制造業能耗管理范例

摘  要：結合我國制造業的發展狀況，提出了大力發展低碳經濟與低碳制造的新思路。針對實行機械產品制造過程低碳化轉型的社會需求，全面系統地從低碳設計、低碳選材、低碳工藝技術、低碳管理、低碳后處理及再制造等五個方面說明了實行低碳化轉型過程與方法，本文對制造業低碳化的進程具有一定的推動作用。

關鍵詞：機械產品  低碳制造  低碳化轉型

    引言

    進入21世紀以來，我國制造業以25%的年平均增長速度迅猛發展，使制造業增加值占GDP三分之一左右[1-2]。在取得卓越成就的同時，我國制造業仍存在諸多問題，其中產業結構處于高能耗期、能耗強度和能源效率不高、節能技術不夠成熟尤為突出，這與我國當前的傳統能源依存程度高、節能減排技術偏低、能源利用率低、生產過程管理漏洞較多等現象密不可分。據中科院調查顯示，我國能源利用率僅為美國的26.9%、日本的11.5%。“十二五”規劃提到，堅持把經濟結構戰略性調整作為加快轉型經濟發展方式的主攻方向。2009年11月26日，我國政府正式向外宣布控制溫室氣體的排放目標，決定到2020年單位生產總值二氧化碳排放相對2005年下降40%—50%[3]。這樣，在國內外高度重視能耗問題的大環境下，伴隨我國制造業節能減排、可持續發展等觀念逐步加強。作為中國能源消耗大戶的機械制造業，迫切需求一種降低機械產品制造過程中排放的新制造模式來貫穿整個生產制造過程——機械產品制造過程低碳化模式。它是機械制造業緊跟國際低碳制造浪潮，滿足可持續發展要求必經之路。

    一、實行低碳化轉型的體系結構

    機械產品生產過程從狹義理解是指從原材料投入到成品出產的全過程，通常包括工藝過程、檢驗過程、運輸過程、等待停歇過程和自然過程。從廣義理解是企業范圍內全部生產活動協調配合的運行過程，除上述過程外還包括原材料投入之前的設計、購買、產品出廠后的售后服務等。要實行機械產品制造過程低碳化必須從其各個環節入手。

    二、低碳設計

1低碳經濟視閾下揚州市機械制造業發展現狀

揚州市從可持續發展角度出發，在工業、旅游業等方面大力發展“低碳經濟”。“十二五”期間，揚州市全力加快傳統機械產業的升級改造，向規?；⒌吞蓟较虬l展，已具備了加快發展低碳綠色制造業的有利條件。從機械行業的結構看，以低碳制造、綠色制造為特色的高新企業已經成為經濟新的推動力。2013年，機械制造業為全市產值做出重要貢獻。其中，電氣機械和器材制造業實現產值1610.4億元，居行業之首，占全市總量的18.9%。2013年全市規模以上工業累計綜合能源消費量為952.4萬噸標準煤，同比增長11.3%。從行業發展趨勢看，勞動密集型傳統制造業正逐步趨向技術密集型、資本密集型。揚州市業已形成汽車及零部件、機械裝備、船舶及配套件三大產業集群。2013年，汽車產業實現產值939.2億元，同比增長40.7%;機械裝備產業發展穩健，實現產值2562.8億元，同比增長18.5%;船舶產業實現產值547.9億元。這三個產業集群為低碳經濟的深入發展奠定了產業基礎。從行業碳排放情況看，揚州市機械制造業已經積累了一定的節能減排經驗。機械裝備業運用新技術設計制造的節能型內燃機已經在汽車產業進行廣泛的運用。從地區產業政策看，低碳發展理念得以體現。機械行業不斷增加對創新技術的資金投入，2012年，揚州市政府為規模以上工業企業研發經費投入資金1.5498億元，全市大中型企業研發機構覆蓋率超過80%，規模以上企業研發投入占銷售收入的比重達1.2%。此外，揚州實施企業“退城進園”政策，建設了汽車產業園等八大工業園區，為發展低碳機械制造業增加競爭實力。

2低碳經濟視閾下揚州市機械制造業發展面臨的挑戰

“十二五”期間，揚州在經濟快速發展的同時，機械行業的碳排放總量也在明顯增加。揚州機械行業要實現綠色制造，低碳制造還面臨諸多挑戰。

2.1機械制造業結構重型化、高能耗特征明顯

揚州制造業以機械裝備、汽車及零部件、船舶及配套件等機械類傳統優勢產業為主體。勞動密集型的加工制造業企業及產值依舊占機械行業企業的大多數，對能源產品需求量巨大。揚州清潔能源及低碳能源資源缺乏，機械制造業能源產品消耗依然以煤炭為主，造成能耗居高不下，成為發展低碳經濟的一大困難。如下圖所示，近年來，機械制造業一直占據揚州制造業能源消費的主體地位。

2.2揚州地區資源稀缺，需加快利用低碳能源

摘要：本文立足于制造業領域，秉持綠色經濟發展理念，將“綠色、低碳、環保”思想融入制造業低碳供應鏈管理中，分析制造業低碳供應鏈管理的現狀、剖析其存在的問題。在此基礎上，提出綠色經濟下制造業低碳供應鏈管理的應對措施，以實現制造業的效益最大化。

關鍵詞：綠色經濟；制造業；低碳供應鏈管理

綠色經濟是指在可持續發展觀的指導下，通過開發新能源、產業轉型、技術創新等手段盡可能地減少高碳能源的消耗，減少環境的污染，在促進經濟增長和實現社會發展目標的同時保持低碳、環保生態的可持續發展。低碳供應鏈管理注重對環境的保護，在實現經濟效益的同時，更強調要達到環境與經濟的協調發展。在企業環境戰略規劃中適當考慮供應鏈中各環節的有效低碳控制，將供應鏈中各環節節點納入到企業環境管理戰略中，實施生產技術的改革與創新，減輕環境污染的破壞，提高資源的使用效率，最終得以節約產品制造成本，減少高碳資源的消耗，保障企業的經濟利益，實現經濟和環境的雙重發展。綠色經濟與低碳供應鏈管理存在互相補充、彼此融合、相輔相成的發展關系[1]。目前，我國制造業行業普遍存在環境污染，高碳能源消耗、資源利用率等方面迫切需要改進和提高。制造業的能耗占全國一次能耗的63%，單位產品的能耗高出國際水平20%~30%，單位能源生產的GDP低于日本、英國、德國、法國等西方發達國家。我國目前已提出“綠色、低碳、環保"的發展理念，并且對制造業解決日益嚴重的環境污染方面提出了更高的要求。制造業為實現低碳生產、低碳包裝、低碳流通和低碳消費，務必通過實施低碳供應鏈管理來達到降低能源消耗、提高能源效率和經濟效益的目的。目前，人們的低碳、環保意識已逐步提高，消費者也愿意為低碳產品多支付一定的價格。因此在綠色經濟背景下制造業推行低碳供應鏈管理是大勢所趨[2]。

1我國制造業企業低碳供應鏈管理現狀

我國制造業在“低碳供應鏈管理”理論和實踐兩個方面都處于初級階段。和發達國家相比，我國制造企業的低碳、環保措施尚有差距,供應鏈上的各物流活動對環境的污染依然很嚴重。以包裝物的回收率為例，美國是47.8%，日本是37.1%，而我國僅為20.4%。在備受關注的塑料包裝方面，歐洲國家平均回收利用率是15%，而我國塑料包裝物的回收率僅僅為10%。聯合國統計署公布的幾組數字更清晰表明了我國目前的差距:(1)1999年全球低碳消費總量達300億美元，荷蘭人有80%、德國人有90%、美國人有89%進行低碳消費，而我國低碳產品和低碳消費額才剛剛開始，起步較晚。（2）我國單位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美國的3.52倍、德國的5.62倍,單位GDP的金屬消耗量是世界平均水平的2~4倍。與發達國家相比，我國每增加單位GDP,廢水排放量要高出4倍，單位工業產值產生的固體廢棄物要高出10倍以上[3]。供應鏈一直是國民經濟中的一個重要組成部分。在歐洲、美國,即便有制造業空心化的趨勢,整個物流成本也占到了GDP的7%-8%。中國制造業發達,單位GDP所需的運輸量更多,供應鏈占到GDP比重雖已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于歐美的8%左右。因此，我國在制造業低碳供應鏈管理方面較西方發達國家依然任重道遠。目前，我國制造行業在低碳供應鏈管理方面存在以下問題：

1.1宏觀層面

1.1.1政策法規強制下的考評標準缺失

摘要：本文立足于制造業領域，秉持綠色經濟發展理念，將“綠色、低碳、環保”思想融入制造業低碳供應鏈管理中，分析制造業低碳供應鏈管理的現狀、剖析其存在的問題。在此基礎上，提出綠色經濟下制造業低碳供應鏈管理的應對措施，以實現制造業的效益最大化。

關鍵詞：綠色經濟；制造業；低碳供應鏈管理

綠色經濟是指在可持續發展觀的指導下，通過開發新能源、產業轉型、技術創新等手段盡可能地減少高碳能源的消耗，減少環境的污染，在促進經濟增長和實現社會發展目標的同時保持低碳、環保生態的可持續發展。低碳供應鏈管理注重對環境的保護，在實現經濟效益的同時，更強調要達到環境與經濟的協調發展。在企業環境戰略規劃中適當考慮供應鏈中各環節的有效低碳控制，將供應鏈中各環節節點納入到企業環境管理戰略中，實施生產技術的改革與創新，減輕環境污染的破壞，提高資源的使用效率，最終得以節約產品制造成本，減少高碳資源的消耗，保障企業的經濟利益，實現經濟和環境的雙重發展。綠色經濟與低碳供應鏈管理存在互相補充、彼此融合、相輔相成的發展關系[1]。目前，我國制造業行業普遍存在環境污染，高碳能源消耗、資源利用率等方面迫切需要改進和提高。制造業的能耗占全國一次能耗的63%，單位產品的能耗高出國際水平20%~30%，單位能源生產的GDP低于日本、英國、德國、法國等西方發達國家。我國目前已提出“綠色、低碳、環保"的發展理念，并且對制造業解決日益嚴重的環境污染方面提出了更高的要求。制造業為實現低碳生產、低碳包裝、低碳流通和低碳消費，務必通過實施低碳供應鏈管理來達到降低能源消耗、提高能源效率和經濟效益的目的。目前，人們的低碳、環保意識已逐步提高，消費者也愿意為低碳產品多支付一定的價格。因此在綠色經濟背景下制造業推行低碳供應鏈管理是大勢所趨[2]。

1我國制造業企業低碳供應鏈管理現狀

我國制造業在“低碳供應鏈管理”理論和實踐兩個方面都處于初級階段。和發達國家相比，我國制造企業的低碳、環保措施尚有差距,供應鏈上的各物流活動對環境的污染依然很嚴重。以包裝物的回收率為例，美國是47.8%，日本是37.1%，而我國僅為20.4%。在備受關注的塑料包裝方面，歐洲國家平均回收利用率是15%，而我國塑料包裝物的回收率僅僅為10%。聯合國統計署公布的幾組數字更清晰表明了我國目前的差距:(1)1999年全球低碳消費總量達300億美元，荷蘭人有80%、德國人有90%、美國人有89%進行低碳消費，而我國低碳產品和低碳消費額才剛剛開始，起步較晚。（2）我國單位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美國的3.52倍、德國的5.62倍,單位GDP的金屬消耗量是世界平均水平的2~4倍。與發達國家相比，我國每增加單位GDP,廢水排放量要高出4倍，單位工業產值產生的固體廢棄物要高出10倍以上[3]。供應鏈一直是國民經濟中的一個重要組成部分。在歐洲、美國,即便有制造業空心化的趨勢,整個物流成本也占到了GDP的7%-8%。中國制造業發達,單位GDP所需的運輸量更多,供應鏈占到GDP比重雖已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于歐美的8%左右。因此，我國在制造業低碳供應鏈管理方面較西方發達國家依然任重道遠。目前，我國制造行業在低碳供應鏈管理方面存在以下問題：

1.1宏觀層面

1.1.1政策法規強制下的考評標準缺失

摘要：隨著我國經濟的迅速發展，我國對資源的需求量日益增加，我國所面臨的資源不足和環境污染的問題越來越嚴重，因此，鼓勵企業增加節能研發投入并實現技術創新就顯得格外重要。另外，節能減排、優化環境是我國目前的主要發展方向，具有高能耗、高污染的機械制造企業必須采取相應改革措施或者轉型升級，節能理念在農機制造和自動化中的重要性越發凸顯?；诖耍恼聫墓澞芾砟钤跈C械制造與自動化中的應用價值入手，對其在節能環保方面存在的不足進行了分析，并提出了具體改革策略，以期節能理念可以在農業機械制造與自動化中發揮更大的作用。

關鍵詞：農業；機械制造；自動化；節能理念

機械制造與自動化，對促進我國經濟的發展發揮著重要作用，但是在為國家帶來經濟效益的同時，企業的高污染、高能耗問題也對國家的發展產生了重大影響，這與我國節能環保的發展目標背道而馳。因此，企業必須對機械制造和自動化行業傳統的應用技術進行創新改革，并以節能為理念進行生產運營，這不僅能得較高的經濟效益，還能對周邊環境起到保護作用，最大化地節能減排，為我國經濟的可持續發展奠定基礎[1]。

1節能理念在機械制造與自動化中的應用價值 

隨著節能理念的不斷深入，我國對節能環保型制造業的發展更加重視。隨著時代的進步，節能理念不斷得到了實踐，為機械制造和自動化發展起到了積極的推動作用，并為其發展提供了理念指導，同時也為節約型現代化機械創造的發展指明了方向。因此，節能理念的實施勢在必行。

1.1節能理念實踐是機械制造與自動化發展的內在需求。在新時代的背景下，機器制造和自動化有了新的發展目標，要想與時代的發展相適應，創建新的發展目標，就需要機械制造與自動化發展以節能理念為基礎不斷進行創新。1）隨著節能環保的持續進步，機械制造與自動化的發展更加注重建立節能環保的生產模式，節能理念的應用可以提升自動化生產環保效果。2）節能技術的創新與發展，為機械制造和自動化的發展提供了動力和可靠保障[2]。

1.2節能理念實踐是機械制造與自動化提升發展動能的保障。機械制造和自動化的發展是新時代工業制造業進步的關鍵因素，對我國高質量發展發揮著重要作用。在實施節能理念時，可以對機械制造和自動化發展的環境起到優化作用，并且可以用新的觀念為機械制造和自動化開發提供支持。首先，其要以節能觀念為基礎，這是實現發展最重要的條件。其次，中國的機械制造和自動化處于一個新的發展時期，要達到新的發展水平，需要構建節能發展動能，使其步入一個新的階段。因此，節能理念是機械制造和自動化發展的有力保證，從新的發展角度出發，新發展動能的實現具有非常重要的意義。

一、制約哈爾濱市工業低碳轉型升級的主要因素

（一）重工業偏大的結構導致能耗居高不下

現行主流的低碳經濟理論認為，如果經濟結構中有更多低碳排放的“清潔部門”，那么碳排放量一定會降低。以工業結構為例，輕工業與重工業對資源環境的影響也存在較大差異，在同樣的工業發展規模中，重工業比輕工業對資源環境的影響要大。目前，哈爾濱市的工業結構仍以重工業為主體，雖然其規模以上企業數量和產值都有逐漸下降的趨勢，但是，由于高耗能行業全部集中于重工業中，且其綜合能源消費量占到重工業的80％～90％，所以，造成近五年重工業綜合能耗占規模以上工業總綜合能耗的比重居高難下，始終徘徊在86％左右。加之一批熱電聯產、水泥熟料生產、化工醇、生鐵高爐等高耗能項目相繼建成投產，進一步推高了重工業的能耗水平。

（二）主導產業結構向低碳化調整的方向不明確

裝備、食品、醫藥和石化等四個主導產業在哈爾濱市占有絕對的主導地位，其低碳化調整的方向和步伐對哈爾濱市工業低碳化發展起到舉足輕重的作用。從低碳角度分析，哈爾濱市四個主導產業中，石化產業屬高耗能產業，綜合能耗占比較高，其中的石油加工煉焦及核燃料加工業、化學原料及化學制品制造業兩大類行業屬六大高耗能行業，兩行業合計的企業數量、產值和綜合能耗分別占主導產業的3．1％、12．7％和45．5％。哈爾濱市的食品工業和裝備制造業其產值占比較大，能源消費彈性系數相對較低，尤其是裝備制造業中的絕大多數行業，單位能耗均接近于全市最低水平。近年來裝備制造業陷入發展困境，石化產業產值規模在不斷擴大，不符合哈爾濱市主導產業應采取的“提食品、裝備、保醫藥、限石化”低碳轉型發展方向。

（三）產業層次和產品附加值偏低

目前，哈爾濱市工業的多個行業及其產品都位于產業鏈低端位置，處于原材料加工或產品初級加工的低產業層次、低附加值階段，能耗高、產值低，企業競爭能力差，是工業轉型升級的重點。從低碳經濟角度分析，這些行業或產品的能耗強度均偏高，尤其是對于高耗能行業來講，各鏈條能耗強度的差距更加明顯。如水泥行業，噸熟料綜合能耗比噸水泥能耗平均高出30－40千克標煤。而哈爾濱市的多數水泥企業都是只生產熟料和水泥，缺少高附加值、低能耗的下游產品。哈爾濱市鋼鐵產品以長材和普通建筑鋼材為主，扁平材及高附加值的產品少，優質鋼材目前主要依靠外購，鋼鐵生產企業的本地配套率較低。

摘要：隨著國家能源戰略的全面實施，通過能源管理及能耗預測技術實現企業節能逐漸成為一種必然趨勢。本文回顧了企業能源管理的傳統方法，分析其缺陷，進而介紹了新型能源管理系統與能耗預測的方法，并對企業能源管理系統未來的發展趨勢進行分析?？茖W高效的能源管理更加注重數據的挖掘、分析與綜合應用，能源管理系統應具備能耗分析、建模與預測、能源使用測量以及平衡優化等功能，提高企業能源管理水平，從而實現企業節能減耗的目標。

關鍵詞：能源管理；能耗預測；能源管理系統

1引言

隨著我國工業化的快速發展，企業正面臨著能源成本上漲所帶來的極端挑戰。通過能源管理及能耗預測技術實現企業節能已逐漸成為企業經濟生產的發展趨勢。制造業作為我國能源消耗最大的產業之一，具有生產線長，介質種類繁多、范圍廣泛，能源消耗過程復雜，設備間緊密相連，能源網絡交錯等特點；同時，由于制造業類別繁多，每個行業的管理需求各不相同，管理流程煩瑣，既具有一定的共性也具有各自的特性。針對不同行業的生產工藝及能耗特點，國內外學者對于科學化、智能化的企業能源管理做了大量研究。如馮為民、叢力群[1]研究了冶金企業能源管理系統，蔡翔云等人[2]以香煙制造廠為對象研究了能源實時在線監測計量管理系統等等。此外，企業能源消耗呈現出非線性、時變性、大延遲以及大慣性等特點為能耗預測造成了一定困難。張加云等人[3]對鋼鐵制造企業能源損耗預測方法進行了綜述，劉煥彬[4]等人則建立了造紙企業能耗預測模型。由此可見，能源管理系統是制造業實現能源科學管理的有效手段，而能耗預測作為企業能源智能化管理的核心模塊，是實現企業節能的重要研究方向。

2企業能源管理方法

能源管理系統是指運用科學原理和方法，采用自動化、智能化的信息技術，對企業日常運營所需能源的生產、存儲、輸配與消耗進行動態監控以及數字化管理，從而實現及能源分析、平衡、優化調度以及系統節能降耗于一體的綜合性管控系統。

2.1傳統能源管理方法

摘要：自綠色制造理念提出以來，如何找到合適的綠色制造技術應用模式，為廢棄物排放污染、資源浪費等問題的有效解決提供支持，逐漸成為了很多機械制造企業所關注的重要問題?；诖?，本文對綠色制造及當前機械制造行業中比較常見的幾種綠色制造技術進行了簡單介紹，同時從機械制造行業整體發展的角度出發，對綠色制造技術的有效應用模式展開探討，希望能夠為可持續發展理念下有關機械制造企業的轉型發展與技術創新提供一定參考。

關鍵詞：機械制造業；綠色制造技術；機械產品

0引言

綠色制造技術簡單來說就是在綠色理念指導下進行產品設計、包裝、生產等一系列制造活動的有關技術手段，其不僅能夠在保證產品質量與功能性的基礎上，有效降低產品生產制造所造成的環境污染問題，同時還能夠減少產品生產過程中不必要的資源消耗，對節能環保與可持續發展目標的實現有著很大促進作用，而在當前節能環保理念逐漸貫徹到機械制造業的情況下，要想實現推動有關機械制造企業乃至整個機械制造業實現轉型發展，對于綠色制造技術應用模式的探究自然也是十分必要的。

1綠色制造概述

1.1綠色制造的概念與內涵

綠色制造通常又被成為環境意識制造或面向環境的制造，是一種在全面考慮產品生產制造對環境影響及資源利用效率的前提下，對產品設計、制造、包裝、運輸、使用等全過程展開優化改進的現代制造模式，不僅能夠為有關制造企業的經濟效益、社會效益協調提供重要支持，同時還能夠推動整個制造業實現持續、穩定發展，尤其是在能源消耗、環境污染問題均十分突出的機械制造業領域，綠色制造所能夠發揮出的作用更是顯得極為關鍵。另外，從內涵上來看，綠色制造通常會以減少污染物排放、保護環境、實現資源優化為目標，并面向產品的生命周期過程、物流轉化過程來對有關技術工藝進行應用，與可持續發展理念間存在著十分密切的聯系。