綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

彭 超，任燕雄

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司，江西新余 338000）

綠色理念發(fā)展不僅僅是時(shí)代發(fā)展與保護(hù)生態(tài)環(huán)境的硬性要求，也是我國(guó)朝著發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的一項(xiàng)重大發(fā)展戰(zhàn)略。將綠色理念引入機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以保證機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及后續(xù)使用中不會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響；提高資源的利用率，減少能耗的同時(shí)減少環(huán)境污染，從而推動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

倡導(dǎo)綠色理念，是以保護(hù)環(huán)境承載力為責(zé)任，“生態(tài)文明”建設(shè)勢(shì)在必行，節(jié)能減排已刻不容緩。因此，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造中，科學(xué)、高效地運(yùn)用綠色發(fā)展觀念，是推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

1 綠色理念與機(jī)械制造業(yè)

機(jī)械制造業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的一大支柱，隨著中國(guó)改革開放大力發(fā)展到現(xiàn)在的日積月累，已逐步在國(guó)內(nèi)穩(wěn)定發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展水平仍舊稍遜一籌。并且隨著機(jī)械制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)大好，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)紛紛跳入機(jī)械浪潮，導(dǎo)致該行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀，存在著許多問題。例如管理制度落后、創(chuàng)新能力略顯不足，自動(dòng)化技術(shù)落后，無法可持續(xù)發(fā)展。要想在國(guó)際市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力，不僅要做到機(jī)械制造工藝集成化、自主化、多元化，沖破現(xiàn)今的壁壘，提升自己的專業(yè)水平，更重要的是引進(jìn)綠色理念，在機(jī)械加工中最大限度地降低對(duì)環(huán)境、能源消耗的影響，已經(jīng)成為機(jī)械制造廠商最大的競(jìng)爭(zhēng)基礎(chǔ)。結(jié)合綠色可持續(xù)發(fā)展理念，加強(qiáng)機(jī)械制造的可循環(huán)利用，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)往更高更強(qiáng)的方向發(fā)展。

綠色發(fā)展理念講究節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)對(duì)資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，與此同時(shí)也給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大壓力。傳統(tǒng)發(fā)展方式的三高：高投入、高消耗、高污染已經(jīng)不再適用于現(xiàn)代社會(huì)，綠色理念應(yīng)運(yùn)而生。綠色理念是基于傳統(tǒng)發(fā)展模式上的模式創(chuàng)新，主要以保護(hù)環(huán)境為目的，可持續(xù)發(fā)展為結(jié)果，受環(huán)境承載力所約束，這并不代表著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)乃至傳統(tǒng)工業(yè)的停止，而是新時(shí)代社會(huì)尋求的另一種出路。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，例如機(jī)械制造業(yè)，結(jié)合綠色理念對(duì)自身進(jìn)行升級(jí)改造，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)做到綠色發(fā)展，避免進(jìn)一步浪費(fèi)自然資源。

2 綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

總體上講，將綠色理念結(jié)合在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中主要表現(xiàn)在以下四點(diǎn)：①材料選擇上使用綠色材料。傳統(tǒng)材料很大程度上在使用過程中有浪費(fèi)資源的風(fēng)險(xiǎn)，后續(xù)回收利用率很低，在材料上應(yīng)注重資源的循環(huán)利用，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響；②機(jī)械設(shè)計(jì)選擇綠色設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式為滿足產(chǎn)品功能和工藝的完美體現(xiàn)，不顧資源的浪費(fèi)，結(jié)合綠色設(shè)計(jì)，將節(jié)能減排做到最好，綜合考慮產(chǎn)品的功能展現(xiàn)；③機(jī)械制造選擇綠色理念。機(jī)械制造過程中為展現(xiàn)機(jī)械工藝的魅力，對(duì)過程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)、污染環(huán)境、產(chǎn)生毒氣的行為視而不見，極大程度上加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化；④其他方面。例如企業(yè)管理、后續(xù)處理上采用綠色理念。綠色理念不僅要融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造的全過程環(huán)節(jié)之中，還要在其他各個(gè)方面提高環(huán)保要求，力求保障生態(tài)環(huán)境良好發(fā)展。

2.1 綠色理念應(yīng)用于材料選擇

機(jī)械行業(yè)中材料選擇是最重要的一步，也是從源頭影響生態(tài)環(huán)境的一步。過去傳統(tǒng)模式中，選擇材料更加看重材料的性能和作用，運(yùn)用到生產(chǎn)過程中的某些材料或許含有各種化學(xué)有毒物質(zhì)，例如汞、鉛。在生產(chǎn)過程中，稍微使用不當(dāng)，該有毒物質(zhì)的流出，很有可能造成動(dòng)植物中毒以及水源污染，含有該物質(zhì)的產(chǎn)品也會(huì)或多或少對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于材料要求也越來越高，所以必須要加強(qiáng)材料的選取工作，這樣才能夠確保整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到有效保障。

如何選擇材料，選擇什么樣的材料，是機(jī)械制造綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出了多種方法來解決這一問題。其中一條便是使用綠色材料。綠色材料是指在生產(chǎn)、使用、廢棄、回收等全過程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響不大，可循環(huán)利用率高，可以讓經(jīng)濟(jì)與環(huán)境和諧共生，另一方面對(duì)人體健康有益，避免危害人的身體。在首要考慮選擇綠色材料的基礎(chǔ)上，還要注意以下三點(diǎn)要求：①材料需要滿足機(jī)械產(chǎn)品的基本設(shè)計(jì)要求與功能需求；②選擇材料看重實(shí)用性，在使用過程中可以很好地聯(lián)系機(jī)械工藝制造，體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)功能；③選用材料要配合機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)環(huán)境，具備耐腐蝕、抗沖擊、耐高溫等最基本的材料性能，與此同時(shí)要格外避開高輻射、高毒性的材料。

2.2 綠色理念應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)

受傳統(tǒng)生產(chǎn)模式影響，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)只為滿足產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，不考慮產(chǎn)品的后續(xù)問題，例如消耗、后續(xù)回收以及污染環(huán)境。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展要求。因此，必須進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改革與創(chuàng)新，以達(dá)到“綠色”設(shè)計(jì)的目的。

綠色設(shè)計(jì)主要是將生產(chǎn)與節(jié)能減排結(jié)合起來，對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品講究其回收性和可循環(huán)利用。簡(jiǎn)而言之，綠色設(shè)計(jì)就是把環(huán)境與產(chǎn)品結(jié)合起來，使之成為一個(gè)整體。它既符合社會(huì)發(fā)展規(guī)律，又能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需要。因此，要將綠色理念應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中：

（1）要對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品有全方位的評(píng)估，明確其材料成本以及功能體現(xiàn)、需求分析，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品初期就要考慮該產(chǎn)品后續(xù)回收問題，如何進(jìn)行再利用，從而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的模塊化進(jìn)行分析。根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品可拆卸的原理分析該產(chǎn)品的組成部分?jǐn)?shù)量，確保零件在不傷害本體的情況做到可拆卸、可安裝、可回收的狀態(tài)，進(jìn)一步靈活利用資源，減少成本的投入，從而提高機(jī)械企業(yè)的生產(chǎn)效益。

（3）行業(yè)內(nèi)部可以選擇建立綠色設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，通過將設(shè)計(jì)師的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上傳，設(shè)計(jì)者可以知曉和備份機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中運(yùn)用的每一個(gè)零件，分析該零件的優(yōu)劣以及損耗情況，全方面系統(tǒng)化進(jìn)行研究，以更新更具優(yōu)勢(shì)的機(jī)械產(chǎn)品零件，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用時(shí)間，研究更符合環(huán)境概念和更具高效率的機(jī)械產(chǎn)品。

（4）在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要注意其它的環(huán)境因素，以增加可再生性，達(dá)到資源的再利用，降低資源的浪費(fèi)。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要充分利用綠色的概念，樹立綠色的觀念，注重綠色的設(shè)計(jì)，不會(huì)造成環(huán)境的污染。只有如此，才能在一定程度上推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保工作。

（5）應(yīng)加大對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的研究力度，提高技術(shù)水平，為社會(huì)提供更好的服務(wù)。綠色理念是一個(gè)新的時(shí)代，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮到產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、工作效率等方面的因素，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類原料、產(chǎn)品的回收，降低資源的浪費(fèi)。在進(jìn)行綠色機(jī)械的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到市場(chǎng)的實(shí)際需要，充分聽取顧客的意見和建議，不斷地進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新，以增強(qiáng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

2.3 綠色理念應(yīng)用于機(jī)械制造

機(jī)械制造是機(jī)械設(shè)計(jì)的下一步，也是真正要在實(shí)踐中結(jié)合綠色理念和綠色設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，想要完全實(shí)現(xiàn)綠色理念，需要從整體上考慮資源的損耗情況，在資源利用率最高的基礎(chǔ)上達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期、降低生產(chǎn)的負(fù)面影響。機(jī)械加工技術(shù)是影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此需要引起有關(guān)部門的高度關(guān)注。機(jī)械制造中最容易融入綠色理念的便是制造工藝。如果機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)所使用的生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后，在生產(chǎn)過程中會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，在運(yùn)用綠色思想進(jìn)行機(jī)械制造時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)與優(yōu)化，采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，以降低機(jī)械加工中的無謂浪費(fèi)和能耗，達(dá)到節(jié)能目的。

綠色機(jī)械制造技術(shù)是指在機(jī)器生產(chǎn)過程中，依據(jù)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展要求，運(yùn)用減少污染的相關(guān)技術(shù)將各個(gè)原材料進(jìn)行生產(chǎn)組裝，獲得既符合環(huán)境保護(hù)又體現(xiàn)功能的產(chǎn)品。其相關(guān)技術(shù)有智能編程的控制器技術(shù)、干切削技術(shù)、低溫切削技術(shù)等。例如，液壓系統(tǒng)就可以很好地融合綠色理念。在制作產(chǎn)品過程中，液壓系統(tǒng)的使用往往存在著資源泄漏的問題，一方面為產(chǎn)品的質(zhì)量保證產(chǎn)生很大影響，另一方面資源的泄漏導(dǎo)致資源短缺，價(jià)格高漲，同時(shí)污染環(huán)境，得不償失。設(shè)計(jì)人員結(jié)合綠色理念，對(duì)液壓系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，合理有效提升液壓系統(tǒng)的環(huán)保效果，使得在液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)不會(huì)造成資源浪費(fèi)的情況，同時(shí)不會(huì)影響周圍的生態(tài)環(huán)境。

不僅在產(chǎn)品制造過程中倡導(dǎo)綠色理念，在產(chǎn)品制造結(jié)束后更要貫徹綠色理念的落實(shí)?，F(xiàn)階段，很多廠商為了增加產(chǎn)品的銷量，都會(huì)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中加入一些不太實(shí)用的設(shè)計(jì)，同時(shí)也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。例如在產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工中，產(chǎn)品的包裝是很重要的一部分，但是有些公司會(huì)在產(chǎn)品的包裝上做一些花哨的設(shè)計(jì)，讓消費(fèi)者產(chǎn)生一種視覺上的震撼，從而引起消費(fèi)者的注意。首先，產(chǎn)品本身就是一種商品，如果包裝不具有環(huán)保性，那么消費(fèi)者購買之后就不會(huì)再選擇這種產(chǎn)品；產(chǎn)品本身的成本較高，這又會(huì)使企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。近幾年，人們認(rèn)識(shí)到了這一問題，在生產(chǎn)和加工中，以控制產(chǎn)品的質(zhì)量為核心，減少對(duì)產(chǎn)品包裝的外部設(shè)計(jì)，盡量降低對(duì)外部環(huán)境的影響。

2.4 綠色理念應(yīng)用于其他方面

綠色理念還應(yīng)貫徹于企業(yè)的綠色管理和綠色處理。綠色管理模式是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的關(guān)鍵。在技術(shù)層面看，綠色設(shè)計(jì)、綠色加工和綠色生產(chǎn)成為當(dāng)今先進(jìn)制造業(yè)所采用的三大關(guān)鍵技術(shù)；在觀念上，人們開始認(rèn)識(shí)到：綠色制造是21世紀(jì)工業(yè)文明進(jìn)步的標(biāo)志之一。在組織結(jié)構(gòu)方面，政府制定和執(zhí)行了相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章，促使某些企業(yè)采取必要的措施來降低廢棄物的排放量，同時(shí)也對(duì)環(huán)境保護(hù)行業(yè)的控制提出了新的要求。目前的環(huán)保管理制度，也是為了改善企業(yè)的綠色管理、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

綠色管理是降低產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，以達(dá)到更好的效果，達(dá)到有關(guān)的法律和標(biāo)準(zhǔn)。在此背景下，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的具體情況，制訂出一套較為完備的管理辦法。在這一過程中，每個(gè)細(xì)節(jié)都要得到充分的解決。做好環(huán)保工作。在具體的發(fā)展過程中，要認(rèn)識(shí)并加以控制。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師要把環(huán)保觀念貫徹到機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的每一個(gè)方面，盡可能地減少非再生材料的使用，以確保最終產(chǎn)品的品質(zhì)得到最佳化。同時(shí)，要運(yùn)用科學(xué)方法，不斷地提升設(shè)計(jì)者的綜合素質(zhì)，使之能熟練地運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)保觀念也呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)者要在生產(chǎn)工藝上進(jìn)行創(chuàng)新與研究，在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中，科學(xué)地運(yùn)用環(huán)保觀念，不斷提高工作效率，降低環(huán)境污染，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

綠色處理是指對(duì)生產(chǎn)過程中的廢液、廢氣、毛坯廢料、破碎零部件、設(shè)備等進(jìn)行再循環(huán)或轉(zhuǎn)換成環(huán)境友好的材料。環(huán)保的處理方式有：①依據(jù)廢氣的特性，可以用物理或化學(xué)的方式將可吸收的氣體吸收，而可燃?xì)怏w則由燃燒爐充分燃燒。②回收轉(zhuǎn)化和焚燒廢物。例如，將汽車零件及引擎機(jī)油經(jīng)過高溫燃燒，變成可再生的燃料，或直接用于制造各類化學(xué)制品。這既能降低環(huán)境污染，又能有效地提高資源的使用，還能為企業(yè)帶來一些經(jīng)濟(jì)利益。③對(duì)有害廢物進(jìn)行集中掩埋或化學(xué)處理，形成無毒無害的物質(zhì)，對(duì)銳利廢物進(jìn)行集中處理。④加強(qiáng)對(duì)廢棄產(chǎn)品的再循環(huán)。

3 引入綠色理念的意義

綠色觀念是目前最符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的觀念，在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中引入環(huán)保概念，既能確保產(chǎn)品的實(shí)用性，又能降低物料的損耗，并能回收利用，避免資源的浪費(fèi)。

我們國(guó)家的自然資源十分匱乏，因此，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中，必須從長(zhǎng)期發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的健康、可持續(xù)發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用綠色理念，既能降低資源的浪費(fèi)，又能有效地提高資源的利用效率，為企業(yè)帶來更大的利益?？萍嫉陌l(fā)展和人民生活水平的提高，人們更加注重環(huán)保，機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造也是環(huán)保工作的一個(gè)重要組成部分。所以，將環(huán)保理念引進(jìn)到機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中就顯得尤為重要。

隨著環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)也進(jìn)行了深入的研究。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，有關(guān)人員要不斷地運(yùn)用各種手段進(jìn)行產(chǎn)品的檢驗(yàn)，以選出最合理、最科學(xué)、最完善的產(chǎn)品，從而達(dá)到產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)目的。

4 結(jié)束語

綠色理念與機(jī)械制造相結(jié)合是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。它不僅對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式產(chǎn)生了重大影響，而且還在一定程度上改變著人們的生活方式，促進(jìn)了社會(huì)的文明進(jìn)步。因此，大力宣傳綠色理念具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。綠色理念的落實(shí)也能營(yíng)造有利于環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境，有利于貫徹可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?？傊?，將綠色理念應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，不僅可以有效地節(jié)省資源，還可以提高設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造品質(zhì)，促進(jìn)機(jī)械行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。未來，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中，我們應(yīng)該不斷探索綠色設(shè)計(jì)和制造。