先进制造系统 -绿色制造

绿色制造系统 黄旺兴 樊航 牛长青 先进制造系统 第四组 报废汽车 堆积如山的报废汽车不仅造成了环境污染 同时也是对资源的一种严重浪费 如图为传说中的僵尸车 废弃电池 如果一节一号电池在地里腐烂 它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值 扔一粒纽扣电池进水里 它其中所含的有毒物质会造成60万升水体的污染 相当于一个人一生的用水量 废旧电池中含有重金属镉 铅 汞等是对人体危害较大的物质 也将对人体造成严重危害 废旧电池中的重金属会影响种子的萌发与生长 废旧电池渗出的重金属会造成江 河 湖 海等水体的污染 危及水生物的生存和水资源的利用 间接威胁人类的健康 炼钢厂生产过程的一些问题 如图为炼钢厂加工过程的废气污染 工人师傅在恶劣的环境下进行作业 如何解决这些问题呢 绿 色 制 造 让我来 1 绿色制造的概念 随着全球环境的日益恶化 人们越来越重视环境问题的研究 绿色化已成为21世纪制造系统的一个重要特征和必然的发展趋势之一 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式 其目标是使得产品从设计 制造 包装 运输 使用到报废回收处理的整个生命周期中 对环境的负面影响极小 资源利用率极高 并使企业经济效益和社会效益协调优化 绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现 2 绿色制造的内涵 绿色制造是制造问题 环境保护问题和资源优化利用等三个重要问题领域的交叉 绿色制造强调源头控制的理念 使得产品生命周期本身的资源消耗极少化和环境排放物的极少化 绿色制造外延了产品生命周期的概念 包括产品设计 制造 装配 包装 运输 分销 使用 以及原材料的采掘 材料制备 产品报废 回收处理和利用等过程 绿色制造是现有制造系统的一种发展 3 绿色制造产品闭环生命周期 4 GMS的体系结构及研究内容 绿色制造的体系结构是对绿色制造内容 目标和过程等多方面进行描述的一种方法 绿色制造系统的体系结构包括 两个层次的全过程控制 三项具体内容和两个实现目标 两个层次的全过程控制 一方面是指具体的制造过程即物料转化过程 充分利用资源 减少环境污染 实现具体绿色制造的过程 另一方面是指产品生命周期全过程中每个环节均考虑资源和环境问题 以实现最大限度地优化利用资源和减少环境污染的广义绿色制造过程 GMS的体系结构及研究内容 三项内容 是用制造系统工程的观点 综合分析产品生命周期全过程的各个环节的环境及资源问题所涉及的主要内容 包括绿色资源 绿色生产过程 绿色商品 两个目标 是指环境保护 资源优化利用 绿色制造研究内容非常广泛 主要包括六个方面 绿色设计技术 绿色材料技术 绿色工艺技术 绿色包装技术 绿色回收处理技术和绿色管理技术 一种绿色制造系统的体系结构 一种绿色制造的实施模式 实例诠释绿色制造 上海通用汽车 对于上海通用汽车而言 绿色体系 是一个大系统 贯穿完整的业务链 包括绿色研发 绿色产品 绿色采购与供应链 绿色物流 绿色制造 绿色IT 绿色经销与服务等 实例一 水溶性油漆 水溶性油漆以纯水为载体 相对于传统的溶剂性油漆而言 在降低生产工艺污染 促进环保安全两大方面有着不可比拟的优势 可最大限度地减少对自然环境污染和人体健康的损害 较传统涂装工艺 其VOC 挥发性有机化合物 排放比传统的汽车涂装工艺可减少80 以上 废气排放浓度降低了500倍 辅助以无铅电泳 无铬钝化 静电喷涂 废气焚烧净化等先进环保技术 实现了从源头有效控制和最大限度地减少了废气排放 以单车间年工作时间4800小时计 水溶漆可较油漆每年减少污染排放3000多公斤 实例二 中水回用 以上海通用汽车金桥南厂为例 采用国内外先进的污水处理技术 将部分处理后的水再深度处理和消毒作为中水 由厂区的中水管网系统供厂区所有的绿化 冲厕 景观和设备的冷却等 不仅减少了自来水使用量 而且也大大减少了废水的排放 为确保中水的处理质量 在废水处理站中设置了养鱼缸 采用中水调养五彩金鱼 第一时间可以观察到中水的水质 经过不懈努力 在南厂的废水处理站中 一边是污浊的生产废水和污水在不断进入 经过工艺处理 一边源源不断排出透明晶亮的清水 鱼儿在其中欢快地游动 南厂日回用中水量达203立方米 占日污水向外排放量的24 年减少COD排放量7吨 每年可以节省10万元的费用 实例诠释绿色制造 上海通用汽车 近年来 国内工业用电电价峰谷差较大 上海最高达到4 4倍 对此 金桥南厂采用了先进的冰蓄冷系统 在电力负荷很低的夜间用电低谷采用双工况制冷机制冷 将冷量以冰的形式储存起来 在电力负荷较高的白天或用电高峰期 把储存的冷量释放出来 以满足空调或工艺用冷的需求 也起到了转移电力高峰用电量 平衡电网峰谷差 削峰填谷的作用 通过自控 实现夏季给空调冷冻水供冷 冬季给工艺系统供冷 过渡季既可以供空调也可以供工艺 冰蓄冷系统不仅可以转移电力高峰用电量 平衡电网峰谷差 这样全年365天不间断运行 可以最大程度地节约电费 年节约能源和减排费用65万元 200