我国汽车制造企业绿色制造思考_陶晋

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1、我国汽车制造企业绿色制造思考 陶 晋 ( 武汉理工大学) 摘 要: 绿色制造是企业以及人类社会可持续发展的根本途径, 对汽车制造企业绿色制造技术进行了解析, 分析 了我国汽车制造企业实施绿色制造面临的挑战。 关键词: 绿色制造; 汽车; 挑战 制造业作为国民经济的支柱产业, 既为社会创 造了丰富的物质财富, 同时又要消耗大量的资源和 造成严重的环境污染。 今天, 人们越来越关注赖以生 存的地球, 企业也不仅仅是一个只知道赚钱的组织, 它必须使自己的一切活动对社会负责。 有鉴于此, 如 何使制造业减少资源消耗和尽可能少地产生环境污 染是21 世纪制造业面临解决的重大问题。 为此21 世 纪的制造

2、业实施绿色制造技术, 贯彻可持续发展战 略己势在必行。 1 绿色制造的含义 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率 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, 资源效率最高。 制 造系统中导致环境污染的根本原因是资源消耗和废 弃物的产生。因此, 绿色制造涉及的领域有三部分: 一是制造问题, 包括产品生命周期全过程; 二是环境 保护问题; 三是资源优化利用问题。 绿色制造就是这 3 部分内容的交叉。 2 绿色制造是未来制造业的发展趋势 绿色制造是一个企业经济效益和社会效益协调 优化为目标, 综合考

3、虑环境影响和资源消耗的现代 制造模式, 因此推进绿色制造的研究和推广应用是 国家新型工业化道路发展战略的需要。 “ 十一五规划” 中提到, “ 必须加快转变经济增长 方式。 我国土地、 淡水、 能源、 矿产资源和环境状况对 经济发展已构成严重制约。要把节约资源作为基本 国策, 发展循环经济, 保护生态环境, 加快建设资源 节约型、 环境友好型社会, 促进经济发展与人口、 资 源、 环境相协调。推进国民经济和社会信息化, 切实 走新型工业化道路, 坚持节约发展、 清洁发展、 安全 发展, 实现可持续发展。 ” 而制造业是创造社会财富 的主要产业, 是国民经济的基础产业, 同时又是消耗 资源、 污

4、染环境的源头。 绿色制造就是要用先进的制 造技术取代传统的制造技术, 淘汰那些消耗大、 污染 重、 效益低的“ 夕阳产业” , 将“ 绿色” 的概念引进到制 造业中。 因此, 实施绿色制造是企业乃至人类社会可 持续发展的根本途径。 3 我国汽车工业发展绿色制造的迫切性 当前, 我国的汽车工业将面临更为严峻的考验。 加入WT O, 一方面我们在汽车排放、 噪音等环保技 术方面与国际汽车先进水平有一定差距, 另一方面, 尚未涉及汽车绿色制造的技术领域。西方发达国家 已经制定对企业环境污染行为的严格管制和按 WTO 规则设置了绿色壁垒, 因此, 我国汽车工业如 果不重视环境因素, 不仅会失去国内市场

5、, 而且还会 失去国际市场。同时, 汽车工业是规模经济工业, 消 耗大量资源。资源的减少, 环境的污染, 将势必制约 汽车工业的发展。 4 汽车制造企业的绿色制造技术 从“ 大制造” 的概念来讲, 制造的全过程一般包 括: 产品设计、 工艺规划、 材料选择、 生产制造、 包装运 输、 使用和报废处理等阶段。如果在每个阶段都考虑 到有关绿色的因素, 就会产生相应的绿色制造技术。 绿色制造技术从内容上应包括“ 五绿” , 即绿色 设计、 绿色材料、 绿色工艺、 绿色包装和绿色处理等5 37 国外建材科技 2006 年 第27 卷 第6 期 个方面。在绿色制造实施问题中, 绿色设计是关键。 比如,

6、Boothroyd 在Ford 汽车公司发表的报告中指 出, 尽管设计费用仅占产品全部成本的 5%左右, 但 却决定了80%90% 的产品生命周期的全部消耗。 汽车工业传统生产方式往往只重视提高质量、 降低成本、 顾客满意度、 追求规模经济, 没有考虑或 较少考虑环境因素。而绿色制造技术主要体现在以 下“ 五绿” : 4. 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。 产

7、品的设计应该能够充分利用资源, 有较高的 原材料利用率, 产品无害于人体的健康和生态环境。 反之, 则要受到淘汰和限制。 另外, 在设计过程中, 还 应该注意到生产的规模, 它对原材料的利用率和污 染物排放量的多寡以及经济效益有直接影响。 例如, 汽车制造企业废钢材回收的经济效益与制车的规模 密切相关, 日产100 台的造车厂为废钢材回收的最 小规模, 日产 400 台车和更大规模的造车厂才有可 能性产生废钢材回收的经济效益。合理的工业生产 规模在经济学上称之为规模经济, 它以投资、 资源能 源利用、 生产管理、 污染预防等方面较中小企业都有 明显的优势。 总之, 汽车绿色设计除考虑传统设计所

8、满足的 产品技术功能目标和经济目标外, 还需要处理好以 下几个方面的问题: ( 1) 汽车产品的原理设计与结构 设计, 要便于退役零部件的重用或补修, 材料要综合 利用, 报废零件要便于材料分类处理。( 2) 合理使用 原料。( 3) 考虑汽车产品使用中对环境的影响。( 4) 合理利用能源。( 5) 汽车产品制造工艺的合理性。 ( 6) 设计合理的产品包装材料。( 7) 不可再生废物的 利用。 4. 2 绿色材料 绿色材料也被称为生态环境材料、 环境意识材 料或环境协调性材料。所谓环境协调性是指对资源 和能源消耗少, 对环境污染小和循环再生利用率高。 原材料准备是汽车产品生产过程的第一步。原

9、材料的选择与生产过程中污染物的产生量有很大相 关性。 例如汽车行业的车用电池的生产, 采用一般的 化学材料, 产生大量的废气及废物, 对环境危害很 大, 同时加重了末端治理的负担。 对于某种特定产品 的生产来说, 原材料的选择由多种因素决定, 但是不 能以牺牲环境为代价, 或者以高昂的费用来处理、 处 置生产过程产生的大量废物, 来弥补原材料选择的 缺陷。 原材料的质量对生产也非常重要, 直接影响生 产的产出率和废物的产生量。如果原材料含有过多 的杂质, 生产过程中就会发生一些不期望的反应, 产 生一些不期望的产品, 这样既加大了处理、 处置废物 工作量和费用, 同时增加了原材料和废物的运输成

10、 本。 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, 这些更增添了面向环境的产品材料选择的复杂 性。 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, 采用节材的设计结构 等。 ( 2) 尽量选用低能耗、 少污染的材料。 ( 3) 尽量选 择环境兼容性好的材料及零部件, 避免选用有毒、 有 害和有辐射特性的材料, 减少生产过程中的危险因 素。 ( 4) 所用材料

11、应易于再利用、 再回收、 再制造或易 于降解。 4. 3 绿色工艺 大量的研究和实践表明, 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 物的产生量和毒性小、 对环境污染小的工艺方案和 工艺路线。 在汽车生产工艺方面, 要求改革生产工艺、 更新 生产设备, 尽可能地提高每一道工序的原材料和能 源的利用率, 有效地利用生产过程中输入的物质和 能量, 减少生产过程中资源、 能源的浪费和污染物的 排放。 另外, 还要求排放的废物对自然界无害或者容 易被微生物、 动物和植物所分解

12、。 这种没有污染的工 艺也被称为生态工艺。 生态工艺指标一般应该包括: 节约能源、 水资 源; 节约资源或能够使用替代资源; 中间废物能够回 收利用, 最终废物易于分解; 对操作人员无害, 最终 产品对消费者无害; 经济上节约。 生态工艺不仅保证 了生态的净化, 而且可以节省用于治理污染的成本, 是一种可持续的工艺, 它将成为未来产业生产工艺 的主要部分。 绿色制造工艺属于生态工艺的一部分。 38 国外建材科技 2006 年 第27 卷 第6 期 在汽车制造业发展的历史中, 许多新型高效的 先进工艺和方法总在不断推出, 但随着技术的发展 和社会的进步, 产品的更新换代和废弃速度加快。 如 何加

13、以回收利用也是一大难题, 环境友好型和对用 户及操作友好型的绿色制造工艺技术将是未来汽车 制造业工艺技术发展的趋势之一。 根据汽车制造业生产加工的特点, 汽车企业绿 色制造工艺应该具有如下特点: 设计人员必须具有 良好的环境意识, 能熟练掌握现代化的技术工具( 如 网络技术和一些常用的专业软件等) ; 广泛采用标准 化、 模块化的零部件; 尽量简化工艺优化配置; 减少 不可再生资源和短缺资源的使用量。 在汽车行业中一般绿色工艺的实现途径包括: ( 1) 改变原材料投入, 在工艺过程中的循环利用。 ( 2) 改变生产工艺或制造技术, 改善工艺控制, 改造 原有设备。( 3) 根据环境负荷的相对尺

14、度, 确定其对 生物多样性、 人体健康、 自然资源的影响评价。 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、 Recycle 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

15、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。 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。 另外, 汽车企业在进行绿色

16、设计时, 还应关心产 品储存及运输过程的能源消耗和环境污染, 通过减 轻产品的重量和减小产品的体积、 防止跑、 冒、 滴、 漏 等措施可以实现绿色运输。 4. 5 绿色处理 对汽车产品的绿色使用目前主要集中在延长产 品的使用周期和减少使用中的能源浪费及环境污 染。延长汽车产品生命周期可以最终减少产品报废 后的各种处置工作, 从而提高资源利用率, 减少对环 境的负面影响。增加汽车产品的可维护性是延长产 品生命周期的一个重要方法。 为此, 必须在设计阶段 就考虑汽车产品的拆卸性, 尤其是易损件的拆卸和 维修。 汽车企业绿色处理技术, 一方面是指在具体的 汽车产品生产过程中, 要注意对流失的物料和产生 的废料进行回收, 返回到流程中或经处理后作为原 料回用或被用做其它生产中的原料再利用, 建立从 原料投入到废物循环回收利用的生产闭合回路, 使 工业生产过程不对环境构成任何危害或危害最小 化。 另一方面, 主要是指汽车产品生命周期终结后, 要采用绿色处理技术对其进行回收处理, 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