企業(yè)可持續(xù)性機(jī)械制造的研究

陳曉虹 黃佶 陳臻 童敘豪 蔡嘉賓

摘要：機(jī)械制造業(yè)規(guī)模不斷拓展，高投入、低科技和低收益的大工廠粗放式生產(chǎn)模式由于其低端產(chǎn)能過剩，在產(chǎn)業(yè)升級(jí)重組的社會(huì)大背景下，面臨產(chǎn)能壓縮，發(fā)展陷入困境。綠色制造理念越發(fā)受到社會(huì)推崇，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式忽視環(huán)境與社會(huì)效益，使得環(huán)境污染與能源短缺問題加劇?？沙掷m(xù)性機(jī)械制造在繼承綠色制造理念的基礎(chǔ)上，提出以科技創(chuàng)新、人才優(yōu)先為核心的發(fā)展模式，以優(yōu)化資源配置和提高人才素質(zhì)作為提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的手段，推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)性;綠色制造;企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

中圖分類號(hào)：F272? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0179-02

0? 引言

機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性行業(yè)，機(jī)械制造傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式因其低收益、低科技逐漸走向末路。隨著機(jī)械制造業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，由于低端產(chǎn)品的制造門檻低，低端機(jī)械產(chǎn)品的產(chǎn)能過剩。在此基礎(chǔ)上，機(jī)械制造行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)，低端產(chǎn)能受到壓縮的態(tài)勢(shì)越發(fā)明顯。在社會(huì)期望的影響下，機(jī)械制造市場(chǎng)對(duì)于生態(tài)價(jià)值的需求拓展，機(jī)械制造的可持續(xù)性引發(fā)持續(xù)關(guān)注。

1? 綠色制造與可持續(xù)制造

高資源消耗的機(jī)械制造行業(yè)在鞏固與發(fā)展社會(huì)工業(yè)化的同時(shí)，加劇資源危機(jī)與環(huán)境污染問題。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，旨在減少制造業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，提高其資源利用效率。[1]綠色制造理論對(duì)機(jī)械加工理論提出更高要求，具有節(jié)約資源、降低噪聲、環(huán)境清潔和生產(chǎn)安全等良好綠色特色是機(jī)械加工系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。[2]在綠色制造理念的指導(dǎo)下，機(jī)械制造通過優(yōu)化加工制造工藝，減少能源投入，削減廢物流，帶動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)內(nèi)的綠色生產(chǎn)。

綠色制造理念指導(dǎo)的機(jī)械制造關(guān)注機(jī)械產(chǎn)品的制造過程，是基于機(jī)械制造靜態(tài)過程;忽視機(jī)械制造行業(yè)的人員流動(dòng)與資本轉(zhuǎn)化，忽視機(jī)械行業(yè)的資源輸入與產(chǎn)品輸出，忽視機(jī)械制造的動(dòng)態(tài)過程。綠色制造在人員資本更替的周期內(nèi)保持穩(wěn)定、漸進(jìn)的發(fā)展;在人員與資本更替期，由于人員更替與資本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變陷入周期性發(fā)展困境，因此不具備可持續(xù)性。在綠色制造理念的基礎(chǔ)上，將人員、資本、技術(shù)等資源要素依據(jù)發(fā)展需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)化分配，減少人員、資本、技術(shù)等資源交替所造成的浪費(fèi)，以低投入、低消耗、高科技和高收益為核心的可持續(xù)性機(jī)械制造。

2? 可持續(xù)性機(jī)械制造內(nèi)容

可持續(xù)性機(jī)械制造在產(chǎn)品生產(chǎn)周期內(nèi)，在環(huán)境和資源因素的限制下，統(tǒng)籌考慮各種社會(huì)生產(chǎn)因素，根據(jù)機(jī)械市場(chǎng)需求動(dòng)態(tài)化調(diào)整資源分配，利用現(xiàn)有資源通過優(yōu)化工藝流程、科技進(jìn)步和完善工作人員交接體制等方法，減少勞務(wù)、資本和能源的消耗，盡可能提高投入產(chǎn)出比，并且處理污染源，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一體的現(xiàn)代制造模式。

2.1 綠色機(jī)械制造建模

綠色機(jī)械制造建模的建模對(duì)象為機(jī)械零件模型與機(jī)械加工系統(tǒng)任務(wù)模型。

綠色機(jī)械零件模型是在深刻把握機(jī)械市場(chǎng)需求后，經(jīng)合理設(shè)計(jì)，在保證零件功能實(shí)現(xiàn)的前提下，依托計(jì)算機(jī)仿真制造技術(shù)，采用較少的毛坯原料，優(yōu)化減材制造工藝流程，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)過程能源利用率。

綠色機(jī)械加工系統(tǒng)任務(wù)模型是通過合理資源調(diào)度，減少機(jī)械制造過程對(duì)于資源消耗與環(huán)境的負(fù)面影響。機(jī)械加工系統(tǒng)中的資源消耗和環(huán)境影響因素可分為兩類：一類是與工件相關(guān)，受工件相關(guān)參數(shù)的影響（如工件材料、尺寸、加工參數(shù)等）;另一類則是與機(jī)床相關(guān)，受機(jī)床參數(shù)的影響（如動(dòng)力參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等）。[3]現(xiàn)階段綠色制造難以大規(guī)模普及的主要原因在于在企業(yè)有限的資本限制下，高成本的綠色制造與低收益的機(jī)械加工系統(tǒng)之間的矛盾。企業(yè)以營(yíng)利為目的，由于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到產(chǎn)能壓縮的沖擊，企業(yè)發(fā)展面臨發(fā)展窘境，用于產(chǎn)業(yè)升級(jí)的發(fā)展資本有限，無法負(fù)擔(dān)起高昂的設(shè)備、技術(shù)和人才支出。綠色機(jī)械加工系統(tǒng)模型致力于協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益與社會(huì)生態(tài)效益，綠色機(jī)械加工系統(tǒng)為機(jī)械產(chǎn)品附加生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，企業(yè)通過將具有生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品投入市場(chǎng)，以獲取高生態(tài)附加值利益補(bǔ)償?shù)投水a(chǎn)能壓縮帶來的損失。在環(huán)境法的規(guī)范作用與企業(yè)發(fā)展前景的自覺歸順作用下，綠色制造將帶動(dòng)企業(yè)向高科技、高收益與低污染的現(xiàn)代工業(yè)方向發(fā)展。

2.2 綠色材料選擇與建設(shè)余料廢料回收再生產(chǎn)制

倘若機(jī)械制造的余料或者廢料容易處理，那么綠色制造的成本將會(huì)降低，企業(yè)在高額的生態(tài)罰單與少量因綠色制造所造成的成本上升之間，將更樂于選擇對(duì)原材料回收理、利用清潔能源與廢料回收。此時(shí)，選擇一個(gè)綠色材料的重要性不言而喻。隨著工程材料的發(fā)展，性能優(yōu)異、價(jià)格合理和環(huán)境效益高的新材料有待于企業(yè)選擇，應(yīng)用新材料的企業(yè)將在不再局限于低端市場(chǎng)，可以開拓高精度、高負(fù)載等高端機(jī)械制造市場(chǎng)，將在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的社會(huì)大背景下掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。由于國(guó)家政策的扶持，以該手段進(jìn)軍高端市場(chǎng)的企業(yè)在實(shí)現(xiàn)企業(yè)盈利的同時(shí)，獲得企業(yè)口碑并創(chuàng)造了社會(huì)效益。

由于機(jī)械制造大多采用減材制造，通過建設(shè)余料廢料回收再利用制度，通過深化原材料供應(yīng)商與機(jī)械制造企業(yè)的聯(lián)系，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析余料的梯次利用與回收，將原有余料所占的空間成本轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)廢料的分析測(cè)量與挑選，合理評(píng)估再生產(chǎn)價(jià)值，與代加工企業(yè)合作，采用增材制造與減材制造相結(jié)合的新式加工法進(jìn)行再生產(chǎn)，提高資源利用率。

2.3 綠色生產(chǎn)工藝的選擇

機(jī)械綠色制造不僅表現(xiàn)在機(jī)械建模設(shè)計(jì)與材料選擇，還要求在機(jī)械制造的過程中減少資源、能源的消耗。機(jī)械加工系統(tǒng)模型從理論指導(dǎo)綠色生產(chǎn)工藝的選擇，但是由于實(shí)際制造的復(fù)雜性，忽視人員、資本與技術(shù)的模式不能完全滿足綠色制造的要求，仍然綠色生產(chǎn)工藝要根據(jù)工人反饋進(jìn)行優(yōu)化。

2.4 機(jī)械產(chǎn)品的互換性強(qiáng)

大型機(jī)械是由大量的零件配合而成，機(jī)械產(chǎn)品的互換性強(qiáng)，機(jī)械零件的連接與傳動(dòng)部件發(fā)生疲勞破壞而發(fā)生失效時(shí)，維護(hù)和維修成本較低。標(biāo)準(zhǔn)件購(gòu)買成本低，基于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的零件精度高，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)安裝后，可快速實(shí)現(xiàn)機(jī)械的正常工作。系統(tǒng)性是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)和精密加工技術(shù)的普遍特點(diǎn)之一，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝流程和管理兩個(gè)層面上。由于很多工業(yè)項(xiàng)目的需求設(shè)計(jì)內(nèi)容都涵蓋較多零部件，在工廠內(nèi)制作模具和構(gòu)件都需要完成系統(tǒng)化配置。[4]

2.5 建立人員培養(yǎng)與資本運(yùn)轉(zhuǎn)分配體制

可持續(xù)性機(jī)械制造在綠色制造的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場(chǎng)需求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的資源配置（如圖1）。

發(fā)展是解決現(xiàn)階段發(fā)展困境的最優(yōu)途徑，發(fā)展是依靠人才的發(fā)展，所以人才是企業(yè)發(fā)展的核心資源?？沙掷m(xù)性機(jī)械制造要求企業(yè)把人才培養(yǎng)放在核心地位，一切資源向人才傾斜。資本經(jīng)固定化后主要投入人才培養(yǎng)體制，在人才培養(yǎng)體系中，由于人才定位的差異，分為兩類人才：應(yīng)用技能型人才與理論性人才。理論性人才在現(xiàn)有較為完善的培養(yǎng)體系中積極培養(yǎng)，但是由于現(xiàn)階段應(yīng)用技能型人才的發(fā)展模式不明確，限制了應(yīng)用技能型人才的學(xué)習(xí)積極性。結(jié)合現(xiàn)代科技，一種新式應(yīng)用技能型人才培養(yǎng)模式應(yīng)運(yùn)而生：應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)可結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真加工，依據(jù)可持續(xù)性制造要求，使得應(yīng)用技能型人才掌握可持續(xù)性機(jī)械制造能力，養(yǎng)成可持續(xù)性機(jī)械制造職業(yè)素養(yǎng)。

3? 結(jié)語(yǔ)

可持續(xù)性機(jī)械制造為企業(yè)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)指明了方向，提出以人才為核心的轉(zhuǎn)型方式。可持續(xù)性機(jī)械制造充分協(xié)調(diào)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展與環(huán)境效益，基于可持續(xù)性機(jī)械制造理念構(gòu)建的可持續(xù)性機(jī)械制造在綠色制造的基礎(chǔ)上，突破綠色發(fā)展的局限，將保持長(zhǎng)期積極發(fā)展態(tài)勢(shì)。有利于機(jī)械制造型企業(yè)進(jìn)一步貫徹落實(shí)國(guó)家相關(guān)政策要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益與環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

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[2][3]何艷，劉飛，曹華軍，劉純.面向綠色制造的機(jī)械加工系統(tǒng)任務(wù)優(yōu)化調(diào)度模型[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2007，43：27-33.

[4]馬莉冰.現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用探討[J].南方農(nóng)機(jī)，2021，52（08）：137-138.