一、绿色工艺
采用绿色工艺是实现绿色制造的重要一环,绿色工艺与清洁生产密不可分。清洁生产要求对产品及其工艺不断实施综合的预防性措施,其实现途径包括清洁材料、清洁工艺和清洁产品。清洁工艺即绿色工艺,是指既能提高经济效益,又能减少环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削减或消除危险废物及其他有毒化学品的用量,改善劳动条件,减少对操作者的健康威胁,并能生产出安全的与环境兼容的产品。
(一)绿色工艺的实现途径
1.改变原材料投入
增加对副产品的利用、回收产品的再利用以及对原材料的就地再利用,特别是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,将原材料消耗量、废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度。
3.加强对自然资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价
根据环境负荷的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。
(二)绿色工艺的主要问题
在工艺编制的过程中加入环境意识,存在着两个重要问题,即不同废物的环境影响评价和对各种不同工艺方案的复杂性作出评估。可以从不同的层次加入环境意识制定分层结构零件工艺策略,如从微观工艺(零件特征基础上的工艺优化)和宏观工艺(通过对几何形态和加工过程的分析决定特征加工顺序)两方面来分析零件各特征的加工工艺,包括加工顺序、加工参数、切削工具、切削液、加工质量以及环境评估,实现从最基本的特征单元评估工艺设计和决策对环境的影响。应从生命周期的全过程对绿色工艺进行研究。推行绿色工艺既要从技术入手,又要重视管理和宣传问题。
(三)绿色工艺规划技术
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、废弃物少、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。
(四)绿色工艺的选择原则
针对制造系统的绿色性要求,在进行零件制造、产品装配、产品包装等方面的工艺种类选择时,应遵循以下原则:
1.适应性原则
制造工艺种类应与加工对象所需的各特征属性要求相匹配。这里所指的特征属性主要包括加工对象的材料特征、形状特征、质量要求特征、生产批量特征、交货时间特征等。适应性原则也要求在选择工艺种类时,应与制造资源相适应。
2.最优化原则
制造工艺种类应是在满足其加工对象各特征属性要求下的最优工艺种类。
3.发展性原则
既要注意对传统工艺方法的合理利用,更应注意选择有利于优质、高效、清洁、低耗的新工艺和新方法,应有利于生产和社会的可持续发展。
4.综合平衡原则
由于诸多实际因素的影响和限制,使加工过程同时达到优质、高效、清洁、低耗的最优化目标往往是比较困难的。因此要综合平衡,力求加工过程的整体优化。
5.系统化原则
应考虑到该工艺种类的纵横联系。从纵向来看,加工过程由若干满足加工对象特征属性要求的工艺种类构成。因此,针对某一属性要求的可行工艺种类应构成一个可行的备选方案集,以利于工艺规程设计时的整体优化。从横向来看,某工艺种类绿色性的优劣,除本身使用的情况外,还应考虑到形成这一工艺种类的前期生产环节的绿色性问题。另外,任何一个工艺种类的实现都是靠人的直接或间接参与来实现的,因此在考虑工艺种类的选择时,高素质的人员也是不可忽视的问题。