机械制造业作为我国经济开展的支柱和中心产业，其行业开展对我国国民经济及社会的开展都发扬着重要的推进作用。但是，在推进经济开展的同时，也形成了环境的净化和毁坏。在20世纪，人类社会消费力以史无前例的速度迅猛开展，与此同时，地球的生态环境也在以史无前例的速度急剧好转。物质文明的开展所带来的损害，令人们反省过来忽视环境的维护的结果，从微观到微观，环境维护认识曾经浸透到人类消费、生活、生活的方方面面。此外，随着人类社会的开展和提高， 经济、资源、市场、政治及军事等方面的剧烈竞争，使得人们对自然资源的应用极尽所能。人们在越来越充沛天时用自然的同时，其实也给人类生命和财富的平安， 消费、生活必不可少的自然资源，形成了越来越多而且越来越严重的隐患。近年来，运输工具与机械设备（如汽车、飞机、列车、船舶等）日益向大型、重载和高速方面开展，耗费与运用了少量的原资料与动力。

　　在此背景下，绿色理念正是为了防备制造业开展所带来的负面影响而片面施行的新的开展战略理念。在绿色理念的贯串下，开发及使用机械制造技术成为机械制造行业贯彻可继续开展战略的殊途同归。曾经公布施行的ISO9000 系列国际质量规范和ISO14000 国际环保规范为制造业提出了一个新的课题，就是疾速完成制造的绿色化。绿色制造则经过绿色消费进程（绿色设计、绿色资料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理）消费出绿色产品，产品运用完当前再经过绿色处置后加以回收应用。采用绿色制造能最大限制地增加制造对环境的负面影响，同时原资料和动力的应用效率能到达最高。制造本质上是人类社会可继续开展战略在古代制造业的表现，也是将来制造业自动化零碎必需思索的重要成绩。

　　一、绿色制造的国际外开展现状

　　（一）国外开展

　　绿色制造相关内容最早可追溯到20世纪30年代，但直到1996年才由美国制造工程师学会（SME）在其宣布的关于绿色制造的专门蓝皮书中比拟零碎地提出绿色制造的概念、外延和根本内容。1998年SME 在国际互联网上宣布了绿色制造的开展趋向的网上主题报告，对绿色制造的重要性和相关成绩作了进一步的引见。

　　近年来，东方国度绿色制造及其相关成绩的研讨相当活泼，尤其是在美国、加拿大、德国等兴旺国度。在美国，包括国度重点实验室和国度研讨中心，以及着名的麻省理工学院和加州大学，绿色制造研讨规模庞大。卡奈基梅隆大学的绿色设计研讨所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研讨和教育任务， 并与政府、企业、基金会等普遍协作。加州大学伯克利分校不只设立了关于环境认识设计和制造的研讨机构，而且还在国际互联网上树立了可零碎查询的绿色制造专门网页。许多企业也停止了少量研讨。1996年在美国SME 学会召开的绿色制造研讨圆桌会议上，来自企业界的代表占大少数。美国AT&T公司还在企业技术学报上宣布了许多有关绿色制造的研讨论文。美国国度迷信基金会也对绿色制造研讨高度注重。如美国国度迷信基金会1999年赞助课题报告会所赞助的与绿色制造相关的研讨课题多达十余项。加拿大Windsor 大学树立了环境认识设计和制造实验室（ ECDM Lab）和基于网上信息库，出版《国际环境认识设计与制造杂志》，对环境认识制造中的环境性设计、生命周期剖析等停止了深化研讨。在欧洲，国际消费工程学会CIRP 近几年每年均有许多论文对绿色制造相关成绩停止研讨。英国可继续中心（The Center for Sustainable Design） 对生态设计、可继续性产品设计等停止了集中研讨，并出版《可继续消费设计杂志》。总之，绿色制造的研讨己在全世界迅速展开。特别是近年来国际规范化组织ISO发布的环境管理体系ISO14000系列规范，大大推进了绿色制造的迅速开展。

　　（二）国际开展

　　目前，我国的机械制造业大多采用的还是高投入的集约型开展形式，资源和动力耗费大，效率低，&ldquo三废&rdquo排放量大，环境净化严重。在各类产品的加工进程中，所发生的各类净化物相当惊人。另外，传统制造业普通是地道从经济效益的角度去施行制造进程的，在设计产品时着力思索产品的功用与质量，制造产品时片面追求高效益和低本钱，注重的是如何以最低的本钱高效率地产出产品，加上不时涌现的新颖高效的先进制造技术，推进了制造业的疾速开展，产品更新换代周期不时延长，减速了资料的耗费和工艺配备的淘汰；同时也发生了更多的废弃物，从而使人类赖以生活的环境不堪重负，严重制约了社会经济及人类文明的可继续开展。

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　　我国近年来在绿色制造及相关范畴也停止了少量的研讨。国度自然迷信基金和国度863 方案/ CIMS 主题均支持了一定数量的绿色制造研讨课题，并己获得了一定研讨效果。国际一些高校和科研机构对绿色制造的实际体系、专题技术等停止了少量的研讨。1996 年成立了国度环保总局华夏环境管理体系审核中心， 专门担任IS014000 系列规范在我国的施行。ISO14000 环境管理体系规范己惹起了我国众多企业的高度注重，至今己有包括厦门ABB 开关无限公司、青岛海尔电冰箱股份无限公司等多家企业取得ISO14000 规范认证。

　　二、 绿色设计

　　研讨标明，产品功能70%～80%是在设计阶段构成的，而设计自身的本钱，仅为产品总本钱的10%。产品的设计阶段形成的对生态环境的毁坏水平，远远大于由设计进程自身所形成的对生态环境的毁坏。因而只要在设计的初期阶段，依照绿色产品的特点规划、设计产品、即停止绿色设计，才干保证产品最终的&ldquo绿色&rdquo。因而，要想从基本上处理成绩，只要从设计阶段着手，才干最终完成从集约型向集约型的开展形式转变，完成国民经济继续、安康、波动开展。 　　在传统设计进程中，设计人员次要是依据产品的功能、质量和本钱要求等目标停止设计，对产品的维护性、装配性、回收性、淘汰废弃产品的处置及处置，以及对生态环境思索得较少，甚至基本就不思索。这样消费出来得产品，会影响人类的生活质量和生态环境，形成资源和动力的少量糜费，影响其开展的继续性。

　　绿色设计是这样一种设计，即在产品的整个寿命周期内（ 设计、制造、运输、销售、运用或消费、废弃处置），着重思索产品的环境属性（自然资源的应用、对环境和人的影响、可装配性、可回收性、可反复应用性等），并将其作为设计目的， 在满足环境目的要求的同时，并行地思索并保证产品应有的根本功用、运用寿命、经济性和质量等。简言之，绿色设计是指以高效应用资源和动力取得绿色产品为目的的设计。

　　绿色设计是绿色制造中的关键技术，绿色设计的一个重要趋向就是与并行工程结合， 构成一种新的产品设计和开发形式&mdash&mdash绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计， 是古代绿色产品设计和开发的新形式。它是一个零碎办法，以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全进程，力图使产品开发人员在设计开端就思索到产品整个生命周期中从概念构成到产品报废处置的一切要素， 如质量、本钱、用户要求、环境影响、资源耗费情况等。

　　绿色产品设计，次要触及以下方面的内容：

　　（1）环境维护。次要思索产品生命周期内对环境所发生的影响。

　　（2）任务条件。在产品的设计阶段思索产品在制造、运用和废弃/回收再生进程中诸如乐音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人的安康的损害。

　　（3）资源优化。不只研讨在制造进程中物资和能量的无效应用，还要研讨在销售、运用和废弃/回收再生进程中物资和能量的无效应用。

　　（4）产品本钱。在产品本钱核算的进程中，不只要思索设计、制造和销售本钱的核算，还有思索包括运用和废弃/回收再生进程中用户和社会所承当的本钱。

　　三、绿色制造流程

　　（一） 绿色制造工艺技术

　　绿色制造工艺技术是以传统工艺技术为根底，并结合环境迷信、资料迷信、动力迷信、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。从浪费资源的工艺技术方面来说， 在机械加工中， 绿色制造工艺技术次要使用在少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术3个方面。

　　1、干式加工

　　干切削加工办法有很多种，如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。干式加工就是在加工进程中不必冷却光滑液的加工工艺。这种工艺办法从原理上讲并不新。且已在消费中有较长工夫的使用（如铸铁的干铣削等），但其外延却与以往有很大不同。由于这里的干式加工已不只局限于铸铁资料的加工。而是力图在一切资料加工及一切加工办法中均采用干式加工。就目

　　前来看，干式加工范围还较为无限，但其研讨和使用已成为加工范畴的一个新热点。近年来.美国在制造业普遍采本着网络面前人人平等的原则，提倡所有人共同协作，编写一部完整而完善的百科全书，让知识在一定的技术规则和文化脉络下得以不断组合和拓展。 用了干式加工。在欧洲已有一半的企业采用了干切削加工技术，尤其在德国，使用更为普遍。准干式加工或最少切削液切削加工是一种介于湿式加工与干式加工之间的加工技术。准干式加工是将紧缩空气和大批切削液混合气化后放射到加工区，对刀具与工件之间停止的加工部位停止光滑。它所运用的切削液很少，约占湿加工的六万分之一，但其效果却非常分明。它补偿了完全干式加工使用范很多朋友说，共享纸巾机是一个广告机，但我们不是这样定义它，我们定义它是一个互联网跟物联网结合的终端机，从线下吸入流量，重新回到线上，以共享纸巾项目作为流量入口，打造全国物联网社交共享大平台。围的局限性和完全湿式加工的诸多缺乏，结合了两者的优点.既满足了加工的要求，又使与切削液有关的费用降至最低.并可获得与完全干式加工相反的效果。准干式切削技术只需运用适当，刀具、工件和切削必定是枯燥的，因此可防止切削液的处置进程。

　　2、刀具技术

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　　干式加工对刀具资料要求很高，它要求资料要具有很高的红硬性和热韧性，良好的耐磨性耐热冲击和抗粘结性，如今立方氮化硼、聚晶金刚石、超细晶粒硬质合金等超硬资料曾经普遍使用于干切削。经研讨标明，高速钢和硬质合金经过PVD涂层处置后也可以用于干切削。在对刀具的几何参数和构造设计时。要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性资料的加工来说，断屑是很关键的，目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术曾经比拟成熟，可针对不同的工件资料和切削用量很快设计出相应的断屑槽构造与尺寸，并能大大进步切屑折断才能和对切屑活动方向的控制才能。

　　3、机床技术

　　干式加工在切削区域会发生少量的切削热，假如不及时散热，会使机床受热不均而发生热变形，这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要要素。因而机床应配置循环冷却零碎，带走切削热量，并在构造上有良好的隔热措施。实验标明，干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下停止.这样可以增加传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时发生的切屑是枯燥的。这样可以尽能够地将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。任务台上的倾斜盖板用绝热资料制成.在机床上配置过滤零碎排出灰尘.对机床次要部位停止隔离。

　　（二）完成绿色机械加工的次要途径

　　1、 网络化

　　制造的网络化， 特别是基于Internet/Intranet的制造已成为重要的开展趋向。作为机械制造重要根底的绿色机械加工也需求鼎力推进网络化。经过企业局域网将各个分散的加工中心、数控设备等联接起来， 可便于机械加工控制中心对整个加工进程停止总体监控， 同时还可与企业中的工程设计零碎、管理信息零碎等各子零碎完成集成， 便于优化决策。

　　2、 信息化

　　绿色机械加工的追求目的是完成全体最优化加工， 即从零碎的观念动身， 片面思索企业和整个社会的综分解本， 综合剖析不同的资料、零部件、设备等加工要素， 优化选择冷却方式、冷却介质及用量、加工参数等， 确定最合理的加工方案， 以完成加工工夫少、消费效益高、环境净化小、综分解本低的目的。信息化是施行绿色机械加工的关键要素及无效手腕。为完成全体最优化加工， 需求树立加工设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件资料、环境、动力等相关材料的机械加工数据库， 采用无限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械加工办法（ 如高速切削、干切削、硬切削、MQL 等） 停止建模、仿真、虚拟加工和决策， 并经过Intranet 与企业的其它数据库零碎互联共享， 完成并行设计与消费。

　　3、柔性化

　　古代消费方式已由大批量、单一种类消费逐步转变为小批量、多种类消费， 要求消费企业可以依据市场变化作出矫捷反响， 疾速顺应市场需求。绿色机械加工的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运转柔性和扩展柔性。加工零碎应能完成疾速重构， 对新产品开发及产品更新换代具有疾速呼应才能， 以最小本钱和最短工夫顺应加工义务及环境的变化。

　　四、绿色产品

　　（一） 绿色产品的定义及特征

　　依据绿色设计的要求， 最终产品应该是绿色产品。绿色产品则是指在具有特定功用的前提下，对环境（包括其中的动、植物）和人体安康不形成危害的产品。例如，作为绿色产品的绿色汽车应该满足以下条件：

　　（1） 在车型开发之前应该树立基于环境要素的设计标准，以保证制造拆卸进程、产品的运输销售进程、消费者运用进程、回收再生进程都不会惹起的环境成绩。

　　（2） 在消费制造进程中不得对环境发生损害，包括噪声、振动、热、化学物质、电辐射等等。

　　（3） 汽车的能耗要低，效率要高，对环境影响要少。

　　（4） 汽车报废时要可以方便地装配和回收。

　　（二）基于生命周期视角的绿色产品开发进程剖析

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　　首先，开发进程要对生命周期内的产品有明晰的决策目的。在传统的产品开发中，开发目的次要集中于最终产品和制造进程中的质量Q、本钱C、工夫T，使开收回的产质量量尽能够高，本钱尽能够低，制造工夫尽能够短。绿

　　色产品开发的目的则在此根底上有所扩展，即除了质量、本钱、工夫这3项外，还注重环保方面的要素，这方面包括两个目的：资源耗费R和净化排放P。绿色产品开发中要思索使产品在制造、运用进程中的资源耗费和净化排放最小化。资源耗费次要包括：原资料耗费、动力耗费、制造中的物料耗费、包装耗费、运输中的动力耗费、运用中的动力耗费等。净化排放则包括：废弃物、废水、废气、粉尘排放、噪声搅扰等。这5个目的应该作为绿色产品开发进程中创意挑选、方案选择、工艺设计以及每一个决策环节所要思索的要素和追求的目的，并作为产品开发人员考虑的主线与准绳。

　　其次，在绿色产品开发中最好采用并行工程（CE.Concurrent Engineering）的开发形式。并行工程是对产品及其相关进程（包括制造进程和支持进程）停止并行、一体化设计的一种零碎化任务形式。我们晓得，新产品开发必需经过一系列阶段，包括创意来源&mdash&mdash方案遴选&mdash&mdash概念与产品测试&mdash&mdash试产&mdash&mdash正式投放市场。临时以来的一种形式是各个阶段呈顺序或串行方式停止，这种开发形式的缺陷是设计阶段无法预见或调查后续制造进程中能够呈现的成绩，招致设计与制造脱节&rdquo。而在并行工程的形式下产品开发人员从一开端就思索到产品全生命周期（从概念构成到产品报废）内各阶段的要素（如功用、制造、拆卸、质量、本钱、能耗、环保等），并强调各部门的协同任务，综合思索各相关要素的影响，使后续环节中能够呈现的成绩在设计的晚期阶段就被发现，以防止或增加那些招致方案运转到前期不得不返工的设计错误。它要求绿色企业必需关注其产品生命周期的各个阶段，次要包括产品设计、制造和回收，并对每一进程停止优化。运用并行工程停止绿色产品开发不只能延长研发周期、增加研发及制造费用，还能充沛思索产品全生命周期内的各项要素，从而进步产品的质量、绿色度，更好地满足顾客需求，加强产品的竞争才能。可见。并行工程理念自身也包括了绿色产品开发所要求的对产品全生命周期要素的思索，绿色产品开发对使用并行工程形式具有较强的契合度和需求度。

　　绿色产品的开发尤其要思索其生命周期内的资源耗费和净化排放。为了到达增加资源耗费和净化排放这两个环保目的，必需在开发阶段停止产

　　品生命周期内的剖析和设计。这种剖析的工具就是生命周期评价（LCA，Life Cycle Assessment）。IS014040环境管理TC 207 SC5将其定义为：汇总和评价一个产品（或效劳）体系在其整个生命周期内的一切投入及产出对环境形成的直接的和潜在的影响的办法。生命周期评价包括以下4个阶段：①目的与范围确定（Goal and Scope Definition）。将生命周期评价研讨的目的及

　　范围予以清楚地确定，使其与预期的使用相分歧；②清单剖析（Inventory Analysis）。编制一份与所研讨的产品零碎有关的投入产出清单，包括材料搜集及运算，以便量化一个产品零碎的相关投入与产出，这些投入与产出包括资源的运用及对空气、水体及土地的净化排放等；③影响评价（Impact Assessment）。采用生命周期清单剖析的后果，来评价与这些投入产出相关的潜在环境影响；④解释阐明（Interpretation）。我们也正在做着心目中属于未来的事业，那就是通过互联网金融创新，不断完善人与金融、货币之间的关系，让所有人都能享受到最好的金融服务 。将清单剖析及影响评价所发现的与研讨目的有关的后果兼并在一同，构成结论与建议。生命周期评价要对生命周期内的每个阶段停止评价，其评价后果又对每个阶段具有指点意义。它不只能显示以后产品的情况，还能提供将来开发方案的改良方向。因而生命周期剖析应该继续地停止，而不是只在一个产品开发项目里停止。在产品生命周期剖析的根底上，结合企业的战略对产品停止生命周期的设计，次要包括：绿色资料设计、绿色工艺设计、绿色包装设计、回收处置设计、面向产品运用的设计哺]。其中每一个技术方案确实定都应该以生命周期评价的后果为根底，同时结合企业的产品战略，制定出以后采取的方案和将来改良的方向。例如，企业以后的产品在市场上占据抢先位置，而且尚未面临政策性限制和市场壁垒等环保压力，那么近期的开发方案可以优先思索降低本钱、进步质量、添加柔性等方面，依据生命周期评价的绿色改良方向确定将来一段工夫内提升产品绿色性的方案。再如，产品处于市场跟随者位置的企业，在近期的开发方案上应该大幅度进步产品的绿色性，开收回差别化产品，从而进步产品竞争力，抢占市场份额，在短期内可以允许本钱进步等其它要素的影响，在将来的改良方案中再处理这些成绩。

　　五、结语

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　　随着人类对环境净化成绩的注重度的进步，机械制造企业需转换产业运转方式。古代机械制造业应施行可继续开展的开展形式，从而顺应全球化经济的开展要求。在技术范畴中，随着绿色理念的渗入及技术的提高，绿色制造技术的提高对社会和经济具有严重的意义。因而，我国的机械制造业应抓住开展机遇，掌握古代机械制造技术的开展意向，使我国的机械制造业失掉继续波动的提高与开展。