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    工程案例

    “綠色制造”成全球制造業發展共識

    來源:中國礦山裝備網 日期:2014-6-20

    隨著資源、能源、環境約束的加劇,對流程工業的資源循環和替代技術,以及對裝備制造業的清潔生產等綠色制造關鍵技術的‘培育計劃’已經上升為世界諸多國家的重要戰略。

      “隨著資源、能源、環境約束的加劇,對流程工業的資源循環和替代技術,以及對裝備制造業的清潔生產等綠色制造關鍵技術的‘培育計劃’已經上升為世界諸多國家的重要戰略。”5月30日,以“綠色制造,全球共識”為大會主題的2014年綠色制造國際論壇,在江蘇省張家港市成功舉辦,中國機械工程學會監事長、“綠色聯盟”專家委員會主任宋天虎在做大會總結性發言時強調了綠色制造在全球制造業中的重要性。
      據悉,這次綠色制造國際論壇邀請到十位國際綠色制造領域的專家,他們分別從理論到實踐,從學術研究到產業應用出發,發言內容涉及國際綠色制造業的宏觀發展脈絡和國內外先進的綠色制造技術兩大類。
      宏 觀:指明綠色制造發展方向
      本次論壇首先從宏觀的角度剖析了機械制造業的歷史沿革、技術現狀,全面而系統地指明了綠色制造的發展方向。 
      英國劍橋大學埃文斯教授(Prof.SteveEvans)首先介紹了英國綠色制造業的概況。然后介紹了制造商們以綠色、精益、環保為主攻方向,通過改進生產過程、優化系統管理,成功實現節能減排的典型案例。最后強調指出,制造企業需要提高能源效率、增強國際化意識、積極參與全球合作,從根本上改變產業生產系統,最終實現具有生態效益的可持續制造目標。 
      綠色制造產業技術創新戰略聯盟李冬茹秘書長,以國內外鼓勵企業開展綠色制造的政策支持和研究進展為背景,重點介紹了中國綠色制造產業技術創新戰略聯盟的概況。 
      作為中國40家機構協同創新的技術平臺,綠色制造產業技術創新聯盟已開展了綠色制造產業技術調研、企業間的協同技術創新活動、國內外綠色技術的交流研討,編制了汽車、家電等領域的技術路線圖。該聯盟有效地促進了中國的節能減排以及綠色變革,進而加快了中國綠色制造產業化的進程。
      英國利物浦大學韓國強教授(Prof.BernardHon)提出了一個廣義的制造業能源框架。他從制造層次、產品層次和車間層次,分析了與機床有關的能源消耗及其影響,并列舉英國優秀的綠色制造實例,例如多條生產鏈協同,實現能源、資源的高效利用,闡述了英國目前在可持續制造領域的發展狀況和先進技術。 
      機械科學研究總院單忠德副院長的報告,從機械工業生產制造現存問題入手,對比分析國內外機械裝備工業典型的綠色成形工藝及設備現狀,指出了未來的發展趨勢:一是面對單件、小批量產品的客戶化定制成為未來的主要供貨模式,成形制造技術向著無?;?、快速化方向發展;二是為實現節能節材,進一步減少加工余量,成形制造技術向精密化、復合化方向發展;三是為提高產品制造柔性化和產品質量與效率,成形制造技術向數控化、智能化方向發展。 
      英國IP集團德勒左那博士(Dr.RobertTrezona)的報告,從綠色創新企業資金格局的角度,概括了創新企業在產品開發、聚焦投資、股權融資等環節將會遇到的挑戰。并結合集團目前的案例,分享其經驗和體會,為進一步拓展綠色制造的市場帶來可借鑒的經驗。 
      技 術:前沿研發引領制造業發展 
      在談到綠色制造前沿技術研發進展情況時,烏克蘭國立技術大學科瓦連科教授(Prof.VolodymyrKovalenko)在報告中指出,烏克蘭國立技術大學與浙江工業大學合作,利用激光加工技術能在綠色制造中發揮高效、優質、低耗等獨特的優勢,開展了眾多研究,并取得了成果如下:一是自主研發出抗(水)汽蝕、抗高溫、抗腐蝕磨損三個系列的激光專用粉體材料;二是提出超音速激光沉積(SLD)以及電磁協同激光加工、激光組合增材制造(LCAM)等復合強化技術。與此同時,他們還發揮各自技術優勢,克服了激光單一熱源作用下的不足,解決了“硬而薄”以及“變形”等難題。除此之外,還研發了專用裝備,降低了制造成本,實現了產業化。 
      北京神霧環境能源科技集團吳道洪董事長在論壇上介紹了神霧集團從源頭上防控治理大氣霧霾,以蓄熱式高溫空氣燃燒技術及直接還原煉鐵技術為核心,重點研發了八項節能減排技術及對其成功進行推廣。這八項技術分別應用于煤化工、石油化工、火力發電、鋼鐵冶金、有色金屬等領域,提高了化石能源、礦產能源及可再生能源的燃燒效率,減少污染物排放,實現了清潔生產。 
      中國地質大學程寒松教授認為,氫作為高能效、可再生的清潔綠色能源,具有很廣闊的應用范圍和發展前景。他通過多年大量實驗研究,發現乙基咔唑作為有機液態氫載體,能在常溫常壓液態下高效安全地儲存和運送氫氣。該技術可降低材料和設備的成本,如能應用于氫燃料汽車,進而帶動工業和社會基礎設施建設,將會推動當今能源結構的實質性變革。 
      美國密歇根大學斯科洛斯教授(Prof.StevenSkerlos)首先介紹了滿足可持續發展的四個重要因素———經濟、環境、社會、功能(體驗)。在此基礎上提出值得我們借鑒的兩個觀點:一是歸因生命周期評估。該方法綜合了市場信息,以新設計和新政策為表現形式,對創新設計做出預測,并對產品的環境、社會等影響進行評價。二是生產系統的優化。例如,采用快速噴射的超臨界二氧化碳混合物改善金屬加工時的潤滑和冷卻性能,從而減少了對人體和環境的損害。又如,選擇適當的加工方式,以滿足節能減排、降低成本的要求。
      英國考文垂大學李衛東教授的報告綜合了信息與通信技術、計算機技術、加工技術。他從產品的全生命周期各階段入手,詳細介紹了通過協同設計、加工過程優化、自適應快速成型、選擇性拆卸等技術,在數字化智能化制造的同時,有效地監控并優化能源/碳的使用與排放,進一步推動可持續制造的創新發展。
      結 論:綠色制造全球共識
      宋天虎最后指出,綠色制造強調通過資源綜合利用和循環使用、短缺資源的代用以及節能降耗等措施實現資源的持續利用;同時減少廢料和污染物的生成及排放、提高生產和消費過程與環境的相容程度,最終實現經濟效益和環境效益的最優化。機械產品全壽命周期的綠色化是未來機械工程技術發展的重要趨勢,其主要包括如下五個環節:
      一是產品設計綠色化。為了適應節能減排的需求,應該建立面向生態化設計的數據庫和知識庫及相關技術規范和標準;為了適應對廢舊機電產品回收、再制造的要求,必須在設計階段就要考慮結構的易拆解、易回收、易修理。
      二是工藝材料綠色化。用于制造過程的工藝材料綠色化發展很快,那些傳統的,給環境帶來污染,威脅人身健康的工藝材料將被逐步取代。
      三是制造工藝綠色化。零件精確成形技術比起傳統的成形工藝,材料利用率可提高20%~40%,取消或大大減少了加工工時,實現了節能、降耗的目標,是一種很有推廣應用前景的綠色制造工藝。此外,諸如粉末冶金等具有材料制備與零件成形一體化短流程特點的基礎制造工藝,也是值得關注與推廣的。
      四是產品包裝綠色化。面向環境的產品包裝設計、包裝材料、包裝結構和包裝廢棄物回收處理,將成為包裝的主流發展趨勢。其目標是實現資源消耗和產生廢棄物最小化。
      五是處理回收綠色化。以廢舊零部件為對象的再制造技術成功解決了這些零件的磨損、裂紋、疲勞、損傷等失效問題,預期將在機械設備、醫療器械、家電產品、電子信息類產品領域廣泛應用。
      據悉,這次會議是由中國機械工程學會發起,聯合綠色制造產業技術產業創新戰略聯盟(以下簡稱“綠色聯盟”)、英國機械工程師學會、美國機械工程師學會、香港安樂工程集團等共同主辦的。由來自中國、英國、美國、烏克蘭等十位專家圍繞主題做大會發言。論壇吸引了來自全國各企業、科研院所、大專院校的400余位科技工作者參加。

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