1 前言
随着科学技术及生产技术的进步与发展,制造业越来越成为人类创造财富的支柱产业。但制造业又加剧了资源的消耗,产生废弃物,造成环境污染。因此,如何使制造业尽可能减少环境污染是当前环境问题研究的一个重要方面。正是在这种背景下,一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式产生了,这就是绿色制造。
绿色制造是一个面向环境的复杂的制造系统工程,它把制造过程中涉及到的每一个环节,每一个因素都与对环境的影响和资源的利用紧密结合起来。绿色制造的目标就是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的负作用影响最小,资源效率最高。对于绿色制造,一个基本观点是,制造系统中导致环境污染的根本原因是资源消耗和废弃物的产生。绿色制造的特征目标就是追求废弃物最少和环境污染最小,而决定这两个目标的根本因素是资源流。影响制造系统的资源流的因素又是多种多样的。在制造系统中,制造资源转变为产品的制造过程,实际上是一个物能资源流动的动态过程,其主要是物料资源的转化和消耗,其中又需要能量来驱动。因此,研究物能资源的消耗过程,对资源的综合优化利用,减轻环境污染具有重要的意义。
2 绿色制造资源消耗特性及影响因素
制造系统是一个输入制造资源(原材料、能源等),通过制造过程(包括产品设计、加工制造、装配出厂等)而输出产品(包括半成品)的输入输出系统,它同时产生废弃物,并造成环境污染,这个过程可用图1表示[1]。
图1 制造资源消耗过程
近年来,国际上提出的“可持续发展战略”和“绿色制造”,实际上是一个资源优化利用与环境污染问题一体化考虑的系统工程,绿色制造相比于传统制造的本质特征在于,绿色制造除保证一般的制造系统功能外,还要保证环境负面影响和资源消耗最小。对绿色制造有着直接关系的资源是物能资源,其中主要的又是物料和能源,本文重点讨论物料资源的消耗。
在过去,更多的把保护环境的重点放在了污染物的“末端”控制和处理上,而忽略了污染物的全过程控制和预防。越来越多的事实表明,在制造全过程的各个环节都有产生环境问题的可能,如果从制造的准备过程就开始对全过程以及生产完成后的产品进行全面的分析评价,对可能产生的环境问题事先进行预测,环境面临的危害就会大大减轻。