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绿色制造:未来制造技术的发展方向

2016-10-27 10:39:06来源:学习时报浏览:评论:0

  自上世纪八十年代以来,全球化的环境污染与资源短缺日渐凸显。传统工业文明的制造技术一直走的是末端治理的方式,虽然经过几十年的不懈努力在一定程度上取得了进展,但如今资源环境问题的凸显不得不让人类开始审视自己的环境保护历程。人类开始意识到,局限在开发生产末端的污染控制技术所能到达的环境保护是十分有限的,因此要想打破局限性就必须在制造生产的全过程考虑对资源环境的影响,通过改进生产的工艺与加强生产过程的管理来实现“绿色化”的生产可能更为有效,于是“绿色制造”的概念被提了出来。

  从再制造到绿色制造

  在西方工业文明发达国家,美国在上世纪九十年代率先提出了以再利用、再循环、再制造为基础的3R产业体系,首次提出了再制造的概念;日本在其基础上基于环境保护也提出了减量化、再利用、再循环的3R体系。至此再制造在国外先于绿色制作被提出来。

  那么再制造与绿色制造又是什么关系呢?在国外再制造被简单的定义为:将废旧产品进行再次制造,使之像新产品一样的这一再次循环制造的过程。换句话说就是要将产品的整个生命周期进行设计和管理,以高效、优质、环保、节材、节能为准则,利用先进的产业化生产与技术为载体,以一个新产品为制造的目标,对废旧产品进行一系列的技术、工程活动使之复新如初的总称。相比传统制造虽然再制造的制造成本只是新品的一半,节能、节材都可以实现60%以上,对环境的影响也大大降低。相对传统制造的开放式系统,再制造也已经可以实现由制造到报废再到再制造的闭合系统。但相比绿色制造,再制造仅仅是绿色制造的一部分,仅仅是再制造过程的再次循环,是仅针对产品的制造过程,仅仅是实现绿色制造的一项十分重要的方法和手段,绿色制造相比再制造要丰富得多、复杂得多,效果也有效的多。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的集中体现,它是一种全面的考虑制造全过程的新型制造业模式,其要考虑到商品在被设计到生产,再到包装,再到运输,直至销售使用,乃至报废,在商品的整个生命周期当中都要考虑到其可能会给资源环境所带来的负面影响,要做到在商品的全周期中对环境的影响极小化,资源利用率极高化,并且还能达到经济效益、社会效益与环境效益三者的协同优化。由此可见绿色制造不仅是在制造的领域考虑到再循环对资源环境的友好性,更是要考虑到产品的使用、包装、运输等方方面面的环境效益与社会效益。

  绿色制造技术是未来制造技术的发展方向

  在当今世界已经掀起了一股“绿色风潮”,在环境问题日益成为全世界的焦点以来,改变传统制造业模式,推行绿色制造模式已经在全世界广泛进行。绿色制造技术的内涵就是在保证商品的成本、质量和功能的前提下,全面的考量商品全生命周期内对环境的控制、资源利用率的提高、生产效率的不降低、劳动条件的改善等等因素的新型制造技术模式。

  西方制造业强国在绿色制造技术的创新方面进行了有益的探索。为实现资源与能源的高效利用,美国提出了要降低耗材15%,降低废料90%,降低能耗75%的技术发展目标。德国发起“Blue Competence”的高能效机电产品的倡议,希望以此来实现降低耗能30%至40%,机床减重一半以上,机床报废可完全回收技术目标。以及发展封闭循环与产业共生的新型工业模式,发展融合能源回收、储存和新能源技术实现工厂能源自给的新型能源模式,发展类似3D打印的流程短、清洁度高的制造技术,以此推进绿色制造技术的不断创新。不仅如此,西方制造业强国还纷纷提出了相关绿色制造模式的新概念,以此来抢占未来制造业发展的高地。美国提出了新一代的制造业技术——无废弃物加工制造,在整个制造过程中废弃物全部转化为原料,进而在整个制造过程中无废弃物产生。

  德国则以“工业4.0”提出为基点,实施个性化、少污染、高生产率的制造。

  绿色一直被称为是大自然的底色、生命的象征。中国又是一个制造业大国,在改革开放的几十年来,在支撑国民经济突飞猛进发展中扮演中流砥柱角色。由此中国制造业未来的发展之路也将必然是绿色制造引领潮流。

  中国制造业的绿色崛起

  自改革开放以来,中国已经逐渐发展成为了制造业产量超越美国的世界最大的制造业国家,2014年数据显示,实现工业附加值2.1万亿美元,占到了全世界的20%,全世界的市场都在消费物美价廉的“中国制造”。但是,中国目前的工业水平还很低,制造业发展还很粗放,主要是依靠不断扩大规模的外延式发展来维持增长与世界占有量。在发达国家已经开始转移高消耗、高污染、低附加值的传统制造业时,中国还在沿用资源环境的代价来换取经济发展,依然处于世界工厂产业链的中低端,因此中国迫切需要依靠绿色制造来改变中国制造业的现状。

  中国制造实现绿色制造对于中国工业化发展的意义十分重大。因为工业生产占掉了中国能源消耗比例的70%,因此中国在节能减排、提高资源效率方面有很大的潜力和空间,这也为加快制造业的绿色转型提供了动力。通过绿色制造可以在保证商品的质量、功能和成本的前提下,全面提高资源利用效率与环境污染控制能力。积极推进绿色制造,实现相关技术的研发,创新能源环保、高效可循环的新制造工艺,促使中国进入绿色制造的强国之列。

  中国作为世界第一的制造业大国,环境资源代价不时敲响警钟,粗放式的经济发展模式难以为继,中国必须要走一条经济效益好、资源消耗少、环境污染低、科技含量高的新型工业化道路。2015年5月,国务院颁布了《中国制造2025》,这为中国制造业实现绿色转型指明了方向。《中国制造2025》的核心指导思想之一就牢固树立“绿色发展”理念,在全国范围内推行绿色制造技术,加快研发节能环保的制造工艺、技术与装备,实现制造业的“绿色化”提升;还要积极发展循环技术、低碳技术,实现制造业的集约化发展,实现中国制造业的资源利用最优化;加强商品整个生命周期内的绿色化管理,实现一个循环、低碳、清洁、高效的绿色制造体系。

 

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