机床绿色制造系统工程的实施框架

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1、论坛●●●重-l巴C匕矗【J殳二0机床的发展经历了手工操作、机械自动化、电气控制、计算机控制等不同阶段，机械液压、电子技术、微电子技术、计算机技术在机床发展的不同阶段中发挥了关键作用，推动了机床的进步与变革，而计算机技术、软件技术的发展，又将机床推进到了网络化／信息化时代。栏目策划：亦非金卯钐论坛FORUM机床绿色制造系统工程的实施框架ImplementationFrameworkofSystemEngineeringforGreenManufacturingofMachineTool武汉科技大学制造工程研究所

2、江志刚周帆张华张旭刚江志刚武汉科技大学工业工程系副教授。主要研究方向为绿色制造与再制造。制造系统工程。近年来，主持和参与完成国家自然科学基金．国家科技支撑计划．国家863计划．湖北省自然科学基金等课题20余项。绿色制造基础理论与技术方法体系项目获2006年度湖北省自然科学二等奖，取得软件著作权2项，出版学术著作1部，在机械工程学报、JournalofCleanerProduction．InternationaIJOUrnaIofAdVancedManufacturingTechnology等国内外权威期刊上发表

3、学术论文30余篇。*国家科技支撑计划项目(2012BAF02803)和国家自然科学基金(51205295)资助。42航空制造技术·2013年第5期机床制造业作为基础装备制造业，对于振兴我国装备制造业起着非常重要的作用。为此，如何实施机床绿色制造，开发节省能源、减少排放的绿色机床，优化机床制造过程以及回收利用废旧机床，实现资源循环利用，对于振兴我国机床制造业具有重要战略意义。绿色制造是一个综合考虑资源消耗和环境影响的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境负面

4、影响极小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化【11。绿色制造已经成为国内外很多企业优先发展战略之一。机床制造业作为基础装备制造业，对于振兴我国装备制造业起着非常重要的作用。为此，如何实施机床绿色制造，开发节省能源、减少排放的绿色机床，优化机床制造过程以及回收利用废旧机床，实现资源循环利用，对于振兴我国机床制造业具有重要战略意义。机床绿色制造技术的研究和应用已引起了国内外的广泛关注。Weinert和Diaz等对绿色机床的设计以及机床使用过程的资源消耗和环境影响分析评价进行了研究[2-31。李先广等

5、提出了一种齿轮加工机床的绿色设计和制造技术框架，并对干式切削技术、少无切屑加工技术、数控化技术、模块化及结构优化设计技术、再制造重用等技术及策略进行了研究[4】。李聪波等建立了一种基于产品设计主线和生命周期主线的机床行业绿色制造运行模式【5]。曹华军等建立废旧机床再制造技术框架，并对机床再制造的关键技术进行了深入研究同。周鹏分析了机床绿色制造目前存在的主要问题，并针对政府、企业和有关部门提出了一些意见和建议17--81。此外，当前已经出现了不少专门从事机床再制造业务的企业。美国已有200多家专门从事机床再制造的

6、公司，德国吉特迈集团股份公刚。。Macn。酬未来机床司等著名机床企业也非常重视机床再制造业务。我国重庆机床厂、广州机床厂等也开展了大量的废旧机床再制造业务。综上所述，机床绿色制造方面的研究已成为国内外研究热点，机床的绿色设计、机床的绿色工艺规划、机床的节能减排以及废旧机床的回收再制造等方面都有大量机构和学者进行了深入的研究。但是，由于机床绿色制造的运行与实施是一个复杂的系统工程，因此，如果从孤立的绿色制造方法、绿色制造技术、绿色制造工具和绿色制造设备等方面去研究机床绿色制造过程，将无法从全局上使“机床绿色制造”

7、运行于最优状态，发挥出最佳效益【9】。本文正是从这一视角出发，运用系统工程的理论和方法对机床绿色制造的实施进行研究，以期对机床制造企业实施绿色制造提供一定的参考。机床绿色制造系统的结构模型机床绿色制造与传统机床制造的区别主要在于，机床绿色制造从机床的整个生命周期审视，并力求逐步实现：(1)机床零部件由再生材料制造；(2)机床重量和体积减少40％以上；(3)提高传动效率，降低空转功率等，能源消耗减少30％一40％；(4)使用过程的废弃物减少50％～60％；(5)报废机床的材料100％可回收。机床绿色制造的核心是在

8、机床整个生命周期过程中实现“4R”，即(1)减量化(Reduce)，从源头就注意减少资源(包括能源)使用量及废物排放量，减轻环境负荷，降低人体安全健康危害；(2)重用(Reuse)，要求机床或者其零部件能够反复使用；(3)再生循环(Recycle)，要求生产出来的机床在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源，而不是不可再生的垃圾。再循环有两种情况，一种是原级再循环，即废品被循环用来制