绿色制造技术概述

第一节 绿色制造的基本概念

一、 绿色制造的定义

20世纪高速发展的工业经济给人类带来了高度发达的物质文明，同时也带来了一系列严重的环境污染问题，并制约了人类社会的持续发展。制造业是最大的污染源之一，据统计，造成环境污染的排放物70%以上来自制造业。传统的制造业一般采用“末端治理”的方法无法从根本上解决制造业及其产品产生的环境污染，而且投资大、运行成本高、消耗资源很能源。国内外经验证明，要消除或减少工业生产环境污染的根本出路在于实施绿色制造战略。从20世纪90年代以来，绿色制造技术在绿色浪潮和可持续发展思想的推动下，迅速发展并在发达国家得到了广泛的应用。

绿色制造（Green Manufacturing），又称为环境意识制造或面向环境的制造，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周期内，对环境的影响（负面影响）为零或者极小，资源消耗尽可能小，并使企业的经济效益和社会效益协调优化。这里的环境包含了自然生态环境、社会系统和人类健康等因素。

二、 绿色制造的内涵和特征

绿色制造具有非常深刻的内涵，其要点主要有：

1）绿色制造涉及制造技术、环境影响和资源利用等多个学科领域的理论、技术和方法。具有多学科交叉、技术集成的特点，是广义的现代制造模式。

2）绿色制造考虑两个过程：产品的生命周期过程和物流转化过程，即从原材料到最终产品的过程。通过绿色制造要实现两个目标：减少污染物排放，保护环境；实现资源优化。

3）绿色制造技术综合考虑了产品在整个生命周期过程中对环境造成的影响和损害，内容十分广泛，包括绿色设计、清洁生产、绿色再制造等现代设计和制造技术。

4）资源、环境、人口是实现可持续发展要面临的三大主要问题，绿色制造是一种充分考虑资源、环境的现代制造模式。绿色制造技术是制造业可持续发展的重要生产方式，也是实现社会可持续发展目标的基础和保障。

绿色制造是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式，它与传统的制造模式具有本质的不同，主要表现为以下几方面：

1）绿色制造是面对整个产品生命周期过程的广义制造，要求在原材料供应、产品制造、运输、销售、使用、回收的过程中，实现减少环境污染、资源优化的目标。

2）绿色制造是以提高企业经济效益、社会效益和生产效益为目标，强调以人为主体，集成各种先进技术和现代管理技术，实现企业经济效益、社会效益和生态效益的协调与优化。

3）绿色制造致力于包括制造资源、制造模式、制造工艺、制造组织等方面的创新。鼓励采用新的技术方法、使用新的材料资源用于制造工程。

4）绿色制造模式具有社会性。相对于传统制造模式，绿色制造需要企业投入更多的人、财、物来减少废物排放，保护生态环境。

三、 绿色制造的结构体系

在机械制造业中，从设计、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、包装、使用和维护、报废回收等全周期的各个环节都有资源消耗和不同程度的污染。机械制造

业的绿色制造内容主要包括：绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色处理等。在绿色制造实施过程中，绿色设计是关键，因为在产品的全部生命周期中，虽然设计费用仅占产品全部成本的5%左右，却决定了80%～90%的产品生命周期的全部消耗。

3.1 绿色设计

绿色设计又称为生态设计、环境设计、生命周期设计或环境意识设计，它是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法，也就是说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，并将其作为一个重要的指导原则。要实现此目的，我们提出了并行绿色设计新模式，这是一个系统的设计方法，具有绿色性、集成性和并行性，它首先是在绿色设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维

护设计、拆卸回收设计、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。从绿色设计的工作流程看，牵涉到企业及其上下游供应链的多个部分，涉及对象包括产品设计者、生产制造者、企业决策者、环境分析专家、零部件供应商等，考虑的因素从原材料一直到废弃物的处理。作为这样一种先进的设计模式，涉及到一系列的关键技术有待于今后的进一步深入研究。

3.2 选用绿色原材料

绿色制造所选择的材料既要有良好地适用性能，又要满足制造工艺特性以及与环境有较好地协调性，选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。 绿色制造要求选择材料应考虑以下几个原则:

①优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率，实现可持续发展；②选用原料丰富，低成本，少污染的材料代替价格昂贵，污染大的材料；③尽量选择环境兼容性好的材料，避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。这样有利于提高产品的回收率，节约资源，减少产品毁弃物，保护生态环境。

3.3 绿色工艺

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。

3.3.1. 干式切削技术

干式切削加工方法有很多种,如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。其中干车削是研究和应用最多的一种方法,在加工丝杠时,先是在软的工件上加工出螺纹,再把有螺纹的工件淬硬,然后逐件精磨。

3.3.2. 准干式切割技术

准干式切削技术是将干、湿加工的优点结合,即在切削加工中,向加工部位喷射混有少量润滑油的气体,只要使用恰当,刀具、零件和切屑保持干燥状态,避免切削液的污染与处理问题,并改善了作业环境。既能够达到加工要求,又能够使切削液的费用降到最低,达到与干切削相同要求的一种切割方式。

3.3.3. 成形工艺技术

成形工艺技术主要包括精密下料、精密铸造、精密锻造、精密轧制、冷挤压、粉末冶金等。为提高生产效率和材料利用率,可采用精密剪切下料工艺。复杂形状

零件(如齿轮)的冷挤压技术应用也越来越广,它具有材料利用率高(高者可达

92% ) 、生产率高、精度高等特点。大力开发各种切削工艺技术,使成形工艺技术从接近零件形状向直接制成零件,即精密形或净成形(NetShape)方向发展。

3.3.4. 减磨技术

在机械工业中,磨损大致可分为粘附磨损、疲劳磨损和微动磨损等。润滑得当就可以有效地减少磨损,于是金属减磨剂就应运而生。适当的使用减磨剂能有效地减少摩擦,降低磨损,减少故障,延长零件的寿命。除了使用减磨剂外,还可以采用将金属抗磨剂加入到润滑油的方法来达到降耗的目的。将金属抗磨剂加入到润滑油中,在金属表面形成一种耐高温、高压的油膜层,牢固地附在金属的表面,这样就可以使机体的摩擦副表面被润滑油膜隔开而不直接接触。工作时由于润滑油膜的存在,机件的摩擦会变成润滑添加剂分子之间的摩擦,从而减少噪声,降低磨损,达到节约能源,提高经济效益的目的。

3.3.5. 水喷射加工技术

水喷射(俗称“水刀”)加工技术,利用超高压水射流及混合于其中的磨料对各种材料(金属或非金属)进行切割、穿孔和表面去锈等加工,具有无火花、不产生烟尘或有毒气体、不污染空气,加工件不产生热效应,且水资源可重复使用,加工环境清洁等特点。

3.3.6. 风冷却切削技术

风冷却切削技术是将从空气供给源来的空气经过除湿器将水份除去后,送入空气冷却器冷却至零下30℃,再经绝热管由风嘴将冷风送至切削部位,同时向加工点喷少量的无害植物油,以防锈并且有一定润滑作用。在风嘴的对面设有集尘装置以收集废屑和风尘,通过集尘器内的过滤器将切屑滤去。

3.3.7. 优质清洁表面技术

对于一些耐磨性要求高的重要零件,采用离子束辅助镀膜技术,可大幅度提高航空航天轴承、精密仪器和刀具、模具的寿命。以及采用新型节能表面涂装技术———自泳涂装,它为水分散体系,完全不含有机溶剂,无毒、无火灾危险,与传统的电泳涂装工艺相比,节能、节材,涂膜均匀,耐蚀性优良,属无污染清洁生产工艺。现已在汽车零部件、家电、仪器仪表等行业获得推广与应用,并取得较为显著的经济效益和社会效益。

3.4 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，一方面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。

4．绿色制造的发展趋势

4．1全球化—绿色制造的研究和应用中将愈来愈体现全球化的特征和趋势近年来许多国家要求进口产品要进行绿色性认定。要有“绿色标志”。特别是有些国家以保护本国环境为由，制定了极为苛刻的产品环境指标来限制国外产品进入本国市场，即设置“绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国提高产品绿色性提供技术手段，从而为我国企业消除国际贸易壁垒进入国际市场提供有力的支撑。这也从另外一个角度说明了全球化的特点。

4．2社会化—绿色制造的社会支持系统需要形成

绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与。以建立绿色制造所必需的社会支撑系统。绿色制造涉及的社会支撑系统首先是立法和行政规定问题。其次。

政府可制定经济政策．用市场经济的机制对绿色制造实施导向。例如：城市的汽车废气污染是—个十分严重的问题，政府可以对每辆汽车年检时，测定废气排放水平，收取高额的污染废气排放费。这样，废气排放量大的汽车自然没有销路，市场机制将迫使汽车制造厂生产绿色汽车。

4．3集成化—将更加注重系统技术和集成技术的研究

绿色制造涉及到产品生命周期全过程，涉及到企业生产经营活动的各个方面，因而是一个复杂的系统工程问题。因此要真正有效地实施绿色制造，必须从系统的角度和集成的角度来考虑和研究绿色制造中的有关问题。当前，绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与

材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究将成为绿色制造的重要研究内容。

4．4并行化一绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式

绿色设计今后仍将是绿色制造中的关键技术。绿色设计今后的一个重要趋势就是与并行工程的结合，从而形成一种新的产品设计和开发模式——绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计，是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法，以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程，力求使产品开发人员在设计一开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。

4．5智能化一人工智能和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用

绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TQCS(即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C和为用户提供的服务S)目标体系与环境影响E和资源消耗R的集成。即形成了TQCSRE的决策目标体系。要优化这些目标，是一个难于用一般数学方法处理的十分复杂的多目标优化问题，需要用人工智能方法来支撑处理。另外，在绿色产品评估指标体系及评估专家系统中，需要工智能和智能制造技术。

4．6产业化—绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成

除了目前大家已注意到的废弃物I旦I收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业外，另有两大类产业值得特别注意：

(1)绿色产品制造业：制造业不断研究、设计和开发各种绿色产品以取代传统的资源消耗和环境影响较大的产品，将使这方面的产业持续兴旺发展。

(2)实施绿色制造的软件产业：企业施实绿色制造。需要大量实施工具和软件产品，如绿色设计的支撑软件(计算机辅助绿色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造的决策系统、产品生命周期评估系统、IS014000的国际认证的支撑系统等)，将会推动这类新兴软件产业的形成。

5．结束语

环境污染问题正日益危及着人类的生存，可持续发展已上升为一种战略思维。制造业必须争取实现资源的综合利用、环境保护与效益的双赢。绿色制造是人类可持续发展战略在制造业中的体现，实施绿色制造是现代制造业的必经之路。 参考文献

[1]马敏莉．关于产品制造业可持续发展的探讨[J]．机电产品开发与创新．2003.

[2]海锦涛，韩新民．我国制造韭可持续发展的思考[J]．中国机械工程，2002，(6)．

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[4]韩秋实，王红军.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社.2004.

第二篇：我国绿色技术创新研究现状综述

我国绿色技术创新研究现状综述

【摘要】 本文采用文献计量、统计处理等方法，以期刊论文、学位论文、基金项目等题录信息为基础数据，从时间、期刊、作者分布情况以及研究主题方向等方面，对我国绿色技术创新研究现状进行统计分析，总结绿色技术创新的研究领域及热点等属性的统计分布规律。总结发现，目前我国关于绿色技术的研究缺乏系统性，关于绿色技术研究与实践并没有得到大多数企业的响应。绿色技术创新与企业、社会经济、文化、政策等结合的研究必将成为一个热点。

【关键词】 绿色技术创新 研究现状 文献计量

一、研究背景及相关工作

绿色技术常被称作环境友好技术或生态技术，是对减少环境污染，减少原材料、自然资源和能源使用的技术、工艺或产品的总称。绿色技术的提出源于现代科技破坏环境，威胁人类生存状态的反思。绿色技术创新（Green Technology Innovation，GTI）的概念源于Braun & Wield （1994 ）提出的绿色技术思想。而随着十八大“全面建成生态文明社会”目标的提出，绿色技术创新在企业可持续发展的实际运用中越来越重要。因此，相关研究者和研究成果及涉及领域也越来越多。本文基于1994—20xx年有关绿色技术创新的研究成果，从年代分布、文献增量、来源期刊、研究作者以及方向主题等分布情况进行全面分析，研究总结我国绿色技术创新的研究现状及存在的问题。

二、数据的选取与处理

本文数据来源于CNKI《中国期刊全文数据库》，以 “绿色技术创新”为检索词，限定关键词字段，截至20xx年x月x日，检索出关于绿色技术创新研究的论文共491篇，剔除不相关及重复文献后，最后用于统计分析的有效文献为485篇（见表1）。

根据检索结果，使用EXCEL进行分类汇总并建立相应的数据库，结合社会网络统计分析法和文献计量学，从检索文献的年代、期刊、作者和主题等方面进行分析，最后得出相关结论。

三、统计结果分析

1、论文的年代分布

我们通常从某学科或领域文献的年度发文量来了解该学科或领域研究的研究热点及发展历程。在Braun & Wield19xx年首次提出绿色技术创新概念之后，我国学者浙江大学管理科学研究所的吕燕、王伟强在《企业绿色技术创新研究》一文中提到了以环保产品为龙头的绿色革命正在悄然兴起，绿色技术创新给企业发展带来了新的机遇和挑战。1994—20xx年xx年期间，国内关于绿色技术创新

发文量总计221篇，占到了绿色技术创新总有效文献的45.57%。然而，到了20xx年，十七大报告指出：要“建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”后，我国在绿色技术创新方面的研究逐步上升（见表2）。

随着我国对生态环境保护越来越重视，企业在发展过程中也更加重视生态效益与经济效益两手抓，国内关于绿色技术的研究也逐渐成为热点，7年时间的发文总量是前xx年的1.2倍。可见，伴随绿色技术的蓬勃发展，绿色技术创新的相关研究日益受到关注。20xx年，十八大的召开使得关于绿色技术创新研究热潮持续上涨。

2、论文的来源数据库分布

要探讨一个研究领域的空间分布特点一定程度上还需要从论文的来源期刊着手研究，通过掌握该领域的核心期刊群，能帮助开拓该领域的研究视角、研究对象及研究群体。本文中所统计研究的485篇有效文献，涉猎领域较广，分布期刊较多。经统计，平均每个期刊载文量是2.18篇，分布比较分散。各期刊分布不均衡，载文量最多的可达14篇，大多数期刊的载文量仅为1篇。其中，核心期刊引文共194篇，中文社会科学索引（CSSCI）共110篇，排名前10名的载文期刊情况如表3所示。

从表3可以看出，列表中前9名（包括并列）共10种期刊累计载文80篇，期刊累计载文百分比=A1+A2+A3+…+An，其中An指排名第n位的期刊载文量占总载文量的百分比。排名第9的载文量百分比为16.495%，低于论文总数的1/3。根据布拉德福定律，处于第一区（即核心区）的期刊就是以上十种，属于研究绿色技术创新的的核心期刊群。根据统计期刊来看，核心期刊群中绝对部分属管理学领域，《科学进步与对策》中关于绿色技术创新的发文量最多。由此可见，绿色技术创新作为一种新的技术创新给企业技术管理带来了颠覆式的改革思路。

但整体来看，来源期刊来自《重要核心期刊要目总览》的较少，这反映了当前关于绿色技术创新研究的高层次研究成果依旧很少。

3、论文的作者统计

（1）论文核心作者分析。作者的水平能一定程度地反映其思想观点对该领域的影响力。在某一学科领域研究中造诣较深、获得科研成果较多的学者为该领域的核心作者。

根据对本研究的基数文章的第一作者进行统计分析，关于绿色技术创新的研究学者众多，共360位作者。排名前十的作者统计如表4所示。目前在我国，对于绿色技术创新的研究已经形成一批以浙江大学为代表性的主要核心作者群体。

（2）论文合作率统计。我们通常通过论文合作率这一指标来探究学者研究论文合作问题，通过观察一定时期内某学科领域内或关于某一主题合作论文数目

与论文总数的百分比，来探究该研究领域的合作趋势。

由表5可以看出，20xx—20xx年期间，关于绿色技术创新研究论文的合作论文数为91篇，论文合作率为33.19%，超过了社会科学平均合作率水平。随着生态文明建设的不断推进，绿色技术创新的深入发展，不同学科与其交叉的角度越来越多。

4、论文的研究主题分析

关键词是检索研究主题的关键性内容，能够帮助读者快速了解文章的主题。我们通常从某研究领域的关键词统计来关注该领域目前所关注的焦点问题和未来的发展趋势。由于我们的检索方式锁定为关键词字段，因此，除检索词“绿色技术创新”外，本文还对有效题录信息进行计量统计，高频词汇出现次数统计如表6所示。（三）导师制的作用

大众化教育背景下本科生导师制的实施是否有必要？调查结果显示，在被调查的我院04、05级93人中，有79%的学生认为实行本科生导师制对于本科生培养教育具有重要的意义，82%的教师认为有利于因材施教和学生的个性发展；有利于教学与科研相结合；有利于充分发挥教师教书育人的主体作用；有利于密切师生关系，增进师生友谊。可见，绝大多数师生对大众化教育背景下实施本科生导师制的认识具有高度的一致性。

（四）结论

通过调查和比较分析，我院本科生导师制在实行过程中仍存在不少有待解决的问题，归纳为以下几点：一是本科生导师制形式化程度较浓厚，活动方式比较单一，师生比例不协调，师生间沟通交流较少，本科生导师制难于真正发挥作用。二是导师制指导内容不够规范。导师对自身职责和工作目标不够明确，部分导师难于做到尽职尽责。三是导师制考评机制缺乏科学性，且与之配套的制度不健全和不完善，这在很大程度上影响了本科生导师制的实施效果及导师的工作积极性。

三、完善本科生导师制的对策和建议

（一）结合实际，加强针对性指导

指导方式应结合我院师资条件、教学科研状况、学生素质、班主任和辅导员制度等实际，选择不同类型。目前，本科生导师制基本上分为综合导师制、年级导师制、英才导师制等不同类型。由于我院班主任和辅导员制度的存在，与综合导师制必然产生职能上的重复，难于协调两种制度的职能，加之生师比问题突出，

因而不适宜采用。而英才导师制由于其覆盖面过小，闲置和浪费了导师资源，因而也不适宜采用。相对而言，年级导师制由于主要是针对低年级学生的大学生活适应、学习方法、专业发展和职业规划的指导，可以有效地克服供需不平衡的问题，加之高年级的学生已经具备了较强的独立自主能力，就不再需要配备导师了，因而比较适宜。同时，为求得导师制的良好效果，应加强指导的针对性和多样性，如利用电话相互联系或网上交流、导师经常下寝室、学生经常登门请教等加强学生与导师间的交流与了解，为导师制的顺利实施奠定基础；导师应根据学生的专业特长、学习兴趣和个性特征，制订并实施具体计划，通过导师论坛、专题讲座、谈心交流、学业辅导等形式，采取集中和个别相结合的方式，开展经常性的、有针对性的教育活动；此外，在指导要求上，既要倡导导师找学生，也要要求学生主动找导师，发挥两方面的积极性，形成良性互动，以增强指导实效。

（二）强化导师队伍，明确导师职责

在进行导师筛选的过程中，挑选专业业务好、政治素质高、责任心强的老师担当本科生的导师是本科生导师制在实施过程中的一个重要环节。近几年，随着我校扩大招生，学生数量急剧增加，但与此相对应的师资队伍建设却严重滞后，最突出的问题就是本科生导师的数量不能适应本科生导师制发展的要求。为此，我们认为一方面应严格控制学生规模，加强师资队伍建设，提高教师工资福利待遇，以稳定导师队伍，激发导师工作的积极性；另一方面可适当招收部分在读研究生来充实导师队伍，使师生比保持在理想状态。此外，应明确导师职责，这既是加强导师工作管理的必要手段。也是衡量和考评导师工作的客观依据。具体而言，本科生导师的职责大概分为以下几项：一是根据人才培养目标和专业培养计划，对学生的专业学习、选课过程给予指导。二是定期组织学习讨论，让学生参与科学研究，培养学生理论联系实际的能力和创新思维能力，引导学生了解学科前沿情况，对学生的发展方向提出建议。三是及时了解学生的思想动态，对学生进行思想品德教育，让学生树立正确的人生观和价值观，促进学生个性健康、充分地发展。

（三）加强制度建设，完善考评体系

一是学院应建立导师培训制度，提供有关信息，使导师懂得如何去导。如为保证导师能有效地指导学生选课，教学管理部门可利用课余时间让导师集中学习学分制的有关管理规定，使导师了解学分制的管理模式、选课过程的操作；学院和各系可组织导师学习，使其了解本专业培养计划，熟悉公共基础课、专业基础课和专业课与选修课等课程的安排情况；学院可为导师提供所指导学生的有关信息，如学习、奖惩、家庭情况，以便于导师因材施教；学工部门应向导师发布毕业生就业行情及市场信息，以方便导师为学生就业出谋划策。二是完善导师岗位目标责任制和具体考评办法，对导师在任期内的德、能、勤、绩定期进行考核并记入档案，对导师的考核要充分听取学生的意见，要把考核结果与教师年度考核、专业技术职称、职务晋升、岗位聘任和奖酬金结合起来。学校可设立本科生导师奖励基金，对工作突出的优秀导师进行表彰奖励，对不认真履行导师职责、考核不合格的导师加强教育管理，甚至取消其导师资格。三是建立健全监督体制，采取灵活多样的监督方式，如在学工或教科办设立意见箱，向广大学生做定期导师

成果调查，接受学生提出的建议和批评；加强监督网络，拓宽监督渠道，保障言路畅通等。

［参考文献］

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