为了从源头上治理环境污染,在宏观上必须遵循热力学第二定律,在中观上必须采用工业生态学原理,在微观上必须实施清洁生产和绿色制造。 据美国工业有害废物来源统计表明:金属加工业占工业有害废物来源的5%,在各污染源中名列第4位。传统机械加工的资源利用率不高,对环境污染严重,损害人体健康。因此,开发和应用绿色机...
4.2 绿色机械加工方案优选
绿色机械加工方案的优选是按照绿色机械加工评价方法,对加工方案的技术性、经济性和环境性进行评估。
机械加工方案的技术性主要包括加工时间、加工柔性和加工质量。加工时间是指产品加工时间要短,效率要高;加工质量是指加工过程中产品所能达到的精度;加工柔性是指加工系统适应外部和内部环境变化的能力,加工柔性越高越好。
机械加工方案的经济性包括硬件和软件两方面。硬件包括基础设施、设备、原材料、能耗、劳动力、
切削液以及废物处理费用等;软件包括员工
培训、保健费用以及各种应用软件。经济性是产品生产过程中必须考虑的重要因素,一个加工方案若不具备企业可接受的成本水平,就不具备实际可行性,从而不可能给企业带来效益。
机械加工方案的环境性主要包括节能、降耗、环保、劳保四方面内容。节能是指在生产过程中能源消耗最少;降耗是指在生产过程中资源利用率最高,废物排放量最小;环保是指在生产过程中产生的环境污染最小;劳保是指在生产过程中确保生产者安全,对人体健康损害最小。
根据对方案技术性、经济性、环境性的评估结果,即可推荐可具体实施的机械加工方案,要求所推选的方案与国内外同类方案相比具有先进性,并在本企业生产中具有适用性和可实施性,可获得显著的环境和经济效益。对于推荐方案应编制可行性分析报告,供主管单位组织专家论证。如在评估过程中未找到可行方案,就必须返回重新进行预审、评审程序。当确定的方案实施完毕后,应及时总结经验,找出缺陷与不足,然后再开始新一轮绿色机械加工的改进,即实现持续绿色机械加工。
5.实现绿色机械加工的主要途径
按照实施绿色机械加工的基本程序,确定了机械加工过程和加工系统中的“非绿色部位”,就可以按照选定方案实施绿色机械加工。实施绿色机械加工的主要途径为
网络化、信息化和柔性化。
(1)网络化
制造的网络化,特别是基于Internet/Intranet的制造已成为重要的发展趋势。作为机械制造重要基础的绿色机械加工也需要大力推进网络化。通过企业局域网将各个分散的加工中心、数控设备等联接起来,可便于机械加工控制中心对整个加工进程进行总体监控,同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成,便于优化决策。
(2)信息化
绿色机械加工的追求目标是实现整体最优化加工,即从系统的观点出发,全面考虑企业和整个社会的综合成本,综合分析不同的材料、零部件、设备等加工因素,优化选择冷却方式、冷却介质及用量、加工

数等,确定最合理的加工方案,以实现加工时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。信息化是实施绿色机械加工的关键要素及有效手段。为实现整体最优化加工,需要建立加工设备、切削
刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械加工数据库,采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械加工方法(如高速切削、干切削、硬切削、MQL等)进行建模、仿真、虚拟加工和决策,并通过Intranet与企业的其它数据库系统互联共享,实现并行设计与生产。
(3)柔性化
现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产,要求生产企业能够根据市场变化作出敏捷反应,快速适应市场需求。绿色机械加工的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。加工系统应能实现快速重构,对新
产品开发及产品更新换代具有快速响应能力,以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。
6.结论
(1)实施绿色机械加工的基本程序步骤为:预审→评审→方案优选→方案实施→持续绿色机械加工。
(2)按照实施绿色机械加工的基本程序对整个机械加工过程进行评审,可找出企业实行绿色机械加工的机会,进而制订出可削减资源消耗、减少生产过程有毒物质使用、降低各种废弃物排放、提高生产效率、降低综合成本的加工方案。
(3)通过实施绿色机械加工的基本程序,可核实加工过程中资源、能源和环境污染的相关资料,确定废弃物的来源、数量及类型,制定废弃物削减目标及有效的废弃物控制对策,判定影响企业生产效率的瓶颈部位和管理不善之处,进而实现绿色机械加工。
(4)实现绿色机械加工的基本途径为网络化、信息化和柔性化。