實(shí)施機(jī)床行業(yè)的綠色制造，重點(diǎn)應(yīng)從四個(gè)途徑入手

　　“十二五”期間，我國(guó)將大力推進(jìn)兩化深度融合，大力發(fā)展高端制造裝備，其戰(zhàn)略目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型轉(zhuǎn)型。

　　作為裝備制造業(yè)“母機(jī)”的高檔數(shù)控機(jī)床或基礎(chǔ)制造裝備，是高端制造裝備的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)兩化深度融合的重要載體，不僅在機(jī)床的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)實(shí)現(xiàn)綠色，而且所生產(chǎn)的機(jī)床工具產(chǎn)品也應(yīng)做到高效率、高精度、低能耗，并應(yīng)從設(shè)計(jì)階段就考慮使機(jī)床工具產(chǎn)品具備良好的再制造性能。

　　實(shí)施機(jī)床行業(yè)的綠色制造，重點(diǎn)應(yīng)從四個(gè)途徑入手，首先是機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)，第二，發(fā)展新工藝及新產(chǎn)品，第三，機(jī)床再制造，第四，機(jī)床的數(shù)控化和智能化。

　　機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，通常主要考慮的是產(chǎn)品的基本屬性，如功能、質(zhì)量、壽命、成本等，很少考慮環(huán)境屬性。按照這種方式生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，很可能在其使用壽命結(jié)束后，回收利用率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，造成環(huán)境污染。綠色設(shè)計(jì)是從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評(píng)價(jià)，消除潛在的、對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

　　綠色設(shè)計(jì)是機(jī)床綠色制造的首要環(huán)節(jié)，一般包括機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、綠色材料選擇、制造環(huán)境設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、機(jī)床包裝方案設(shè)計(jì)和機(jī)床回收處理方案設(shè)計(jì)等步驟。此外，為保證綠色設(shè)計(jì)的有效性，在設(shè)計(jì)方案完成后還應(yīng)對(duì)資源消耗和環(huán)境影響等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

　　機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)應(yīng)建立面向能源和碳排放模型的生態(tài)化設(shè)計(jì)的知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮機(jī)床產(chǎn)品使用過(guò)程中的能耗和可維護(hù)性，選擇綠色材料，使用多功能部件及模塊化的部件來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，做到既節(jié)省原材料，又減少浪費(fèi)和環(huán)境污染，同時(shí)降低機(jī)床使用時(shí)的能源消耗；在除塵、潤(rùn)滑、液壓和冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)、廢棄物的處理等方面盡可能考慮采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)、少無(wú)切削術(shù)、干式切削技術(shù)、油氣液凈化技術(shù)及其它潔凈技術(shù)等，提高資源利用率控制和減少?gòu)U棄物，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材、無(wú)污染，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；為了適應(yīng)對(duì)廢舊機(jī)床產(chǎn)品回收、再制造的要求，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮產(chǎn)品的易拆解、易回收和易修理；同時(shí)，應(yīng)注意產(chǎn)品的可擴(kuò)展和升級(jí)性，留足功能擴(kuò)展空間，方便用戶通過(guò)更換功能部件或使用標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品接口等方式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)或添加功能，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命，提高利用率。

　　發(fā)展新工藝及新產(chǎn)品

　　機(jī)械工業(yè)在制造過(guò)程中是消耗鋼材大戶，而機(jī)械產(chǎn)品在使用過(guò)程中則是消耗能源的大戶。機(jī)械產(chǎn)品使用過(guò)程的能源消費(fèi)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于生產(chǎn)過(guò)程，據(jù)統(tǒng)計(jì)，量大面廣、耗能高的21類機(jī)電產(chǎn)品，電力消耗約占全國(guó)發(fā)電量的60%，煤炭消耗約占全國(guó)煤炭產(chǎn)量的50%，汽油消耗約占全國(guó)汽油產(chǎn)量的58%，柴油消耗約占全國(guó)柴油產(chǎn)量的40%。

　　機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程消耗鋼材約占全國(guó)的39%，因此發(fā)展新工藝，并研發(fā)體現(xiàn)新工藝的機(jī)床裝備，對(duì)提高材料利用率、節(jié)能節(jié)材有著重要意義，是發(fā)展機(jī)床綠色制造的另一個(gè)主要途徑。新工藝的主要發(fā)展趨勢(shì)是通過(guò)“精確成形+精密磨削”，減少加工過(guò)程中的材料耗費(fèi)和加工過(guò)程，同時(shí)減少污染物排放。

　　大力發(fā)展凈成形/近凈成形的工藝及設(shè)備。采用零件精確成形技術(shù)，材料利用率可較傳統(tǒng)的成形工藝提高20%－40%，冷精鍛精確成形可使材料利用率提高到98%以上，精確鑄造成形技術(shù)也可達(dá)到90%以上。精確塑性成形技術(shù)大多是在室溫下實(shí)施的，免除了加熱工序，節(jié)約了加熱能量，大大減少了零件生產(chǎn)過(guò)程中的能量消耗。凈成形零件成形后不需要加工或者需要很少的加工，可取消或大大減少加工工時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗的目標(biāo)；此外，在成形過(guò)程中還可同時(shí)考慮通過(guò)控制溫度、壓力、流體場(chǎng)、電磁場(chǎng)等外部載荷的施加，提高零件的內(nèi)在質(zhì)量。發(fā)展零件精確成形技術(shù)及相關(guān)裝備，對(duì)機(jī)械工業(yè)節(jié)約資源、能源和環(huán)境友好，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

　　發(fā)展加工過(guò)程的新工藝。如采用干切削和微量潤(rùn)滑技術(shù)可以節(jié)省成本并替代高成本、高污染和有害健康的濕切削過(guò)程，促進(jìn)機(jī)床的綠色化。磨床的磨削工藝對(duì)環(huán)境影響很大，新型的快速點(diǎn)磨削技術(shù)具有磨削區(qū)域小，磨削力小、砂輪使用壽命長(zhǎng)、磨削溫度低、冷卻簡(jiǎn)單，這對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色制造具有重要意義。

　　采用新的加工方法。通過(guò)發(fā)展增量制造技術(shù)，在不用模具和工具的條件下生成復(fù)雜零部件，解決從設(shè)計(jì)到制造的快速對(duì)接問(wèn)題，滿足產(chǎn)品快速開發(fā)和快速制造的要求。

　　機(jī)床再制造

　　再制造是指以廢舊產(chǎn)品作為生產(chǎn)毛坯，通過(guò)專業(yè)化修復(fù)或升級(jí)改造的方法來(lái)使其質(zhì)量特性不低于原有新品水平的制造過(guò)程。再制造是制造產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，也是先進(jìn)制造和綠色制造的重要組成部分。再制造產(chǎn)品在產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、綠色性、經(jīng)濟(jì)性等質(zhì)量特性方面不低于原型新品，其成本僅是新品的約50%，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能60%、節(jié)材70%，對(duì)環(huán)境的不良影響顯著降低。

　　根據(jù)我國(guó)目前的機(jī)床保有量和預(yù)計(jì)每年報(bào)廢機(jī)床的情況，機(jī)床的再制造是我國(guó)實(shí)施機(jī)床綠色制造的關(guān)鍵技術(shù)和重要趨勢(shì)。機(jī)床再制造過(guò)程一般包括廢舊機(jī)床回收、拆卸、清洗、檢測(cè)分類、機(jī)床及零部件再設(shè)計(jì)、再制造生產(chǎn)加工、整機(jī)再裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)及銷售等過(guò)程。一般來(lái)講，機(jī)床再制造可分為產(chǎn)品級(jí)再制造和零部件級(jí)再制造兩種形式。機(jī)床產(chǎn)品級(jí)再制造是對(duì)機(jī)床整體性能進(jìn)行提升，包括機(jī)床功能化再造、數(shù)控化升級(jí)、節(jié)能化提升等。機(jī)床零部件級(jí)再制造主要是根據(jù)零部件的不同對(duì)其進(jìn)行再利用、再修復(fù)、再資源化及廢棄處理。

　　對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行再制造，可以充分利用機(jī)床原有的床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、立柱、底座等零部件，大大節(jié)約資源和能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材，減少重新生產(chǎn)鑄鐵件對(duì)環(huán)境的污染，一次性投入資金少，供貨周期短。同時(shí)，機(jī)床再制造可以根據(jù)機(jī)床的狀態(tài)及工藝要求選擇增加數(shù)控系統(tǒng)或其他功能，進(jìn)一步提升機(jī)床性能、節(jié)省成本、提高生產(chǎn)效率。

　　目前，機(jī)床再制造主要集中在重型和超重型機(jī)床。一般而言，重型、超重型機(jī)床對(duì)鋼鐵資源的消耗非常巨大，再制造對(duì)部分機(jī)床的能耗節(jié)約高達(dá)60%以上：重型機(jī)床的再制造周期一般為3～6個(gè)月，可以利用70%以上的殘留價(jià)值，再制造機(jī)床的費(fèi)用比同類新機(jī)床要低70%左右，再制造周期短、成本低的特性體現(xiàn)得分外明顯；重型機(jī)床大量的基礎(chǔ)件具有耐久穩(wěn)定性，特別是床身、立柱等部件，使得再制造機(jī)床在基礎(chǔ)性能穩(wěn)定方面有了很好的保證。因此，重型機(jī)床再制造在節(jié)約資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。

　　目前我國(guó)機(jī)床再制造存在一些問(wèn)題，比如機(jī)床再制造缺乏政策性的定義和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不規(guī)范；個(gè)性

　　化的客戶需求造成了機(jī)床再制造業(yè)務(wù)單品種、小批量的特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)化較為困難：我國(guó)廢舊機(jī)床的物流體系建設(shè)仍然處于初級(jí)階段，舊機(jī)床的回收和再制造機(jī)床的銷售沒(méi)有順暢的渠道，再制造業(yè)務(wù)和新品業(yè)務(wù)的矛盾日益明顯等等。

　　國(guó)家工信部近年選擇了一些再制造企業(yè)和項(xiàng)目進(jìn)行了試點(diǎn)支持，對(duì)制定再制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、提升用戶對(duì)再制造產(chǎn)品的使用信心、促進(jìn)再制造業(yè)務(wù)發(fā)展等方面起到了一定的示范試點(diǎn)作用和效果。下一步希望國(guó)家有關(guān)部門能夠繼續(xù)加快推進(jìn)機(jī)床再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鼓勵(lì)更多的企業(yè)進(jìn)入再制造市場(chǎng)，采用稅收、補(bǔ)貼等支持手段，加大對(duì)機(jī)床再制造企業(yè)的扶持力度。

　　機(jī)床的數(shù)控化和智能化

　　我國(guó)作為后發(fā)展的國(guó)家，其工業(yè)化進(jìn)程與已完成工業(yè)化的國(guó)家不盡相同，是在信息技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下進(jìn)行的，因此，推行機(jī)床綠色制造很重要的是借助信息技術(shù)，使信息技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)密切結(jié)合、深度融合。

　　1.加強(qiáng)機(jī)床數(shù)控化

　　20世紀(jì)50年代誕生的數(shù)控技術(shù)，以及隨后出現(xiàn)的機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，開創(chuàng)了數(shù)字化制造的先河，加速了制造技術(shù)與信息技術(shù)的融合，也解決了制造產(chǎn)品多樣化對(duì)柔性制造的要求。

　　當(dāng)前數(shù)控技術(shù)及系統(tǒng)已越來(lái)越成熟，應(yīng)大力推廣到各種機(jī)床和熱加工設(shè)備上去。

　　2.發(fā)展機(jī)床智能化

　　從新的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，當(dāng)今的數(shù)控機(jī)床已越來(lái)越難滿足市場(chǎng)的要求，具有更高加工質(zhì)量、更高加工效率、更強(qiáng)自適應(yīng)控制和補(bǔ)償功能、更高可靠性、更宜人的人機(jī)交互模式、更強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)集成能力等智能化特征的數(shù)控機(jī)床，將會(huì)成為未來(lái)20年高端數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)，因此要進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)床數(shù)控化的研究和應(yīng)用。

　　數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備的智能化可以提高能源和原材料的利用效率、降低污染排放水平，提升產(chǎn)品的性能、文化/知識(shí)含量以及技術(shù)附加值，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)響應(yīng)能力，提高生產(chǎn)質(zhì)量、效率和安全性。

　　發(fā)展智能制造裝備需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是：面向制造過(guò)程狀況監(jiān)控和裝備性能預(yù)測(cè)的感知與分析技術(shù)，基于幾何與物理約束的智能化工藝規(guī)劃和數(shù)控編程技術(shù)，智能數(shù)控系統(tǒng)與伺服控制技術(shù)，智能控制技術(shù)。

　　目前，智能制造裝備已列入我國(guó)培育和發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃之中，近期國(guó)家科技部、工信部、發(fā)改委等聯(lián)合啟動(dòng)的《“數(shù)控一代”機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用示范工程》，國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、工信部進(jìn)行的“智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)”等都說(shuō)明國(guó)家將“數(shù)控一代”機(jī)械產(chǎn)品和智能制造裝備作為發(fā)展重點(diǎn)方向給予了高度重視，而數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備是其重點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)將把智能制造裝備產(chǎn)業(yè)培育成為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，總體技術(shù)水平邁入國(guó)際先進(jìn)行列。

　　3.車間/工廠的數(shù)字化

　　實(shí)現(xiàn)機(jī)床的綠色制造，還應(yīng)在數(shù)控化、智能化的基礎(chǔ)上，大力實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工車間或工廠的數(shù)字化。數(shù)字化的車間或工廠可以利用數(shù)字化技術(shù)，特別是泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(包括互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng))技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取工廠內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，集成相關(guān)人員知識(shí)，智慧地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、銷售和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)使供應(yīng)鏈、工廠和加工單元的效率最高、對(duì)環(huán)境的不良影響最小、員工和用戶滿意度最高的目標(biāo)。