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1概述
现代化绿色制造业的基础,其技术仍然是在传统的实施工艺,只是将这种工艺技术进行了整改,使其更加绿色环保。该项工艺技术以理念作为重要的指导方向,全面应用现代化的高新材料、合理控制等,实现了对资源的合理优化利用,科学并且环保。利用该项制造技术进行生产的相关机械成品其质量更加贴合实际的需求,有益于将我国制造行业的核心竞争实力进行整体的提升,加速了机械制造行业的快速发展。
2机械制造过程中绿色制造技术的内涵
绿色制造为对生态环境造成破坏以及资源的实际利用效率进行综合考虑的一种全新的制造形式。该项技术的核心设计目的为从设计工作开始、到产品的指导直至最后的废旧处理,这个周期当中,要实现对环境造成最小的影响,甚至没有影响,并且要对资源的实际利用率达到最高,将制造企业的经济收益与社会效益实施协调化发展[1]。目前,该项技术的实施比传统的技术多出一个非常关键的步骤,便是对物品进行回收实施循环二次利用的步骤。该步骤是将废弃的机械材料回收起来,对其进行二次的加工使其能够再次被使用,全面实现对资源的高度使用效率。
3机械制造过程中绿色技术的主要因素
3.1绿色材料
在真实的机械制造过程中,材料是最基本的前提要求。绿色材料为在实际进行制造的过程中,最大程度的挑选一些污染小的材料为产品制造的材料,并且被应用的材料一定要具有二次回收应用的价值,以便能够符合绿色材料进行制造的相关要求。
3.2绿色设计
在进行制造时,要对需要制造的产品实施全面的考虑,尤其针对实际的质量、使用的寿命、环境等等进行充分的考量[2]。并且,还要在设计时对真实的环境情况进行细致的分析考虑。
3.3绿色工艺
绿色工艺为在真实的机械制造过程中,可真正将污染进行减少,实现能源的最大化节约。在科学合理的应用该项工艺技术时,要研究环保的相关技术,以便加深对产品降低污染的研究工作。此外,对于如何用最少的材料实现生产、如何最小化的产生废弃材料、如何真正的降低对环境的影响等皆要进行细致的探究和考虑。并且,更要针对环保材料的有效应用效率进行提升实施讨论分析,结合目前的发展情况来看,该项工艺技术主要的技术类型为:干式切割以及废弃材料二次应用。
3.4绿色处理方法
绿色处理为将生产中已经废弃的材料,利用再次的合理加工,可让其在之后的生产当中被二次应用,该项技术与回收再应用的形式比较相似。因此,在对制造的产品进行设计的过程中,首先要对原材料和产品的内部架构进行研究,以便实现将产品的功能进行升级的目标。
4机械制造过程中绿色制造技术的具体应用
4.1合理应用绿色材料
在实施绿色制造的实际过程中,真正的绿色材料皆是没有任何污染的材料或者污染非常小的材料。这些绿色材料可以进行二次回收,以便实现绿色制造的目标。所以,科学合理实施机械制造生产重要的前提基础便是对绿色材料的应用[3]。在其制造的过程中,要抛弃以往的生产观念,把实际的经济和环境效益实施有效的结合,合理的对材料进行挑选,并且科学的进行应用,提高对环境保护的作用,有效减少对环境产生的破坏。
4.2应用绿色方法对机械产品实施设计
对相关的机械产品实施绿色设计就是要将产品从不同的角度和层面进行全面的提升。该项设计有效的将产品的具体功能、真实质量和环境进行了集中,从而对其进行一体化的设计。实现机械产品的绿色设计为比较系统的概念,在进行相关的设计之前,要对产品实际的生命周期进行细致的分析,全力保证该产品的质量,并且在对其整个使用的过程中坚持应用绿色理念。在真实设计中,需要有专门的技术人员对产品实际生产的时间和造价问题进行分析,其相关的工作要细致到质量分析环节,要切实的将绿色的设计理念应用到方案的设计当中,产品内部架构设计工作完成之后,对制造企业的真实社会效益和经济效益进行严格的审查,没有任何异常情况发生时才可实施生产。
4.3应用绿色制造生产工艺进行机械产品的生产
在真实进行生产的过程中,一定要将传统的生产理念抛弃,坚持走绿色环保的路线。基于绿色生产的技术是在原有的施工技术上进行改进的,因此,要将两种施工技术进行结合,以便实现能源的最大化利用,减少在真实进行生产过程中对环境造成的污染。其中具体的工艺包括:(1)能源节约绿色公益,即在进行生产时将能源的消耗和损耗的公益进行降低。(2)资源公益的有效节约,即在进行生产时将真正的生产经过进行简化,加强资源消耗公益的有效降低。(3)生产环保工艺,即在制造过程中非常关键的绿色制造技术,应用合理的加工措施,对其过程中产生的废弃材料、废弃液体以及废弃物进行有效的加工,实现减少对环境产生破坏的目标。利用这三种施工工艺,可有效推进绿色制造技术的全面使用,实现在真实的生产过程中不对环境造成任何影响的效果。
4.4应用绿色处理技术全面减少对环境造成的破坏
在真实进行制造过程中,产品的外包装是产生环境污染的主要原因,在进行包装时,会产生较多的废气材料,并且数目非常巨大[4]。现在,应用绿色处置的方法将这些废气材料进行处理,这样便可以科学的将废气材料回收,使其能够迅速分解,保护生态环境。但是,该项处置的形式有较高的成本,所以应用绿色处理的方式可将包装进行升级,降低成本,避免形成环境污染,并且,包装更具美观性。目前,在实施制造的过程中使用比较多的材料为环保木板和环保三合板,将这些材料制作成绿色包装在很大程度上减少了污染,同时达成了进行二次回收再利用的目标。现阶段,我国对于该项技术非常重视,加强了研究的深度和轻度,并且研究的成果非常显著,其中自主研发了包装绿色材料蜂窝纸板。一方面,该项材料可减少对环境产生的破坏,将机械产品造成的破坏进行有效的降低。另一方面,在材料被废气之后,造成的环境污染问题会全面的降低,从而实现绿色制造最终的效果,可在实施制造时进行广泛的推广以及使用。
5结束语
总之,应用绿色的理念进行机械制造,是全面将制造产品的性能、成本、资源等多方面进行综合化的系统优化,不但要将制造的成本进行降低,更要优化产品的实际生命周期。该项绿色技术为当代的新型制造形式,其使用的关键点在于绿色理念的应用,以便能够推进我国的制造行业走绿色可持续发展路线,其发展的前景非常广阔。当前,研发的技术,已经实现了对环境进行保护的目标,为我国绿色技术的全面发展起到了重要的推进作用。
参考文献
[1]杨德峰.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].山东工业技术,2016(01):23.
[2]何欣.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].黑龙江科技信息,2016(10):54.
[3]刘明伟.绿色制造技术在机械制造中的应用研究[J].科技展望,2016(24):85.
关键词:机械加工工艺;绿色制造技术;现代企业制造模式;
可持续发展在现代企业制造模式中,围绕可持续发展理念提出了绿色制造技术。研究这种绿色制造技术是为了减少资源的消耗,减小环境对机械加工的影响。对于当前的机械加工工艺规划而言,主要是为了将制造产品与产品设计相结合。而工艺规划的重点是在工艺制造、加工和设计中使用工艺章程来对其进行有效的控制,这样才容易生产出比较满意的机械产品。
1机械加工工艺规划的绿色制造体系分析
在机械加工过程中,主要是将绿色制造与生产过程相结合。就当前的环境状况而言,在绿色制造过程中,最应该考虑的就是资源的合理利用和环境保护问题。优化面向机械加工工艺规划的绿色制造技术,实质上是为了更好地绿化资源,坚持绿色生产的理念。在机械生产的过程中,考虑更多的是绿色资源和绿色生态环境。而机械加工工艺规划的绿色制造体系也是为了将制造体系打造得更加综合化,从而更好地解决资源严重消耗、环境严重被破坏等问题。
2机械加工对环境和资源的影响
2.1严重浪费资源
在机械加工过程中,对资源的严重浪费主要体现在两个方面:①消耗原材料。在实际的机械加工过程中,会造成原材料的损耗。例如,在加工生产的过程中,有很多金属材料被浪费,这直接增加了原材料的损耗量。②消耗加工中的辅助材料。这些辅助材料有一部分是在实际生产中被消耗的,有一些部分是在加工过程中用来保护机械加工操作者的。比如,对于一些机械生产过程中可能会用到的工具等,它们被切割之后就会发生损耗。
2.2严重消耗机械设备
在机械加工过程中,对机械设备的严重消耗主要体现在机床消耗上。例如,在机械加工时,很多机床设备都会出现严重的摩擦现象,这些摩擦都是由于机械产品摩擦机床表面产生的。与此同时,有一些机床产生的设备消耗等状况也是通过消耗能源体现出来的,而且还会相应地消耗更多辅助工序的能量。由此可见,在机械加工的过程中,只要没有及时处理各个工序,就会严重影响机械设备的消耗。主要的机械技工工序有焊接、酸洗和抛光加工机械产品的毛坯等。
2.3严重影响环境
在机械加工过程中,对环境的影响主要有2点:①废弃物的影响。通常情况下,在机械加工的过程中,一定会产生废液、废物和废气,它们会对环境造成严重的破坏,甚至会严重威胁环境。例如,在机械加工中,产生的固体废物和废气会在一定程度上污染附近的土壤,而有些重金属带有腐蚀性,融入土壤之后就会破坏土壤的酸碱性,甚至会对地下水和环境生态平衡造成不良的影响。②机械加工噪声的影响。通常情况下,在机械加工过程中,一定会产生噪声。嘈杂的噪声不仅会影响工作人员的身体健康,还会影响附近居民的日常生活。这些机械加工的噪声一般产生于机床设备或者是电机以及零部件运动等。由此可知,机械加工会严重影响和破坏环境,甚至会威胁人们的身体健康。
3优化措施
3.1改善绿色制造技术中的参数
在绿色制造工艺规划中,最主要的技术就是工艺参数。只有改善绿色制造技术中的参数,实现能源消耗和物料消耗的最小化,才能够制造出合格的机械设备。同时,在改善绿色制造技术中的参数时,先要控制好机械加工产品的质量,客观地考虑机械加工因素,之后再通过详细的参数比较选择出能够满足实际要求的加工工艺参数,从而有效提升加工零件的质量。
3.2改善绿色制造工艺中的路线
在工艺设计的过程中,最重要的就是工艺路线,这是确保加工工艺的主要步骤。选择好的工艺路线能够有效减少资源的消耗,降低相关成本,所以,在审计整个工艺路线时,一定要结合多种因素综合考虑,将考虑好的因素融合到完善的工艺路线中,建立起更加绿色化的制造工艺路线模型。
3.3改善绿色制造工艺中的节能型机床设备
在机床设计方面,为了更好地实现绿色制造,要大幅度地改善绿色制造工艺中的节能型机床设备,有效提升整个机床的设备性能,不断创新机床设计技术。在设计机床的研制过程中,要综合考虑绿色声场理念。与此同时,在当前机床设备的基础上,可以改善机床设备的相关设计理念,优化结构配置,实现加工机床设备设计效益的最大化,有效降低机械加工中的能源损耗量。
4结束语
综上所述,在研究机械加工的相关技术时,最重要的就是绿色制造工艺规划。它可以不断完善技术系统,在了解加工供应的详细需求后再将各个方面的问题细化、分类,从而建立起比较完善的面向机械加工工艺规划制造研究的结构体系。在考虑绿色制造加工工艺问题时,要综合考虑环境问题、资源问题、制造问题和设计问题。同时,还可以在质量、时间、成本、资源利用方面构建比较系统的机械加工制造评价体系,全面、详细地评价机械加工制造的相关内容。
作者:郁黄玲 单位:南京康尼机电股份有限公司
参考文献:
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关键词:机械加工工艺;规划制造技术;研究
加工制造行业作为中国经济支柱行业的组成部分,在以往发展过程中往往采用粗放式的生产方式,导致材料浪费的同时也对环境造成了一定污染,与当下可持续发展的目标及思想不符,绿色加工工艺由此而生。绿色加工工艺旨在改变传统的以能源资源为消耗来换取发展的模式,从环境与能源资资源两个方面入手,在二者之间寻找一个平衡点。
1机械加工工艺
对于生产型企业而言其目标就是生产质量合格的产品,并且在产品生产这一过程中实现生产效率提升,能耗降低,同时能够对成本进行合理控制,确保生产过程安全。为达成上述目标,产品在生产与加工过程中就需要遵循一定原则,严格依据工艺流程进行作业,结合到企业生产工作具体情况。将生产工艺与流程以制度文件形式固定下来,从而便于管理工作开展。避免工作人员在操作过程中依据个人经验判断并操作。工艺规程指的是对产品操作与加工相关工艺与流程规定的文件,工艺规程是加工方法与过程的工艺文件。加工工艺能够为加工生产工作开展提供指导,同时在新产品投入前可以作为技术与生产准备的依据,为新建与改建厂地设施提供依据。工艺规程制订主要分为两方面内容:工艺拟定与具体的操作。
2面向机械加工的工艺制造体系
2.1绿色制造技术结构体系
产品完整的生命周期与绿色制造技术有密切关系,某些情况下可能存在多生命周期。产品完整生命周期包括选择材料:设计产品、加工制造、包装与装配、使用等一系列环节。同时也涉及到了对生命周期结束的管理相关工作,如回收、拆卸、再利用等。绿色制造则是基于产品整个生命周期来考虑问题,尤其是对资源与环境方面要重点把握,在此基础上兼顾到经济与技术方面因素,以此来实现企业经济效益与社会效益二者间协商。绿色制造关键在于产品整体生命周期内实现重用、再利用等一系列问题。其最终要实现的目标是经济与社会效益二者间有效协调统一,实现资源配置效率提升,资源利用过程中对环境造成的影响最小。
2.2机械加工绿色制造研究体系
对于制造系统而言,实现绿色制造的目标要结合到多个方面来考虑问题,在研究内容方面可以将其分三个方面,利用技术从而减少有害物品使用,对制造与加工过程中造成的污染进行预防,与环境相关的一系列技术。对上述技术进行划分是依据制造活动,如基于产品制造周期、生产过程技术、产品技术等。依据上述框架内容可以将研究问题进行相应分类。如资源消耗问题,通过对资源使用情况进行研究,从而实现最小化资源与能源消耗,以及辅助消耗问题。同时还有极小化环境问题与资源消耗决策问题。对于上述问题进一步细分就可以得到机械系统加工制造问题。
3制造工艺过程规划优化
3.1制造工艺的参数优化
参数优化在工艺过程规划中是一项十分关键的技术,通过参数优化工作开展实现物料与能耗最低消耗的目标。通常情况下工艺优化工作针对的是所应用的加工工艺以及在工艺实施过程中的相关参数。如在零件加工过程中刀具类型、削液种类等。
3.2加工制造工艺路线优化
设计工作是否合理的关键就在于工艺路线确定,同时工艺路线的确定也是工艺设计过程中最重要的一个环节,其重要作用体现在成本控制、产品质量提升、上市时间缩短、资源节约等方面。传统方法在开展此项工作时,其基本因素是加工成本与生产效率,未能考虑到资源利用效率以及对环境产生的影响,从而造成了严重问题。
3.3多机床多工件节能优化技术
对现有机床设施进行优化配置是一种较为可行的方法,在实现生产过程中通常会遇到多机床同时加工的情况。不同机床可以应用同一种加工方式,而不同机床在型号与规格方面也会体现出差异,机床与工作二者间组合的方式不同,资源消耗以及对环境产生的影响也不一样。因此在工作过程中要结合到机床设备现实情况、资源利用情况、工作情况等多方面的因素,对工作进行合理的安排,从而使整体系统消耗能够有效节约。
3.4机械设备改造工作
机械设备改造方面要大力应用绿色与节能技术,从而使机床整体性能得以提升。机械设备在设计环节就要将绿色理念纳入到考虑范围内。在当前设备基础上,对结构进行优化配置,对相关设计理念进行改善,实现设计效益最大化,促进能耗降低。
4加工制造的评价方法
对机械加工工艺进行评价,传统方法涉及到的指标是工艺最低生产成本、资源利用效率、利润等方面因素。随着制造行业发展以及社会对于制造行业技术要求的提升机械加工行业也逐渐产生了变化。从目标模式方面来看,主要是由传统单一追求经济目标,转向经济效益与社会,环境效益协调发展。对制造工作进行评价,所采用的指标常用的如能源属性、经常性、绿色管理等。机械加工工艺评价体系涉及到的因素包括了时间、成本、质量、资源的利用效率,对环境产生的影响。
5结论
对机械设备加工工艺进行研究,最为重要的一个方面就是制造工艺规划,实现对技术系统的持续完善。了解加工需求后,将问题进行细分与分类,建立完善的结构体系。加工工艺应该考虑到资源环境、制造、设计等多方面的问题,也需要将时间、成本、效率等方面因素纳入思考范围内,对机械加工制造相关工作进行全面的评价。
参考文献
[1]蒙坚.面向机械加工工艺规划制造技术研究[J].煤炭技术,2012(6):59.
[2]刘昌臻.面向机械加工工艺规划制造技术研究[J].现代国企研究,2016(2):62.
关键词:绿色理念;机械设计制造;绿色发展
一、绿色理念阐述
在党的十八届五中全会上,提出了创新、协调、绿色、开放、共享的“五大发展理念”绿色发展是其中的重要内容,也是十三五时期的基本理念之一。绿色理念就是以节约资源和保护环境为宗旨的设计理念,强调以人为本,走可持续发展道路,注重自然生态的保护。
二、机械设计制造绿色理念的优势分析
绿色机械设计和制造理念相对于传统机械设计制造理念来说具有很大的优势,并且目前我国正在加大对绿色机械设计制造的研究,在某种程度上可以理解为自然生态设计、绿色环境意识设计等,目的在于对自然资源进行循环利用,减少对环境造成的负面影响,机械产品能够满足可回收、再利用的目的,这也是绿色机械设计理念提出的最新要求。
传统机械设计制造都是以产品性能、勖为基准,在产品设计制造过程中首先需要考虑市场需求,然后再制定设计方案,并进行反复修改和完善,最终实现产品生产,但是这一设计理念不仅造成设计制造周期家常,同时也加大了产品生产装卸的难度,有些产品报废后还不能回收,大量资源和能源也被迫浪费,污染了周围环境。
与传统机械设计制造相比,绿色机械设计制造理念优势在于综合考虑自然环境保护性、原材料合理选择性等,不仅发挥传统设计理念中的优势,还能够降低原材料的损耗、提高资源的可利用率,满足可持续发展的需求。
三、绿色理念在机械设计制造中应用的重要性
详细来说,绿色理念在机械设计制造中应用的重要性主要包括:
第一,提升机械设计制造的环保性。如果机械设计制造没有充分重视环境保护问题,那么生产的产品必然会造成环境污染。虽然我国科技水平发展比较迅速,但是与预期相比还有一定差距,部分机械设计制造行业在生产过程中仍然采用传统的方式,单纯追求经济利益,造成环境污染、资源浪费的该问题。将绿色理念融入到机械设计制造领域能够综合全面考虑环境污染问题,将可能产生环境污染的因素排除,提升机械设计制造的环保性。
第二,提高废弃绿色机械产品的可回收率。机械产品日益成为人们生活不可或缺的物品,但是随着机械制造技术的发展,产品换代也在不断提升,导致废弃产品量与日俱增,严重影响生态环境,如果机械产品采用传统方式进行设计和制造,那么废弃品再利用率比较低,但是在绿色理念背景下,机械设计制造产生的废弃产品能够进行二次回收,环境污染也比较少,实现资源二次利用,降低了废弃机械产品对环境的危害。
四、绿色理念在机械设计制造中的应用对策
通过以上分析我们能够认识到绿色理念融入到机械设计制造中发挥着巨大的作用,本文认为更好将这一理念运用于机械设计制造中的对策主要包括:
(一)设计方案中应用绿色理念
在机械绿色设计制造中,可拆卸性设计、模块化设计和生命周期设计是目前比较常见的设计技术。可拆卸性设计优势在于后期产品维护方面,可以通过拆卸来提升产品后期维护的便利性,但是前提条件是产品可以正常使用。模块化设计优势在于将产品分为多个模块,并形成一个新的系统,不同模块拥有不同的功能,每个零件在产品废弃后都可以再利用,并且每个零件都可以随时更换来提升产品性能。生命周期设计是综合考虑各方面因素,延长产品的生命周期来完成设计,可以根据产品特点选择最为适宜的绿色方案,降低产品污染,提升材料可利用率。
(二)选择使用绿色环保的制造材料
绿色理念融入到机械设计制造方面首先需要考虑材料的选择,确保其绿色环保,同时还要对材料的安全性、经济学、相容性等进行考虑。传统机械制造使用的贡等化学物质会污染环境,材料可回收率也比较低,所以绿色机械设计制造应该提高材料选择的合理性、科学性,从设计源头应用绿色理念。首先需要考虑材料的实用性,满足制造产品的性能,比如材料是否抗冲击、耐高温等,不能选择对人体有伤害的原材料;其次需要采用有效措施加强对绿色材料的科学管理,进行合理科学分类并管理,严格审核材料的性能,加强对生产过后产生的废弃品进行合理回收,最大限度提高原材料的使用价值。
(三)提高绿色理念配套措施的应用
在机械设计过程中,应该将绿色理念融入到每个参与机械设计制造的个体,加强设计理念的推动作用,提升从业人员的整体素质。另外一方面,国家政策支持是行业发展的重大动力,所以应该制定一系列可持续发展制度,提倡绿色设计理念,加强社会监督作用,增强制造业透明度。科技是社会发展的第一生产力,也是机械设计制造的重要推动力,所以需要提高科技创新力,有效使用先进技术,实现机械设计制造的绿色和可持续发展。
(四)加强绿色产品设计
在产品设计过程中应该注重产品的环境属性,包括可持续性、可循环使用性、可维护性等,将绿色设计作为产品设计的主要目标,在保证产品质量的基础上降低资源效率、减少环境污染、提高产品及相关零部件的重复使用率。在机械设计过程中应该对设计者提出更高要求,保证设计方案能够满足广大消费者的实际需求。在产品可拆卸性设计方面,机械产品是由多个部分共同组合而成,保证产品相关零件可以顺利拆卸,零部件不会受到任何损坏,提高材料的利用价值。可回收性也是绿色设计理念中的重要内容,设计者应该充分考虑资源的使用,保证产品在废弃后不会对环境造成严重污染。
(五)实施绿色机械设计制造的措施
绿色机械设计制造最终还是需要人才和技术的支持,我国应该加强绿色机械教育建设,提供相应配套措施推动其发展。比如可以在高校中增加绿色机械课程,吸引更多人才加入到绿色产品设计和制造中。另外一方面,企业也是绿色机械设计制造的重要推动力量,所以应该鼓励广大企业引入绿色理念,坚持可持续发展战略,从社会效益、生态效益、经济效益等层面综合考虑设计理念。
传统煤矿机械的产品设计如图1所示,此种设计仅仅考虑其功能的合格与否,而对于其使用材料对环境造成的影响考虑不多,也很少涉及已使用产品的回收利用问题。相反,煤矿机械绿色设计就不再使用传统设计中从摇篮至坟墓的方法,而是重视产品的生命周期,实现产品从摇篮至再现的设计。从煤矿机械设计的内容来看,其主要包括绿色CAD的设计和其一般设计的原则。
(1)煤矿机械绿色CAD的设计当前CAD/CAE技术已经被广泛应用在工业产品的设计之中,在其具体设计之中,首先要做的是运用CAD技术设计出一种参数化产品的模型,接着运用CAE技术对上述模型进行分析,分析的主要内容是模型结构和模型的强度与刚度,同时还包括对于模型的工艺分析。当前不少三维的CAD软件都使用了对CAE的集成方式,其好处是可以借助此类模型,以及单独CAE软件对煤炭机械工作环境进行模拟,对其强度和刚度以及抗冲击能力进行模拟性试验。借助CAD/CAE技术可以达到少用纸或者不用纸的效果,可以实现各个部门对零件模型的共享。另外CAD/CAE技术搭建平行设计平台,进而增强产品设计的效率,从而也使得设计周期的缩短和对产品进行绿色分析成为可能。
(2)应遵循的主要原则①选材的原则煤矿机械的绿色设计在其选材过程中需要注意以下原则:第一,优先选择的原则,其主要选则的对象是可再生的材料和回收材料,能降解的材料等。第二,能够进入针对材料环境的负担情况进行分析的数据库,或者是相应专家研究的系统,对与之相关的环境数据和相关知识展开相应的研究,以便为相应的评价体系可以提供相关理论信息,此评价体系主要涉及材料环境兼容性能和协调性方面的内容。第三,加强对材料绿色特性的评价方法进行研究,其具体内容是指从原料至成品和从成品至产品,同时还有从产品至报废物资,主要是此三个过程中所涉及能源和资源,同时还有其环保性能内容的评价等。②设计中的可拆卸原则煤炭机械实现有效回收利用非常重要的一个原则就是可拆卸性,其具体指的是产品在设计阶段就将其可拆性作为产品设计目标之一。煤炭机械的产品有机体积庞大和加工复杂,零件众多和结构复杂的特点,因此在其设计之前就应该充分考虑其结构因素,以此来增强其产品可拆卸的性能。具体来讲,煤矿机械类产品可拆卸的内容主要有拆卸产品和拆卸工艺,同时还包括拆卸系统等内容。而煤炭机械的绿色设计过程需要遵循的原则主要包括:容易拆卸和分开,尽可能的对拆卸过程中的工作量进行降低,对零部件多样性和产品预测结构进行降低。此外还有一种减少拆卸的工具种类与简化其操作程序的方式,就是在其拆卸的部位减少其紧固件的数量,从而在拆卸时可以达到省时和省力的效果。再次,煤矿的机械产品在其材料选择上需要便于分类和分离,在产品的设计中需要选用的材料种类要少,同时要考虑到所选材料之间的兼容性。③设计中的可回收利用性就煤矿机械的可回收与再利用来讲,其主要是指在产品设计过程之中,需要充分地考虑多种因素,主要包括零部件的回收可能性和价值大小,零部件回收处理方法和其结构工艺的性能。通过对以上问题的周密考虑,以此来确保其相关产品的零部件和其再利用的性能得到保障,所以这种过程对环境的污染将会非常小。而就煤矿机械类的产品来讲,其能够回收和再利用的性能主要包括了可以实现循环利用的材料和标志,可以实现回收利用的工艺和方法,可以实现回收处理的结构工艺和经济性能。④设计中产品的成本最低原则绿色设计产品的成本分析和传统的成本分析有所不同。由于煤矿机械产品在其绿色设计的初期就已经开始开始对其产品再次利用的性能展开考虑,所以对其成本分析的过程中充分地考虑到其污染物替代和产品拆卸,产品的重复利用和环境中的成本等内容。但就煤炭机械活动而言,其与环保费用相关的内容也能对产品成本的差异产生重要影响。而在绿色设计决策的过程中,成本分析是一项非常重要的内容,以此来保证其设计产品不仅具有良好的绿色效果,而且能够使其成本降到最低。
2有关煤矿机械绿色设计和制造的技术与实例
(1)煤矿机械绿色设计和制造的技术绿色制造的技术指的是在产品制造的过程中,建立在产品产本和功能以及质量的前提下,运用能够综合考虑环境与资源因素的一种制造技术,当前CAD/CAE技术和无切播的技术,以及超高速的加工技术和新刀具的技术都得到了迅速发展,上述技术的运用大大降低了产品制造的人力投入和资源投入,也对废弃物的排放有降低作用,运用此类技术可以实现煤矿机械的绿色制造圆满完成。①虚拟制造虚拟技术属于软件技术的一种,这种技术的发明把CAD/CAE技术以及CAM技术与生产管理的联系变得更加紧密,其最终能够提供一种强有效的仿真和建模环境,从而让产品规划与设计,以及产品的制造和装配都能实现网络化,同时还能对产品生产过程给予必要支持。虚拟制造的概念与内涵主要包括虚拟开发和虚拟生产,同时还囊括了虚拟企业的内容。此处所讲虚拟制造的技术主要指的是虚拟性生产。把虚拟制造的技术融进煤炭机械的生产之中,能够在很大程度上提高生产效率与产品的质量,缩短试制与实验的流程,减少企业生产的成本。②煤矿机械相应产品再制造工程再制造的内涵,指的是其用机电产品的全寿命周期的设计与管理作为指导,从而实现使废旧的机电产品在性能方面得到提升的目标,建立起优质、节能、高效、环保、节材的准则,运用先进技术与产业化的生产这种方式,对废旧的机电产品展开修复与改造,对这一系列的技术措施与工程活动进行总结,就是产品再制造。再制造并不是指对废弃物的简单利用,实际上是用先进成熟的表面的工程技术作为支撑,能够同时实现准确地恢复尺寸和显著提升其性能的目的,最关键的是资源利用的效率要高,对于能源的消耗要少,达到节能环保的目的。
(2)矿机械绿色设计和制造的案例下文将以悬浮式液压支柱(其结构见图2)绿色设计和制造为例,展开对煤炭机械绿色设计和制造的分析,如图2所示,其所采用的原理属于柱塞悬浮式的原理,所以其支柱安稳性能和承载力,同时还有抗偏载的能力都有较大程度的提升。另外此种设计的支柱与当前单体的支柱相比,其重量可以减轻15%还多,并且其使用的过程也非常简单。此外由于其工作行程的增大,其支柱的回收率也得到很大提高。从图中我们可以看出,三用阀处于手把体上,所以其不会因为活柱升高而升高,其操作的安全性能较高。通常液压支柱所采用工艺是镍-磷镀层的工艺,水平较为先进,其工作的介质有井下水,所以可以确保煤矿工作的环境和地下水免受污染。图中所示设备主要采用绿色设计的方法展开设计,其主要运用悬浮式和密封涨紧的原理,所以就使支柱的各种性能都得到了提高,这就展现出绿色设计先进性的一面。就其绿色设计的成本来讲,图中所示设备的结构非常简单,所以就达到了大幅度地降低成本的效果,此外由于其零部件得到减少,也使其产生故障的概率得到了大幅度的降低。另外一方面,其产品的绿色设计中抛弃了传统的理念,也就是先污染后治理的理念,其在工程设计中最大程度地降低了其产品对于环境的污染。而就单体支柱来说,因为其工作介质是乳化液,所以其给煤矿工作的环境和地下水带来了一定的污染。但是图中设备主要运用井下水为工作介质,这样就可以避免乳化液污染环境。最后,图中所示设备无焊缝的设计也在很大程度上降低了此过程之中有害的气体对于人体的危害。其所有的连接都是用方钢丝进行连接,其安装过程与拆卸过程十分便利,有利于维修过程的展开。该述的事例说明了煤矿机械的绿色设计和制造不仅有利于产品技术性能的提高和成本的降低,而且能够减少对环境的污染,社会和环境效益也较为良好。
3结语
1、绿色特性
(1)产品的绿色性
绿色集成制造的目的首先是生产绿色的产品,这是绿色集成制造的关键环节。只有生产的产品是绿色的才能保证产品的包装、运输、营销、实用、回收等各个环节的绿色性和顺利进行。
(2)技术的绿色性
技术的绿色性,一方面能够保证生产产品的绿色性,另一方面使生产的过程绿色性,从而保证生产人员的健康水平,体现企业以人为本的管理理念。技术的绿色性是说,采用的技术是成熟的、绿色的,在生产过程中不会产生有损员工健康的物质。
(3)过程的绿色性
绿色集成制造包括绿色设计、绿色材料、绿色技术、绿色生产、绿色包装、绿色运输、绿色使用、绿色回收等过程,在这个过程中要保证其绿色性。尽量最大化利用资源、减少环境的污染。
2、集成特性
(1)绿色集成制造的领域集成
绿色集成制造涉及制造领域、环境领域、资源领域和信息技术领域,绿色集成制造就是这几个领域的交叉和集成。
(2)绿色集成制造的技术集成
绿色制造是绿色材料、绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色运输、绿色使用、绿色回收等多种技术的使用集成,归纳起来主要应考虑“六绿”问题。
(3)绿色集成制造的效益集成
绿色集成制造成功实施,不仅是给企业带来显著的经济效益的行为,更是经济效益、社会效益和生态效益的综合集成,将是一个“三赢”的过程,因此绿色集成制造是可持续战略实现的有效途径。
(4)绿色集成制造的信息集成
绿色集成制造系统除了涉及普通制造系统的所有信息及其集成考虑外,还特别强调与资源消耗信息和环境影响信息有关的信息应集成地处理和考虑,并且将制造系统的信息流、物料流和能源流有机地结合,系统加以集成和优化处理。
(5)绿色集成制造的过程集成
绿色制造所揭示的概念表明,绿色制造覆盖了产品生命周期的每一过程,每一环节都必须考虑资源,能源的利用和环境影响问题,是基于绿色考虑的全生命周期集成。
(6)绿色集成制造的社会化集成
绿色集成制造是一个复杂的系统工程,需要全社会的参与和社会化的集成。企业、产品、用户三者之间的新型集成关系:企业要真正的实施绿色集成制造,必须考虑产品寿命终结后的回收和处理,这样才能形成新型的企业、产品和用户的新型集成关系。
(7)绿色集成制造的功能目标集成
绿色制造的功能目标是多方面的。此功能目标集成模型简称TQCSER模型,其中T表示时间,Q表示质量,C表示成本,S表示服务,E表示环境影响,R表示资源消耗。值得注意的是,传统的制造目标当中不包含目标E和R,而是将其相关功能分布于T,Q,C,S四个目标之中。但随着科技和社会的进步与发展,一方面,制造业己成为环境问题的主要源头,另一方面,IS014000的实行使得各国制造业必须重视环境问题。因此,环境目标和资源目标已发展成为与T,Q,C,S同等重要乃至更加重要的功能目标之一。另外,TQCSER模型还表明,T,Q,C,S,E,R是相互关联的,它们构成了一个绿色集成制造功能目标的有机体系。
3、制造特性
绿色集成制造的主要手段是制造,目的是在尽量利用资源和减少环境污染的前提下进行生产制造活动,创造出产品供人们消费使用,促进社会的发展、提高人们的生活水平,因此制造是十分显然的主要特性。
二、高耗能污染企业绿色集成制造系统管理
根据绿色集成制造的特点、可持续发展对制造业的要求,可以把绿色集成制造系统的体系机构概括为两个目标、两个过程、四项内容。
1、绿色集成制造的两个目标
绿色集成制造的两个目标是资源综合利用和环境保护。这两个目标的实现是在产品的设计和制造过程中,始终按照绿色集成制造的三项内容要求,对绿色集成制造的两个过程进行全过程最优控制,合理配置资源,最大限度地发挥制造系统的效用,利用不同技术途径,最终实现节约资源能源和保护环境的绿色制造目标要求。
2、绿色集成制造的两个过程
绿色集成制造的两个全过程控制,一是指具体的制造过程即物料转化过程中,充分利用资源,减少环境污染,实现具体绿色集成制造的过程。另一个是指在构思、设计、制造、装配、运输、销售、售后服务及产品报废后回收的整个产品周期中每个环节都充分考虑资源与环境问题,以实现最大限度地优化利用资源及减少环境污染的广义绿色集成制造过程。
3、绿色集成制造的四项内容
绿色集成制造的内容包括四部分,即采用绿色资源(绿色材料、绿色能源),历经绿色的生产过程(绿色工艺技术、绿色设计、绿色包装、绿色生产设备、绿色营销等),通过过程集成、功能集成和目标集成生产出绿色产品。这四项内容是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,系统地解决环境和资源问题。
三、结语
关键词供应链;绿色技术合作;影响因素;扎根理论;验证性因子分析
中图分类号F273.1文献标识码A文章编号1002-2104(2013)06-0149-06doi:103969/jissn1002-2104201306022
绿色技术 (environmentally Sound Technology,简称EST)的概念最早是由E.Brawn和D.Wield于1994年提出,它以技术应重视环境保护为理念,几乎涵盖了所有与环境相关的技术,得到了各国政府、企业和学术界的高度关注[1]。近年来,我国的绿色技术发展也比较迅速。我国政府于2012年相继出台了《国家产业技术政策》、《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》等,明确提出我国要积极采用和发展绿色制造技术和绿色产品。与此同时,随着发达国家对进口产品的绿色技术贸易壁垒不断加强,以及国内消费者对于绿色产品的需求不断加大,企业面临着空前的环保和技术压力,企业逐步意识到如果不将绿色技术的开发和使用纳入到企业的生产经营管理中,不注重绿色产品的开发,那企业必将在新一轮的绿色竞争中失去优势[2]。受到单一企业资源和能力的限制,企业通过绿色技术合作方式实现绿色产品的生产和环保要求逐渐成为一种趋势[3]。单个企业往往仅在整条供应链的某些业务环节上拥有优势,而在另一些业务环节上却是供应链上其他企业占有优势[4],如果供应链上下游企业能够在各自的优势环节上展开相互合作,往往可以达到信息共享、合作双赢甚至多赢的目标[5]。来自国外学者的大量实证研究[6-7]表明,在世界各制造业强国中,供应链上下游企业间的合作研发是企业最普遍采用的合作研发模式,也是企业运作最成功的合作研发模式。而在我国,由于供应链管理以及绿色技术的相关理念本身发展较晚,导致供应链上企业间绿色技术合作尚未引起人们足够的重视,从现有学术成果来说,关于供应链上企业间绿色技术合作研究数量也非常少,本研究以此为立足点,从我国的实际情况出发,探讨影响我国供应链上下游企业间绿色技术合作的主要因素,力求为企业及政府部门制定相关政策提供理论参考和现实依据。
1文献综述
目前,学术界对于绿色技术的概念尚未统一,不同的学者从不同方面给出了不同理解[8],在以往学者研究的基础上,本研究将企业间绿色技术合作定义为:“由两个或者两个以上的企业通过提供不同的生产资源和技术专有知识,共同研究和开发能够节约资源、避免或者减少环境污染、改善环境的技术或者环境管理活动”。与一般的技术相比,绿色技术更加注重“绿色”和环保的概念,对于企业而言,其环保效益往往要大于其带来的经济效益。
综合现有文献,发现以往的研究多集中在研究供应链上企业间一般技术的影响因素,如Francis[9]认为促使制造商采取与供应商合作生产新产品的主要因素主要分为三类:即环境压力、社会和工业法规以及组织选择。Roberto Fontana[10]发现企业本身的规模也极大影响了它与伙伴的技术合作倾向,同时企业本身对于外部环境的开放程度也对企业间的技术合作产生重要影响。马士华[11]提出供应链中的核心企业(占主导地位的企业)的影响力(企业规模及其在行业中的影响)、拓展力(产品开发能力和产品导向能力、产品的市场占有率)、可信任感(商业信誉)、可参与度(主导产品结构)、吸纳力(经营思想与合作精神)对提高供应链的整体运作具有重要影响,尤其对于形成供应链战略伙伴关系影响最大。罗炜和唐元虎[12]把企业参与合作创新的动机归纳为三个方面:与研究开发有关的合作动机,与技术学习和技术获取有关的合作动机,以及与市场进人有关的合作动机;并进一步将研究合作动机分为技术协同效应、基础研究、降低风险、共同承担开发成本以获得规模优势、改善企业对技术成果的独占性、缩短创新周期六个因素;将技术学习合作动机分为获得合作伙伴的经验型知识和技能、技术转移两方面。袁立科[13]提出在研发合作形成过程中,主体间相互信任的影响更为重要。张汉江、陈声益[14]影响供应链合作技术创新绩效的主要因素有企业间知识的相关性、联合问题的解决能力、内部协调能力以及利益共享和风险共担等四个主要方面。王建华和闻燕[15]借用古诺模型的变换与讨论, 对企业研发合作的动因问题进行了较为深入的分析, 得出了企业开展研发合作不仅是共摊费用、共担风险、共享成果的需要, 同时也是企业为了获得生产阶段的竞争优势,以及研发中的先发优势的一个重要手段等相应结论。陈丹[16]通过一项对山东省科技型中小企业的问卷调查显示,影响企业参与合作的障碍因素主要有防止技术溢出问题、合作脱节问题、专利产权与利益划分问题、中小企业缺乏长远发展的战略考虑、合作的持久性问题五个主要因素。寿涌毅[17]从四个维度概括了影响企业间研发和生产合作的影响因素,分别是企业因素、技术与 生产因素、环境因素和合作伙伴因素。李玲[18]从企业资源和能力理论的角度,将影响企业由非合作创新转向合作创新的影响因素归纳为:产品替代、技术溢出、信息共享和技术研发难度。综合国内外现有研究成果,本文将目前针对企业间技术合作影响因素归纳为以下五个维度,分别是政府的相关政策、企业外部压力、企业本身的技术行为、技术本身的特征以及合作方的信任和沟通关系。
宿丽霞等:企业间绿色技术合作的影响因素:基于供应链角度
中国人口·资源与环境2013年第6期
2实证研究
扎根理论是一种基于归纳的定性分析技术,能够有效的从现象和资料中提炼理论,从而创建或丰富既有的理论体系[19]。与传统指标体系构建的方法相比,该理论克服了传统研究方法指标来源缺乏科学支撑的缺点,注重从以往研究成果和现实的访谈资料中提取指标,使指标更具代表性和现实性。其研究流程如图1所示:
图1扎根理论研究流程
Fig.1Grounded theory study process
在综合考虑我国行业绿色技术发展特点的基础上,该研究选取了家电、汽车、电子以及机械制造等行业制造企业作为研究对象,采用了问卷调查和深度访谈两种方式。在深入企业访谈和对以往文献分析梳理的基础上,运用扎根理论和三级编码识别出5大类22个主要因素,编码举例如表1所示。
2.1因素识别
经过编码后可初步得出5大类22个主要影响因素。最后由来自家电和汽车生产企业的高级管理人员6名、来自北京理工大学管理与经济学院的资深教授4名,共10名专家组成了一个研讨小组,对22个因素指标进行分析把关,删掉了 “消费者对绿色技术产品的需求”“上下游企业间的熟悉程度”“上下游企业间的距离”等题项,最后将5大类修订为17个因素指标。具体如表2所示。
2.2问卷的发放
问卷调查的时间是2012年3-8月,问卷的发放方式主要采用了两种:一是现场发放;二是网络发放。现场发放对象主要为北京理工大学MBA和EMBA班、长江商学院MBA和EMBA班同学等,发放问卷200份,回收问卷42份,回收率21%,剔出无效问卷6份后,有效问卷为36份。通过企业网站、企业名录等方式选取了68家相关行业企业作为调研对象,并通过E-mail、QQ等现代网络工具进
行网络发放。网络发放方式共发放问卷500份,回收217份,回收率为43.4%,按照同样答题率要求,剔除无效问卷38份,得到有效问卷179份。本次问卷调查共得到有效问卷215份,问卷有效率为30.7%。从国内的社会学研究情况来看,问卷的回收率通常都在20%以下,因此本研究30.7%的有效问卷回收率尚属正常。因为本研究涉及的内容需要对企业发展情况有较全面了解的人才能填答,所以本问卷要求填写者为企业的主要管理者,然而这不仅增加了问卷回收的难度,也增加了收回问卷的无效比例。测量项的衡量指标问题选项采用5分Likert量表,用数字5代表被调查者对问题中描述状况从完全不符合到完全符合的意见,1代表“完全不符合”,5代表“完全同意”。问卷内容包含本文研究所建立模型的各个变量,总共17个变量分为5个部分。表3为测量样本基本特征。
2.3影响因素指标的信度分析
信度分析又称可靠性分析,是一种测度综合评价体系是否具有一定的稳定性和可靠性的有效分析方法。检验结果表明,本问卷中各个影响因子的测量量表信度系数均大于0.7,同时各题目的总体相关系数也远大于0.35,因此保留了所有题项,并对其进行验证性因子分析。
2.4验证性因子分析
与传统的统计分析方法相比,验证性因子分析(CFA)可以一次对多个因变量进行处理;同时还允许自变量和因变量含有测量误差,在估计出因子关系的同时,可以估计整个模型的拟合优度。所以该研究采用验证性因子分析的方法对影响因素结构进行检验。结果表明,模型的各项指标均达到判断标准,说明修正后的模型具有良好的拟合度。修正后的模型如图2所示。
从模型中可以看出,供应链上下游企业间绿色技术合作与5个变量之间的解释系数均通过置信度为99%的t检验,达到显著水平。说明我国供应链上下游企业间是否
图2CFA测量模型图
Fig.2Measurement model of CFA
注:Law为政府政策因素;TE为行业绿色技术环境;TL为企业绿色技术行为;TP为绿色技术特征因素;PR为对供应链上下游企业的依赖
开展绿色技术合作确实受到企业实施绿色技术行为、绿色技术特征、外部技术环境压力、供应链上下游企业间依赖关系以及政府相关政策5个因素的影响,模型得到很好的验证。
3结果分析
对验证性因子分析的结果进行讨论,可得出以下主要结论:
(1)企业本身的绿色技术行为对于供应链上企业间绿色技术合作的解释系数较大,为0.90,说明企业本身的绿色技术发展战略、高层管理者的支持、企业对绿色技术的投入等是直接推动供应链上企业间开展绿色技术合作的首要原因。这与绝大多数学者的研究结论是一致的。企业需要有明确的环保目标,加大对绿色技术研发行为的投入,才能进一步推动企业进行绿色技术的研发和合作,这就要求企业管理者要有绿色的环保意识。同时企业建立严格的绿色技术专利保护制度,相应也就减少了技术外漏和溢出的可能性,也是推动企业与供应链上下游企业间开展绿色技术合作的重要原因。因此,通过政策宣传和相应法规的制定,提高企业管理者的绿色意识,激发企业的绿色技术开发能动性,同时政府要加快建立绿色技术专利申请的便利通道,使企业的绿色技术成果能够得到保护,这样企业才能放手进行绿色技术合作和共同研发。
(2)绿色技术本身的成本、难度对于供应链上企业间的绿色技术合作解释系数分别为0.87,这与现有多数研究成果也保持一致。企业出于减少绿色技术研发的成本,降低绿色技术开发的难度,缩短绿色技术开发周期等因素的考虑,实施供应链上企业间绿色技术合作,以达到上下游企业间共同分担成本、同时弥补技术上的缺陷,互取优势,达到整个供应链的经济和环保效益的双赢。
(3)外部技术环境压力的解释系数为0.85,略小于前两个指标,说明供应链企业面临着行业绿色技术发展的压力也极大促使供应链上企业间绿色技术合作行为的产生。目前,国家对部分重点污染的行业制定了相应的绿色技术标准,如煤炭、化工、钢铁等行业,这些绿色技术指标的制定极大助推了企业开发和实施相应的绿色技术,另外一方面,来自同行业竞争者的绿色技术压力以及消费者对绿色技术产品的需求日益增大,出口企业面临着严格的绿色技术贸易壁垒,都不同程度上促使企业实施绿色技术开发及联合开发的行为。
(4)供应链上下游企业间的依赖关系的解释系数分别为0.82,说明供应链上下游企业间依赖关系对于供应链上企业间绿色技术合作关系的形成也具有重要作用,这与现有绝大多数学者的研究结论也基本吻合。本研究在对相关企业管理人员的访谈过程中,也注意到:“对于供应商的生产和技术情况较为了解”,“技术上具有互补优势”,“较易建立合理的合作机制”
等等是出现频率比较高的语句,分析其原因:供应链上下游企业往往面临着相同的行业绿色技术标准,同时技术上多存在互补性,这为绿色技术的合作奠定了良好的技术基础,同时上下游企业间在日常的信息沟通上比较频繁,对于彼此的商业信誉较为熟悉,这又为绿色技术的合作奠定了良好的信任基础。因此,供应链上企业间纵向绿色技术合作也成为目前被企业采用较多的绿色技术合作方式。
(5)从统计结果可以看出,政府对于供应链上企业间绿色技术合作的相关政策对于供应链上企业间的绿色技术合作的解释系数为0.71,与其他因素相比,该解释系数最小。这充分说明了我国目前针对企业间绿色技术合作的鼓励政策还没有发挥到实质性的作用。这与目前很多学者将政府的财政补贴、税收优惠等相关政策作为企业间开展技术合作的首要原因的研究结论有一定差距。
4总结
随着供应链管理理论和绿色技术发展理论的兴起,供应链上企业间绿色技术合作成为目前企业间开展绿色技术合作的主要方式之一。国内外一些著名的制造企业,如宝钢、格力、大金、东风汽车、惠普等等,都已经同其供应商和下游制造商建立起绿色技术合作关系。
该研究对我国主要制造行业供应链上下游企业间的绿色技术合作情况进行了深入的调研,应用扎根理论和验证性因子分析了影响其合作的主要因素,得出以下主要结论:企业绿色技术发展策略对于推进绿色技术合作行为具有决定性作用,这与策略行为理论观点相一致,该观点提出,供应链上企业间绿色技术合作是为了获取供应链整体绿色竞争优势,提高供应链整体竞争实力。供应链上企业间绿色技术合作能够有效降低单个企业开发的成本和难度,合作双方在资源的使用、信息的交流程度以及零部件生产供应方面都有密切联系,长期而稳定的合作关系极大降低了绿色技术合作的交易成本,这也是双方选择合作的重要原因。制造行业面临着日益严峻的环保压力,随着环保法律、行业绿色技术标准的不断出台,消费者对绿色技术产品的呼吁日益提高以及绿色产品的国际贸易壁垒,迫使企业需要大力发展绿色技术,重视和增强同其它企业的绿色技术合作开发。资源依赖理论认为,企业之间合作关系形成的原因是双方具备相互依赖的资源禀赋,并且相互依赖的资源创造的价值要超过单一资源所创造价值的简单加总。本研究实证结果验证了该观点,结果表明在技术使用上具有较强相似性和兼容性的供应链上下游企业间更容易达成绿色技术合作。政府政策对于推动供应链上企业间绿色技术合作的作用尚未得到真正体现。从现实情况来看,目前政府对于企业实施绿色技术的研发和合作仍缺乏明确的财政支持,尚未真正从政策上带动企业参与绿色技术的积极性。虽然目前针对某些行业绿色技术产品实施补贴,如2010年6月起,我国陆续在深圳、杭州、北京、上海、长春、合肥6个城市试点对私人购买新能源车进行补贴,其中插电式混合动力车最高补贴5万元,纯电动车补贴6万元。2012年6月1日起我国继续对消费者购买节能空调、平板电视等最高可享受400元节能补贴等政策。但是多是出于扩大内需、刺激消费的动机。因此,政府应该加大包括政府补贴、政府采购、政府贴息(用财政收入或债券收入)、税收优惠、贷款或提供担保、抵免所得税等政策对企业绿色技术开发及联合开发的支持,真正发挥政府对企业实施绿色技术研发和合作的引导作用。
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关键词:面向环境制造;绿色设计
引言
现代制造业的快速发展在给人民物质生活水平带来巨大便利的同时,也给人们赖以生存的自然环境造成了极大危害,是引起当前环境恶化的主要原因之一。据统计,全球制造业每年约产生不少于55亿吨的无害废物和7亿吨的有害废物。
我国自改革开放以来通过吸引外商投资方式,同时兼具有廉价劳动力和原材料资源等特点吸引了世界大批制造业流入我国,使得制造业得到迅猛发展,我国已赫然成为世界级制造大国,然而发达国家工业化过程中导致的环境污染也逐渐显现,使得自然环境急剧恶化,当前的资源紧缺、水质污染、垃圾污染等一系列问题已日益严重。在人类对环境保护日益重视的今天,我们必须寻求新型可持续性制造发展方式,寻求制造业发展与环境相协调的最佳平衡点,面向环境产品制造技术即是在此需求下被人们提出并逐渐得到认可。
1.面向环境产品制造相关概念
1.1 概念
面向环境制造(MFE),也称环境意识制造(ECM)或绿色制造,它是在保证产品功能、质量的前提下,综合考虑环境影响、资源利用效率的现代制造模式,它借助各种先进制造技术使产品在设计、制造、包装、运输、使用到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化,资源利用率最高,能源消耗最低,实现企业经济效益与社会效益的协调优化。是人类可持续发展的基础,是制造业未来的发展方向。
区别于传统制造模式,面向环境制造模式实现了产品生命周期的真正闭环,它从产品的设计、制造、使用一直到产品报废回收的整个寿命周期对环境影响最小,资源利用率最高,以系统的观点考虑产品环境属性,改变以前的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,使产品在保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等特性的同时要满足环境目标的要求等。
1.2 原则
根据面向环境制造定义,结合制造业产品设计及制造过程,面向环境制造具有以下内涵:1) 优良的环境友好性,即产品在生产过程中对环境无害或影响甚小,这就要求企业在生产过程中选用清洁的原料,清洁的能源,清洁的工艺过程,生产清洁的产品。2)最低限度地使用材料资源。绿色产品应尽量减少材料的使用,尽量避免使用有毒、有害材料。这就要求在设计产品时,在满足产品功能的前提下,尽量简化结构,科学选材,并使零件材料最大限度地回收再利用。3)最大限度地节约能源。生产过程中所耗能源最少,尽量选取清洁能源。
2.企业实施绿色制造技术的方法及途径
企业实施绿色制造的关键是技术设计及企业的管理,采用双管齐下的方法使得面向环境化生产渗透于企业产品的整个制造过程,并持续不断的改善创新,使环境化制造的水平不断提升。
2.1企业管理
(1)企业领导必须接受这样的观点,推行绿色制造可以降低风险,改善企业形象并提高企业的经济效益,并有明确的承诺,倡导在企业中始终贯彻与实施绿色制造的精神与理念,如果推行绿色制造没有得到企业领导的强调与重视,要完全实施绿色制造的机会就很小,或者难以落到实处。
(2)建立相关环境保护体系、文件,重视全员绿色意识教育。以便于在开展各项活动中兼顾环境影响。使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别,并积极采取措施加以预防和有效处理,使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。
(3)转变观念,树立良好的环保意识。实现从“资源浪费型”向“资源循环型”消费观念的转变,改变企业的经营观念和消费者的消费观念。
(4)职能部门角色的变化。在企业设立环保部门,主导并开展企业经营活动中的环境政策方针的贯彻,定期对企业环境体系进行审查,实施过程进行环境体系评价,指导企业生产经营活动中的环境化活动运行。财务部门需更新核算方法,采用包括环境成本、环境风险和环境效益全成本核算法。生产部门及时进行物料、库存控制和废弃物分离,加强废物审计,及时发现污染源,并反馈环保部门采取整改措施。营销部门需更新经营策略,建立回收废弃产品渠道,让用户接受绿色产品并协助解决环境污染问题。
(5)教育与培训。现有的企业对员工的教育培训缺少在关于环境保护的内容,力度不足,为促进绿色制造的顺利实施,管理部门需指定效应的培训方案以提高企业职工的环境意识和环保知识水平。
2.2绿色设计
绿色设计是绿色制造技术的核心,是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为一个重要的指导原则。在设计过程中使产品结构设计、材料选择、制造工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调,各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈,从而在其设计研发过程中及时改进,使产品设计达到最优化。
(1)结构设计。结构设计的原则是在满足产品的使用功能、质量等要求的前提下尽量简化产品结构,使得产品用原材料尽可能减少、加工工艺简单、易于制造且制作过程耗能低、容易回收再循环使用等特点。
(2)材料选择。指在产品设计的选材上尽量使用绿色环保材料,选择无污染或少污染,易回收的材料。为此,一是要多开发绿色材料,并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
(3)制造工艺设计。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手,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。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
(4 )绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理,一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计,如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法;二是发展绿色再制造技术,如再制造加工、过时产品的性能升级等。
3.结束语
在大力倡导环保主题的今天,基于可持续发展观点的面向环境制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。它符合人类与环境相协调发展的时代主题,未来有着广阔的发展前景。
参考文献:
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关键词:工程机械 再制造 绿色经济 资源
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-041-02
1 概述
再制造是指以产品全寿命周期设计和管理为指导,以优质、高效、节能、节材、环保为目标,以先进技术和产业化生产为手段,按照新产品制造标准,来修复或改造报废产品的一系列技术措施或工程活动。工程机械作为中国机械行业发展的一种排头兵产业,其再制造领域的先锋作用正愈发重要。大力发展工程机械再制造产业,不仅可以有效降低资源能源消耗、减少废弃物排放,而且有利于转变传统“开采-冶炼-制造-废弃”的线性增长模式,发展成“资源-产品-废弃物-再生资源”的循环经济模式。
绿色经济自上世纪90年代产生以来,便迅速得到了发达国家以及广大发展中国家的认可与推崇,成为经济发展的最新形式。绿色经济以效率、持续、和谐为发展目标,以其强大的逻辑力量推动全球经济转变,发达国家普遍转向了绿色经济,在传统经济向绿色经济转变中实现结构增长以及产业升级改造,而且“绿色经济”既是指一个国家的国民经济,又是指一种产业领域经济。
2 工程机械再制造在中国发展的可行性分析
工程机械再制造在中国虽然起步较晚,基础并不深厚,但是面对中国市场,工程机械再制造具有普遍优势与独特优势。首先,其普遍优势表现在以下三个方面:(1)工程机械由于其独特的工作环境,大多为重型或超重型机械设备,其构件大型化、对其实现再制造可以更显著地实现资源循环利用。(2)工程机械相对于其余精密的装备行业机械,其结构相对简单,再制造所进行的拆解、清洗、检测、修复翻新等步骤更易实现。(3)工程机械经过再制造后附加值更高。放眼国内,工程机械的再制造具有其独特优势。首先是市场的可行性。目前我国设备资产总量已达几万亿元,14种主要机型工程机械保有量达290万台。而且全国80%的在役工程机械超过保质期,这样就使得工程机械每年额定的报废数量完全可以满足工程机械再制造市场的原料供应。再者,技术的可借鉴性。由于再制造技术在国外起步早,技术也相对成熟,像卡特彼勒,在这一方面具有成熟的导向作用。其中主要技术是先进表面技术和复合表面技术,我国相关技术已有一定基础。
3 工程机械再制造对绿色经济实现的促进作用
“绿色经济”也被称为“生态经济”,它是以市场为导向,以传统产业为基础,以生态环境建设为基本产业链,以经济与环境的和谐为目的而发展起来的经济形式,是产业经济适应人类新的需要而表现出来的一种状态。如果说传统的产业经济是以破坏生态平衡、大量消耗资源与能源为特征的一种损耗式经济,那么绿色经济则是以维护人类生存环境、合理利用资源与能源为特点的一种平衡式经济(见图1)。
图1 传统制造模式向外绿色再制造模式的转化
我国已针对绿色经济逐步制定了相关的发展规划。一方面,通过环境规划引导产业结构调整,发展循环经济,使经济绿色化;另一反面,以工程机械再制造产业为代表,其适应绿色经济产生,却又在实践结果上推动绿色经济的深入发展,对其具有不可替代的促进作用。下面将从几个方面来进一步剖析工程机械再制造对绿色经济实现的推动作用。
3.1 节约资源与加工能耗
据最新数据显示:2012年我国进口原油2.7亿吨,增加6.8%,上涨5%,石油对外依存度达58%左右;进口煤2.9亿吨,同比增加29.8%,中国将很可能在未来5至6年超越美国成为世界第一大石油净进口国。持续增长的资源进口逐步偏离了发展绿色经济的初衷。然而,再制造却在资源节约方面发挥了巨大的可行性作用。据美国Argonne国家实验室统计:新制造1台汽车的能耗是再制造的6倍,新制造1台汽车发动机的能耗是再制造的11倍,新制造1台汽车发电机的能耗是再制造的7倍。从这可知,过渡到工程机械领域,对废旧机械产品进行再制造可减少对原生资源的开采,减轻我国人均资源匮乏的压力,满足经济可持续发展需要。例如制造与再制造发动机的能耗比较。
3.2 保护环境的“友好型”产业
工程机械的再制造不仅在资源方面可缓解过度需求的压力,同时,在解决目前中国面临的环境保护方面的压力更有显著的作用。同样以发动机为例,发动机的再制造可以使原机85%的价值得到循环利用,大大减少了生产过程中的环境污染。再制造也催生了采用先进的技术和现代生产管理,实现了技术改造,使得再制造后的产品可以适应更严格的污染物排放标准,减少温室气体排放。
3.3 具有显著的经济效益
绿色经济综合性强、覆盖范围广,带动效应明显,有助于推动经济走出危机“泥淖”和实现经济“稳增长”。而工程机械的再制造是这一模式之下的重要的一环,其经济效益将是制胜关键。首先在于,再制造的产品将使得成本大大降低,表要表现在能够降低能源成本、材料成本、制造加工成本。机械的再制造能够有效地回收在第一次制造过程中注入的各种附加值。机械产品上的的钢铁、有色材料零部件90%以上可以回收利用,节省材料约70%。美国2002年再制造产业的年产值为GDP的0.4%。我国2020年GDP预计达到40000亿美元,如果以美国2002年再制造的水平作为我国2020年目标,则再制造产业年产值将达到160亿美元,这对我国经济的助推作用不言而喻。
3.4 可满足不同市场需求
我国工程机械市场的产品构成大致可以分为新品、二手机、“翻新”机和再制造产品四种类型。通过开展以再制造为主要形式的工程机械资源化,可以为人们提供物美价廉的产品。如再制造发动机,其质量、使用寿命达到或超过新品,并有完善的售后服务,而价格仅为新机的50%左右。再制造的产品可以缓解一部分中小企业的采购压力,经过合理的调配,不同的市场需求得到良好的满足,使得资金流向更有价值的方向,以培育新的经济增长点。
4 结束语
加快推广工程机械再制造产业是培育新的经济增长点。工程机械再制造作为新兴产业,在中国虽然还没有大规模发展,但是,依据该产业自身的独特优势,在中国发展绿色经济的背景之下,在不久的将来必将完全融入中国的经济发展之中,构成中国循环经济的重要支撑要素。
参考文献:
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