1、綠色制造的提出

　　在人類即將跨入21世紀的今天，當微電子技術、大規模集成電子技術和機械工業相結合，從而使古老的機械工業蓬勃發展的同時，卻產生了對能源和原材料的巨大消耗和浪費及對生態環境的日益破壞，使得全世界的技術人員和環保人士都在全力解決此類問題，美國、日本、德國等發達國家在這方面都取得了不少成果。我國對該領域已經開始重視起來。目前機械制造工業存在的主要問題有：

　　(1)廢舊或閑置設備回收和再利用率較低

　　這在舊機床處理方面問題尤為突出，我們的許多工廠常見的場景就是廠房內滿身銹跡的廢舊設備，大批五、六十年代的舊機床和數控機床、加工中心、FMS、CIMS甚至網絡加工等先進制造系統并存，如何改造和利用好這些舊設備是擺在我們面前的大課題。

　　(2)能源和原材料的浪費現象十分嚴重

　　這在某些國營大廠表現更為明顯：滿地的切屑、小零件和無從下腳的遍地油污也許能說明我國在由原料到產品所消耗的能源和原材料為什么比美國和日本等先進國家高出數十倍之多。

　　(3)環境保護意識在機制工業廠家頭腦中還比較淡薄尤其是一些中小企業對環境的污染還比較嚴重。

　　(4)產品的回收利用率很低

　　長期以來我們沿襲的生產模式是生產→流通→消費→廢棄的開式循環，現在我們提倡的是閉式循環的生產模式，就是在原來的生產模式中增加一個"回收"環節。廠家在產品的設計和制造過程中就應該充分地考慮回收的問題，我國清華大學的家電產品和上海交通大學汽車的全生命周期綠色設計現在已取得了不少成果。

　　近幾年開始開發的綠色制造，正是針對以上這些現象，提出綜合考慮環境因素和資源利用效率的現代制造模式。傳統制造和綠色制造的最大區別就是傳統制造只是根據市場信息設計生產和銷售產品，而其余就考慮得較少。綠色制造則通過綠色生產過程(綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理)生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率能達到最高。目前已經頒布的 ISO9000系列國際質量標準和ISO14000國際環保標準更為綠色制造提供了廣闊的應用空間，一場"綠色革命"已經來到，如何去迎接 21 世紀的制造業--綠色制造是我們每個機械行業技術人員所亟待解決的課題。

　　2、綠色制造工藝和先進技術

　　在機加工發展歷史中，許多新型高效的先進工藝和方法總在不斷推出，從而使機制工業在近幾十年來快速發展，但以上提到的存在問題也不得不引起我們的關注。隨著技術的發展和社會進步，產品的更新換代和廢棄速度加快，如何加以回收利用也是一大難題;機制工業高投人、低產出和對材料能源的大量浪費以及由此而來的工業廢棄物增多更是與現在提倡的可持續發展背道而馳的;機制工業對環境的負面影響還沒有引起各方面的充分注意。所以推廣綠色制造工藝和先進技術勢在必行，環境友好型和對用戶及操作者友好型的綠色制造工藝將是未來工藝技術發展的趨勢之一。

　　2.1 綠色制造工藝的簡略定義

　　所謂綠色制造工藝是近幾年才提出來的一個新概念，目前尚無統一的標準定義。根據機加工的特點，筆者提出幾點參考意見：

　　(1)設計人員必須具有良好的環境意識

　　既綜合考慮了產品的TQCS(Time，Quality，Cost，Service)屬性，還要注重產品的E(Envir-onment)屬性，即產品使用的綠色度，在國際環保標準ISO14000于1996年1月份正式頒布和實施以后，這在不久的將來會成為衡量產品性能的一個重要因素。

　　(2)廣泛采用標準化、模塊化的零部件

　　更重要的是設計時就應充分考慮產品報廢時的回收利用，產品報廢后，容易拆卸和分解，并可加以回收或再生將是21世紀綠色工業產品的一項重要指標。

　　(3)盡量簡化工藝，優化配置 提高系統運作效率，使原材料和能源的消耗最少。

　　(4)減少不可再生資源和短缺資源的使用量，盡量采用各種替代物質和技術。

　　2.2 綠色制造工藝的應用

　　綠色制造工藝在目前來說尚處在起步階段，完全成熟的技術和在實際中應用的技術還不多，筆者只能就目前比較熱門的研究方向和發展趨勢談一談本人的幾點體會。

　　(1)成形制造技術正向凈成形方向發展

　　成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等，目前它正從接近零件形狀(Near Net Shape Process)向直接制成工件，即精密成形或凈成形(NetShape Process)方向發展。這些工件有些可以直接或者稍加處理即可用于組成產品，這樣就可以大大減少原材料和能源的消耗。

　　(2)干式加工開始得到應用

　　目前干式加工的主要應用領域是機械加工行業，如干切削加工、干磨削加工等等。干式加工顧名思義就是加工過程中不采用任何冷卻液的加工方式。干式加工簡化了工藝、減少成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。目前干式加工雖然在國外已經得到局部應用，并也取得了一些成效，如美國、日本、德國等采用于車削、干磨削、干鏜削等都取得了一定的成果，但在我國還剛開始研究，并且干式加工工藝本身還尚須全面論證，不過作為一種新型的加工工藝，已經得到了世界各國的廣泛注意和研究。

　　(3)工藝模擬技術得到迅速發展 工藝模擬技術主要應用于熱加工過程，過去通常必須做大量的實驗才能初步控制和保證加工工件的質量，采用工藝模擬技術將數值模擬、物理模擬和專家系統相結合，確定最佳工藝參數、優化工藝方案，預測加工過程中可能產生的缺陷和防止措施，從而能有效控制和保證加工工件的質量。

　　(4)新型制造技術的不斷涌現 現在對制造技術本身來說，各學科、專業之間的界限已經不那么明顯，從產品的設計開始，直到產品的加工工藝、加工過程、質量檢測、最后裝配和包裝，這些中間環節之間的界限已逐步走向淡化消失，逐漸趨向一體化，如現在CAD、CAPP、CAM的出現就使設計和制造成為一體。現在推出一種新型技術--快速原型零件制造技術(RPM)，其設計突破了傳統加工技術，采用材料"去除"的原則，而采用"添加、累積"的原理。代表性技術有分層實體制造(LOM)，熔化沉積制造(FDM)等等。

　　(5)網絡技術( NT)、虛擬現實技術( VRT)與制造業相結合構成敏捷制造(AM) 虛擬現實技術在制造業中的應用主要包括虛擬制造技術和虛擬公司( VC)兩個部分，虛擬制造技術就是在真正產品生產之前，在虛擬制造環境下生成軟產品模型(Soft Prototype)來代替傳統的硬樣品( Hard Prototype)進行實驗，對其性能和可制造性進行預測和評估。從而減少損耗，降低成本。虛擬制造技術和網絡技術相結合，就可根據市場需求，將產品所涉及到的不同公司，臨時組建成一個計算機網絡聯系的虛擬公司。目前正著手組建的"分散網絡化制造"( DNM)就是虛擬企業的一種模式，它的目標是在中國內地和香港的2000家制造企業之間通過Internet建立制造資源信息網絡來實施敏捷制造。

　　以上這些技術之所以都被歸于綠色制造工藝是因為這些工藝和技術或減少了原材料和能源的耗用量或縮短開發周期、減少成本，而且有些工藝改進對環境起到保護作用。雖然現階段由于種種原因還不能全面施行和應用這些工藝和技術，而且它們本身也許還有需要完善之處，但有理由相信綠色制造工藝將在本世紀大顯身手。