身心健康。
绿色建材就是强调装饰材料除具有实用功能、美观的外表之外,还要具有饰材料又称无害装饰材料,是指对环境和人体健康都不会产生危害的装饰材料。如天然的石材、木材、竹材和棉布等,不含有害的化学物质、符合回归大自然的趋势,既高雅又朴实。此外,环保型装饰材料还包括一些新开发出的合成材料,如壁纸、涂料、地毯、复合地板等。“防霉壁纸”排除了壁纸在空气潮湿或室内外温差较大而出现发霉、起泡。滋生霉菌等的现象,这种壁纸表面柔软、透气性良好。环保型地毯具有防腐蚀、防蛀、抗静电、阻燃等特点,长期使用也不会出现褪色、翘曲、变形等问题。在款式上出现了“方块工艺地毯”,突破了传统产品满铺的限制,它可以根据块面图案随意拼铺而成一幅图案。由于这种方块地毯的底胶选用100%的 PVC胶料和化学纤维,使之发挥了高度的平稳性。乳胶漆是近年来通过引进开发而成的涂料新族,除施工十分简便外,更有各种绚丽之色给居室环境带来缤纷的色彩。在环保方面绝无污染,涂刷后散发出阵阵清香。当墙面陈!日后还可以复刷或用清洁剂进行清理,同时又有抑制墙体内的霉菌散发。它大有代替壁纸的趋势,发展潜力十分广阔。在木质地板材料方面出现了复合地板,它具有防蛀、防霉、防腐、不变形、阻燃和无毒等特点,既适合于宾馆、高档公寓、别墅、写字楼,也适合于家庭居室。对于石膏板的环保开发近年来大有发展,研制成一种在沿海湿热气候下,受潮不发生霉变,卫生间漏水板面不变形,同时,这种材在冷热水浸泡48h后不烂不发生污染的负效应。另一种绿色装饰建材为保健型装饰材料,是指除了具有装饰功能外,还具有保健功能的装饰材料。如有一种常温远红外线陶瓷,可以吸收外部环境的热量,并能将其转变为8~12pm的远红外线,能有效地促进人体血液循环,帮助人体消除疲劳。再如一种防辐射涂料,既可以阻挡有害的氧气,又能对射线起阻挡作用,可保护人体健康。总之,装饰材料产品不仅要有一个美对人体、环境没有毒害、没有污染,其性能一种环观的包装效应,更重要的是具有“环保型”、“健康型”的可靠保证。室内装饰的“绿色”标准化应作为衡量装饰产品、装饰材料是否合格的度量。现在有关部门正努力制订装饰材料的健康安全标准,并大力扶持健康型、环保型的绿色装饰材料的生产。目前,涂料的环境指标已制订,环保局对5种涂料产品核发了“环境”标志,壁纸的标准正在拟订之中。另外主管部门对不符合健康环保标准的产品,将禁止销售并加以惩罚。作为消费者自身更应谨慎控制污染源。如选用对人体无害的天然装饰材料,或由主管部门核发合格证书和绿色环保证书的化学合成材料。平常最简便的办法就是保持室内空气流通,降低有害物的浓度。即使是在有空调的房间也要做到定期敞开门窗换气,不断补充新鲜空气。居室装修完毕后,最后通风换气三个星期后再迁入。
绿色包装又可以称为无公害包装和环境之友包装,指对生态环境和人类健康无害,能重复使用和再生,符合可持续发展的包装。它的理念有两个方面的含义:一个是保护环境,另一个就是节约资源。这两者相辅相成,不可分割。其中保护环境是核心,节约资源与保护环境又密切相关,因为节约资源可减少废弃物,其实也就是从源头上对环境的保护。
从技术角度讲,绿色包装是指以天然植物和有关矿物质为原料研制成对生态环境和人类健康无害,有利于回收利用,易于降解、可持续发展的保型包装,也就是说,其包装产品从原料选择、产品的制造到使用和废弃的整个生命周期,均应符合生态环境保护的要求,应从绿色包装材料、包装设计和大力发展绿色包装产业三方面入手实现绿色包装。
具体而言绿色包装已具有以下含义:(1)实行包装减量化(Reduce)。绿色包装在满足保护、方便、销售等功能的条件下,应是用量最少的适欧美等国将包装减量化列为发展无害包装的首选措施。(2)包装应易于重复利用(Reuse)或易于回收再生(Recycle)。通过多次重复使用,或通过回收废弃物,生产再生制品、焚烧利用热能、堆肥化改善土壤等措施,达到再利用的目的。既不污染环境,又可充分利用资源。(3)包装废弃物可以降解腐化(Degradable)。为了不形成永久的垃圾,不可回收利用的包装废弃物要能分解腐化,进而达到改善土壤的目的。世界各工业国家均重视发展利用生物或光降解的包装材料。Reduce、Reuse、Recycle和Degradable即是现今21世纪世界公认的发展绿色包装的3R和1D原则。(4)包装材料对人体和生物应无毒无害。包装材料中不应含有有毒物质或有毒物质的含量应控制在有关标准以下。(5)在包装产品的整个生命周期中,均不应对环境产生污染或造成公害。即包装制品从原材料采集、材料加工、制造产品、产品使用、废弃物回收再生,直至最终处理的生命全过程均不应对人体及环境造成公害。以上绿色包装的含义中,前四点应是绿色包装必须具备的要求,最后一点是依据生命周期评价,用系统工程的观点,对绿色包装提出的理想的、最高的要求。从以上的分析中,绿色包装可定义为:绿色包装就是能够循环复用、再生利用或降解腐化,而且在产品的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的适度包装。
绿色包装之所以为整个国际社会所关注,这是因为环境问题与污染的特殊复杂性,环境的破坏不分国界,一国污染,邻国受损,不仅危害到普通人的生存、社会的健康、企业的生产、市场的繁荣,还通过种种途径引发有关自然资源的国际争端。绿色包装的必要性和积极意义主要体现在:包装绿色化可以减轻环境污染,保持生态平衡。包装若大量采用不能降解的塑料,将会形成永久性的垃圾,塑料垃圾燃烧会产生大量有害气体,包括产生容易致癌的芳香烃度包装。类物质;包装若大量采用木材,则会破坏生态平衡,因此通过采取绿色包装来保护环境和维持生态平衡。绿色包装顺应了国际环保发展趋势的需要。在绿色消费浪潮的推动下,越来越多的消费者倾向于选购对环境无害的绿色产品。采用绿色包装并有绿色标志的产品,在对外贸易中更容易被外商接受。绿色包装是WTO及有关贸易协定的要求。在WTO一揽子协议中的《贸易与环境协定》,促使各国企业必须生产出符合环境要求的产品及包装。绿色包装是绕过新的贸易壁垒的重要途径之一。国际标准化组织(ISO)就环境制定了相应的标准ISO14000,它成为国际贸易中重要的非关税壁垒。另外,1993年5月欧共体正式推出“欧洲环境标志”,欧共体的进口商品要取得绿色标志就必须向其各盟国申请,没有绿色标志的产品要进入上述国家会受到极大的限制。绿色包装是促进包装工业可持续发展的唯一途径。可持续发展要求经济的发展必须走“少投入、多产出”的集约型模式,绿色包装能促进资源利用和环境的协调发展。
产品生命周期终结后,若不回收处理,将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为面向环境的产品回收处理是个系统工程,从产品设计开始就要充分考虑这个问题,并作系统分类处理。产品寿命终结后,可以有多种不同的处理方案,如再使用、再利用、废弃等,各种方案的处理成本和回收价值都不一样,需要对各种方案进行分析与评估,确定出最佳的回收处理方案,从而以最少的成本代价,获得最高的回收价值。
现状及国内外发展趋势 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。
1、全球化——绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的特征和趋势 绿色制造的全球化特征体现在许多方面,例如(1)制造业对环境的影响往往是超越空间的,人类需要团结起来,保护我们共同拥有的唯一的地球。(2)ISO14000系列标准的陆续出台为绿色制造的全球化研究和应用奠定了很好的基础,但一些标准尚需进一步完 善,许多标准还有待于研究和制定。(3)随着近年来全球化市场的形成,绿色产品的市场竞争将是全球化的。(4)近年来许多国家要求进口产品要进行绿色性认定,要有“绿色标志”。特别是有些国家以保护本国环境为 由,制定了极为苛刻的产品环境指标来限制国际产品进入本国市场,即设置“绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国 企业提高产品绿色性提供技术手段,从而为我国企业消除国际贸易壁垒进入国际市场提供有力的支撑。这也从另外 一个角度说明了全球化的特点。
2、社会化——绿色制造的社会支撑系统需要形成绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与,以建立绿色制造所必需的社会支撑系统。绿色制造涉及的社会支撑系统首先是立法和行政规定问题。当前,这方面的法律和行政规定对绿色制造行为还不能形成有利的支持,对相反行为的惩罚力度不够。立法问题现在已愈来愈受到各个国家的重视。其次,政府可制定经济政策,用市场经济的机制对绿色制造实施导向。例如:制定有效的资源价格政策,利用经济手段对不可再生资源和虽可再生资源但开采后会对环境产生影响的资源(如树木)严加控制,使得企业和人们不得不尽可能减少直接使用这类资源,转而寻求开发替代资源。又如:城市的汽车废气污染是一个十分严重的问题,政府可以对每辆汽车年检时,测定废气排放水平,收取高额的污染废气排放费。这样,废气排放量大的汽车自然没有销路,市场机制将迫使汽车制造厂生产绿色汽车。企业要真正有效地实施绿色制造,必须考虑产品寿命终结后的处理,这就可能导致企业、产品、用户三者之间的新型集成关系的形成。例如,有人就建议,需要回收处理的主要产品,如汽车、冰箱、空调、电视机等,用户只买了使用权,而企业拥有所有权,有责任进行产品报废后的回收处理。无论是绿色制造涉及的立法和行政规定以及需要制定的经济政策,还是绿色制造所需要建立的企业、产品、用户三者之间新型的集成关系,均是十分复杂的问题,其中又包含大量的相关技术问题,均有待于深入研究,以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。这些也是绿色制造今后研究内容的重要组成部分。
3、集成化——将更加注重系统技术和集成技术的研究绿色制造涉及到产品生命周期全过程,涉及到企业生产经营活动的各个方面,因而是一个复杂的系统工程问题。因此要真正有效地实施绿色制造,必须从系统的角度和集成的角度来考虑和研究绿色制造中的有关问题。当前,绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究将成为面是绿色制造的实施需要一个集成化的制造系统来进行。为此,文献[11]提出了绿色集成制造系统的概念,并建立了一种绿色集成制造系统的体系框架:该系统包括管理信息系统、绿色设计系统、制造过程系统、质量保证系统、物能资源系统、环境影响评估系统等6个功能分系统,计算机通讯网络系统和数据库/知识库系统等2个支持分系统以及与外部的联系。绿色集成制造技术和绿色集成制造系统将可能成为今后绿色制造研究的热点。
4、并行化——绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式
绿色设计今后仍将是绿色制造中的关键技术。绿色设计今后的一个重要趋势就是与并行工程的的结合,从而形成一种新的产品设计和开发模式绿色并行工程。
绿色并行工程又称为绿色并行设计,是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法,以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程,力求使产品开发人员在设计一开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。
5、智能化——人工智能和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用绿色并行工程涉及一系列关键技术,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深入研究。绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TQCS(即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C和为用户提供的服务S)目标体系与环境影响E和资源消耗R的集成,即形成了 TQCSRE的决策目标体系。要优化这些目标,是一个难于用一般数学方法处理的十分复杂的多目标优化问题,需要用人工智能方法来支撑处理。另外,在绿色产品评估指标体系及评估专家系统,均需要人工智能和智能制造技术。基于知识系统、模糊系统和神经网络等的人工智能技术将在绿色制造研究开发中起到重要作用。如:在制造过程中应用专家系统识别和量化产品设计、材料消耗和废弃物产生之间的关系;应用这些关系来比较产品的设计和制造对环境的影响;使用基于知识的原则来选择实用的材料等。
6、产业化——绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成绿色制造将导致一批新兴产业的形成。除了目前大家已注意到的废弃物回收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业外,另有两大类产业值得特别注意:(1)绿色产品制造业,制造业不断研究,设计和开发各种绿色产品以取代传统的资源消耗和环境影响较大的产品,将使这方面的产业持续兴旺发展。(2)实施绿色制造的软件产业,企业实施绿色制造,需要大量实施工具和软件产品,如绿色设计的支撑软件(计算机辅助绿色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造的决策系统、产品生命周期评估系统、ISO14000国际认证的支撑系统等),将会推动一类新兴软件产业的形成。
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绿色制造的重要研究内容。绿色制造集成化的另一个方境保护的要求,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。如德国水溶油漆自1981年开始被授于环境标志(绿色标志)以来,其贸易额已增加20%。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于1991年对产品实施环境标志,日本于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。国际经济专家分析认为,目前“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,部件或整机可翻新和循环利用。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。
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第三篇:绿色制造技术
绿色制造技术
一、技术概述
绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下,综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化,符合环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,节约资源和能源,使资源利用率最高,能源消耗最低。
传统的制造模式是一个开环系统,即原料-工业生产-产品使用-报废-二次原料资源,从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小,资源效率最高,也就是说要在产品整个生命周期内,以系统集成的观点考虑产品环境属性,改变了原来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,使产品在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。
二、现状及国内外发展趋势 1.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
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。如德国水溶油漆自1981年开始被授于环境标志(绿色标志)以来,其贸易额已增加20%。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于1991年对产品实施环境标志,日本于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。
国际经济专家分析认为,目前“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,部件或整机可翻新和循环利用。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.国内研究基础
国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。
机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目--清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目--绿色设计技术发展趋势及对策研究。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。目前正在开展国家自然科学基金项目“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,将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造,建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。
清华大学为创建绿色大学,已将绿色工程技术列为优先发展和支持项目,在美国“China Bridge”基金和国家自然科学基金会的支持下,已与美国“Texas Tech University”先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系,对全生命周期建模等绿色设计理论和方法进行系统研究,取得一定进展。
上海交通大学针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究,与Ford公司合作,研究中国轿车的回收工程问题;与内贸部中国物资再生利用华东分公司合作,撰写了“探讨中国汽车销售、维修、二手车交易及回收利用一条龙管理模式的可行性报告”;与法国柏林工业大学IWF研究所建立了合作关系,在废弃工业品回收方面展开了研究工作。
合肥工业大学开展了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。
重庆大学承担了国家自然科学基金和国家863/CIMS主题资助的关于绿色制造技术的研究项目,主要研究可持续发展CIMS(S-CIMS)的体系结构研究、清洁化生产系统和体系结构及实施策略、清洁化生产管理信息系统等。
华中理工大学、浙江大学、北京航空航天大学等高院校也开展了绿色制造技术研究。
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。
三、“十五”目标及主要研究内容 1.目标
(1)提出绿色设计理论和方法,建立绿色产品设计指标评价体系,提出绿色设计工具,并与其它设计工具(如CAD、CAE、CAPP等)集成,形成集成环境。
(2)与企业结合选择若干典型产品,建立产品绿色制造示范点。
(3)以汽车为对象,提供可回收、可拆卸成套技术,并与企业结合,建立示范点。
2.主要研究内容
(1)绿色产品设计评价系统模型的建立
①绿色产品设计理论和方法
从寿命周期角度对绿色产品的内涵进行全面系统的研究,提出绿色产品设计理论和方法。
②绿色产品的描述和建模技术
在绿色产品设计理论和方法的基础上,对绿色产品进行描述,建立绿色产品评价体系,在产品生命周期中,对所有与环境相关的过程输入输出进行量化和评价,并对产品生命周期中经济性和环境影响的关系进行综合评价,建立数学模型。
③绿色产品设计数据库
建立与绿色产品有关的材料、能源及空气、水、土、噪声排放的基础数据库,为绿色产品设计提供依据。
④典型产品绿色设计系统集成针对具体产品,收集、整理面向环境设计的资料,形成指导设计的设计指南,建立绿色产品系统设计工具平台,并与其它设计工具(如CAD、CAE、CAPP等)集成,形成集成的设计环境。
(2)绿色产品清洁生产技术
①节省资源的生产技术
本项目主要从减少生产过程中消耗的能量、减少原材料的消耗和减少生产过程中的其他消耗三方面着手研究。
②面向环保的生产技术
主要研究减少生产过程中的污染,包括减少生产过程的废料、减少有毒有害物质(废水、废气、固体废弃物等)、降低噪声和振动等。
③产品包装技术
包装是产品生产过程中的最后一个环节,产品包装形式、包装材料、以及产品贮存、运输等方面都要考虑环境影响的因素。
(3)产品可拆卸、可回收技术
①产品可卸性技术
提出产品可卸性评价方法,提出产品可卸性评价指标体系,进行可拆卸结构模块划分和接口技术研究。
②产品可回收技术
提出可回收零件及材料识别与分类系统,并开展零件再使用技术研究,包括可回收零部件的修复、检测,使其符合产品设计要求,进行再使用(再使用包括同化再使用和异化再使用)技术、材料再利用技术的研究(包括同化再利用和异化再利用)。
(4)机电产品噪声控制技术
①声源识别、噪声与声场测量以及动态测试、分析与显示技术;
②机器结构声辐射计算方法与程序;
③机器结构振动和振动控制技术;
④低噪声优化设计技术;
⑤低噪声结构和材料;
⑥新型减振降噪技术
(5)面向环境、面向能源、面向材料的绿色制造技术
①面向环境的绿色制造技术
研究使产品在使用过程中能满足水、气、固体三种废弃物减量化、降低振动与噪声等环境保护要求的相关技术。
②面向能源的绿色制造技术
研究能源消耗优化技术、能源控制过程优化技术等以达到节约能源、减少污染的目的。
③面向材料的绿色制造技术 研究材料无毒、无害化技术,针对高分子材料,研究废旧高分子材料回收的绿色技术,高分子过滤材料--功能膜材料,玻璃纤维毡增强热塑性复合材料等。对现有材料的环境性能改进技术等。
第四篇:发展高效生态农业势在必行
发展高效生态农业势在必行
海洋大市耕地稀少 纯农业之路行不通
舟山海域面积广阔,海洋资源丰富,但陆域资源贫乏,耕地稀少。在2.22万平方公里的区域总面积中,陆域面积只有1440平方公里,其中耕地总面积仅190平方公里、林地总面积559平方公里。可以说,舟山是个海洋大市,却是个农业小市。
在这样的资源环境下,舟山人向来是以“耕海牧渔”为主,“春种秋收”为次。即使是在最困难的时期,许多舟山人仍然可以靠鱼肉糜充饥,因此,农业始终没有成为舟山的主导产业。无论在当前还是今后,倾全力发展以种植为主的纯农业,对于舟山来说都是不科学、不现实而且是不经济的。
但舟山目前仍有近一半农业人口,二三产业还无法为农民提供充足的转产就业门路,经济总量和财政收入还远不足以支撑起农民的养老、医疗等福利保障,发展海岛农业、促进农民增收依然是一项紧要任务。而随着工业化和城市化快速推进,越来越多的耕地被征用,淡水资源也“警报常鸣”,海岛农业已陷入“窘迫”的境地。显然,如继续按照传统思路来发展农业,肯定将难有作为,甚至会越走越难。
发展高效生态农业 舟山具有独特优势
舟山农业出路在哪里?市委、市政府制定了“3×3”产业发展重点,其中的一个重点是“发展高效生态农业”,这为舟山农业发展指明了方向。立足地方实际,走生态、高效、精品、特色发展之路是推进海岛农业朝更新、更高层次迈进的根本途径。
客观地说,舟山具备发展高效生态农业的优势和条件。首先是有良好的政策环境,我市陆续制定、出台了一系列引导农业产业化发展和支农扶农的优惠政策,去年起全面实施的暖促工程明显推进了农业农村经济发展。其次是优越的自然和区位条件,舟山气候温和湿润、土壤肥沃、工业污染较少,适宜于许多特色农林经济作物、无公害蔬菜种植及禽畜养殖;随着连岛大桥的建成,舟山更有希望成为现代特色农业基地和都市人休闲观光的好去处。再是舟山的农业产业化组织起步较好,众多专业合作示范性组织、协会和农产品加工龙头企业已在带动农业规模化生产和产业化发展方面发挥了积极作用。
普陀佛茶、普陀水仙、晚稻杨梅„„历年来,舟山培育出不少具有海岛地方特色、符合绿色消费需求大势的优质农产品,柃木、野生獐等动植物种养蕴藏着一定的发展潜力。我市的一些特色优质农产品已经获得了市场和评奖专家的认可。无公害农产品的质量也不断提高,今年上半年省农业厅对我市的无公害蔬菜、生猪样品进行抽检,质量安全合格率均达100%,列全省首位。可以说,海岛型高效生态农业已初吐芬芳,接下来就是要把这个朝气蓬勃的产业继续做深、做透、做精、做强。
把握好三个关键 正制订详细规划
大力发展海岛型高效生态农业,最基本的一点是进一步重视和加大投入,积极贯彻市委、市政府提出的“调优调强、增收增效”的工作思路,统一认识,形成合力,切实把这项产业重点工作抓好。
全市各级农林部门已将发展海岛型高效生态农业确定为今后的主要任务。今年7月召开的全市农林局长会议提出了发展高效生态农业需把握的三个关键:一是尽最大可能
提高资源利用率,着力发展水、地资源节约型产业,努力实现耗水型种植业向现代化海岛节水型产业转变;二是最大限度发挥有限资源的比较优势,跳出“小而全”格局,着力发展精细农业、高效农业、休闲观光农业和品牌农业;三是大力发展科学种养、加工、销售一体化的“龙型产业”,提高农产品市场竞争力。
虽然上述“三个关键”以及相关措施已初步制定了海岛型高效生态农业的发展目标和任务,但还不够系统、不够明确。我市农林部门将于年内编制完成农业“十一五”发展规划,其中将对大力发展高效生态农业制定出较为详尽的工作规划,进一步明确目标策略、功能布局、实施办法等,以更快、更好地推进这项势在必行的重要的系统工作。(作者:李维君)
第五篇:发展节水农业势在必行
发展节水农业势在必行
近来我国西南一些省区遭受罕见干旱,云南、贵州等省区受旱面积逐步扩大。目前各地正在全力以赴,抗击干旱,力争夺取夏粮好收成。
我国是一个水资源匮乏的国家,亩均水资源量大约为世界平均水平的1/2,人均水资源量只有世界平均水平的1/4,而且分布不平衡,因此我国的可用水量比较低。目前,全国正常年份缺水量近400亿立方米,其中农业缺水约300亿立方米。因此,为了应对日趋严重的缺水形势,建立节水型社会,发展节水农业势在必行。
农业关乎民生安全。节水农业的意义不仅仅在于节省了多少水,更重要的是发展现代农业的一个必要举措。因为,发展节水农业,可以使病虫害得以大幅度下降,减少农药使用量和农作物农药残留量,提高农产品产量和品质。为此,从发展现代农业的角度来说,发展节水农业正逢其时。
发展节水农业要以制度和法规作保障。建设节水型社会也需要制度和法规。目前,我国的农业灌溉用水占全部用水的比重比较大,而灌溉用水浪费非常严重,灌溉设备及其配件的节水技术标准远远不能达到节水的要求,因此要加快出台一批农业节水灌溉设备及配套器件标准,对于农业用水要制定相应的法规进行约束。
发展节水农业要继续推进农业节水灌溉,推广农业节水灌溉设备应用,大力推进大中型灌区节水改造,积极开展农业末级渠系节水改造试点。在我国用水总量中,70%属农业用水,北方还高达80%,农业用水的90%是灌溉用水,但其利用率仅45%左右,利用系数不到0.45。农业节水特别是现代化农业节水,对减少水源浪费,提高水资源利用率,发展高产优质高效农业,都有非常重要的意义。
发展节水农业要大力推广节水技术和设备。重点要推广水资源优化调配技术、节水工程技术、农艺生物节水技术和管理节水技术。
一要因地制宜、分类指导,建立不同类型的高效节水农业模式。要根据不同地区、不同农作物特点,改革农艺、耕作制度,调整作物结构,改进灌溉方式,抓好科学用水,建立不同类型高效节水模式。在水稻生产上,要提高整地质量,采用浅、湿、晒间歇灌溉,配套采用秧苗旱育稀植技术和水稻旱种技术,在水源不足地区可改为旱种。在种植园艺作物的水浇地和设施栽培中,因地制宜推广喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等节水灌溉技术和设备。在大田生产中,要在因地制宜采取低压管道输水、水畦灌溉、行走式和移动式补灌等措施的同时,大力推广节水抗旱作物品种和培肥地力、种子包衣等抗旱栽培
技术。旱地耕作要从提高天然降水利用率和效益,增强抗旱节水增产能力出发,改革不合理的耕作方式和栽培模式,利用各种蓄水保墒技术,建设田间土壤水库,提高田间水分的生产效益。灌区要从减少水资源浪费出发,发展节水灌溉,在搞好渠道节水的同时,把节水工作的重点放在田间高效节水上。
二要深化生物育种技术研究与应用。不同作物或同一作物不同品种的抗旱节水性能有极大差异。因此,今后应加强生物技术在破译农作物品种抗逆、抗旱基因组成、结构上的运用,进行基因重组,培养多抗基因作物品种,使抗旱、耐瘠薄、抗病虫害、优质、丰产等形状达到相对同一。
三要建立节水农业技术体系,加强新技术、新产品的研究与应用。当前农业节水正日趋技术精细化、工程规模化、管理制度化、设备产业化,要建立高效的节水农业技术体系,应根据当地节水农业发展的状况和技术基础,使工程与管理、水利与农艺、高新技术与传统技术等紧密结合,促进农业高效用水管理的规范化、灌溉技术的产业化与规模化。同时重视相关新技术、新材料、新产品的研究与应用,完善节水农业技术体系。四要大力推广旱作节水技术体系,搞好旱地农业综合开发。一是推广微集水工程及节灌补水技术。通过农业工程和农业生产措施,将自然降水在时间和空间上进行人工再分配,提高利用效益。二是推广耕作与覆盖保墒技术。通过地表耕作与地面农膜和生物覆盖的途径,降低土壤的毛细管作用,控制田间杂草,减少地面渗漏,最大限度地接纳保存雨水,实现节约用水,增产增效。三是节水抗旱品种和高效栽培技术。要根据不同作物需水耗水规律,确立节水种植结构,大力推广耐旱节水高产作物品种,变对抗性种植为适应性种植;同时发展旱地特色作物,提高旱地农业效益。
摘自《农民日报》
2010年4月9日