绿色制造技术的发展趋势123

绿色制造技术的发展趋势

Submitted by longful on 2008, July 7, 7:59 PM. 新科技

环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。尤其是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。近年来的研究和实践使人们充分认认识到环境问题决非是孤立存在的，它和资源、人口两大问题有着根本性的内在联系。特别是资源问题，它不仅涉及人类对世界有限的资源如何有效地利用，而且它又是产生环境问题的主要根源。因此，近年来提出了一个新的概念：最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是当今世界上改善环境问题的治本之道。

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，但同时又是当前环境污染的主要源头。为此，如何把制造业产生的污染减小到最低程度是当前环境问题研究的重要一环。因此目前提出的绿色制造是现代企业的必由之路。

所谓绿色制造，是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境负面的影响极小，资源利用率极高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。这体现出一个基本观点，那就是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，因此从绿色制造的定义体现了资源和环境两者不可分割的关系。所以绿色制造涉及到的问题包括三个方面：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。绿色制造就是这三部分内容的交叉。

绿色制造的发展趋势

1.全球化——绿色制造的研究和应用将越来越体现全球化的特征和趋势

(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)IS01400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是全球化的。

(4)近年来许多国家要求进口产品绿色性认定，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外产品进入本国市场，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须的社会支撑系统。

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。立法问题现在已越来越受到各个国家的重视。

其次，政府可制定绿色政策，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对环境产生影响的资源(如树木)严加控制，使得企业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，政府可在对每辆汽车进行年检时，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，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，均有待于深研究，以形成绿色制造所需要的支撑系统。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绿色制造的重要研究内容。

绿色制造集成化的另一个方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，我们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、质量保护系统、物能资源系统、环境影响评估系统等六个功能分系统，计算机通讯网络系统和数据库/知识库系统等二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。

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。

5.智能化——人口智能化和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用

绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TACS(即产品上市的时间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，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系及评估专家系统中，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

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，另有两类产业值得特别关注：

(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，需要大量实施工费和软件产品，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、ISO1400国际认证的支撑系统等)，将会推动这类新兴软件产业的形成。