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綠色制造的概念范文1
中圖分類號:F27 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X (2013)20-0231-03
一、綠色再制造的傳統串行設計流程
綠色再制造的串行開發設計流程是指產品從概念設計到詳細設計、工藝設計、原形制造及檢測、生產制造、上市銷售及使用、廢舊產品回收、綠色再制造,直至綠色再制造產品再次上市銷售等全過程是一個串行的過程,產品開發工作是按照順序一步步完成的,上一環節的全部工作完成后才開展下一個環節的工作(見圖1)。
在綠色再制造的傳統串行設計流程中,首先是概念設計,如果方案通過,則轉入設計流程的下一個環節——詳細設計和工藝設計階段。由設計部門負責對產品原型進行設計,并進行產品生產中使用的工具及設備的開發工作。
其次,由制造部門進行產品原型制造和模擬使用測試。如果原型不能滿足所期望的產品性能,則反饋給設計部門進一步修改完善,然后重復“設計—產品原型制造—模擬使用測試—設計改進”的循環活動,直至產品性能達到期望的要求。
再次,產品上市銷售,消費者在使用后將意見反饋給企業,企業結合用戶意見對產品概念設計或詳細設計、工藝設計等作進一步的改進,以便使下一次上市銷售的產品更符合用戶的需求。
產品在第一次服役期滿后,由綠色再制造企業的物流部門將廢舊產品進行回收、清洗、拆卸和檢測,然后將有再制造價值的廢舊產品和零部件運送到綠色再制造部門。物流部門也將其回收、清洗、拆卸、檢測和運輸等過程對產品設計方面的改進意見和建議反饋給概念設計和詳細設計部門,以便進一步改進產品設計,使其滿足物流環節的運輸、拆卸和檢測等的需要。
第四,綠色再制造部門在對有再制造價值的廢舊產品和零部件進行綠色再制造加工時,結合工藝、設備狀況及再制造加工的需要,將對產品設計方面的改進意見和建議反饋給概念設計和詳細設計部門,以便進一步改進產品設計,使其滿足綠色再制造加工環節的需要。
最后,綠色再制造產品的營銷部門結合銷售需要和用戶反饋意見,將對產品設計方面的改進意見和建議反饋給概念設計和詳細設計部門,以便進一步改進產品設計,使其滿足綠色再制造產品銷售和用戶需求的需要。
二、綠色再制造的傳統串行設計流程存在的問題
從綠色再制造的傳統設計流程圖可以看出,其采用的是串行模式。產品開發工作包含一系列按時間先后順序排列的、相對獨立的步驟,由綠色再制造企業的不同職能部門分別負責實施。這種傳統的串行設計流程存在以下問題。
(一)各部門之間信息交流不暢通
綠色再制造的傳統串行設計流程采用的是一種“我設計,你制造”和“我設計,你銷售”的所謂“隔墻拋磚法”的設計流程和工作模式。這種開發過程是一種靜態的、順序的和相互分離的流程,各部門之間隔著隱形的“墻”。除了在設計的后期和制造階段發現問題后將意見反饋給設計等部門以外,設計部門和上下游各部門之間不存在經常的信息交換,尤其是事前的信息交換。
(二)設計流程周期過長
由于串行模式下的產品開發工作是按照順序一步步完成的,上一環節的全部工作完成后才開展下一個環節的工作,設計流程周期本身就較長。再加上由于各部門之間信息不通暢,尤其事前信息溝通不足,導致這個串行設計流程的下游發現問題需要修改設計方案時,整個流程要重新進行,即發生返工狀況。這又會造成產品開發周期變長,成本增加。
(三)缺乏對設計流程全過程的統一管理
一個完整的綠色再制造設計流程所包含的各項任務分散由各個職能部門分別完成,缺乏對設計流程全過程的統一管理。例如,產品概念開發由營銷部門負責,詳細設計和工藝設計由設計部門負責,原型制造及測試有制造部門負責,廢舊產品回收由物流部門負責,等等。其結果是各部門只關心本部門的工作和利益,沒有人真正關心其設計是否滿足下一環節操作的需求、是否有助于提高企業的整體效益或是否真正滿足顧客的需求。缺乏對設計流程全過程的統一管理,還使得各部門在銜接中浪費大量的等待時間和增加很多不必要的重復性勞動,最終大大增加任務完成的費用、延誤任務完成的時間,造成產品推遲上市或缺乏競爭力。
三、構建基于并行工程的綠色再制造的設計流程
綠色再制造的傳統串行設計流程存在各部門之間信息交流不暢通、設計流程周期過長和缺乏對設計流程全過程的統一管理等問題,這就需要對以往的設計流程進行優化,構建基于并行工程的綠色再制造的設計流程。
(一)并行工程的內涵
并行工程(Concurrent Engineering)是集成地、并行地設計產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)的系統化方法。它將傳統的串行工作模式盡可能地并行,在產品開發前期就全面考慮后期的各個環節的需求,重視產品的裝卸性、可回收性等要求。它運用交叉職能集成的思想,把產品開發的各個活動看成是一個集成過程,并從全局優化角度出發,組織協調各環節有效運行,對集成過程進行管理和控制。
并行工程的集成表現在以下方面:(1)過程集成。采用并行工程進行新產品的開發設計,可以在產品設計的前期就充分考慮產品全生命周期各環節的設計需要,從產品全生命周期的角度設計產品及其相關過程(包括制造過程、再制造過程和支持過程)。(2)人員集成。在對產品開發過程進行優化的同時,并行工程也有助于實現多部門、多領域、多學科專家群體的協同工作。來自設計部門、制造部門、再制造部門、物流部門、營銷部門的人員,甚至供應商、銷售商和消費者代表,可以形成一個集成的開發團隊,增強產品開發的合理性。(3)功能集成。并行工程設計方法強調產品設計環節不僅要考慮制造環節、工程技術環節的需要,重視產品的可拆卸性、易裝配性、可再制造性等的設計,還要對用戶需求、成本、質量和進度計劃等進行綜合分析和評價,確保設計方案在各個方面都做到既合理又可行。(4)信息集成。采用并行工程,借助強有力的信息技術,可以在產品設計的各個環節實現雙向的信息溝通和數據共享,參與設計的各方人員既能接受信息,又能為他人提供信息,有助于產品設計的成功。
并行工程的并行表現在以下方面:(1)各設計工序可并行進行。傳統的串行設計方法是各個設計工序按時間序列有順序、孤立地開展設計工作,上一工序的全部工作完成后才開展下一個工序的工作,設計流程周期本身較長。而并行工程設計方法是將產品設計周期分解成若干時間段,但各個時間段之間有一部分重疊,即設計過程可以同步進行,從而可以大大縮短產品開發周期。(2)各領域專家設計活動的并行協作。各領域專家的設計活動不是簡單的疊加,而是借助先進的計算機網絡平臺彼此進行信息溝通,實現思想的碰撞和設計活動的并行協作,最大程度地發揮集體的智慧。
(二)基于并行工程的綠色再制造設計流程的具體框架
綠色再制造企業為了提高產品設計的合理性,有效縮短產品開發周期,確保產品及再制造產品市場推廣的成功,應將產品設計和工程技術設計同步進行,構建一個基于并行工程的綠色再制造產品設計和工程技術設計流程框架(見圖2)。
綠色再制造企業在進行新產品開發時應組織跨部門、跨專業的項目組,將產品設計人員、制造/綠色再制造工程技術人員、新產品/綠色再制造產品的營銷人員,甚至供應商、銷售商、消費者等一起組成團隊小組,依托先進的信息技術平臺和消費者數據庫等進行充分的信息溝通和并行開發,以提高產品開發的成功率,杜絕不必要的返工浪費。在產品的設計開發期間,應該將概念設計、具體設計、細部設計、最終需求等結合起來,簡化組織機構和信息傳遞,提高系統柔性,降低資源投入和消耗,縮短產品開發時間,保證以最快的速度按要求的質量完成。此外,可利用現代CIM( Computer Integrated Manufacturing的縮寫,指計算機集成制造)技術,在產品的研制與開發階段,輔助項目進程的并行化。
從圖2可以看出,基于并行工程的綠色再制造設計流程框架中既包含橫向的并行,也包含縱向的并行。
橫向的并行是:產品設計與工程技術設計同步進行,以產品設計為主體,工程技術設計為產品設計提供強有力的技術咨詢和支持。另外,營銷部門負責的新產品/綠色再制造產品的市場推廣設計也可以同步進行,為產品設計和工程技術設計提供咨詢和建議。
縱向的并行是:新產品開發的各個階段同步進行,如概念設計與具體設計同步進行,具體設計與細部設計同步進行。上一個工序還在進行工作時,下一個工序就已開始本工序的準備了。這種做法大大縮短了傳統串行設計模式所需的設計周期。
參考文獻:
[1] 劉潤本.再制造產業化發展趨勢[J].再生資源與循環經濟,2010,3(3): 30-33.
綠色制造的概念范文2
Ganeshan和Hardson將供應鏈定義為:“供應鏈是一個由獲取原材料,并將其轉化為成品和半成品,再將產品送到客戶手中的設施和分銷渠道組成的網絡。盡管供應鏈的復雜性隨行業、企業的不同而不同,但供應鏈在服務和制造企業均普遍存在?!?5?
供應鏈運作參考模型(SCOR模型?是目前影響最大、應用面最廣的參考模型,它能測評和改善企業內、外部業務流程,使戰略性地進行企業管理?Strategy Enterprise Management? SEM?成為可能。該模型將供應鏈分解為五個流程:計劃、物料獲取、制造、交付和反向物流,其中每一個流程又可以分解為下一層的計劃、物料獲取、制造、交付和反向物流這相同的五個流程,共有三個層次。?3?
SCOR模型的第一層描述了五個基本流程?如圖1所示?:計劃?Plan?,采購?Source?,生產?Make?,發運?Deliver?和反向物流?Return?。它定義了供應鏈運作參考模型的范圍和內容,并確定了企業競爭性能目標的基礎。?3?
SCOR模型的第二層是配置層,由26種核心流程類型組成。SCOR模型的第三層是流程分解層,它給出第二層每個流程分類中流程元素的細節,為企業提供成功計劃和設定其改進供應鏈的目標所需的信息。
2 綠色供應鏈與綠色供應鏈運作模型
綠色供應鏈是“一種在整個供應鏈中綜合考慮環境影響和資源效率的現代管理模式,它以綠色制造理論和供應鏈管理技術為基礎,涉及供應商、制造商、銷售商和用戶,其目的是使得產品從物料獲取、加工、包裝、倉儲、運輸、使用到報廢處理的整個過程中,對環境的影響?負作用?最小,資源效率最高?!?1?2?
總體來講,綠色供應鏈可以看作是將綠色制造的理念貫穿到傳統供應鏈的整個流程中,因此可以將綠色制造的思想融入到傳統供應鏈的SCOR模型里,將其改造為綠色供應鏈的運作模型,如圖2。
綠色供應鏈的運作模型,在原有SCOR模型的基礎上嵌套了綠色制造的思想。它要求供應鏈設計人員在設計一開始就充分考慮到產品整個生命周期中,從概念形成到產品報廢處理的所有因素,它包括了質量,成本,進度計劃,用戶需求,資源的優化利用,廢棄物的產生以及回收等情況。從總體上把整個供應鏈分為綠色供應鏈的采購環節、綠色供應鏈的制造環節、綠色供應鏈的支付環節和綠色供應鏈的回收環節,在每個環節內部都遵循綠色制造的要求,進而把整個供應鏈作為一個綠色系統進行管理。
3 綠色供應鏈的運作模型程序分析
3.1 綠色供應鏈的采購環節?2、6?
綠色采購是通過源頭控制,在整條供應鏈中貫徹了防止環境污染、節約能源的意識。另外,綠色采購能夠滿足公眾對環保產品的需求,同時又可以從整體上降低成本,所以綠色采購的方針和實踐可以為企業帶來經濟效益和競爭優勢。綠色供應鏈中的企業,應該從以下幾個方面進行綠色采購環節的設計:
3.1.1綠色供應商的選擇與管理。在此階段需要考慮到供應商提供的材料是否具有污染性、生產制造過程是否是清潔的,運輸過程是否能夠節省能源等因素。通過與供應商的溝通,企業對供應商的產品提出要求,目的就是降低材料使用,減少廢物產生。最大程度地關心產品的使用效率以及環境效益,盡可能地減少產品對環境帶來的損害?以實現需求方、顧客和整個環境的“三贏”。
3.1.2實行協同采購。協同采購是指企業和供應商在共享庫存、需求等方面的信息基礎上,企業根據供應鏈的供應情況實時在線地調整自己的計劃和執行交付的過程。供應商根據企業實時的庫存、計劃等信息實時調整自己的計劃,可以在不犧牲服務水平的基礎上降低庫存。
3.1.3 JIT的訂單驅動采購。在供應鏈管理的環境下,采購活動是以訂單驅動方式進行的,制造訂單的需求是在用戶的需求訂單的驅動下產生的。這種JIT(適時生產)的訂單驅動方式使得供應鏈系統得以準時響應用戶的需求,同時降低了庫存成本。
3.2綠色供應鏈制造環節
綠色供應鏈的制造環節不僅包括制造加工過程,而且是從產品設計開始,包括材料選擇,產品加工,物流設計和包裝設計以及產品拆卸等過程的大制造的概念。
3.2.1綠色設計?7?。綠色設計?green design?包含產品從概念設計到生產制造、使用乃至廢棄后的回收、重用以及處理處置的生命周期全過程,綠色設計從可持續發展的高度審視產品的整個生命周期,強調在產品開發階段按照生命周期的觀點進行系統性的分析和評價,消除對環境潛在的負面影響,并將3R?reduce,reuse,recycle?直接引入產品開發階段;綠色設計提倡無廢物設計。立足于綠色供應鏈的綠色設計應在企業自身實行綠色設計的基礎上,和供應商和分銷商等伙伴企業進行溝通?自產品概念形成階段和設計之初就從整體角度考慮產品生命周期的綠色化問題(包括供應商的原材料供應、運送;制造商的原材料選擇、產品生產;分銷商的銷售和廢棄物的回收、再利用等問題的綜合考慮)?以達到整個綠色供應鏈的共贏。
3.2.2綠色材料的選擇。綠色材料?green material?是一種相對概念,尚處于不斷發展與完善過程中。綠色材料主要包括材料本身的先進性?優質的、生產能耗低的材料?、生產過程的安全性?低噪聲、無污染?、材料使用的合理性?節省的、可回收的?以及符合現代工程學的要求等。綠色產品材料選擇要求把環保因素及材料的工程性質?可制造性、可靠性、可維修性等?共同作為選材的目標,使產品既具有優良的預定功能,又有利于環保生態環境。
3.2.3清潔生產。清潔生產本身就是一個不斷完善的過程,它要求企業應隨著經濟的發展和科技的進步,適時地提出更新的目標,要求在企業管理中時時處處考慮環保、體現綠色。這一思想可概括為″5R″原則,即?1?研究?Research?,將環保納入企業的決策要素中,重視研究企業的環境對策;?2?消減?Reduce?,采用新技術、新工藝,減少或消除有害廢棄物的排放;?3?再開發?Reuse?,變傳統產品為環保產品,積極采取“綠色標志”;?4?循環?Recycle?,對廢舊產品進行回收處理,循環利用;?5?保護?Rescue?,積極參與社區內的環境整潔活動,對員工和公眾進行綠色宣傳,樹立綠色企業形象。
3.3綠色供應鏈的支付環節
綠色供應鏈的支付環節實際上是一個交付的過程,它包括兩部分的內容:一是從核心企業(制造商)到分銷商或零售商的過程;二是從分銷商或零售商到消費者的過程。
3.3.1從核心企業(制造商)到分銷商或零售商的過程。從核心企業(制造商)到分銷商或零售商的過程由物質、商品空間移動的輸送、時間移動的保管、流通加工、包裝、裝卸以及信息等六大元素構成。根據上述非綠色因素分析,下面提出減少非綠色因素的策略。
?1?運輸策略。利用綠色汽車;通過輸送方式的轉換消減總行車量;使用綠色通道,減少車輛的排污量。
?2?開展共同配送,減少污染,消除交錯運輸。
?3?簡化供應和配送體系,通過車輛的有效利用降低車輛運行次數,提高配送效率。
?4?建設可持續發展的倉儲系統。
?5?關注物流中間商的合理選擇。中間商的綠色能力、聲譽對企業的綠色供應鏈成功實施很重要,所以企業應嚴格選擇自己的綠色供應鏈環節,以提升企業的綠色形象。
3.3.2從分銷商或零售商到消費者的過程。從分銷商或零售商到消費者的過程中要融入綠色營銷的理念。綠色營銷?Green Marketing?系指實現企業自身利益、消費者需要和環境利益統一的,關于產品和服務的觀念、定價、促銷和分銷的策劃和實施過程。
(1)綠色營銷渠道?9?。完整的綠色營銷要在傳統渠道基礎上有所創新,形成綠色渠道。綠色渠道模式可分為:
·直接渠道。直銷方式使消費者與生產商直接接觸,最大限度地確保綠色產品的品質。
·間接渠道。間接渠道指產品經由中間商銷售給消費者。綠色中間商主要包括綠色商店,綠色專柜。
·后向渠道。企業應用逆向渠道折價回收本企業以前的舊產品和回收包裝之后,進一步進行改造工作,增加附加價值和綜合用途,挖掘產品的潛在性能,延長產品的使用壽命。
(2)綠色營銷的實施?8?。在綠色供應鏈中實施綠色營銷,總體要求是在營銷全過程和各層面中重視環境保護,貫徹綠色意識。具體來說要作好以下工作:
·樹立綠色營銷觀念。
·準確搜集綠色信息。要在分析企業自身經營特點和狀況的基礎上,搜集綠色市場和綠色技術等信息,正確選擇目標市場和進行綠色產品的市場定位。
·研發和生產綠色產品。綠色產品是綠色營銷的基礎和關鍵。綠色產品的研發和生產將綠色理念系統地融入到產品研發和產品生產過程中。
·合理制定綠色價格。由于綠色產品比同類普通產品投入大,研發困難,對生產和銷售過程要求嚴格,在“環境消費付費”和“排污者付費”原則受到政府和公眾廣泛承認的前提下,綠色產品的價格一般比同類普通產品價格要高一些。而且,綠色產品價格屬于高檔品,需求對價格的敏感度較普通同類產品小,較高的價位可獲得高利潤。
3.4綠色供應鏈的回收環節
在綠色供應鏈中的回收物流包括退貨回收物流和逆向回收物流兩部分。本文主要研究逆向回收物流。該物流主要包括以下幾個環節:?4?
?1?回收?;厥帐菍⒆罱K顧客或下游企業在生產和銷售過程中持有的廢棄物通過有償或無償的方式返回銷售方。這里的銷售方可能是供應鏈上各個節點企業,如來自顧客的廢棄物可能返回到上游的供應商、制造商,也可能是下游的分銷商、配送商、零售商。
?2?檢驗與處理決策。該環節是對回收品的功能進行測試分析,并根據產品結構特點及產品和各個零部件的性能確定可行的處理方案。包括直接再銷售、再加工后銷售、分拆后零部件再利用和產品或零部件報廢處理等。然后對方案進行成本效益分析,確定最優方案。
?3?分拆。按產品結構的特點將產品分拆成零部件。
?4?再加工。對產品回收分拆后的零部件進行加工,恢復其價值。
?5?報廢處理。對那些沒有經濟價值或嚴重危害環境的回收品或零部件,采用機械處理等對環境無污染或污染小的方式進行處理。
綠色制造的概念范文3
關鍵詞:綠色理念;綠色制造;機械制造;工藝技術
就國內現在的機器生產來講,其商品品質的優劣對社會前進速度有著直接影響,并且對生產業將來的前進水準有著關鍵影響。不過機器制作的飛速前進給生態環境帶來不良影響,所以,為了完成人和自然的融合相處,綠色生產概念被人們提議并且使用到機器制作行業中。
1 綠色制造理念
綠色制作措施,就是在對現在所擁有的成本開展有效操縱的基礎上,在確保商品的品質和其自身性能沒有被影響的根本上,把加工制作與加工制造對附近環境以及能源的污染減小到最低。對于現在優異的制造觀念中指出,要把綠色策劃與生產措施要落實到商品策劃與加工制作的每一個環節,并且在這個體系中使用的操縱程序與操縱措施能夠符合環保的標準。在現在的機器生產技術中,講述的綠色生產技術能夠劃分為下面幾種:
1.1 少無切削加工
在機器生產程序中,經過使用少無切削的制造措施,能夠在很大程度上降低工作量。還有經過使用冷擠壓、精鑄比較老練的制造措施以及項目塑料,完成其從類似形狀到模仿型與凈成型的朝向前進,在生產程序中能夠很大程度的節約制造商品所使用的材料與能源,并且還能夠降低制造成本以及制造時間。
1.2 高速生產措施
這種措施是最近幾年發展以及普及綜合優秀、高速以及低損耗為一體的綠色制作加工技術。在商品的加工制作程序中,由于這項措施能夠保障商品品質,能夠在很大程度上降低生產所使用的材料與能源,同時能夠最大程度的提升制造速度,因此這項措施是現在綠色生產技術將來前進的一個方向。
1.3 新型刀具技術
在機器的制作加工程序中,經過降低對刀具的消耗,尤其是對一些構造繁瑣以后成本高的刀具消耗,是能夠減少制造成本的一條關鍵措施。所以在現在社會的環境以及制造措施的背景下,能夠執行探索一種使用與高速制作與制造的新式刀具物料,同時經過對這些制作與加工這種新式刀具的有關措施系數開展更具體的探索與改善,持續的創新與健全在制作制造過程中使用的新式刀具,除此之外,涂層刀具也在前進過程中,能夠在很大程度上提升切削速度以及使用長久性。
2 綠色機械制造工藝技術的類型
2.1 能源節約型綠色機械制造工藝
在以往的機器生產技術中,消耗的能源多,產生的能量大多數都因為摩擦生熱被轉變為內能抑或其他樣式的能量被消耗掉,這不僅增加了對機器的損耗,并且對機器的工作時間帶來影響,對機床及其生產的精準度產生影響,并且還浪費了能源對環境帶來破壞。能源節省型綠色機器生產技術就是解決這些狀況,在機器生產程序中,經過降低機器的損耗,適量的運用能夠再生資源,引入低消耗的措施,運用低消耗的綠色設施等減少能源消耗的措施。
2.2資源節約型綠色機械制造工藝
資源節約型綠色機械制造工藝是指在機械制造過程中,以保證機械產品質量和符合機械制造標準為前提,通過簡化工藝和減少原材料消耗的方法來達到資源的有效利用的工藝技術。例如,在刀具的制造過程中,我們可以通過優化毛坯的形狀,選擇新型的刀具材料,盡量減少切削液的使用量,從而減少機械加工的余料,降低原材料的消耗,延長刀具的使用壽命,達到節約資源和提高生產效率的目的。
2.3 環境保護型綠色機械制造工藝
機械制造工藝實際上就是一個物質經過一系列加工制造過程,變成最終需要得到的產品的過程,但在這個過程中會產生一些廢液、廢氣、廢渣、噪聲等對環境和操作者有危害的物質。環境保護型綠色機械制造工藝是指通過工藝初始設計和末端處理技術,盡量減少或消除有害物質的影響,從而提高機械制造系統效率的工藝技術。
3 發展綠色機械制造工藝技術的策略
3.1 綠色設計
綠色設計是指根據產品的品質要求,在綠色理念的指導下,對機械的工作原理、結構、運動方式力、能量的傳遞、各個零件的材料和形狀的尺寸進行設計,并通過計算分析轉化圖紙作為制造依據的工作過程。要做好綠色設計,需從設計之初就要充分考慮產品流轉的各個環節中所應注意的環保問題,并將環保作為設計的重要指導原則。綠色設計涉及十多項設計階段,包括選材、結構設計、工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、拆卸維護設計、報廢處置設計等。要將各階段的設計方案系統地協調和整合起來,因此,綠色設計也成了一個具有綠色性、集成性、并行性的系統。
3.2 綠色選材
綠色選材是指綠色機械制造過程中,在滿足產品的適用性能和制造工藝特性的條件下,綜合考慮綠色環保的要求所選擇的能源和材料,具體包括材料的選擇和能源的選擇。綠色選材應遵循以下原則:一是,優先選用可再生能源與材料;二是,盡量選用原料豐富,成本低,污染少的能源與材料;三是,盡量避免選用有毒、有害、有輻射性的能源與材料。
3.3 綠色工藝
綠色技術就是在機器生產程序中,運用相關的工具以及設施,根據節省能源、操縱能源、降低污染的需求,把各式原材料根據相關的秩序開展生產,以便獲得所期望的達標產品。優異的綠色機器生產措施包含:運用干切削措施,低溫切削措施,綠色時時切削措施,使用高精準度的冷碾措施,金屬粉末的注射成型工藝,采用可編程的控制器技術、數顯技術、數據技術來改造舊機床,凈化廢液等。
3.4 綠色處理
綠色處理是指將在機械制造過程中排放出的廢液、廢氣、毛坯腳料以及破損的零件設備等廢渣,進行回收利用或將其變成對環境無污染的物質的過程。綠色處理的方法有:第一,根據各排放氣體的性能,能吸收的就采用物理或化學方法吸收,能燃燒的就在燃燒爐中通入氧氣完全燃燒。第二,廢液集中進行回收、轉化、燃燒等處理。第三,將有毒的廢渣進行集中深埋,或是采用化學方法將其變成無毒無害物質,將有棱角的銳利廢棄物收集在一起并作集中處理。第四,將已報廢的產品回收并使用到下一個周期中,變廢為寶。
4 結束語
在本世紀,人們越來越重視對環境保護的狀況。綠色生產措施的運用,不光能夠降低能源的損耗還能夠降低對生態環境的污染。為了完成人和自然的共同前進,完成機器生產業的整潔制造與綠色加工勢不可擋,只有在生產中加入生態理念,才可以從本質上處理生態受損問題。現在盡管綠色生產措施在國內機器生產范圍內的運用日益普及,國內工作者對綠色措施的探索也獲得了很大的成果,不過國內綠色生產措施的運用還有很多缺點。因此必須要一直研究探索綠色生產措施,要增強對其研究,為機器生產業獲取更加廣闊的前進空間。
參考文獻
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綠色制造的概念范文4
[關鍵詞]食品機械;可持續發展;綠色設計;食品安全
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.20.052
1 食品機械發展現狀
食品機械的種類可以分為:糧油加工設備、果蔬保鮮與加工設備、畜禽產品加工設備、水產品加工設備、方便食品級加工設備、飲料加工設備和食品加工中廢棄物綜合利用設備等。按照食品加工的單元操作的不同,可以分為:食品輸送機械、食品清理與分選機械、食品粉粹機械、食品混合機械、食品濃縮機械、食品干燥機械、食品殺菌機械、食品熟化機械、食品冷凍機械和食品包裝機械等。
食品工業已經不可或缺,成為引領制造業的新方向。食品機械技術從生產自動化、原料高利用率化、機械設備節能化、食品安全化、高新技術實用化、機械設備通用化等多方面對食品機械制造業的發展提出了新的挑戰。我國的食品機械不管從內部質量還是外觀質量都落后于發達國家。原因是采用的設計理論、設計手段、設計方法、制造技術和檢測手段落后。原材料、質量不穩定,直接影響了食品機械產品的整體質量。
2 食品安全對食品機械的要求
隨著《食品法》的實施,食品安全問題作為一個系統工程,不僅涉及食物本身,而且涉及食品原料、食品工藝、食品生產加工、食品包裝和食品銷售等所有環節。
3 現代機械產品設計
機械設計可以是應用新原理、新思想、新方法開發創新的機械,也可以是在原有機械的基礎上重新設計或作局部改造,從而改變原有機械性能。
機械產品的質量基本上取決于設計質量,而制造過程對機械產品質量所起的作用是實現設計所規定的質量。因此,機械設計階段是決定產品好壞的重要環節。
在實現預期運動和動力功能的前提下,盡可能做到性能好、效率高、成本低,有一定的可靠性;而且還應考慮到操作方便、維護簡單、造型美觀以及便于運輸。
機械設計在現代機械生產中占有重要地位,機械設計的成敗往往成為產品在生產和銷售中是否能夠取得良好效果的決定條件。產品設計是制造業的靈魂,產品開發的成敗主要決定于產品設計,因為產品結構、性能、質量、成本、交貨時間、可制造性、可維護性及人、機、環境關系等。據統計,產品全生命周期成本的90%左右在產品設計階段已經被決定,其中70%~80%在概念設計階段被決定。概念設計的核心是創新設計。方案選擇的自由度大,產品創新的空間相對就要大。
現代機械產品正在逐步向智能化、協同性、科技化發展,并且逐漸形成了較為完善的設計體系,網絡技術、系統工程的理論、計算機軟硬件應用和智能化應用的理論也更加廣泛地被應用在現代機械設計方法之中,提高了機械產品的質量方法,也成為現代化機械設計方法中重要的技術基礎。
食品機械設計的一般過程:①明確設計要求(確定機械的預期功能、有關技術指標和限制條件);②調查研究,制動設計方案,繪制機械運動簡圖(確定機械的工作原理,擬定集中總體布置方案,進行粗略計算和分析比較);③進行運動和動力分析,確定主要零部件的運動和動力參數;④進行傳動零件的設計計算,確定其主要參數;⑤進行結構設計,繪制部件裝配圖和總裝配圖;⑥繪制零件工作圖;⑦編制技術文件(編寫設計計算說明書、標準件、外購件明細表,對較復雜的機械還應繪制詳細的機械傳動示意圖等)。
4 食品機械設計新理念
4.1 綠色設計理念
綠色設計(Green Design,GD),就是設計和制造生命周期環境影響為最小的產品,在產品整個生命周期內,考慮產品的環境屬性,即可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等,保證產品功能、使用壽命、指令等。在設計食品機械產品時,全面考慮食品機械設計、制造、使用甚至報廢、處置等環節,在產品的全生命周期各個階段,從源頭上防止污染。
4.2 并行式綠色設計理念
以集成并行的綠色理念設計食品機械及其相關過程,初期充分考慮機械生命周期全過程的各項因素(如用戶需求、質量、成本、進度、拆卸與回收的設計體系等),使食品機械實施最優化設計。
4.3 并行式綠色設計理念下設計的一般過程
綠色設計是一種基于生態學的設計,為設計人員的素質和設計方法、設計手段提出了更高要求。食品機械數據管理技術是并行式綠色設計技術的關鍵技術之一,是對食品機械生命周期全過程個各環節中所需要的、或生成的大量數據和信息的管理技術,可按照要求將數據或信息及時傳遞到制定的位置或相應的人員。
機械設計的過程不再是一種串行設計模式,而是一種在設計過程中逐級反饋的設計模式。將概念設計做大最全面、最優化。從概念上影響整個設計過程和設計環節。
4.4 新設計理念下食品機械設計的實施要點
設計理念的更新:可持續發展理念、食品安全理念、并行式綠色設計理念。
食品機械設備的材料設計:直接接觸食品加工過程的設備材料要求(如抗菌、容易清洗),非直接接觸食品的設備材料要求(如節能、環保、對操作人員無害等),直接接觸食品成品或半成品的包裝設備的材料要求(無害、抗菌、不能對食品造成附著添加等)。
食品機械產品結構的設計:產品整體結構要易于制造和裝配,具有良好的可拆卸性,動力和液壓系統要考慮到綠色設計。對于目前發展勢頭迅猛的中小型家用食品機械要在使用中易于或加入清洗系統的設計,能夠一機多用,環保節水等。
食品機械生產線設備的設計:對于目前的大型標準化生產設備,要采用GMP(Good Manufacturing Practice,良好生產規范)的標準化生產為指導,同時還要用先進的科學預防性食品安全保證體系HACCP(Hazard Analysis Critical Point,危害分析與關鍵控制點)來規范生產線設備的設計研發。
在食品機械概念設計階段,全盤考慮。基于食品安全和綠色生產,對食品機械設備進行全程的監控。如設置設備的使用監控和警報系統等。
參考文獻:
綠色制造的概念范文5
關鍵詞:機械工程;綠色設計;發展;環保
前言:隨著經濟的迅速增長給全球造成了資源短缺和環境污染的嚴重危機,威脅到人類未來的發展,迫使人們對發展觀進行反思。隨著時代車輪的前進,機械設計向著“輕、小、智、全及綠”即輕型、小巧靈便、智能化、綠色環保的方向發展。綠色設計與綠色制造是90年代初期提出的一種新的概念與制造模式,現已受到機械制造領域的日益關注和重視,并得到了較好的應用和推廣,是現代產品設計與制造的發展趨勢。綠色設計是在產品的整個生命周期內(設計、制造、運輸、銷售、使用或消費、廢棄處理),著重考慮產品的環境屬性(自然資源的利用、對環境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復利用性等),并將其作為設計目標,在滿足環境目標要求的同時,并行地考慮并保證產品應有的基本功能、使用壽命、經濟性和質量等因此,機械產品要“綠色”發展,有必要將綠色設計在機械工程中應用前景進行分析。
一、何謂綠色設計
(一)設計目標。設計目標中除考慮功能、性能、質量、成本等方面外,還必須考慮產品在整個生命周期過程中與環境和人的和諧性,
(二)設計技術。除常規設計方法外,還必須人可拆卸設計、可回收設計、模塊化設計等新的設計思想和方法。
(三)設計評價。全面考慮從原材料提煉、材料加工、部件制造、產品裝配、產品包裝、產品運輸、產品使用、產品廢棄后的回收、重用和處理等整個生命周期中對環境造成的總負荷為最小。
圖1 機械工程類產品綠色設計流程框圖
(四)設計流程 。見上圖:圖1 機械工程類產品綠色設計流程框圖,為閉環設計。綠色設計中產品廢棄后并不是作為垃圾排人環境,而是考慮通過重用、修理、再加工、回收等手段重新應用于新產品的制造過程,從而使理想的綠色產品可以接近實現對環境的零排放。
(五)設計目的。綠色設計的核心是3R,減量化(Reduce)、回收(Recycle)、重復使用(Reuse)。以滿足需求和適應工作環境。
二、目前現狀
(一)新興技術,技術完善性不高。綠色設計作為一種新的設計方法,出現的時間并不長,還遠沒有達到完善的程度,很多具體的方法還有待研究。
(二)“綠色設計”是設計的綠色而不是生產過程中的偷工減料。綠色設計和節約制造成本有著本質區別,并不是不按生產要求任意減少生產當中存在污染環境的環節就是所謂的“綠色設計”,而是從機械工程分析的源頭上采用綠色設計的方法。
(三)綠色設計能否確落實處。能否確實的實現綠色設計的機械工程,還是“空頭支票”用來抬高產品價格的砝碼呢?筆者認為應予之相關部門采取措施在綠色設計投入生產環節中進行相應的監督、對于成品鑒定。
(四)“綠色”概念只是一個口號,還未普及,有待推廣。綠色概念還未確實的普遍整個機械領域的,綠色設計理念如何推而廣之?還有待于做深部探討。
三、綠色設計方法
(一)生命周期設計。見下圖:圖2機械工程類產品綠色設計生命周期設計框圖,即綜合考慮調研、研制、設計、制造、銷售、使用、回收、處理等生命周期中各環節對環境及人的影響的設計方法。
圖2 機械工程類產品綠色設計生命周期設計框圖
(二)并行工程設計。利用并行工程技術,綜合考慮產品綠色設計中的各因素,并在設計過程中隨時在各環節間進行信息交流和反饋,實現多因素、多目標、閉環設計過程的全局最優化。
(三)模塊化設計??蓪崿F功能和結構的集成,進而實現綠色產品的快速開發及易拆卸、易回收的要求。
四、綠色設計應用的優勢
(一)新興技術,潛力大。綠色設計作為技術應用于機械工程中的時間不長,其發展潛力之大業內人士盡人皆知。
(二)綠色設計可提高機械工程應用于實際企業競爭力。綠色設計的本質特征之一是在不影響產品的功能、壽命、質量等傳統指標的前提下,通過技術和管理 兩個途徑,提高資源、能源利用率的一種先進設計方法。從經濟學角度分析,綠色技術是降低產品成本,使技術或資源、能源相對增值的技術,即在同量資源、能源的前提下,綠色設計技術是力圖比傳統設計方法獲得更多更好產品、使生產過程由粗放型轉向節約型的先進設計技術。
(三)綠色設計可有效減少企業發展中的環境風險。隨著社會對環保要求的不斷提高,很多大中型機械制造企業如果不考慮采用綠色設計,則隨時有著因環境問題被關、停、并、轉的危機,使企業的發展存在嚴重的隱患。反之,如果企業采用以綠色設計為基礎的機械工程而實現綠色環保生產流程即可為企業創造一個持續、穩定、高效發展的空間。
結論:隨著該設計理念應用于機械工程當中將帶來的優勢表明,綠色設計可提高機電產品及企業競爭力,綠色設計的本質特征之一是在不影響產品的功能、壽命、質量等傳統指標的前提下,通過技術和管理兩個途徑,提高資源、能源利用率的一種先進設計方法,必將迎來廣闊的發展空間。
參考文獻:
綠色制造的概念范文6
【關鍵詞】綠色制造;機械生產;應用
1 機械制造的現狀及綠色制造技術的概念
1.1 機械生產制造行業的發展現狀
隨著制造行業的不斷深入發展,可再生資源的利用率也逐漸增加,給人們的生活帶來很大的危機。當前生產制造企業的發展現狀也面臨了很大的困境,例如環境的污染比較嚴重,資源的匱乏和枯竭,導致生產制造企業的發展受到很大的阻礙。例如,機械生產加工是一個典型的生產制造行業分支,由于制造過程中需要多種鐵、銅等金屬,而這些金屬資源在我們的利用過程中變得越來越少,對機械生產而言是一個很大的危機,同時,由于生產過程中產生很多廢棄物,對環境造成不可恢復的毀滅,也影響了人類的生產生活環境。為了不斷推進可持續發展理念,對資源進行有效合理地利用,降低生產成本以及對環境造成的污染,加強綠色環保的生產勢在必行。綠色制造技術可以降低能耗,提高環保指數,在生產過程中占據越來越重要的地位。
1.2 綠色制造技術的概念
綠色制造技術主要有三種,即低物耗、低能耗、低廢棄物的綠色制造技術。
第一,低物耗綠色制造技術是從設計和工藝兩個方面著手的工藝,在設計方面,材料上使用的是更易加工、能耗較低、污染較少的綠色原材料、新型的刀具材料,并且還減少了機械的零件數量和重量,使得原材料的利用率被大大提高。而在工藝方面,綠色制造技術可以優化毛坯制造技術、下料技術、少無切屑加工技術等,以便減少原材料的消耗率。此外,綠色制造技術還重視對機械制造產品廢棄后的回收利用效率,使得傳統的開放式物料運行變成了閉環式。
第二,低廢棄物的綠色制造技術。當前,很多機械制造采用的加工方式都是去除模式,不僅對資源的浪費程度高,而且會產生很大的環境污染。綠色制造中的低廢棄物制造技術通過一定的工藝技術,來減少或者完全消除生產過程中的各種廢棄物,如廢液、廢氣、廢渣等。此外,由于機械制造很容易造成各種污染,例如大氣污染、水污染、噪聲污染、輻射污染等,大氣污染和水污染是最主要的兩種污染模式,通過低廢棄物的綠色制造技術,可以改變節能結構和燃燒方式,進行集中供熱,最終降低空氣污染。
第三,低能耗的綠色制造技術。低能耗的綠色制造技術指的是在生產過程中通過新的工藝降低能力損耗的一種技術。隨著全球礦物資源的不斷減少,節能在當今社會顯得迫在眉睫。機械生產企業通過技術的改造和工藝改造,不斷研發新的技術和工藝,能不斷提高能源的利用效率,再如,企業還可以不斷加強對綠色環保生產設備的開發,減少傳統機床的使用率,從而優化機床結構,提高具體的性能。低能耗的綠色制造技術開發也包括開發利用可再生的新能源,如太陽能、天然氣、地熱能等。
2 綠色制造技術在生產制造中的應用
綠色制造技術,一方面是為了節約資源,另一方面是為了保護環境,兩者都十分重要。在機械生產加工中,綠色制造技術主要應用在三個方面。下圖表示的是綠色制造技術的主要應用內容。
在機械生產加工中,傳統的生產工藝主要是通過車削、銑削、磨削等方式來進行具體的加工,而綠色制造技術在切削和磨削上利用干切削和干磨削的方法進行機械生產加工。干式加工指的是在加工過程匯總不采用切削液的一種工藝,可以得到沒有經過污染的切屑,可以節省一部分成本。
綠色制造技術在機械加工中的應用主要有以下幾個方面。
2.1 干切削和干磨削技術
干車削、干銑削、干式齒輪加工等,都是屬于干切削的范圍,干車削是干切削研究得比較多的一種技術,干切削技術在很多材料生產加工中都有比較廣泛的應用,尤其是對有色金屬及其合金的加工。干切削生產時常常會產生比較高的溫度,因此對刀具的耐熱性和耐磨性有較高的要求,為了保證切削的效果,用于切削的機床在運行時的速度應該配有排屑裝置,并且速度要達到一定的標準。但是干切削也有一定的問題,如在對鋼材尤其是高強度鋼進行干切削時,容易出現刀具磨損的情況,因此對刀具的要求很高,容易增加成本,而且由于排屑時溫度很高,鐵屑難以控制,容易排屑困難。
傳統的磨削加工技術,會產生比較嚴重的環境問題,如油氣、煙霧等,而且磨削液的后期處理成本也比較高,因此,干磨削是應運而生的一種綠色制造技術。強冷風磨削是當前比較有效且利用率較高的一種干磨削加工方式,這種方式的原理是通過熱交換器和液氮將壓縮的空氣冷卻到-110°C,然后噴到機械的磨削點上,由于壓縮的空氣溫度非常低,因此在磨削點上比較容易出現火花,生產的工件不容易出現變形,在實際的應用中比較廣泛。目前,干磨削主要采用的是采用CBN砂輪,這種生產器具的磨削比約為30000,在具體的加工過程紅在那個幾乎不會對生產工具帶來太大的磨損,也不會出現砂輪的磨粉,有利于進行再次回收,并且在加工過程中也不用磨削液,干式磨削的效率也更高。
干式加工是比較常用的一種綠色加工模式,并不是簡單地將切削液或者磨削液取消就可以,也關聯到其他的方面,如刀具、機床等。
2.2 干加工機床和刀具
在進行干切削和干磨削加工時,由于會產生大量的熱量,對機床的外形會有很大的影響,從而會影響加工的精度。為了避免由于大量的熱量對機床帶來影響,在機床選擇方面需要選擇適合先進工藝的機床。在進行干切削加工時,會產生大量的切削熱,會直接影響機床外形,影響加工精度。實驗表明,干式切削需要在高速切削條件下進行,可以減少傳到刀具、機床上的熱量。為了能促進熱量的散發,新的機床結構應該是對稱的,在機床上應該配置循環冷卻系統和隔熱設備,為了能夠實現順利地排屑,機床應該設計成立軸、傾斜式或V字形,而且不應該有妨礙排屑的部件,機床的底座和防護設計要考慮到鐵屑的順利排出。
此外,在對刀具進行設計時,應該要滿足干切削技術對斷屑和排屑的要求,提高切屑折斷能力以及控制切屑流動方向的能力。
2.3 對工件的加工技術
在機械加工中,要利用新型的干式加工技術進行加工生產,工件材料是一個很關鍵的因素。
這個圖表中,X表示難于進行干切削操作,可以看出,超硬合金進行干切削的難度最大,其次是剛,鑄鐵是最容易進行干切削的材料。鋁合金加工時產生的鐵屑容易與刀具發生粘連,高速干切削的方法可以解決這種問題。為了減少在高溫條件下刀具和工件之間的粘連情況,需要注意刀具和工件之間的搭配,同時,也可以利用硬車、激光輔助切削等方法度抗拉強度很高,不適合進行磨削加工的零件進行加工。
2.4 綠色制造技術在卷煙生產中的應用
卷煙生產中也要不斷應用綠色制造技術,在卷煙生產中,可以利用綠色的生產技術,加強對除塵排氣能量的回收以及鍋爐煙氣余熱的回收,最終實現能源的二次利用,在深入推進節能技術的運用和改進時,也要加強對卷煙生產過程的精準控制,比如在工房的制絲車間加強過程控制與監控系統、車間中控系統、制造執行系統等系統的建設,實現對卷煙生產過程的數字化管理,實現能耗的控制。
3 結語
綠色制造技術成為加工生產行業的主要應用工藝,隨著人們對資源的利用率加大,并且環境污染問題的加重,綠色制造越來越普及,綠色加工技術不僅能加強對環境的保護,還能有效地利用資源,促進生產制造行業的可持續發展,因此,綠色加工企業在生產制造過程中應該加大推廣和不斷深入。
參考文獻: