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打造网络虚拟化的绿色制造产业生态链
2009年10月12日    评论:    分享:
   《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出,我国要积极发展绿色制造,加快相关技术在材料与产品开发设计、加工制造、销售服务及回收利用等产品全生命周期中的应用,形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工业,使我国制造业资源消耗、环境负荷水平进入国际先进行列。

    2007年2月9日公布的国家科技支撑计划进一步提出,要通过实施“绿色制造关键技术与装备”重大项目,力促“中国制造”向“绿色制造”转变。该计划明确提出:要突破一批绿色制造、绿色建材产品重点关键技术及装备,并实施若干绿色制造示范工程,提高我国绿色制造水平,使国际绿色壁垒造成的贸易额损失显著减少。

    但是,加快绿色制造的发展,加快实现由“中国制造”向“中国绿色制造”的转变,是中国制造业面临的一种战略转变,是一场从设计思想到设计理念、到材料选型,流程再造,绿色物流直到包装运输,售后延伸管理,产品回收再造的一个完整的、全新的、系统化的、具有生态特征的崭新管理链条。

    这种具有生态特征的绿色制造链条,冲击了眼下常规制造的管理模式和思路,提升了质量的标准和内涵,刷新了品牌的闪光点,改变了产品服务的流程,扩展了服务的外延。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,对环境的影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益能实现协调和优化。

    因此,这种冲击是巨大而急迫的。面对这种情况,如何快速发展绿色制造?就成了一个摆在我们面前急待解决的问题。戴尔之所以取得成功,秘诀就在于用绿色的流程,绿色的材料,通过绿色的业务模式,实现绿色运营。戴尔的经验是值得国人研究和吸取的。因此,我们必须尽快从战略思考和战略研究入手,着力打造网络化的绿色制造产业生态链,才能适应发展“绿色制造”的要求。

    当前,我国已经围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研;在国内首次提出了适合机械工业的绿色设计技术发展体系,同时还进行了车辆的拆卸和回收技术研究、 “环境绿色技术评价体系的研究”等相关研究。已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍,清华大学、重庆大学、合肥大学等都已经在某些项目的研究中取得了一些阶段性成果,所有这些,都为我国发展绿色制造技术,建设崭新的绿色制造产业生态链奠定了基础。

    但是,这种单项工程的成就和进展,不能够代替打造网络化的绿色制造产业生态链的任务。更不能形成体系化的、具有生态特征的绿色制造的产业发展链条和发展格局。因此,必须进行战略思索,整合资源,全面布局,才能尽快建立起网络化的绿色制造产业研发态势,构建起绿色制造的产业生态链。才能适应绿色制造快速发展的要求。

    建立起网络化的绿色制造产业生态链当前要抓好如下六个环节。

  1、 建立绿色制造环境信息资源管理系统

  1)要尽快建立绿色产品设计数据库。

    进行绿色制造,就要锻造和提供一个绿色研发环境。因此,尽快建立与绿色产品有关的材料、能源及空气、水、土、噪声排放标准的基础数据库,提供开放的接口和查询的方便,为大面积展开的绿色产品设计提供设计依据。

  2)要尽快建立绿色标准数据库

    针对具体产品,收集、整理面向环境设计的资料,形成指导设计的设计指南,建立绿色产品系统设计工具平台,并与其它设计工具(如CAD、CAE、CAPP等)集成的数据库,形成集成的资料设计环境。使得整个绿色制造的作业流程能确保其顺畅性,从而达到整个绿色制造环节能力的提升

  3)要尽快建立绿色材料资源数据库

    选用无害材料生产绿色产品,是进行绿色制造的基础。

  这就要使大家能够找到绿色产品的名称,生产厂家,产品特点,技术参数,价格情况,才能进行价值链构建,或者确定为采购目标,进行绿色制造。

    在这方面,惠普公司早在十几年前,就利用把握的材料资源数据在产品外壳中停止使用了PVC(聚氯乙烯)和95%以上的溴化阻燃剂(BFR);在一体机产品中采用接触式成像技术的灯管来代替含汞的扫描仪灯管;在打印机生产中开展了用玉米粉替代塑料、减少工厂的废物排放量等环保研发。惠普的做法值得我们学习和借鉴。

  2、进行绿色设计

    据统计,造成环境污染的排放物有70%以上来自制造业。它们每年约产生出55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。在过去,更多的把保护环境的重点放在了污染物的“末端治理”上,而忽略了污染物的全过程控制和预防上。随着环境问题的日益严重,绿色产品设计的思想日益受到重视。

  绿色设计是指在产品及其寿命周期全过程的设计中,充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小。使产品的各项指标符合绿色环保的要求。

    绿色产品设计包括:绿色材料选择设计;绿色制造过程设计;产品可回收性设计;产品的可拆卸性设计:绿色包装设计;绿色物流设计;绿色服务设计;绿色回收利用设计等。在绿色设计中要从产品材料的选择、生产和加工流程的确定,产品包装材料的选定,直到运输等都要考虑资源的消耗和对环境的影响。以寻找和采用尽可能合理和优化的结构和方案,使得资源消耗和环境负影响降到最低。

    3、 采用绿色制造技术 开发绿色工程应用软件

    进行绿色制造就要在制造的过程中,采用绿色制造先进技术,降低和减少生产和制造过程中的垃圾和污染。在这方面,当前很多先进的制造技术值得我们采纳。比如成形制造技术。

    成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等,目前它正从接近零件形状(Near Net Shape Process)向直接制成工件的精密成形或净成形方向发展。这样就可以大大减少原材料和能源的消耗。再比如干式加工开始得到应用。如干切削加工、干磨削加工等。这种加工过程中不采用任何冷却液的加工方式,简化了工艺、减少了成本,并消除了冷却液带来的污染和危害。除此之外,分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)网络虚拟现实技术,敏捷制造技术等也都在制造业中得到了广泛的应用。比如目前有关方面正着手组建的"分散网络化制造"项目,其目标是在中国内地和香港的2000家制造企业之间通过Internet建立制造资源信息网络来实施敏捷制造。 以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺和技术就是  由于他们减少了原材料和能源的耗用量或缩短了产品开发周期,对环境起到保护作用。

    应该指出的是;网络信息技术为了绿色制造的发展提供了新的机遇和可能。因此,应尽快加强绿色支撑软件如:计算机辅助绿色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造决策系统,以及“绿色信息集成”以及“绿色产品和同类非绿色产品的比价技术”的研究,为绿色制造的发展铺平道路。

    4、构建起适应绿色要求的生产和运营管理系统

    进行绿色产品设计,仅只是满足“绿色需求”的开始。制造过程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,在这个过程中往往会产生废弃物或形成烟尘排放,造成环境污染。

    因此,进行绿色制造,就要在每一个制造环节都把“绿色环保意识”融入其中。严格落实绿色设计的内容和要求。树立“环境绩效是企业财富”的崭新绩效观,每一个部件都保证产品的“绿色”可靠性。才能把绿色制造落到实处。

    在这方面,中天科技就为创造和积累了十分宝贵的经验。他们不仅注重产品的生态设计、坚持绿色采购、在每一个制造环节落实环境管理体系的总体要求,而且对生产过程中的废水、废液进行积极治理。他们为对光棒母材清洗下来的含有氢氟酸与硝酸的废水、废气进行中和吸附处理,就购进了100多万元的设备进行治理;使废水、废气均达到了国家规定的一级排放标准和二级排放标准。

    针对生产过程中要使用氦气这个全球紧缺资源的情况,他们进行了工艺改造,将氦气的用量节省了1/3。为了推进企业清洁生产,从源头减少废物的产生,他们实现了由末端治理向污染控制和生产过程控制转变,促进公司能源消费、工业固体废物、包装废弃物的资源化利用,不仅提高了资源利用率,而且控制和减少了污染物排放。通过这一系列措施,构建起了一个适应绿色生产和绿色制造要求的生产和运营管理系统。使绿色制造落到了实处。

    5、 构建具有绿色集成功能的供应链和服务链

    绿色供应链的概念最初是美国密歇根州立大学的制造研究协会(MRC)于1996年提出的,旨在综合环境影响和资源优化利用,来考虑制造业供应链发展问题。从而减少产品在使用期和回收期为环境带来危害。

    与传统制造模式相比绿色制造模式对供应链管理提出了新的要求。原有的基于物流、信息流与资金流的供应链结构模型不能满足绿色制造的要求。以家电为例:广州松下空调有208家上游供应商,涉及空调零部件多达7268件,按照欧盟指令对零部件检测后发现,1/4达不到标准,这意味着现有的供应链将面临重新的洗牌和重大调整。如果这些企业不尽快改进并达标,就将被淘汰。新的达标企业将被吸纳加入到供应链中来。

    随着这种变化,制造业的传统服务链发生了重大变化。这种变化最典型的表现就是服务链的扩展和延伸。就是在原来的制造产品的生产模式由产品出厂一直延伸到"回收和再利用"的环节。

    这种延伸,首先是服务意识,服务理念的延伸。在服务延伸的过程中不仅将加大服务的成本,还将加大反向物流和回收,以及回收物的再利用成本。没有高度的社会责任感是不行的。

    在服务的延伸中,还要注意到制造过程中配套和辅助设备的供给和提供的延伸。我国的 “绿色制造关键技术与装备”项目的支撑计划中,就特别提出将组织实施“科学仪器设备研制与开发”项目,自主研发一批具有自主知识产权的科学仪器设备。更好的为绿色制造服务。

  6、建立垃圾回收再利用的机制和管理系统

    长期以来我们沿袭的生产模式是生产→流通→消费→废弃的开式循环,现在要进行绿色制造,是一种闭式循环的生产模式。就是在原来的生产模式中增加了一个"回收和再利用"的环节。

    闭式循环的生产模式要求采用“ 绿色包装”是指对生态环境和人体健康无害、能循环复用和再生利用、可降解的包装材料。要求在满足包装质量的前提下,减少包装用材。要求减少包装废弃物回收处理的压力。要求做好寿命终了产品最终回收进人下一个生命周期的循环中。

    惠普公司有一项“环保设计(DfE)计划”中,推动再生材料的使用是其重要的组成部分。在惠普制造的尖端技术扫描打印设备中,就包含了再生材料。其中5种型号的扫描仪盒盖的RPET材料中,就有25%来自回收自惠普喷墨墨盒,75%来自回收的塑料饮料瓶。它们的做法为我们提供了宝贵的经验。

标签:虚拟化制造产业
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