導(dǎo)語：工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造探析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：基于全球環(huán)境問題的加劇，“綠色”理念已經(jīng)逐漸貫穿各個(gè)行業(yè)的發(fā)展中。工程機(jī)械在中國裝備工業(yè)中占有重要的地位，產(chǎn)值規(guī)模不斷擴(kuò)張，但是其在生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢液以及固體廢氣物等，原材料與能源的消耗不斷增加，給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力，基于此落實(shí)綠色設(shè)計(jì)與制造工作十分關(guān)鍵。本文首先具體論述了綠色設(shè)計(jì)與制造理念的基本內(nèi)涵，其后分別從工程機(jī)械“綠色設(shè)計(jì)”與“綠色制造”兩點(diǎn)出發(fā)展開了詳細(xì)分析，最后以某機(jī)床設(shè)計(jì)與制造為例展開分析，以期可與同行交流。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；綠色理念；設(shè)計(jì)；制造

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境、資源矛盾越演越烈，綠色設(shè)計(jì)與制造逐漸成為一大趨勢。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，不僅面臨著資源消耗量巨大的情況，也迫切需要解決環(huán)境污染問題，目前采用的“有污制污”、“末端治理”等方式無法從根本上解決制造業(yè)的環(huán)境污染、高能耗問題，由此綠色設(shè)計(jì)與制造應(yīng)運(yùn)而生。工程機(jī)械發(fā)展中，走綠色設(shè)計(jì)與制造之路是一個(gè)必然的選擇，是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級與可持續(xù)發(fā)展的重要措施，本文著重圍繞此展開具體分析。

1綠色設(shè)計(jì)與制造理念分析

綠色設(shè)計(jì)與制造，是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然要求。機(jī)械工業(yè)主要是為各行業(yè)發(fā)展提供裝備，是社會節(jié)能減排的重要源頭，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)耗能在工業(yè)總能耗中的占比達(dá)到1/5，同時(shí)部分高能耗機(jī)械設(shè)備服役期間的消耗大量能源，且易導(dǎo)致污染問題的產(chǎn)生，由此大力落實(shí)綠色設(shè)計(jì)與制造理念，貫穿工程機(jī)械設(shè)備全壽命周期，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。綠色設(shè)計(jì)與制造理念，指的是在充分考慮環(huán)境影響、資源效率的基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)機(jī)械制造，其要求使用綠色材料、落實(shí)綠色設(shè)計(jì)、采用綠色生產(chǎn)技術(shù)，最終制造出綠色節(jié)能產(chǎn)品，同時(shí)采用再制造、再利用、回收循環(huán)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械全生命周期的綠色管理。

2綠色設(shè)計(jì)與制造

本文分別從工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與綠色制造兩個(gè)方面出發(fā)展開具體論述。2.1工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)（GreenDesign-GD），將其應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，要求從概念設(shè)計(jì)階段開展就展開全生命周期（設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、供貨、使用、拆卸回收過程）分析工作，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品每一個(gè)階段及其內(nèi)一個(gè)設(shè)計(jì)流程，有效提高資源利用率，減少污染。2.1.1綠色設(shè)計(jì)原則。綠色設(shè)計(jì)主要原則如下：（1）Reduce（減少）原則：指的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行精簡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少生產(chǎn)資料、能源消耗。（2）Reuse（回收）原則：指的是在產(chǎn)品報(bào)廢后依舊有一些零部件可回收，并用于產(chǎn)品局部替換等。（3）Recycling（再生）原則：指的是對會回收資源進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，使其成為新的產(chǎn)品，減少資源的浪費(fèi)。2.1.2綠色設(shè)計(jì)要點(diǎn)。下文主要就工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開論述：（1）綠色視覺環(huán)境設(shè)計(jì)。工程機(jī)械從材料與結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)開始，需全面落實(shí)綠色設(shè)計(jì)：①材料：優(yōu)先選用可回收利用、可再生資源；無法使用上一種材料的情況下，優(yōu)選污染小、能耗低材料，若是出現(xiàn)必須使用具有毒害、輻射的材料時(shí)，產(chǎn)品包裝需注明，使用中落實(shí)相關(guān)防護(hù)工作。②結(jié)構(gòu)：工程機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮零件部件的可拆解性，提高回收利用率，同時(shí)產(chǎn)品可不斷重組、優(yōu)化。③色彩、肌理：色彩、肌理附著于形態(tài)表面，兩者相輔相成，其是體現(xiàn)人文理念、傳遞綠色思想的重要途徑，視覺上的舒適性，可減少產(chǎn)品過度丟棄，間接減少資源消耗。（2）動(dòng)力裝置綠色設(shè)計(jì)。動(dòng)力裝置是工程機(jī)械的核心，綠色設(shè)計(jì)具體需從以下幾個(gè)方面入手：①發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，如：改進(jìn)噴油器結(jié)構(gòu)，促進(jìn)燃燒，減少有害氣體排放；②優(yōu)選電力為動(dòng)力，加大太陽能、天然氣等清潔能源的研究應(yīng)用；③積極運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)理念加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣凈化技術(shù)研究，如：催化凈化技術(shù)、廢氣再循環(huán)技術(shù)等。動(dòng)力裝置綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于尋求“節(jié)能”、“實(shí)效”、“環(huán)保”三者之間的一個(gè)平衡，也可說是集經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性能和環(huán)保效應(yīng)為一體。（3）液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械重要傳動(dòng)部件，其對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在工作介質(zhì)泄露、噪聲以及能源浪費(fèi)等方面。由此，液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：①重視密封設(shè)計(jì)，合理選擇液壓元件參數(shù)，加強(qiáng)密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)；②選用無毒液壓油，加強(qiáng)液壓油回收再利用技術(shù)研究；③加強(qiáng)液壓系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，減少裝配零件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)模塊化組合；④加強(qiáng)噪聲控制，制造期間需做好相關(guān)監(jiān)督管理。（4）產(chǎn)品界面綠色設(shè)計(jì)。工程機(jī)械操作界面，直接關(guān)系到實(shí)際工作狀態(tài)，若是因?yàn)檎`操作的問題導(dǎo)致機(jī)械故障，將直接影響機(jī)械設(shè)備的壽命，導(dǎo)致相關(guān)資源浪費(fèi)，由此針對產(chǎn)品界面綠色設(shè)計(jì)提出以下建議：①根據(jù)人的心理、生理特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)；②操作界面整體統(tǒng)一，簡單明了，具有高度的可識別性，便于操作人員理解；③加強(qiáng)操作界面引導(dǎo)性設(shè)計(jì)，縮短操作人員反應(yīng)時(shí)間，提高效率。2.2工程機(jī)械的綠色制造。根據(jù)工程機(jī)械的制造與運(yùn)用現(xiàn)狀來看，其特點(diǎn)可歸納為四個(gè)字：“重”、“大”、“粗”、“笨”，相應(yīng)的制作工藝復(fù)雜、工期長、生產(chǎn)資料多且雜、回收利用困難，由此實(shí)現(xiàn)其綠色制造不僅必要且迫切，其可有效節(jié)省相關(guān)資源、減小對環(huán)境的污染，進(jìn)一步促進(jìn)我國工業(yè)綠色發(fā)展。2.2.1綠色制造戰(zhàn)略。綠色制造，是在保證產(chǎn)品功能、質(zhì)量的前提下，綜合考慮環(huán)境影響、資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，需要借助各種先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用確保產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或是實(shí)現(xiàn)污染最小化，最大限度減少資源消耗，達(dá)到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。綠色制造戰(zhàn)略可歸納為以下幾個(gè)字：“優(yōu)質(zhì)”、“清潔”、“高效”、“低耗”、“安全”，具體包括“兩個(gè)目標(biāo)”、“兩個(gè)過程”、“四項(xiàng)內(nèi)容”、“三條途徑”：（1）“兩個(gè)目標(biāo)”：保護(hù)環(huán)境、節(jié)能和資源綜合利用。（2）“兩個(gè)過程”：產(chǎn)品生命周期過程、物料轉(zhuǎn)化過程。（3）“四項(xiàng)內(nèi)容”：綠色設(shè)計(jì)、綠色生產(chǎn)過程及工藝、綠色產(chǎn)品、綠色資源和能源。（4）“三條途徑”：管理途徑、技術(shù)途徑、市場及法律途徑。2.2.2綠色制造模式。工程機(jī)械的綠色制造主要可以分為以下三種模式：（1）節(jié)約資源型制造模式。此種綠色制造模式的核心在于“資源節(jié)約”，即：通過優(yōu)化生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)原材料的節(jié)約，提高資源利用率，如：在進(jìn)行涂裝時(shí)，優(yōu)先選用粉末涂裝、電泳涂裝；積極使用表面修復(fù)技術(shù)，及時(shí)修復(fù)局部損傷，防止出現(xiàn)整體報(bào)廢的情況，造成資源的浪費(fèi)。（2）降低能耗型制造模式。此種綠色制造模式的核心在于減少整個(gè)加工中能源消耗，如：熱處理的能耗大，可采用非調(diào)質(zhì)鋼，減少調(diào)質(zhì)處理工序，減小能耗，提高生產(chǎn)效率。（3）環(huán)境保護(hù)型制造模式。此種綠色制造模式的核心在于減少或是直接摒棄生產(chǎn)中對環(huán)境有危害的物質(zhì)，如：涂裝作業(yè)時(shí)，粉末涂裝方法的應(yīng)用，可有效減少油漆中“三苯”、重金屬含量；非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用，可減少廢液、廢氣的排放，減小對自然環(huán)境的污染。2.2.3綠色制造管理。在綠色制作過程中實(shí)施體系化管理，有利于更加系統(tǒng)、高效的實(shí)現(xiàn)綠色制造目標(biāo)，具體管理措施如下：（1）確定綠色制造方針。（2）策劃建立綠色制造組織機(jī)構(gòu)、職權(quán)分配，配備資源，規(guī)定程序制度。（3）綠色制造實(shí)現(xiàn)策劃，根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)要求等，確定綠色制造目標(biāo)，合理選擇綠色制造模式，選擇合適的手段對綠色制造全過程進(jìn)行績效監(jiān)測，為綠色制造目標(biāo)實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)提供可靠支撐。

3實(shí)例探析

本文僅以某機(jī)床設(shè)計(jì)與制造為例展開分析，基于綠色設(shè)計(jì)制造理念下機(jī)床全壽命周期過程見圖2。根據(jù)圖2分析可知，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)制造分為兩大部分：（1）機(jī)床設(shè)計(jì)制造，即正向設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)、制造與使用為三大重要過程：①機(jī)床設(shè)計(jì)：包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、綠色工藝設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)測、剛度匹配設(shè)計(jì)、焊縫的長度研究等；②機(jī)械制造：包括零部件加工、整機(jī)裝配、機(jī)床包裝；③機(jī)床使用維修：通過收集機(jī)床故障信息，為可靠性分析提供數(shù)據(jù)支撐。（2）機(jī)床再制造，即反向設(shè)計(jì)，機(jī)床回收后，對其性能能否提升做好分析判斷，可以則進(jìn)行改造升級，反則拆卸分類。機(jī)床零件主要包括：大型鑄件、焊接件、導(dǎo)軌以及軸、齒輪、箱體、電機(jī)等，易損件直接作報(bào)廢處理，經(jīng)測試性能差的零件進(jìn)行材料回收，性能較好的零件，可進(jìn)一步分為裝配維修使用與再制造。在機(jī)床全壽命周期過程中，綠色設(shè)計(jì)制造理念主要可以歸納如下：①正向綠色設(shè)計(jì)過程中，對機(jī)床方案性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境污染性、資源消耗性進(jìn)行綜合分析評價(jià)，若是不滿足綠色設(shè)計(jì)要求，將進(jìn)行優(yōu)化處理；②反向綠色設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)床的最大化回收與利用，通過零部件重新使用、再制造、材料再生產(chǎn)，極大的提高了資源利用率，減少了浪費(fèi)。

4結(jié)語

綜上所述，“綠色”已經(jīng)成為當(dāng)今社會發(fā)展的主流，在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中，應(yīng)將“綠色”理念充分融入其中，一方面要求提高設(shè)計(jì)方案的綠色性，設(shè)計(jì)出節(jié)能減排、降噪環(huán)保的工程機(jī)械設(shè)備；另一方面，還需更加關(guān)注制造過程中的能耗、污染問題，提倡節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期的低碳環(huán)保，促進(jìn)我國工業(yè)機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展。

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作者:張仕平 單位:佛山市南海九洲普惠風(fēng)機(jī)有限公司