陳益民，黃冠明，李錫娟

（湖州機(jī)床廠有限公司，浙江 湖州 313000）

1 機(jī)械綠色設(shè)計(jì)制造的現(xiàn)狀和國內(nèi)外趨勢

1.1 我國現(xiàn)狀

改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但同時(shí)也出現(xiàn)了能源消耗大、環(huán)境受污染的現(xiàn)象。為此，國家推出了一系列工業(yè)綠色發(fā)展的規(guī)劃和政策引導(dǎo)，如《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃(2016～2020年)》、《綠色制造工程實(shí)施指南(2016～2020年)》等。同時(shí)，中國綠色制造聯(lián)盟等組織相繼成立，全方位推動(dòng)了我國綠色制造的升級(jí)優(yōu)化工作。家電行業(yè)走在綠色設(shè)計(jì)的前面，2016年就發(fā)布了《綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 吸油煙機(jī)》等系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)行業(yè)把綠色設(shè)計(jì)和制造落到實(shí)處；機(jī)械行業(yè)也發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 31206-2014 機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，近期《機(jī)械行業(yè)綠色工廠評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等細(xì)化的配套標(biāo)準(zhǔn)也在報(bào)批或發(fā)布中，行業(yè)細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)《綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 機(jī)械壓力機(jī)》等正在健全中，整個(gè)機(jī)械行業(yè)綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品正在深入進(jìn)行，但距發(fā)達(dá)國家還有明顯差距。比如，每萬元產(chǎn)值的能耗比美國、日本、德國等國高很多，節(jié)能理念也相對(duì)落后，綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比《EN626-1：1994+A1：2008機(jī)械安全減小由機(jī)械排放的危害物質(zhì)對(duì)健康的風(fēng)險(xiǎn)》等歐盟標(biāo)準(zhǔn)晚10年以上。

1.2 國內(nèi)外趨勢

20世紀(jì)80年代以后，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但是，同時(shí)也給環(huán)境帶來了許多問題，在這種背景下，綠色節(jié)能制造理念開始產(chǎn)生，并逐漸成為機(jī)械行業(yè)中重要的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念。1990年，美國創(chuàng)辦了《國際環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)與制造雜志》。英國CFAD(The Center for Sustainable Design)則對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)、可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)等進(jìn)行了集中研究，并開展了有關(guān)教育工作，發(fā)行了《可持續(xù)性產(chǎn)品設(shè)計(jì)》雜志。并且，發(fā)達(dá)國家依椐自己環(huán)保技術(shù)的優(yōu)勢，通過指令法規(guī)等形式形成貿(mào)易壁壘。很顯然，綠色設(shè)計(jì)與制造的水平，關(guān)系到產(chǎn)品在國際示場的競爭力。隨著燃煤火電對(duì)環(huán)境污染和氣候變曖問題的日益突出，積極推進(jìn)能源革命，大力發(fā)展可再生能源，加快綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，已成為各國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重大戰(zhàn)略。

2 機(jī)械綠色設(shè)計(jì)制造中存在的問題

2.1 綠色節(jié)能生產(chǎn)理念未滲透到機(jī)械設(shè)計(jì)制造各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)包括設(shè)計(jì)、制造、流通、報(bào)廢處理等部分，與其息息相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)鏈?zhǔn)謴?fù)雜，綠色設(shè)計(jì)制造是一盤棋，需要機(jī)械設(shè)計(jì)和制造及相關(guān)企業(yè)各個(gè)部分都參與其中，才能達(dá)到理想效果。但目前許多機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)還未全方位實(shí)施ISO14000族標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中對(duì)綠色產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊化及方便拆卸式更換設(shè)計(jì)、精密成形制造技術(shù)、報(bào)廢產(chǎn)品處理等全生命周期技術(shù)也用得不多。一次性包裝箱、運(yùn)輸托盤還很多。

2.2 設(shè)計(jì)指南和評(píng)價(jià)體系不完善

隨著我國不斷地由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，發(fā)達(dá)國家對(duì)尖端技術(shù)的保護(hù)壁壘越來越高，我國的機(jī)械綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)和節(jié)能技術(shù)只能依靠自己攻關(guān)研究。而綠色設(shè)計(jì)和節(jié)能技術(shù)研發(fā)是需要很長時(shí)間積淀和大量人力物力投入的。盡管近年我國在綠色設(shè)計(jì)制造上取得了很大進(jìn)步，但綠色設(shè)計(jì)的指南和評(píng)價(jià)體系涉及的學(xué)科和內(nèi)容非常多，產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)铸嫶螅诠?yīng)鏈的配套數(shù)椐庫不健全的情況下，要對(duì)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)作出全面量化的評(píng)價(jià)是困難的，尤其是按訂單生產(chǎn)的企業(yè)，會(huì)經(jīng)常涉及臨時(shí)供方，配套件能耗數(shù)椐更是無從查找，設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)方案的綠色水平只能憑感覺而非數(shù)據(jù)說話，客觀性和科學(xué)性就會(huì)受影響。

2.3 配套政策的細(xì)化不具體

機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)制造進(jìn)程，是一項(xiàng)量大面廣的系統(tǒng)工程，與多項(xiàng)的國家政策密切相關(guān)，真正領(lǐng)會(huì)并切實(shí)推進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)，需要對(duì)國家政策解讀、分解、細(xì)化到每個(gè)企業(yè)，直至設(shè)計(jì)員易操作的程度。就像標(biāo)準(zhǔn)化體系中某些國家標(biāo)準(zhǔn)需要分解為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而大類的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)又需要分解為專業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，分解越具體，對(duì)企業(yè)的指導(dǎo)就越直觀、易實(shí)施，畢竟大多數(shù)中小企業(yè)的研發(fā)是以產(chǎn)品使用性能為主的，在綠色設(shè)計(jì)方面力量相對(duì)薄弱。

2.4 相關(guān)人員不重視

現(xiàn)如今我國從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的工作人員，大部分在校期間未學(xué)習(xí)過綠色設(shè)計(jì)的系統(tǒng)知識(shí)，再加上許多企業(yè)的考核體系中，沒有或不重視綠色設(shè)計(jì)和制造的相關(guān)要求，因此，往往注重成本、經(jīng)濟(jì)效益的追求而不重視綠色設(shè)計(jì)制造水平的提高，造成產(chǎn)品可靠性、使用壽命、環(huán)境友好性綜合水平不高，甚至明顯落后于美國、日本、德國等國，產(chǎn)生資源浪費(fèi)、能耗高等負(fù)面效應(yīng)。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用綠色節(jié)能理念的改進(jìn)對(duì)策

3.1 全面系統(tǒng)細(xì)化設(shè)計(jì)指南和評(píng)價(jià)體系

機(jī)械產(chǎn)品的綠色水平高低，設(shè)計(jì)是龍頭，健全專業(yè)、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，是迅速提高綠色設(shè)計(jì)水平的優(yōu)選方法，是針對(duì)本專業(yè)涵蓋綠色理念、先進(jìn)技術(shù)、驗(yàn)證方法的綜合指導(dǎo)?？梢酝ㄟ^行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)等形式，在行業(yè)內(nèi)推薦，并且建議企業(yè)把綠色設(shè)計(jì)的水平作為設(shè)計(jì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)因素，納入考核體系。

3.2 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

我國機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)與制造，是21世紀(jì)以后起步的，大多數(shù)設(shè)計(jì)員對(duì)綠色設(shè)計(jì)知識(shí)是不全面的，勢必影響產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的效果，因此，對(duì)在職設(shè)計(jì)員培訓(xùn)至關(guān)重要，可以通過行業(yè)平臺(tái)分享或工程師繼續(xù)教育的渠道，彌補(bǔ)相關(guān)知識(shí)的不足，也可把綠色設(shè)計(jì)制造的技術(shù)納入設(shè)計(jì)手冊(cè)、教材講座供參考。

3.3 優(yōu)化綠色節(jié)能設(shè)計(jì)方案

機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)與制造，需要不斷優(yōu)化的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)方案作支撐和突破提高。例如，不斷淘汰能耗大的電機(jī)等配套件，升級(jí)推廣更高效節(jié)能的功能件；應(yīng)用伺服技術(shù)，采用伺服電機(jī)閉環(huán)控制，不僅是電機(jī)按工況變轉(zhuǎn)速省電節(jié)能減排，還有控制精準(zhǔn)、運(yùn)行平穩(wěn)、延長設(shè)備壽命等整機(jī)性能的優(yōu)化，是全方位的節(jié)省資源、友好環(huán)境；精密成形技術(shù)具有少加工或不加工的特點(diǎn)，可大大縮短制造周期，減少原材料和能耗，在冷擠壓零件等應(yīng)用中效果良好；內(nèi)高壓成形技術(shù)，可大大減少加工量、零件輕量化、提高材料利用率，在管狀零件的制造中優(yōu)勢明顯；應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)可提高產(chǎn)品的通用零部件程度，降低制造成本；可重復(fù)使用的包裝箱、包裝托盤可提高資源回收率；在節(jié)能技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，我們可以通過網(wǎng)絡(luò)、行業(yè)資源共享平臺(tái)，實(shí)時(shí)刷新、分享更優(yōu)的節(jié)能方案，并推出行業(yè)綠色制造的標(biāo)桿單位供大家學(xué)習(xí)。

3.4 積極合作創(chuàng)新并推廣綠色環(huán)保材料

禁止使用對(duì)人體有害的材料，減少有害物質(zhì)的排放是綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本要求。因此，使用綠色環(huán)保材料，是機(jī)械綠色制造的必然選擇，我們選用的材料，既要能夠滿足機(jī)械制造的各種使用性能，又要符合環(huán)保性的要求，這就要發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的專業(yè)優(yōu)勢，以更寬的視野、更高層次的新材料國內(nèi)外合作渠道，不斷尋找綜合性能更優(yōu)的材料推薦給制造企業(yè)。禁用有害材料是綠色制造的一個(gè)方面，更主要的是與材料行業(yè)等產(chǎn)學(xué)研單位合作，創(chuàng)新出更好的新材料。

3.5 用簡易便捷的自查模板推進(jìn)綠色設(shè)計(jì)理念

機(jī)械設(shè)計(jì)的綠色制造，企業(yè)是主體，產(chǎn)品設(shè)計(jì)則是主體踐行綠色制造要求的頭道工序，設(shè)計(jì)質(zhì)量是產(chǎn)品的先天質(zhì)量。在當(dāng)前市場競爭日趨激烈的環(huán)境下，由于成本、使用質(zhì)量、交貨期等因素，設(shè)計(jì)員能用于綠色設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力很有限，這就要在設(shè)計(jì)方法上不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。

例如，設(shè)計(jì)一款列表打鉤式的自查模板，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中自我檢查，就會(huì)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中滲透綠色設(shè)計(jì)理念。

3.6 創(chuàng)新制作工藝，加強(qiáng)綠色制造

機(jī)械綠色設(shè)計(jì)制造，離不開工藝技術(shù)的升級(jí)、換代和創(chuàng)新。例如，卡套式管接頭接管對(duì)環(huán)境污染比焊接式管接頭接管要小很多；零件旋壓成形制造比切削制造節(jié)能；焊接梁振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力比爐溫回火去應(yīng)力經(jīng)濟(jì)?？梢哉f，綠色設(shè)計(jì)制造進(jìn)步是工藝創(chuàng)新提高的衍生品。

3.7 完善全生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件，方便綠色設(shè)計(jì)驗(yàn)證性

目前，機(jī)械設(shè)計(jì)的各種設(shè)計(jì)軟件很多，但全生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件在機(jī)械行業(yè)還末達(dá)到方便、普及的程度，國外的軟件與我國的國情不盡相同，有一個(gè)消化、吸收和再開發(fā)的過程，沒有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，要達(dá)到高水準(zhǔn)的綠色設(shè)計(jì)是困難的。

4 結(jié)語

建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型，是解決我國資源環(huán)境生態(tài)問題的基礎(chǔ)之策。機(jī)械行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)，是落實(shí)國家政策的重要分支，廣大機(jī)械企業(yè)是綠色設(shè)計(jì)制造的主體，產(chǎn)品設(shè)計(jì)員是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的踐行者。我們要響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，用新技術(shù)、新工藝、新材料、新評(píng)價(jià)體系，實(shí)行綠色設(shè)計(jì)制造，在滿足人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品需求的基礎(chǔ)上，節(jié)能減排，取得資源利用和回收最大化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造綠色發(fā)展。