绿色制造在汽车生产中的应用

1、绿色制造在汽车生产中的应用1 绿色制造的定义绿色制造（Green Manufacturing），又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等，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，对环境的负面影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造具有非常丰富和深刻的内涵，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造模式是一个闭环系统，也是一种低熵的生产制

2、造模式，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。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 绿色制造研究的内容 用制造系统工程的观点，综合分析产品生命周期从产品原材料的生产到产品报废回收处理的全过程的各个环节的环境及资源问题，实现“绿色制造模式”，包括三个层次的内容：绿色资源、绿色生产过程和绿色产品。 绿色资源主要是指绿色原材料和绿色能源。绿色原材料主

3、要是指来源丰富（不影响可持续发展），便于充分利用和产品报废后可回收利用、便于销毁的材料。例如，提倡广泛使用再生纸张及其制品，限制不可降解塑料的使用等。绿色能源是指储存丰富、可再生，并且尽可能不产生环境污染的能源。绿色生产过程，指按照“人机环保”一体化的原则，在产品的整个生产过程中都实现绿色化。绿色生产过程中对一般工艺流程和废弃物应尽可能做到：开发使用节能资源和环境及用户友好的生产设备；限制使用有毒有机溶剂为基体的材料和会产生有害排放物的工艺过程。例如，用新的材料和工艺方法代替传统的喷漆、电镀和热处理等；采用机械技术清理金属表面，利用水基材料代替有毒的有机溶剂为基体的材料；减少材料过程中排放的污

4、水等。同时，开发制造工艺时，其组织结构、工艺流程以及设备都必须适应企业的“向环境安全型”的要求，以达到大大减少废弃物的目的。绿色产品就是在生命过程（设计、制造、使用和销毁过程）中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。绿色产品的特征是：小型化（少用材料）；多功能（一物多用）；使用安全和方便（对健康无害）；可回收利用（减少废弃物和污染）。3 我国汽车制造业实施绿色制造的必要性随着中国加入WTO，世界经济的一体化，传统的关税壁垒被逐步削减，绿色贸易壁垒以鲜明的时代特征正日益成为国际贸易发展的主要关卡。绿色贸易壁垒包括环境进口附加税、绿色技

5、术标准、绿色环境标准、绿色市场准入制度、消费者的绿色消费意识等方面的内容。将环保措施纳入国际贸易的规则和目标，是环境保护发展的大趋势，但同时也客观上导致了绿色贸易壁垒的存在。在国外，汽车产品绿色制造已经得到了充分重视。2005年日本出台汽车循环再利用法，这是世界上第一部汽车回收再利用法律。目前日本汽车回收再利用率达80%以上，日本政府规定到2015年汽车再利用比例要达95%以上。从2007年1月1日，欧盟成员国将正式执行2000年颁布的报废汽车回收令。这个指令要求：到2006年，报废汽车的85%的重量要被回收再利用，其中材料回收率至少要达到80%，而到2015年这两项指标分别将提高到95%和8

6、5%，只允许报废车辆有5%的残余重量被填埋。在世界其他很多国家和地区，相关的法律法规也都颁布实行。目前我国多数大型汽车企业对汽车回收不感兴趣，对国际国内有关法规对于汽车制造的影响还没有全面系统的认识。种种迹象表明，我国的汽车制造产业已经面临着继机电产品之后，极有可能成为被国外“绿色门槛”限制最多行业。在我国汽车制造企业推广应用绿色制造将实现我国企业出口汽车产品以及技术革新，提高出口产品的环境意识水平，有助于突破“绿色贸易壁垒”，从而改善和促进出口贸易，拉动相关产业发展。目前，我国正在实施全国范围内的节能减排战略。汽车产品的全生命周期消耗大量的资源，如水、电力、天然气、橡胶、玻璃、钢材、石油等，

7、同时也对于环境带来巨大的不良影响，如废水（主要在涂装环节）、废气（生产过程中的VOC以及使用过程的尾气排放）、固体废弃物（主要如涂装废渣以及报废车体等）。研究在绿色制造在汽车制造企业的应用，在企业的研发、资源组织、工艺设计、生产、回收等环节导入绿色制造的理论、方法，将有助于汽车制造业尽可能减少资源消耗、尽可能减少环境影响，将有助于支持我国节能排放战略的有效实施。4 汽车制造业实施绿色制造的关键技术 绿色制造是一个庞大的系统工程，涉及产品生命周期的全过程：产品设计、材料选择、工艺规划、生产制造、包装运输、使用维修和报废处理等阶段。每个阶段都考虑环境影响和资源消耗，需要相关绿色制造技术支持。4.1

8、绿色设计技术 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、开发周期和成本等基本属性的同时，要考虑其环境属性，优化各有关设计因素，从而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。绿色设计的原则被公认为3R原则，即减少物质和能源的消耗，减少环境污染，使产品和零部件能够方便地回收并再生循环或重新利用。绿色设计是汽车产品生命周期的全程优化的前提和关键，绿色理念必须渗透到设计过程的各个环节中。在汽车原理、结构设计和零部件设计时，要采用绿色工艺规划、节能设计、模块化设计，提高汽车的品质，减少零部件数目，增加汽车零部件的可拆卸性、可维修性

9、和可回收性，这样可提高生产效率，降低报废汽车对环境的污染，提高资源利用率。4.2绿色材料选择技术绿色产品首先要求构成产品的材料具有绿色特性，绿色材料的选择要符合对资源和能量消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。绿色材料选择技术是一个系统性和综合性很强的复杂问题。一是绿色材料尚无明确界限，实际中选用很难处理；二是选用材料不能仅考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、成本等多方面的要求。一般而言，汽车产品绿色材料的选择应该遵循如下几点原则：（1）优先选用可再生材料，尽量选用回收材料、资源丰富的材料，提高资源利用率；（2）尽量选用低能耗、无毒、少污染、无腐蚀性的材料，避免选用有毒、有害和有辐射特

10、性的材料，减少生产过程中的危险因素；（3）减少材料种类，并尽量采用相容性好的材料，以利于废弃后产品的分类回收；（4）所用材料应易于再利用、再回收、再制造或易于降解；（5）尽量采用轻质新型环保材料降低车身重量，提高燃油经济性。 目前，易回收再利用的、质量轻、刚性好的树脂类材料的应用在汽车制造中正得到推广，并由原来的石油类树脂材料向天然植物类材料方向发展。4.3绿色工艺规划和清洁生产技术 绿色生产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、对环境污染小的工艺方案和工艺路线，使产品制造过程经济效益和社会效益协调优化。要在生产加工过程中实施清洁生产，需从绿色制造工艺技术

11、、绿色制造工艺设备与装备等入手。在汽车制造中，实现绿色工艺规划和清洁生产技术主要考虑以下几点：（1）改进并研究新的工艺方法，采用合理工艺，简化产品加工流程；（2）使用高效节能的工艺装备，提高产品生产率；（3）尽可能地提高每一道工序的原材料和能源的利用率，减少生产过程中资源、能源的浪费；（4）减少产品生产过程中的污染物排放、降低噪声等。随着先进工艺和方法不断推出，汽车绿色制造在铸造、锻造、机械加工、热处理、冲压、焊接、涂装和装配等方面进行了大量的改进和研究。例如，在机械加工、锻造中减少切削液的使用或使用绿色切削液，采用干式切削技术；严格控制挥发性有机化合物的排放，涂装工序采用水性化涂料，提高涂装

12、的附着率；推广汽车零部件的模块化，从而提高各模块的功能、缩短产品生产周期、改善作业环境、提高物流效率、降低部件成本等。4. 4绿色包装绿色包装技术就是从环境保护的角度，选择使用可再生利用或对环境无污染对人无毒害的包装材料，合理包装产品，优化产品包装方案，使得资源消耗和废物产生最少。目前这方面的研究很广泛，但大致可以分为包装材料、包装结构和包装废物回收处理3个环节。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、Recycle循环再生和Degradable可降解）原则。 因此，做到汽车产品的绿色包装要做到如下几点：（1）汽车产品包装力求简化，减少资源浪费以

13、及减少环境的污染和废弃后的处置费用。（2）尽量选择无毒无害可回收或易于降解的材料。（3）改进汽车产品结构，减少重量，这样也可以达到改善包装，降低成本并减小对环境的不利影响。4.5绿色处理技术对于产品的绿色处理技术主要是指产品生命周期终结后，对其进行回收、处理和再利用的技术，这样既能节约资源，又可有效的保护环境。评价产品回收处理方案设计主要考察三方面：效益最大化、重新利用的零部件尽可能多、废弃部分尽可能少。 对汽车产品的绿色处理技术包括汽车产品报废、回收、拆卸、重用、再制造以及材料再生等环节。汽车零部件模块化设计、可拆卸型设计、可维修性设计以及表明零部件的具体材料代号等便于报废后的回收、处理和再

14、利用，达到节约资源和能源、保护环境的目的。5 绿色制造在汽车行业中的应用现状绿色制造是人类社会可持续发展战略思想在汽车制造业中的体现，致力于改善人类技术革新和生产力发展与自然环境的协调关系，符合时代可持续发展的主题。“Green Manufacturing Is A Strategic Priority”已经成为学术界和产业界的共识之一。已有很多跨国企业都纷纷在不同程度上开始推行绿色制造战略，开发绿色产品，如日本的丰田汽车公司、德国大众汽车公司和美国的福特汽车公司等。美国福特汽车，德国大众汽车、法国雷诺汽车在汽车制造生命周期中导入了生态设计，实现材料的再循环、再使用； Volvo汽车公司专门制

15、定了Volvo环境管理体系（VEMS），在汽车制造过程、使用过程、生命终期阶段采取了环境意识措施；日本丰田汽车制定了再生利用蓝图，计划到2015年实现报废车95%的实际再生利用率等。此外，几乎所有的知名汽车公司都会在他们的门户网站发布一年一度的能源消耗及环境报告，发布他们在过去的一年在制造资源及能源节约，减少环境不良排放等方面的进展。可见，世界范围内的知名汽车制造企业已经纷纷导入绿色制造模式，履行他们自身的社会及环境责任，他们的行动已经汇聚成了一种重要的汽车制造发展趋势。6 结束语节约资源、降低能耗和保护环境是全世界人民的共同呼声，绿色制造已经是世界工业发展的潮流和趋势。实施汽车产业的绿色制造不仅有利于人类的持续发展，也有利于企业的持续发展。对于竞争日益激烈的汽车制造业，绿色汽车将成为汽车产业新的经济增长点，绿色制造是汽车制造业的发展趋势。参考文献：1王永靖. 汽车制造企业绿色制造模式及关键支持系统研究D.重庆大学,2008.2郭天一. 汽车企业绿色制造模式及关键技术研究D.吉林大学,2014.3李菁. 基于精益思想的企业绿色制造的研究D.天津科技大学,2006.4陶晋. 汽车企