1.3 绿色制造的主要内容

绿色制造要求在制造过程中不仅要保证产品的功能、质量、成本，还必须协调产品全生命周期过程中的环境影响和资源效率。产品的全生命周期过程一般包括设计、制造、物流、使用、回收、拆解与再利用等环节，其中制造过程通常又被分为原材料获取及加工、零部件加工制造、装配、包装等过程。

绿色制造需要在这些阶段，通过技术创新及系统优化实现对环境影响最小、资源能源利用率最高这两个终极目标。沿着产品生命周期的各个阶段，绿色制造的主要研究内容通常包括绿色设计技术和工具开发、绿色生产及工艺技术开发、绿色使用、回收再利用工艺及技术开发、绿色供应链管理（见图1.5）。

1.绿色设计（Green Design）

绿色设计是指在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等）并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。绿色设计的原则被公认为“3R”原则（Reduce,Reuse,Recycle），即减少环境污染，减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。

作为绿色制造的最初环节，绿色设计策略和内容将在很大程度上决定产品生命周期各阶段的绿色属性。从研究内容的角度来讲，绿色设计主要涉及材料的选择与管理、产品的可回收性设计、产品的可拆卸性设计、产品绿色性能评价、产品绿色设计支持工具等领域（见图1.6）。

（1）材料的选择与管理是指在设计阶段就要将含有有害成分与无害成分的材料区分开来，并限制含有有害成分的材料的使用。在产品材料的选择上，不仅要考虑前期材料的发掘工作，也要考虑后期材料的加工过程、使用过程，以及废弃后对环境产生的影响等，应选用无毒、无污染、易降解、易回收、可重复使用、对环境影响小、耗能少，以及在满足工程和环境要求基础上成本最低的绿色材料。

（2）产品的可回收性设计是指在设计阶段充分考虑产品零部件及材料的回收率、回收价值、回收工艺、回收结构工艺性等与可回收性有关的问题，以达到零部件及材料的资源充分利用，并在回收过程中尽量减少产生二次污染。

（3）产品的可拆卸性设计是指在产品设计过程中，将可拆卸性作为设计目标之一，使产品的结构不仅便于装配、拆卸和回收，而且也要便于制造和具有良好的经济性。

2.绿色生产及工艺技术开发

生产过程是产品生命周期的核心阶段，生产过程的清洁程度与产品的绿色度密切相关，因此应大力提倡绿色生产模式。绿色生产模式是指以绿色制造思想为基础，采用先进的绿色工艺和技术，在提高生产效率的同时，减少原、辅材料的消耗量及废弃物的产生量，同时还要改善劳动条件，减少对操作者的健康威胁和相关环境的污染，并能生产出安全的、与环境兼容的产品。

很容易看出，先进的绿色工艺和技术是实现绿色生产模式的核心和关键。根据产品的制造流程，绿色生产工艺可以分为：利用绿色资源工艺、过程优化工艺技术、绿色装配和包装（见图1.7）。

（1）利用绿色资源工艺可分为材料选择工艺、节材工艺、节能和清洁能源工艺、回收再利用工艺、三废治理及回收工艺（减少消除固体废弃物、液体废弃物、气体废弃物工艺）。

（2）过程优化工艺技术包括工艺路线绿色优化技术、工艺种类绿色选择技术、工艺参数绿色优化技术、制造资源（机床、切削液、刀具等）绿色选择技术等。典型的新型绿色工艺技术包括干式切削工艺、低温强风冷却切削工艺、金属粉末注射成型工艺、快速原型制造技术等。

（3）绿色包装是指能够重复利用、再生循环或降解腐化，且在产品的整个生命周期中对人体及环境不造成危害的适度包装，其包含以下几点内涵：实行包装减量化，易于重复利用或回收再生，包装废弃物可以降解腐化，包装材料对人体和生物应无毒无害等。

3.绿色使用

绿色使用是指产品需满足宜人性、清洁性、绿色能源、合理使用的特性。即让使用者感到便捷舒适，避免辐射、有毒有害物质、刺激性物质及噪声等对使用者的危害；在使用过程中减少或消除废水、废气、废渣的产生，做到无污染或少污染，减少对环境的影响；在使用过程中若需要能源，则应选用再生能源、清洁能源、可替代能源等绿色能源，如太阳能、风能、电能、天然气等；还应根据说明合理使用产品，避免因使用不当造成产品提前报废，减少对环境的影响。

4.回收再利用工艺及技术开发

产品使用过程终止后，要对其进行回收处理，最大限度地减少废弃物对环境的影响，并充分回收利用可循环部分。回收再利用是指以废旧产品为对象，通过各种回收策略，以现代技术与工艺加工为手段，在规范的市场运作下，最大限度地开发利用其中蕴含的材料、能源及经济附加值等财富，使其成为有较高品位且可以用的资源，以达到节能、节材、保护环境等目的，从而支持社会的可持续发展。

回收再利用主要包括产品的回收、拆卸、再利用，在产品淘汰后进行处置时，将产品拆卸，可回收的部分经处理后再次用于该产品或者其他产品的生产原材料。不同的产品回收处理方案会产生不同的价值，不仅包括回收部分的价值，也包括处理过程本身产生的成本。应当对不同方案进行经济价值和技术方面的评估分析，制订出最佳的产品废弃物处理方案，以低成本获取高价值，可回收利用的部分尽可能多，废弃部分尽可能少，对环境影响最小，从而实现产品的绿色回收再利用过程。

回收再利用的关键技术主要包括回收工艺技术和回收装备技术、产品回收的人工智能系统、先进拆卸和破碎技术、再制造技术、材料分离分类技术、材料再生与利用技术、回收系统总体评价技术（见图1.8）。

5.绿色供应链管理

绿色供应链又称为环境意识供应链（Environmentally Conscious Supply Chain,ECSC）或环境供应链（Environmentally Supply Chain,ESC），是一种在整个供应链中综合考虑环境影响和资源效率的现代管理模式，它以绿色制造理论和供应链管理技术为基础，涉及供应商、生产商、销售商和用户，其目的是使得产品在物料获取、加工、包装、仓储、运输、使用到报废处理的整个过程中，对环境的影响（负面效应）最小，资源效率最高。

广义上的绿色供应链是指企业要求供应商对其产品的环境影响进行管理，即将环保原则纳入供应商管理机制中。例如，企业向供应商提出以环境为诉求的采购方案、绩效原则或评估过程，让所有或大部分的供应商遵循，或者研订对环境有害物质的种类并列出清单，要求供应商使用的原料、包装或污染排放中不得含有清单所列物资，其目的是让企业的产品更具有环保概念，提升市场的竞争力。

现阶段的绿色供应链研究更倾向于构建面向产品全生命周期的绿色供应链管理体系，除了重点对产业上下游供应商实行绿色采购之外，还需沿着产品的生产过程流，对产品的设计、加工、包装、仓储、运输、使用到报废处理等过程进行优化，降低环境负面影响并提高资源利用率。在绿色供应链的实施过程中存在许多具体问题，如绿色材料选择、绿色采购、绿色生产计划、绿色包装、绿色仓储、绿色运输、绿色分销和回收处理等，如何将这些过程有机集成，发挥整体最优化效益，是从真正意义上实现供应链绿色化的关键。 nC1SN1jJ1hEUAwy+UCbRZPnouaFEW51hWRiR5r+GYwvIEwP5cQHTupN0Ai4Wo5R3