制造業(yè)是將可用資源（包括能源）通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)，是創(chuàng)造人類財(cái)富的支柱產(chǎn)業(yè)。但同時(shí)又大量消耗掉人類社會(huì)有限資源，并且是造成當(dāng)前環(huán)境污染問題的主要根源。

    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，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期過程中，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，資源利用率極高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

1 綠色制造的概念

    比較系統(tǒng)提出綠色制造的概念、內(nèi)涵和主要內(nèi)容的文獻(xiàn)是美國制造工程師學(xué)會(huì)于1996年發(fā)表的關(guān)于綠色制造的專門藍(lán)皮書《Green Manufacturing》。1998年SME又在國際互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表了綠色制造的發(fā)展趨勢的網(wǎng)卜主題報(bào)告，對(duì)綠色制造研究的重要性和有關(guān)問題又做了進(jìn)一步的強(qiáng)調(diào)和介紹。綠色制造(Green Manufacturing)，又稱環(huán)境意識(shí)制造(Environmentally Conscious Manufacturing)，面向環(huán)境的制造(MFE)等。近年來的研究非常活躍。由于綠色制造的提出和研究歷史較短，其概念和內(nèi)涵尚處于探索發(fā)展階段，因而至今還沒有統(tǒng)一的定義。綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，特別是借鑒1996年SME藍(lán)皮書《Green Manufacturing》的觀點(diǎn)和作者們所作的研究，將綠色制造定義如下：綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用周期中，對(duì)環(huán)境的影響（負(fù)作用）最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

    綠色制造現(xiàn)在已成為世界性的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)潮流，因?yàn)檫@符合現(xiàn)代環(huán)境觀。經(jīng)綠色制造而生產(chǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)它壽終正寢時(shí)，其組成部件可經(jīng)整修后重復(fù)利用，從而形成該產(chǎn)品的封閉式循環(huán)。在廢物處理費(fèi)用越來越高的今天，從設(shè)計(jì)著手就讓產(chǎn)品易于銷毀已經(jīng)變得同易于制造一樣重要。

2 我國企業(yè)實(shí)施綠色制造戰(zhàn)略迫在眉睫

    以低成本、低價(jià)格而在國外市場“所向披靡”的中國機(jī)電出口企業(yè)正在經(jīng)歷巨大的陣痛：正在和將要實(shí)施的兩項(xiàng)歐盟環(huán)保指令使這些企業(yè)必須尋找新技術(shù)、新材料，提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，并增加回收的成本。2005年8月13日歐盟《關(guān)于報(bào)廢電子電器設(shè)備指令》（簡稱WEEE指令）正式生效，而《關(guān)于在電子電器設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》（簡稱ROHS指令）也將于2006年7月1日?qǐng)?zhí)行。WEEE指令要求生產(chǎn)商在2005年8月13日以后，在銷往歐盟成員國的產(chǎn)品上加貼回收標(biāo)識(shí)；改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，負(fù)有回收、處理進(jìn)入歐盟市場的廢棄電器和電子產(chǎn)品的責(zé)任；生產(chǎn)商同時(shí)應(yīng)支付產(chǎn)品的回收、處理、再循環(huán)等方面的費(fèi)用。而ROHS指令則要求，2006年7月1日以后投放歐盟市場的電器和電子產(chǎn)品不得含有鉛、汞、鎘等6種有害物質(zhì)。

    歐盟是中國機(jī)電產(chǎn)品出口最大的地區(qū)之一，去年中國對(duì)歐盟出口機(jī)電產(chǎn)品約3800億美元，占全部出口的20-30%。兩項(xiàng)指令不僅對(duì)中國出口歐盟各國的電子電器產(chǎn)品的材料、零部件、沒計(jì)及工藝提出了更高的環(huán)保要求，還將對(duì)中國電子電器整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大沖擊和影響。據(jù)商務(wù)部門的統(tǒng)計(jì)，這兩項(xiàng)指令正式實(shí)施后，預(yù)計(jì)由此造成的外貿(mào)損失每年在370億美元以上。

    目前我國大多數(shù)中小企業(yè)、非外資背景企業(yè)，產(chǎn)品遠(yuǎn)未達(dá)到ROHS指令要求。企業(yè)如果不能及時(shí)達(dá)到歐盟的新環(huán)保要求，那么產(chǎn)品積壓、出口銳減、重稅制裁等問題將接踵而至，甚至最終會(huì)被殘酷淘汰。在歐盟環(huán)保指令的促動(dòng)下，綠色制造正在成為中國機(jī)電行業(yè)的大勢所趨。中國許多大型家電企業(yè)已在紛紛實(shí)施綠色戰(zhàn)略。從長遠(yuǎn)看，歐盟雙指令促使企業(yè)采用新技術(shù)，提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，與國際接軌，有利于推動(dòng)中國制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

    但對(duì)于不少實(shí)力弱的中小企業(yè)來說，產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型帶來的壓力將更大。在ROHS指令面前，家電上游配套企業(yè)中有相當(dāng)一部分企業(yè)因不能滿足標(biāo)準(zhǔn)面臨被淘汰。廣州松下空調(diào)近日表示，他們目前共有208家上游供應(yīng)商，涉及空調(diào)零部件多達(dá)7268件，按照歐盟指令對(duì)零部件檢測后發(fā)現(xiàn)，1/4達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，這意味著如果這些企業(yè)不改進(jìn)技術(shù)，將會(huì)被拋棄。

3 綠色制造的理論基礎(chǔ)

    綠色制造是可持續(xù)發(fā)展的核心，綠色制造是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一的有效途徑。其研究方法是以生命周期思想作為指導(dǎo)，對(duì)象是一個(gè)閉合循環(huán)的復(fù)合系統(tǒng)。綠色制造應(yīng)由可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)科學(xué)等理論支撐。

    3.1 可持續(xù)發(fā)展理論目前，可持續(xù)發(fā)展正由一個(gè)口號(hào)性的概念變成各國政府和國際組織的發(fā)展戰(zhàn)略，其最主要的表現(xiàn)是將衡量可持續(xù)性或是否符合可持續(xù)發(fā)展要求，作為各國政府重大戰(zhàn)略決策和實(shí)施的主要依據(jù)。

    制造業(yè)是創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的主要產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是消耗資源、污染環(huán)境的源頭。綠色制造就是要用先進(jìn)的制造技術(shù)取代傳統(tǒng)的制造技術(shù)，淘汰那些消耗大、污染重、效益低的“夕陽產(chǎn)業(yè)”，將“綠色”的概念引進(jìn)到制造業(yè)中。這里的“綠色”，不僅僅是清潔的意思，還包括節(jié)約資源、優(yōu)化利用資源的思想，它正是追求人與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的整體協(xié)調(diào)發(fā)展，保證資源的有序利用，具有可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵。

    而對(duì)于綠色制造而言，它從環(huán)境角度衡量綠色制造戰(zhàn)略可持續(xù)性，并提出符合可持續(xù)發(fā)展要求的減緩、補(bǔ)救措施或替代方案，為最終的戰(zhàn)略決策和實(shí)施提供制定有關(guān)環(huán)境保護(hù)的依據(jù)。同時(shí)，它還可以被看成是聯(lián)系可持續(xù)發(fā)展與綠色制造的橋梁，是將抽象的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具體落實(shí)到綠色制造行動(dòng)的重要工具。因此，可持續(xù)發(fā)展有關(guān)理論是綠色制造研究的重要理論基礎(chǔ)和實(shí)施綠色制造工作開展的具體指導(dǎo)思想。

    3.2 循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論循環(huán)經(jīng)濟(jì)是將清潔生產(chǎn)和廢物的綜合利用融為一體的經(jīng)濟(jì)，它按照自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律重構(gòu)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，使經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和諧地納入到自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的過程中，建立起一種新形態(tài)的經(jīng)濟(jì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)在本質(zhì)上就是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)。

    循環(huán)經(jīng)濟(jì)是中國在未來將要實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展的一種重要途徑和方式。它要求以對(duì)環(huán)境友好的方式利用自然資源和環(huán)境容量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)化轉(zhuǎn)向（即“綠化”的發(fā)展方向），是一種善待地球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式。綠色制造體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，它要求把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)組織成一個(gè)“資源-產(chǎn)品-再生資源”的閉環(huán)式流程，使得從整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以及生產(chǎn)和消費(fèi)的過程基本上不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生很少的廢物，從根本上消解長期以來環(huán)境與制造業(yè)發(fā)展之間的尖銳沖突。

    3.3 系統(tǒng)科學(xué)理論現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)及其機(jī)理為對(duì)象，研究系統(tǒng)的類型、一般性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。系統(tǒng)科學(xué)具有重要的方法論意義，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和哲學(xué)、社會(huì)科學(xué)的發(fā)展中有著舉足輕重地位，為人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界提供了富有成效的現(xiàn)代化的“新工具”。

    系統(tǒng)論觀點(diǎn)要求人們不把所論對(duì)象孤立于環(huán)境之外，不具有內(nèi)部要素與結(jié)構(gòu)的質(zhì)點(diǎn)，而是把對(duì)象看作由要素按一定結(jié)構(gòu)方式組織起來的有機(jī)整體，看作更大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。從要素之間、要素與系統(tǒng)、系統(tǒng)與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關(guān)系去把握客觀的對(duì)象，去思考和解決問題，要求人們具有整體觀點(diǎn)、動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)、擇優(yōu)觀點(diǎn)以達(dá)到優(yōu)化思維的目的。

    綠色制造的研究對(duì)象就是戰(zhàn)略經(jīng)濟(jì)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)。而且，由于綠色制造涉及多學(xué)科的知識(shí)、內(nèi)容復(fù)雜，對(duì)綠色制造進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)也是一項(xiàng)龐雜的工作。因此系統(tǒng)科學(xué)的有關(guān)理論和方法，對(duì)于綠色制造理論研究和實(shí)踐工作有指導(dǎo)意義。

4 綠色制造的相關(guān)技術(shù)支撐

    4.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署工業(yè)與環(huán)境規(guī)劃中心于1989年最先提出“清潔生產(chǎn)”。對(duì)于清潔生產(chǎn)有多種定義，概括地說就是：低消耗、低污染、高產(chǎn)出。清潔生產(chǎn)包含從原料選取、加工、提煉、產(chǎn)出、使用到報(bào)廢處置及產(chǎn)品開發(fā)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)生產(chǎn)到運(yùn)營管理的全過程所產(chǎn)生污染的控制。

    清潔生產(chǎn)技術(shù)也叫無害環(huán)境技術(shù)、低廢無廢技術(shù)或綠色技術(shù)。清潔生產(chǎn)是綠色制造實(shí)現(xiàn)的手段，綠色制造產(chǎn)品是清潔生產(chǎn)的產(chǎn)物。清潔生產(chǎn)是一種面向可持續(xù)發(fā)展的新制造模式，它在產(chǎn)品壽命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)中融入“全面預(yù)防污染”的新思想，通過采取各種清潔生產(chǎn)技術(shù)措施，有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行涉及產(chǎn)品壽命周期全過程的各種信息流、物料流和能量流，盡最大可能的杜絕或減少污染物的排放量，減輕對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)污染源的有效控制，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“綠色性”。

    具體的清潔技術(shù)主要有：以煤為主的各種節(jié)能降耗技術(shù)；各種物料回收與綜合利用技術(shù)：各種新型清潔生產(chǎn)技術(shù)（包括生物工程技術(shù)、信息技術(shù)，以核能、太陽能和風(fēng)能為主的新能源技術(shù)，各種資源替代和產(chǎn)品替代技術(shù)等）。清潔生產(chǎn)涉及到生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品等硬技術(shù)方面的因素以及管理等軟技術(shù)因素。

    4.2 綠色設(shè)計(jì)技術(shù)綠色設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設(shè)計(jì)中，充分考慮對(duì)資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本等基本屬性的同時(shí)，要考慮其環(huán)境屬性，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)因素，從而使得產(chǎn)品及其制造過程對(duì)環(huán)境的總體影響和資源消耗減到最小。綠色設(shè)計(jì)除考慮傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所滿足的產(chǎn)品技術(shù)功能目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)外，還需要處理好以下幾個(gè)方面的問題：①產(chǎn)品的原理設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要便于退役零部件的重用或補(bǔ)修，材料要綜合利用，報(bào)廢零件要便于材料分類處理。②合理使用原料。③考慮產(chǎn)品使用中對(duì)環(huán)境的影響。④合理利用能源。⑤產(chǎn)品制造工藝的合理性。⑥設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品包裝材料；⑦不可再生廢物的利用。

    4.3 綠色材料選擇技術(shù)綠色材料也被稱為生態(tài)環(huán)境材料、環(huán)境意識(shí)材料或環(huán)境協(xié)調(diào)性材料。所謂環(huán)境協(xié)調(diào)性是指對(duì)資源和能源消耗少，對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高。綠色材料選擇技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)性和綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜問題。一是綠色材料尚無明確界限，實(shí)際中選用很難處理。二是選用材料，不能僅考慮其綠色性，還必須考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本等多方面的要求，這些更增添了面向環(huán)境的產(chǎn)品材料選擇的復(fù)雜性。

    4.4 綠色生產(chǎn)工藝規(guī)劃技術(shù)綠色生產(chǎn)工藝規(guī)劃就是要根據(jù)制造系統(tǒng)的實(shí)際，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢物的產(chǎn)生量和毒性小、對(duì)環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線。

    根據(jù)制造業(yè)生產(chǎn)加工的特點(diǎn)，綠色制造工藝應(yīng)該具有如下特點(diǎn)：設(shè)計(jì)人員必須具有良好的環(huán)境意識(shí)，能熟練掌握現(xiàn)代化的技術(shù)工具（如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一些常用的專業(yè)軟件等）；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件；盡量簡化工藝優(yōu)化配置；減少不可再生資源和短缺資源的使用量。

    4.5 綠色包裝及運(yùn)輸技術(shù)綠色包裝技術(shù)就是從環(huán)境保護(hù)的角度，選擇使用可再生利用或?qū)Νh(huán)境無污染、對(duì)人無毒害的包裝材料，合理包裝產(chǎn)品，優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢物產(chǎn)生最少。目前這方面的研究很廣泛，但大致可以分為包裝材料、包裝結(jié)構(gòu)和包裝廢物回收處理3個(gè)方面。當(dāng)今世界主要工業(yè)國要求包裝應(yīng)做到“3RID”（Reduce減量化、Reuse回收重用、Recycle循環(huán)再生和Degradable可降解）原則。

    4.6 綠色使用及處理技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的綠色使用目前主要集中在延長產(chǎn)品的使用周期和減少使用中的能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。延長產(chǎn)品生命周期可以最終減少產(chǎn)品報(bào)廢后的各種處置工作，從而提高資源利用率，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。增加產(chǎn)品的可維護(hù)性是延長產(chǎn)品生命周期的一個(gè)重要方法。為此，必須在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品的拆卸性，尤其是易損件的拆卸和維修。

    綠色處理技術(shù)，一方面是指在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，要注意對(duì)流失的物料和產(chǎn)生的廢料進(jìn)行回收，返回到流程中或經(jīng)處理后作為原料回用或被用作其它生產(chǎn)中的原料再利用，建立從原料投入到廢物循環(huán)回收利用的生產(chǎn)閉合回路，使工業(yè)生產(chǎn)過程不對(duì)環(huán)境構(gòu)成任何危害或危害最小化。

    另一方面，主要是指產(chǎn)品生命周期終結(jié)后，要采用綠色處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行回收處理，若不回收處理，將造成資源浪費(fèi)并導(dǎo)致環(huán)境污染。

    目前的研究認(rèn)為面向環(huán)境的產(chǎn)品回收處理是個(gè)系統(tǒng)工程，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始就要充分考慮這個(gè)問題，并作系統(tǒng)分類處理。產(chǎn)品壽命終結(jié)后，可以有多種不同的處理方案。各種方案的處理成本和回收價(jià)值都不一樣，需要對(duì)各種方案進(jìn)行分析與評(píng)估，確定出最佳的回收處理方案。從而以最少的成本代價(jià)，獲得最高的回收價(jià)值，即進(jìn)行綠色產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)主要考察三方面：效益最大化、重新利用的零部件盡可能多、廢棄部分盡可能少。

    除上述幾項(xiàng)技術(shù)外，因?yàn)榫G色制造是一個(gè)多變量、多目標(biāo)且具有大量不確定性因素的評(píng)價(jià)決策過程。在這種情況下，各種人工智能技術(shù)包括知識(shí)系統(tǒng)、模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及一些相關(guān)軟件的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)等在研究開發(fā)中都可能會(huì)起到重要的作用。

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本文標(biāo)題：綠色制造之理論與技術(shù)支撐

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