机械厂绿色环保工程设计—零件运输系统设计

本科毕业论文（设计）机械厂绿色环保工程设计零件运输系统设计 系 （部）专 业学 号学生姓名指导教师提交日期I前言随着社会的发展,资源、环境和人口三大问题对人类社会生存与发展显得越来越重要，人们开始更加注重产品的“绿色”指数。绿色设计又称生态设计、面向环境的设计等，是指借助于产品相关的各类信息，使设计出的产品具有先进的技术性、良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。为实现绿色产品生命周期设计的总体目标，应从产品的概念设计就以“绿色化”为主线贯串整个设计全过程，从而实现机械产品整个生命周期的“绿色化”。长期以来，人类对自己采用较为粗放的、大规模工业发展模式及由此而引起的资源枯竭、环境恶化等问题一直进行反思。如何选择一条适合本国国情的可持续发展道路，实现人与自然的和谐相处，成为世界大多数国家的共识。因此，随着社会的发展,资源、环境和人口三大问题对人类社会生存与发展显得越来越重要，人们开始更加注重产品的“绿色”指数。绿色设计又称生态设计、面向环境的设计等，是指借助于产品相关的各类信息，使设计出的产品具有先进的技术性、良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。绿色的设计应该是利用整体系统的观点，将环境、安全性、能源、资源等因素集成到产品的设计活动之中，从而获得真正的绿色产品。机械产品采用绿色设计技术之后所拥有的一系列优势表明，产品的绿色设计具有良好的应用前景。所以，有了此次的毕业设计，“机械厂绿色环保设计零件运输设计”。由于该课题比较新颖，加之我们的能力有限，在设计中遇到了很多困难，但是在陈剑飞老师的指导下，突破了诸多难题，最终才得以完成此设计。非常感谢陈剑飞老师。II摘要机械产品绿色设计的概念基本可归纳为：机械产品绿色设计是一种基于产品整个生命周期，并以产品的环境资源属性为核心的现代设计理念和方法，在设计中，除考虑产品的功能、性能、寿命、成本等技术和经济属性外，还要重点 考虑产品在生产、使用、废弃和回收的过程中，对环境和资源的影响。文章通过对机械厂绿色环保工程系统设计，主要针对本系统的4个方面：车间地面绿色工程，车间降噪绿色工程， 车间绿色通讯监控系统，零件、毛胚 绿色工程，进行了分析、设计。AbstractThe basic concept of green design for mechanical products can be summarized as follows: the green design of mechanical products is a product of the entire life cycle based on modern design ideas and methods, and the attribute of environmental resource products as the core, in the design, in addition to considering the product function, performance, service life, cost and other technical and economic attributes, but also focus on consider the product in the production, use, disposal and recycling process, the impact on the environment and resources.Based on the design of green environmental protection system engineering machinery factory, mainly in 4 aspects: the system of floor green engineering, green engineering workshop workshop noise reduction, green communication monitoring system, parts, Mao Pei green project, has carried on the analysis, design.1目录摘要 .II引言 .2一、环境工程学 .41.1形成过程： .41.2基本内容 .51.3发展趋势 .6二.绿色制造 .82.1绿色制造的概念与内涵 .82.2研究内容 .102.3相关技术 .12（1）旧机床的更新与改造 .14（2）材料与能源的浪费 .14（3）环境保护意识淡薄 .14（4）产品的回收利用率低 .152.4制造工艺 .152.5发展现状 .162.6发展趋势 .17三车间绿色（环保）工程 .20四 零件运输车 .24致谢 .32【参考文献】 .332引言随着我国人民生活水平的不断提高，对环境保护的要求也越来越高。近几年来，我国政府及世界各国政府都对环境保护提出了很高的要求，并以法律的形式对环境保护提出了各种各样的严格规定，这足以说明环境保护的重要性，作为人类社会可持续发展的重要标志，是使子孙后代拥有与当代人相同，甚至比当代人还多的人均财富和生存发展空间。这就要求当代人要有对历史和子孙后代负责的精神，切实地改变现在传统的发展思维模式以及由这种思维模式而产生的生产、生活和经济发展方式，特别是在这么一个经济快速增长、人口众多、人均资源不到世界平均水平1/2的发展中国家更是如此。应该看到，由于中国经济基础薄弱，技术相对落后，发展大部分是通过以自然资源和劳动力为主要的投入手段所推动的，是一种粗放型的经济增长方式。这种发展的结果，是现在面临越来越严重的资源短缺和生态环境恶化问题。经济发展必须有利于资源的良性利用，有利于生态系统的良性循环，有利于改善和提高人民的生活水平；而不能以浪费资源、破坏生态环境和降低人民生活质量为代价。党中央提出了“要树立以人为本，实现全面、均衡和可持续的科学发展观”，这体现了中国政府在国家经济发展基本模式上观念的进步。作为可持续发展战略的重要组成部分，以绿色设计和绿色制造为主要特征的绿色浪潮正在席卷全球。通过绿色设计和绿色制造，人们希望实现对资源的循环利用、降低能源消耗和最大程度地减小产品制造和使用对环境的影响，实现可持续发展的目标。随着我过工业水平的不断提高，各种工业生产中所产生的诸如废水、废气、废油、切削及噪音等工业污染及垃圾越来越多，这些工业垃圾严重污染着人类的工作及生存环境，影响着广大人民的生活质量。多年来，我国政府对工业污染的治理非常重视，每年都投入巨额资金对工业污染进行治理。然而，多年来，我国的机械加工厂及机械加工车间的工作环境一直较差，工厂及车间脏，乱，差的情况长期存在，虽然各工厂努力改善，单因为一直缺乏行之有效的方法，效果并不明显。研究本课题的主要目的，就是探讨一种先进的方法，抑制或减少工业垃圾的产生，从根本上彻底解决工厂及车间脏，乱，差的现状， 3并通过一丁点手段解决切削、废油、废水（冷却液）、粉尘、噪声等给环境带来的污染。本课题给出一个新的机械加工厂（车间）的系统模型，力求使昔日脏、乱、差的工厂（车间）变成一个花园式的工厂（车间）。并且从零件运输角度设计一套较为完善的机械厂零件运输系统，使机械厂内零件运输过程更加省时省力、方便快捷，从而提高工作效率。4一、环境工程学环境工程的一个分支，研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，保护和合理利用自然资源，防止环境污染，以改善环境质量的学科。主要研究内容包括大气污染防治工程、 水污染防治工程、 固体废弃物的处理和利用以及噪声控制等。 环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程方法，从区域 的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。1.1形成过程：环境工程学是在人类同环境污染作斗争，保护和改善生存环境的过程中形成的，从开发和保护水源来说，中国早在公元前2300年前后就制造了凿井技术，促进了村落和集市的形成。后来为了保护水源，又建立了持刀守卫水井的制度。中国的刑子，古作“剁”，？“刀守井也”。从给排水工程来说，中国在公元前2000多年以前局用陶土管修建了地下排水道。古代罗马大约在公元前6世纪开5始建地下排水道。中国在明朝以前就开始采用明矾净水。英国在19世界初开始建立污水处理厂；20世界初开始采用活性污泥处理污水。此后，卫生工程、给水排水工程等逐渐发展起来;形成一门技术学科。在大气污染控制方面，为消除工业生产造成的粉尘污染，没过在1885年发明了离心除尘器。进入20世界以后，除尘、空气调节、燃烧装置改造、工业气体净化等工程技术逐渐得到推广应用。在扶梯废物处理方面，历史更为悠久。约在公元前3000-1000年，古希腊即开始对城市垃圾采用了填埋了处理方法。在20世纪，固体废物处理和利用的研究工作不断取得成就，出现了利用工业废渣制造建筑材料等工程技术。在噪声控制方面，中国和欧洲的一些国家的古建筑中，墙壁和门窗位置的安排都考虑到了隔声的问题。在20世纪，人们对控制噪声问题进行了广泛的研究。从50年代起，建立了噪声控制的基础理论，形成了环境声学。20世界以来，根据化学、物理学、生物学、地学、医学等基础理论，运用卫生工程、给排水工程、化学工程、机械工程等技术原理和手段，解决废物、噪声污染等问题，使单项治理技术有了较大的发展，逐渐形成了治理技术的单元操作、单元过程、以及某些水体和大气污染治理工艺系统。50年代末，中国提出了资源综合利用 的观点。60年代中期，美国开始了环境影响评估的制度。环境污染进行综合的技术经济分析，以防止在采取局部措施时与整体发生矛盾而影响清楚污染的效果。在这种情况下，环境系统工程和环境污染综合防治的研究工作迅速发展起来。随后，陆续出现了环境工程学的专门著作，形成了一门新的学科。但是，迄今为止，人们对这门学科还存在着不同的认识。有人认为，环境工程学是研究 环境污染防治技术的原理和方法的学科，蛀牙是研究对废气、废水、固体废物、噪声、以及造成污染的放射性物质、热、电磁波等的防治技术；有人则认为环境工程学除研究污染防治技术外，还应包括环境系统工程、环境影响评估、环境工程经济和环境监测技术等方面的研究。1.2基本内容尽管对环境工程学的研究内容有不同看法，但是以环境工程师发展现状来看，其基本内容主要有下列方面：61.2.1大气污染防治工程.每个人通过呼吸作用，不停的同大气进行气体交换。一个成年人一天内同大气之间的气体交换量约10-20立方米。同常，一个人1星期不吃东西，或5天不喝水，尚能活命，但是5分钟不呼吸就会丧命。所以说，空气尤其是清洁的空气是人的生命不可或缺的。然而，20世纪以来，进入大气中的污染物的种类数量不断增多。已经对大气造成污染的污染物和可能对大气造成污染而引起人们注意的物质就 有100多种左右，其中影响面最广，对环境危害严重的主要有硫氧化物、氟氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、碳氧化合物等有害气体，以及漂浮在大气中含有多种有害物质的颗粒物和气溶胶等。大气中的污染物有的来自自然界本身的物质运动和变化，有点来自人类的生产和消费活动。人类生产活动排放的有害气体的治理和工业废气中颗粒物的祛除的原理和方法是大气污染防治工程的主要任务。1.2.2水污染防治工程水是一切生物生存和发展不可缺少的，水中所含的物质很复杂，在元素周期表中所含有的元素几乎都可以在水体中找到。人类生产和生活消费活动排除的废水、尤其是工业废水、城市污水等大量进入水体，造成水污染。因此，采用废水物理处理法、废水化学处理法、废水生物处理法和废水物理化学处理法等方法进行治理，以及充分利用环境自净能力，以防止、减轻直至消除水体污染；改善和保持水质量，并要制定废水排放标准，合理地利用水资源，加强水资源管理，就成为水污染防治工程的主要任务。1.2.3固体废物的处理和利用人类在开发资源、制造产品和改进环境的过程中都会产生固体废物，而且任何产品经过消费也会变成废弃物，最终排入环境中。随着人类生产的发展和生活水平的提高，固体废物的排放量日益增加，污染水资源、土壤和大气。然而，固体废物具有两重性，对于某一生产或消费过程来说是废弃物，但对于另一生产或消费过程来说是有使用价值的原料。因此，固体废物处理和利用既要对暂时不能利用的废弃物进行无害化处理，如对城市垃圾采取填埋、焚化等方法予以处理，又可对固体废弃物采取管理或工艺措施，实现固体废物再利用，如利用工业矿业固体废物制造建筑材料，利用农业废弃物生产沼气等。1.2.4环境污染综合防治7废气、废水和固体废物的污染，是各种自然因素和社会因素共同作用的结果。控制环境污染必须根据当地的自然条件，弄清污染物产生、迁移和转化的规律，对环境问题进行系统分析，采取经济手段、管理手段和工程技术手段相结合的综合防治措施，改善生产工艺和设备，开发和利用无污染能源，利用自然净化能力等，以便取得环境污染防治的最佳效果。环境污染综合防治是在对废水、废气、固体物单项治理的基础上发展起来的。1.2.5环境系统工程环境问题往往具有区域性特点，利用系统工程的原理和方法，对区域性的环境问题和防治技术措施进行整体的系统分析，以求取得最优解决方案，是环境系统工程的主要任务。环境系统工程方法还可应用于不同的规模、等级、剖面的系统；如大气系统，地面水系统，地下水系统，海洋系统以及某一特定环境工程单元工程系统等。1.3发展趋势环境工程学是一个庞大而复杂的技术体系。它不仅研究防治环境污染和公害的措施，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化技术、改革生产工艺、发展少害或无害的闭路生产系统，以及按区域环境进行运筹学管理，以取得较大的环境效果和经济效益，这些都成为环境工程学的重要发展方向。自然资源的有限和对自然资源需求的不断增长，特别是环境污染的控制目标和对能源需求之间的矛盾，促使环境工程学对现有技术和未来技术发展进行技术发展的环境影响评价和环境影响评估，为保护自然资源和社会资源提供依据。有人认为预测科学技术发展的副作用，实质上据是预测未来的环境问题。美国以60年代中期开始探讨一些科学技术革命带来的二次影响。如建设原子能电站，虽然与传统的能源工业相比，二氧化碳和二氧化硫的污染减少了一半，但是增加了放射性污染。因此，资源、生态、经济三者发展的动态平衡，决定着环境工程未来的发展趋势。 8二.绿色制造2.1绿色制造的概念与内涵绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。9绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。传统的制造模式是一个开环系统，即原料工业生产产品使用报废二次原料资源，从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性，改变了原来末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。2.1.1绿色设计绿色设计是指在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的总体影响和资源消耗减到最小。这要求设计人员必须具有良好的环境意识，既综合考虑了产品的TQCS（Time，Quality，Cost，Service）属性，还要注重产品的E（Environment）属性，即产品使用的绿色度。2.1.2工艺规划产品制造过程的工艺方案不一样，物料和能源的消耗将不一样，对环境的影响也不一样。绿色工艺规划就是要根据制造系统的实际，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、噪声低、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。2.1.3材料选择绿色材料选择技术是一个很复杂的问题。绿色材料尚无明确界限，实际中选用很难处理。在选用材料的时候，不能要考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物质和技术。2.1.4产品包装绿色包装技术就是从环境保护的角度，优化产品包装方案，使得资源消耗和废弃物产生最少。目前这方面的研究很广泛，但大致可以分为包装材料、包装10结构和包装废弃物回收处理3个方面。当今世界主要工业国要求包装应做到“3R1D”(Reduce减量化、Reuse回收重用、Re cycle循环再生和Degradable可降解)原则。我国包装行业“九五”至2010年发展的基本任务和目标中提出包装制品向绿色包装技术方向发展，实施绿色包装工程，并把绿色包装技术作为九五包装工业发展的重点，发展纸包装制品，开发各种代替塑料薄膜的防潮、保鲜的 纸包装制品，适当发展易回收利用的金属包装及高强度薄壁轻量玻璃包装，研究开发塑料的回收再生工艺和产品。2.1.5回收处理产品生命周期终结后，若不回收处理，将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为面向环境的产品回收处理是个系统工程，从产品设计开始就要充分考虑这个问题，并作系统分类处理。产品寿命终结后，可以有多种不同的处理方案，如再使用、再利用、废弃等，各种方案的处理成本和回收价值都不一样，需要对各种方案进行分析与评估，确定出最佳的回收处理方案，从而以最少的成本代价，获得最高的回收价值。2.1.6绿色管理尽量采用模块化、标准化的零部件，加强对噪声的动态测试、分析和控制，在国际环保标准ISO14000正式颁布和实施以后，它会成为衡量产品性能的一个重要因素，企业内部建立一套科学、合理的绿色管理体系势在必行。2.1.7设备利用北京工商管理大学教授梁小民曾经举过这样一个例子：你有一台普通机床价值10万元，后来你资本增加到100万元买了10台同样的机床，但你这种机床使用就不充分了，你的资本收益就递减了；但现在的技术发展使你在拥有100万元资本时，你拥有的就不是那种普通机床而是数控机床，效率提高了几百倍，这个时候资本收益就不是递减而是递增了。这就是技术进步在物质资本上的体现。遗留的问题是，当我们拥有了数控机床后，原来的普通车床怎么办？走进国内许多工厂，都可以看见许多闲置、废弃的设备堆在那里，绣迹斑斑。如何处理好这些设备，成了企业面临的一大难题，通过改造使它们重新发挥作用，做到资源最大化利用。目前对我们很多大的生产厂家来说，来自机器的折旧费用仍占据了很大一部分成本。112.2研究内容2.2.1、绿色设计（1）提出绿色设计理论和方法，建立绿色产品设计指标评价体系，提出绿色设计工具，并与其它设计工具（如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成环境。（2）与企业结合选择若干典型产品，建立产品绿色制造示范点。（3）以汽车为对象，提供可回收、可拆卸成套技术，并与企业结合，建立示范点。2.2.2主要研究内容（1）绿色产品设计评价系统模型的建立绿色产品设计理论和方法从寿命周期角度对绿色产品的内涵进行全面系统的研究，提出绿色产品设计理论和方法。绿色产品的描述和建模技术在绿色产品设计理论和方法的基础上，对绿色产品进行描述，建立绿色产品评价体系，在产品生命周期中，对所有与环境相关的过程输入输出进行量化和评价，并对产品生命周期中经济性和环境影响的关系进行综合评价，建立数学模型。绿色产品设计数据库建立与绿色产品有关的材料、能源及空气、水、土、噪声排放的基础数据库，为绿色产品设计提供依据。典型产品绿色设计系统集成针对具体产品，收集、整理面向环境设计的资料，形成指导设计的设计指南，建立绿色产品系统设计工具平台，并与其它设计工具（如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成的设计环境。（2）绿色产品清洁生产技术12节省资源的生产技术本项目主要从减少生产过程中消耗的能量、减少原材料的消耗和减少生产过程中的其他消耗三方面着手研究。面向环保的生产技术主要研究减少生产过程中的污染，包括减少生产过程的废料、减少有毒有害物质（废水、废气、固体废弃物等）、降低噪声和振动等。产品包装技术包装是产品生产过程中的最后一个环节，产品包装形式、包装材料、以及产品贮存、运输等方面都要考虑环境影响的因素。（3）产品可拆卸、可回收技术产品可卸性技术提出产品可卸性评价方法，提出产品可卸性评价指标体系，进行可拆卸结构模块划分和接口技术研究。产品可回收技术提出可回收零件及材料识别与分类系统，并开展零件再使用技术研究，包括可回收零部件的修复、检测，使其符合产品设计要求，进行再使用（再使用包括同化再使用和异化再使用）技术、材料再利用技术的研究（包括同化再利用和异化再利用）。（4）机电产品噪声控制技术声源识别、噪声与声场测量以及动态测试、分析与显示技术；机器结构声辐射计算方法与程序；机器结构振动和振动控制技术；低噪声优化设计技术；低噪声结构和材料；13新型减振降噪技术（5）面向环境、面向能源、面向材料的绿色制造技术面向环境的绿色制造技术研究使产品在使用过程中能满足水、气、固体三种废弃物减量化、降低振动与噪声等环境保护要求的相关技术。面向能源的绿色制造技术研究能源消耗优化技术、能源控制过程优化技术等以达到节约能源、减少污染的目的。面向材料的绿色制造技术研究材料无毒、无害化技术，针对高分子材料，研究废旧高分子材料回收的绿色技术，高分子过滤材料功能膜材料，玻璃纤维毡增强热塑性复合材料等。对现有材料的环境性能改进技术等。2.3相关技术2.3.1、纳米技术折叠所谓纳米技术是一种微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。当物质被“粉碎”到纳米级细小并制成的“纳米材料”，不仅光、电、热、磁性发生变化，而且具有辐射、吸收、吸附等许多新特性，可彻底改变目前的产业结构。由于纳米技术导致产品微型化，使所需资源减少，不仅可达到“低消耗、高效益”的可持续发展目的，而且其成本极为低廉，其互相撞击、摩擦产生的交变机械作用力将为大减小，噪声污染会得到有效控制。运用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生极好的润滑作用，得以大大降低机器设备运转时噪声，又能延长它的使用寿命。纳米材料涂层能大大提高遮挡电磁波和紫外线的性能。2.3.2、干式加工目前干式加工的主要应用领域是机械加工行业，如切削、磨削等。干式加工顾名思义就是加工过程中不采用任何冷却液的加工方式。干式加工简化了工艺、减少成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。目前，国外已有严格的法规限制某些切削液的使用，在美国、德国等工业发达国家14均大力倡导采用干式切削工艺。目前采用干式切削加工铸铁材料已无问题，采用陶瓷和CBN刀具，在高速和大进给量加工时，使热量很快聚集到刀具前端，使其呈红热状态，当工件被加热到一定温度时，其屈服强度减小，可获得较高的金属切除率。寻求最合适的干式切削刀具、工件和机床及其参数的最佳配合方式是目前的重点方向。2.3.3、热加工工艺模拟技术热加工工艺模拟及优化设计技术是应用模拟仿真、试验测试等手段，在拟实的环境下模拟材料加工工艺过程，显示材料在加工过程中形状、尺寸、内部组织及缺陷的演变情况，预测其组织性能质量，达到优化工艺设计目的的一门崭新技术。采用工艺模拟技术将数值模拟、物理模拟和专家系统相结合，可以确定最佳工艺参数、优化工艺方案，预测加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，从而能有效控制和保证加工工件的质量。2.3.4、基于网络的敏捷制造敏捷制造，简称AM，就是灵活、快捷的生产制造。它是将柔性生产技术、高技能劳动力与灵活的管理集成为一体，对迅速变化的(和不可预测的)市场需求和时机能够作出快速响应的生产管理体系。它的特点是：把企业与客户、供应商有机地联系成一个整体、提高产品研发速度，降低开发成本，延长产品寿命周期、打破成本与批量的直接关系形式，快速交结，最大限度地调动发挥人的积极性和创造性、虚拟制造技术和网络技术相结合，做到分散网络化制造。2.3.5、近净成形技术和近无缺陷成形技术近净成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用作机械构件的成形技术。近净成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等，目前它正从接近零件形状向直接制成工件，即精密成形或净成形方向发展。这些工件有些可以直接或者稍加处理即可用于组成产品，这样就可以大大减少原材料和能源的消耗。近净成形通常与近无缺陷成形技术组合用于大批量生产。2.3.6、新型制造技术的不断涌现现在对制造技术本身来说，各学科、专业之间的界限已经不再那么明显，从产品的设计开始，直到产品的加工工艺、加工过程、质量检测、最后装配和包装，这些中间环节之间的界限已逐步走向淡化消失，逐渐趋向一体化，如现在CAD、CAPP、CAM的出现就使设计和制造成为一体。现在推出一种新型技术-快速原型零件制造技术（RPM），RPM技术是由 15CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状的3维实体的技术，是机械工程、CAD、NC、激光、材料等多学科相互渗透与交叉的产物，其设计突破了传统加工技术，采用材料“去除”的原则，而采用“添加、累积”的原理，是制造技术的一次新的变革。代表性技术有分层实体制造、熔化沉积制造等。2.3.7存在问题（1）旧机床的更新与改造旧机床处理方面尤为突出问题是废旧或闲置设备回收和再利用率较差，许多工厂厂房内常见有满身锈迹废弃的旧设备，数控机床、加工中心、FMS、CIMS甚至网络加工等先进制造系统和大批的20世纪五六十年代的旧机床并存，改造和利用好这些旧设备是我们面临的课题；（2）材料与能源的浪费机械制造业中能源和原材料的浪费现象较为明显，满地的切屑、小零件与油污，中国在由原料到产品所消耗的能源和原材料比美国和日本等先进国家高出数十倍之多；（3）环境保护意识淡薄一些中小企业对环境的污染还比较严重；（4）产品的回收利用率低长期以来我们沿袭的生产模式是：生产!流通!消费!废弃的开式循环，绿色制造提倡闭式循环的生产模式，即在原来的生产模式中增加一个“回收”环节，厂家在产品的设计和制造过程中要充分考虑回收问题。2.4制造工艺2.4.1少无切削工艺用精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术，从接近零件形状向精密成形、仿形发展，用自由成形制造代替切削加工，这样节约了传统毛坯制造时的能耗、物耗也节约了大量的原材料，同时也缩短了生产周期。2.4.2干式切削工艺16干式切削就是在加工过程中不使用冷却润滑油的加工方法。这样可以消除加工时切削液带来的大量的污染问题，获得洁净无污染的切屑，节省了大量的切削液，同时也省去了处理切削液造成污染的大量费用。2.4.3先进的制造技术采用先进的现代制造技术，是实现绿色制造的有效途径。如精益生产(LP)、敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)和数字制造(DM)等。2.4.4噪声的消减和控制机械制造车间特别是锻压车间，生产过程中产生强烈的噪声是环境污染的一个大问题，因此必须对噪声加以控制和消减。技术措施有：做好飞轮等刚转体的动平衡；在轴承和轴承座之间加弹性衬套，采用热模锻压力机，淘汰蒸汽锤锻压力机；在压力机产生噪声的主要部位加盖隔声罩t采用具有油减震器的无冲击模架等等。2.4.5绿色包装的研究绿色包装是指采用对环境和人体无污染，可回收重用或可再生的包装材料及其制品的包装。首先必须尽可能简化产品包装，避免过度包装。使包装可以多次重复使用或便于回收。且不会产生二次污染。在重视环境保护的世界氛围里，绿色包装在销售中的作用也越来越重要。绿色包装技术就是从环境保护的角度优化产品包装方案，使得资源消耗和废弃物产生最少。绿色包装技术主要研究包装材料选择、改进包装结构和包装废弃物回收处理三个方面。2.4.6产品使用及其用后处置的研究主要集中在延长产品的使用周期和减少使用中的能源浪费及环境污染。面向节省能源的设计有利于减少产品使用中的能源浪费及环境污染。德国联邦环境署研究表明德国家庭和办公室消耗的电力，至少有11%是披处于待机方式的设备消耗掉。美国能源部估计，美国每年要为待机的电视机和录像机支付约10亿美元的电费。待机功耗已经引起社会的广泛醺视。因此在产品的设计阶段，对其使用造成的能源消耗问题应给予足够的重视。目前对家电类产品的待机功耗问题，人们已研究了新型开关电源和“绿色芯片”，它们以绿色设计为目标，可以使许多电源在转入闲置待机方式时功耗大大减少。2.5发展现状172.5.1国外现状国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，促进了绿色制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形的，表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求，对生态环境无害或危害极少，并利于资源的再生和回收，这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。如德国水溶油漆自1981年开始被授于环境标志（绿色标志）以来，其贸易额已增加20。德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志，法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国于1991年对产品实施环境标志，日本于1992年对产品实施环境标志，新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。目前已有20多个国家对产品实施环境标志，从而促进了这些国家“绿色产品”的发展，在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。国际经济专家分析认为，目前“绿色产品”比例大约为510，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。2.5.2国内研究基础国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目绿色设计技术发展趋势及对策研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。目前正在开展国家自然科学基金项目“环境绿色技术评价体系的研究”。以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造，建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。清华大学为创建绿色大学，已将绿色工程技术列为优先发展和支持项目，在美国“China Bridge”基金和国家自然科学基金会的支持下，已与美国“Texas Tech University”先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系，对全生命周期建模等绿色设计理论和方法进行系统研究，取得一定进展。18上海交通大学针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究，与Ford公司合作，研究中国轿车的回收工程问题；与内贸部中国物资再生利用华东分公司合作，撰写了“探讨中国汽车销售、维修、二手车交易及回收利用一条龙管理模式的可行性报告”；与法国柏林工业大学IWF研究所建立了合作关系，在废弃工业品回收方面展开了研究工作。合肥工业大学开展了机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究。重庆大学承担了国家自然科学基金和国家863CIMS主题资助的关于绿色制造技术的研究项目，主要研究可持续发展CIMS（SCIMS）的体系结构研究、清洁化生产系统和体系结构及实施策略、清洁化生产管理信息系统等。华中理工大学、浙江大学、北京航空航天大学等高院校也开展了绿色制造技术研究。国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍，为我国发展绿色制造技术奠定了基础。2.6发展趋势2.6.1、全球化绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的特征和趋势绿色制造的全球化特征体现在许多方面，例如:(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)ISO14000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将是全球化的。(4) 近年来许多国家要求进口产品要进行绿色性认定，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际产品进入本国市场，即设置“绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国 企业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。192.6.2、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需的社会支撑系统。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。立法问题现在已愈来愈受到各个国家的重视。其次，政府可制定经济政策，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会对环境产生影响的资源（如树木）严加控制，使得企业和人们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，政府可以对每辆汽车年检时，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，需要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，均有待于深入研究，以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。这些也是绿色制造今后研究内容的重要组成部分。2.6.3、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。20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，文献11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、质量保证系统、物能资源系统、环境影响评估系统等6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2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。2.6.4、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。2.6.5、智能化人工智能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TQCS（即产品上市时间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，即形成了 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体系及评估专家系统，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到重要作用。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。212.6.6、产业化绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成绿色制造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，另有两大类产业值得特别注意：（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，需要大量实施工具和软件产品，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、ISO14000国际认证的支撑系统等），将会推动一类新兴软件产业的形成。三车间绿色（环保）工程环境对国家经济和人民生活具有重要作用。对于我国现阶段的情况，人们对环境的保护好像并不太重视，对环境保护并不重视，所以我们应该发展环境教育。环境教育既不同于部门教育，又不同于行业教育，而是对人的一种素质教育。因此环境教育不仅是环境保护事业的重要组成部分，而且是教育事业的一个重要组成部分。发展环境教育，提高全民族环境意识，已受到各界人士的重视。由于环境的重要性，我国政府和机械加工企业对绿色环保系统十分重视，政府对绿色环保系统进行宏观管理和指导，即根据绿色环保的国际标准制定出符合各国国情的相应政策、法令和法规，以法律手段保护人们的工作环境和人们赖