面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色制造模式探討
1 引言
十六屆三中全會后我國提出了科學(xué)發(fā)展觀，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式顯得尤為重要和迫切，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑和實(shí)現(xiàn)方式，是我國在戰(zhàn)略上尋求可持續(xù)能力瓶頸突破的最佳選擇。
傳統(tǒng)的工業(yè)制造模式往往只關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)，缺乏環(huán)境保護(hù)意識，是一種“資源—產(chǎn)品—污染排放”的單向線性和非循環(huán)的經(jīng)濟(jì)過程。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)則強(qiáng)調(diào)有效利用資源和保護(hù)環(huán)境，表現(xiàn)為“資源—產(chǎn)品—再生資源”的持續(xù)循環(huán)增長方式，做到生產(chǎn)和消費(fèi)“資源消耗減量化、污染排放最小化、廢物再生資源化和無害化”，以最小發(fā)展成本獲得最大經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。在這樣的時代背景下，一種面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)，著眼產(chǎn)品制造與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益共同提高的綠色制造模式正迅速發(fā)展起來。
2 綠色制造的概念及內(nèi)涵
綠色制造GM（Green Manufacturing），又稱環(huán)境意識制造（ECM）、面向環(huán)境的制造（MFE）等，是1996年由美國制造工程師學(xué)會（SME）提出的。借鑒美國制造工程師學(xué)會的觀點(diǎn)，綠色制造的基本概念可定義如下：綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的先進(jìn)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)廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源效率最高，并盡可能地使廢棄物資源化和無害化，從而使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益達(dá)到最優(yōu)，是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生產(chǎn)方式。其內(nèi)涵是產(chǎn)品生命周期的全過程均具有綠色性。
3 面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色制造工作流程
在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，企業(yè)要根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想設(shè)計(jì)了綠色制造工作流程，促進(jìn)原料和能源的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)的雙重效益。面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色制造模式追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)，達(dá)到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。
筆者根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想，設(shè)計(jì)了一個簡單的綠色制造工作流程，在整個工作流程中（圖1），循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“3R”原則，即“減量化，再利用，再循環(huán)”原則得到了充分的體現(xiàn)。本文主要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、回收利用這三方面進(jìn)行具體闡述。
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3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為綠色制造的首要環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，就將環(huán)境因素和防止污染的措施融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，將產(chǎn)品的環(huán)境屬性和資源屬性，如可拆卸性、可回收性、可制造性等作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并行地考慮并保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、壽命和經(jīng)濟(jì)性。綠色設(shè)計(jì)要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，選擇與環(huán)境友好的材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)和制造工藝，在適用過程中能耗最低，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生毒副作用；在產(chǎn)品生命終結(jié)時，要便于產(chǎn)品的拆卸、回收和再利用，所剩廢氣物最少。
根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化原則”和“再利用原則”在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可充分考慮以下幾方面：
3.1.1 面向回收的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，充分考慮產(chǎn)品零部件及材料回收的可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與回收有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料資源和能源的充分有效利用。面向回收的設(shè)計(jì)正引起人們的高度重視，美、德、日等發(fā)達(dá)國家在汽車、家電等行業(yè)應(yīng)用面向回收的設(shè)計(jì)理念。德國奔馳汽車公司在汽車的整個生命周期都體現(xiàn)了回收利用的思想。從設(shè)計(jì)開始，就注重汽車的可回收性，在生產(chǎn)、使用過程中產(chǎn)生的廢棄物、廢能、廢氣、廢液等做到全部回收，到報(bào)廢時，汽車本身再被拆解、回收、利用。
3.1.2 面向拆卸的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
拆卸是從裝配體上實(shí)現(xiàn)零部件分離的過程，并保證不對目標(biāo)零部件造成損害，拆卸是實(shí)現(xiàn)綠色回收的重要手段。拆卸分為破壞性拆卸和非破壞性拆卸兩種。面向拆卸的設(shè)計(jì)研究主要集中于非破壞性拆卸。目前，全球每年約有2400萬輛汽車報(bào)廢。美國每年約有1000萬輛汽車被淘汰，其中的95%被拆卸，車重的75%被回收，每年由汽車回收產(chǎn)生再生鋼材120萬噸，再生非金屬材料80萬噸。
3.1.3 面向升級的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
在產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以充分利用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的思想，通過更換部分功能模塊，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)較為簡易且廉價的升級，而不必整機(jī)報(bào)廢；在滿足產(chǎn)品功能的前提下，簡化結(jié)構(gòu)，減少其所用材料并選用低耗能、少污染、可回收再利用的材料，同樣便于其今后的綠色升級。
3.1.4 面向環(huán)保的包裝設(shè)計(jì)
從環(huán)境保護(hù)的角度，優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢棄物最少。包裝材料要選擇無毒、無污染、可回收利用、可再生或降解的包裝原輔材料，可采用天然可再生材料，如豐富的竹類、麻類木材等；發(fā)展紙包裝，開發(fā)各種替代塑料薄膜的防潮、保鮮紙包裝制品。如同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一樣，包裝結(jié)構(gòu)上也應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，盡量做到材料的低消耗。
3.2 產(chǎn)品生產(chǎn)
產(chǎn)品生產(chǎn)是實(shí)施面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色制造過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容包括采用低物耗、低能耗、廢棄物少、環(huán)境污染小的綠色制造工藝方法以及通過在新產(chǎn)品上重新使用經(jīng)過再制造的舊部件、提高部件的性能和可靠性等方法，以高資源利用率、小投入費(fèi)用、低環(huán)境污染的成本生產(chǎn)出最佳性能的產(chǎn)品。具體有以下幾種途徑：
3.2.1 少無切削工藝
隨著新技術(shù)、新工藝的發(fā)展，精鑄、冷擠壓等成型技術(shù)和工程塑料在機(jī)械制造中的應(yīng)用日趨成熟，從近似成形向凈成形、仿形發(fā)展。有些成形件不需要機(jī)械加工，就可直接使用，不僅可以節(jié)約傳統(tǒng)毛坯制造時的能耗、物耗，也大大減少了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費(fèi)用。
3.2.2 干式切削工藝
干式切削就是在加工過程中不使用冷卻潤滑油的加工方法。這樣可以消除加工時切削液帶來的大量的污染問題,獲得潔凈無污染的切屑,節(jié)省了大量的切削液，同時也省去了處理切削液造成污染的大量費(fèi)用。該工藝需要有特定的邊界條件，如要求刀具具有較高的耐熱性、耐磨性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，機(jī)床要求高速切削，有冷風(fēng)、吸塵等裝置。
3.2.3 減少加工余量
若機(jī)件的毛坯粗糙，機(jī)加工余量較大，不僅消耗較多的原材料，而且生產(chǎn)效率低下。因此，筆者認(rèn)為可建立專業(yè)制造毛坯的企業(yè)，為零件或整機(jī)制造企業(yè)提供較高精度的毛坯，這對大中型制造企業(yè)提高生產(chǎn)效率，節(jié)約時間成本有積極影響。
3.2.4 對零部件的再利用和再制造
再利用是對拆解得到的可用零部件直接再利用；再制造是對拆解得到的可用零件進(jìn)行處理后，重新組裝（可能需要加進(jìn)部分新的零部件），得到在性能上和壽命上等同或更優(yōu)于原來產(chǎn)品的新產(chǎn)品。
3.2.5 生產(chǎn)廢棄物再利用
使用過的廢切削液中，含大量礦物油料、表面活性劑（乳化劑）以及硫（S）、磷（P）等化學(xué)添加劑，如直接排放，則將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此企業(yè)應(yīng)使用一定的裝置對切削液的進(jìn)行凈化處理、回收利用；生產(chǎn)過程中的廢棄材料可二次資源利用，如利用一些邊角余料進(jìn)行部分零件加工等。
3.3 回收利用
回收利用是綠色產(chǎn)品在其整個生命周期中的重要環(huán)節(jié)。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)鏈中，綠色回收與綠色原材料供應(yīng)、綠色制造、綠色包裝、綠色配送、綠色使用共同組成一個閉環(huán)綠色供應(yīng)鏈系統(tǒng)。
3.3.1 回收/維修
一些產(chǎn)品的零部件由于使用的是標(biāo)準(zhǔn)尺寸，因此可以便捷地更換，而不必更換整個產(chǎn)品。這樣，用戶在使用過程中（超出包退期限）產(chǎn)品出現(xiàn)問題，可經(jīng)維修再使用，或經(jīng)維修后再銷售。另外采用模塊化的設(shè)計(jì)技術(shù)并使用標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品接口，可以方便地對產(chǎn)品進(jìn)行升級，這樣可以延長產(chǎn)品的生命周期，提高產(chǎn)品的使用率。在使用和維修過程中達(dá)到對產(chǎn)品和零部件的再利用。
3.3.2 回收/分拆
對使用后產(chǎn)品的分拆再利用，是對循環(huán)經(jīng)濟(jì)“再利用原則”和“再循環(huán)原則”的主要體現(xiàn)。“再利用原則”是對分拆后得到的可用零部件直接再利用或經(jīng)過處理后通過重新組裝再次利用。“再循環(huán)原則”主要是指材料的再循環(huán)，對于不可再利用的產(chǎn)品包裝及產(chǎn)品報(bào)廢拆解后無法直接、方便利用的材料，包括鋼鐵、有色金屬、玻璃、輪胎等橡膠制品和塑料、海綿等有機(jī)材料，通過回收、熔煉，使之變成可循環(huán)利用的原材料。
4 實(shí)施面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色制造的幾點(diǎn)建議
4.1 延長產(chǎn)品壽命周期
其一通過提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品的可靠性和耐久性，減少返修率和退貨率，從而延長產(chǎn)品的技術(shù)壽命周期（即產(chǎn)品性能完好的時間）；其二通過加強(qiáng)產(chǎn)品的外觀造型、色彩調(diào)配等工業(yè)設(shè)計(jì)方法，延長產(chǎn)品的美學(xué)壽命周期（即產(chǎn)品外觀具有吸引力的時間）。 以上兩種方法應(yīng)同步發(fā)展，并且要保持一定的平衡，這樣才能盡可能地延長產(chǎn)品的壽命周期，避免產(chǎn)品在短期內(nèi)退返、淘汰造成的大量損耗。
4.2 建立企業(yè)回流物品處理中心
企業(yè)形成一定市場規(guī)模后，應(yīng)選擇相對退貨比較密集的地區(qū)，設(shè)立集中式回流物品處理中心，日常退返的所有產(chǎn)品被送到這里分類，然后對該商品是檢修、重新出售還是廢棄做出決定，并選擇最佳處理方式。由于回流物品處理不容易形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，所以最好選擇租用公共倉庫的做法，降低成本。另外退貨處理很注重快速反應(yīng)，為了及時了解退貨、存貨的情況，廠商應(yīng)建立通暢的信息交流系統(tǒng)。
4.3 加強(qiáng)與相關(guān)廠商的合作
綠色制造戰(zhàn)略的實(shí)施需要包括制造商、供應(yīng)商、消費(fèi)者等供應(yīng)鏈上各個主體均采用綠色技術(shù)，因此以合作共贏的思想來實(shí)現(xiàn)綠色技術(shù)的創(chuàng)新顯得尤為重要，合作能降低綠色制造創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)，同時也能降低其投入。比如，企業(yè)選擇合適的聯(lián)盟廠商（應(yīng)是與本廠的產(chǎn)品、運(yùn)輸路線等方面比較接近，有較好的經(jīng)營狀況、較高信譽(yù)的等級）建立物流聯(lián)盟，使用共同或相近的運(yùn)輸路線、倉儲設(shè)施和技術(shù)平臺，充分利用運(yùn)輸和倉儲的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
4.4 重構(gòu)企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)
綠色制造戰(zhàn)略區(qū)別于其他制造戰(zhàn)略異質(zhì)性的特征是其不僅需要考慮企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)即利潤最大化，更為重要的是考慮生態(tài)安全與社會福利增進(jìn)等目標(biāo)，因此綠色制造戰(zhàn)略的實(shí)施需要重構(gòu)企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)，企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)的重構(gòu)涉及企業(yè)各個利益主體，利益主體的協(xié)調(diào)是企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)能否順利重構(gòu)的關(guān)鍵，而加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部的溝通與交流，尤其是領(lǐng)導(dǎo)者與企業(yè)員工之間的交流與溝通，是消除變革阻力，協(xié)調(diào)各利益主體的一個有效途徑。
5 結(jié)束語
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是新世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出的一種新態(tài)勢，是一場深刻的工業(yè)革命。中國經(jīng)濟(jì)必須跟蹤這一新動向，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，使我國經(jīng)濟(jì)和社會真正走上可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色制造模式是制造領(lǐng)域的新視野，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵因素，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，它不僅強(qiáng)調(diào)對廢棄物的回收作用，更強(qiáng)調(diào)通過資源縮減、翻新、改制和再生循環(huán)等方式，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和增強(qiáng)競爭力等目標(biāo)，因而是企業(yè)管理戰(zhàn)略的重要組成部分。在不久的將來，肯定會有越來越多的企業(yè)認(rèn)識到綠色制造的戰(zhàn)略重要性，對綠色制造的發(fā)展投入更大的關(guān)注。
作者簡介：戎嘉琪（1978—），男，浙江寧波市人，碩士 ，寧波大學(xué)工學(xué)院研究實(shí)習(xí)員，主要研究方向：供應(yīng)鏈管理、先進(jìn)制造技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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