面向环境产品制造技术及应用 设计一个面向微环境的物联感知系统

来源:职业教育 发布时间:2019-03-12 05:35:57 点击:

  摘要:面向环境产品制造是现代制造业发展方向之一,文章阐述了面向环境产品制造的概念以及内涵,并着重介绍了企业推行面向环境制造的主要方式方法以及途径。   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:
  [1] 刘志峰,张雷,等. 环境意识制造[M]. 北京:人民邮电出版社,2010
  [2] 李健. 企业资源计划及其应用[M]. 北京:电子工业出版社,2009
  [3] 楼锡银. 面向绿色制造的工艺规划关键技术[J]. 机械制造,2008,46[531]
  

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