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摘要：近年來(lái)，由于工業(yè)污染暴露出了許多環(huán)境問(wèn)題，使人們意識(shí)到環(huán)保的重要性，也開(kāi)始思考工業(yè)轉(zhuǎn)型，尋找新的發(fā)展方向。我國(guó)制造業(yè)雖發(fā)達(dá)，但早些年注重“量”忽視了“質(zhì)”，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，機(jī)械制造行業(yè)面臨發(fā)展轉(zhuǎn)型，機(jī)械制造不能僅僅只注重經(jīng)濟(jì)效益。文章主要介紹在新的發(fā)展背景下，低碳制造理論在機(jī)械制造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低碳制造；機(jī)械制造；環(huán)保

1機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）我國(guó)目前制造行業(yè)的發(fā)展歷程。古代有“士農(nóng)工商”，現(xiàn)代有“科技興國(guó)”，自古以來(lái)，制造業(yè)一直在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占了很大一部分比重。在近代，工業(yè)發(fā)展水平能決定一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，并且制造業(yè)的發(fā)展還能影響其他行業(yè)的發(fā)展。建國(guó)以來(lái)，隨著“一五計(jì)劃”、“二五計(jì)劃”的提出，黨和國(guó)家高度重視國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展也因此進(jìn)入了“黃金時(shí)期”。十一屆三中全會(huì)之后，提出了改革開(kāi)放的方針政策，同時(shí)還在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行了一系列改革，我國(guó)的制造業(yè)再次迎來(lái)了一個(gè)發(fā)展的黃金時(shí)期，在生產(chǎn)、管理、技術(shù)革新、對(duì)外貿(mào)易等各方面取得了顯著的成就。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國(guó)的工業(yè)管理，實(shí)行的是部門(mén)管理，以直接行政指令實(shí)行生產(chǎn)管理。這種管理方式弊端太多，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)難以有效調(diào)整，生產(chǎn)要素難以優(yōu)化配置，主要是勞動(dòng)密集型，經(jīng)營(yíng)粗放型的產(chǎn)業(yè)模式。這種管理方式在初期曾取得很好的效果，經(jīng)濟(jì)效益也不錯(cuò)，而且在這個(gè)時(shí)期完全只重視經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)資源的開(kāi)采利用完全是野蠻的模式，容易造成浪費(fèi)，而且并沒(méi)有考慮過(guò)環(huán)境污染等相關(guān)問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改革開(kāi)放以后，采用企業(yè)自主化經(jīng)營(yíng)的管理模式，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由速度數(shù)量型轉(zhuǎn)向質(zhì)量效益型。至此，黨和政府以及社會(huì)各界開(kāi)始關(guān)注制造業(yè)發(fā)展和環(huán)境相協(xié)調(diào)的問(wèn)題。目前，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)呈現(xiàn)出了“三高”問(wèn)題，即高排放、高能耗、高污染，始終是發(fā)展中的一塊頑石。（2）低碳技術(shù)提出的背景。1987年，世界環(huán)境及發(fā)展委員會(huì)發(fā)表《布倫特蘭報(bào)告上》，書(shū)中首次提到可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題，這意味著世界各國(guó)開(kāi)始重視環(huán)境問(wèn)題。20世紀(jì)80年代，我國(guó)首次提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，包括可持續(xù)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)生態(tài)、可持續(xù)社會(huì)三個(gè)方面?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，我國(guó)開(kāi)始重視環(huán)境污染問(wèn)題，加大了污染治理力度，但只有從根源上解決環(huán)境問(wèn)題才能完全治理污染，解決制造業(yè)的“三高”問(wèn)題則是重中之重。近年來(lái)在能耗方面也開(kāi)始了新能源的開(kāi)發(fā)與使用，在生產(chǎn)技術(shù)方面也有了突破性的進(jìn)展，就是將低碳技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械制造中，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的最大化利用，減少污染物的排放。

2低碳制造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

2.1低碳制造技術(shù)概述

低碳制造是指以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，低碳生產(chǎn)為目的，在生產(chǎn)的全過(guò)程當(dāng)中，包括產(chǎn)品生產(chǎn)、資源使用、物流運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面，綜合考慮資源利用率，減少碳排放，保護(hù)環(huán)境的一種現(xiàn)代生產(chǎn)模式。低碳技術(shù)涉及到電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部門(mén)以及在可再生能源及新能源、煤的清潔利用、油氣資源和煤層的勘探開(kāi)發(fā)、二氧化碳捕獲與埋藏等領(lǐng)域，主要目的是為了有效控制溫室氣體排放。（1）減碳技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的目的是節(jié)能減排，主要應(yīng)用于那些高能耗、高排放的生產(chǎn)領(lǐng)域。比如：煤的清潔利用、油氣資源和煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)等等。主要包括生產(chǎn)源的碳排放控制和生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放控制。現(xiàn)在工業(yè)制造中要用到大量的機(jī)械設(shè)備，消耗許多能源，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣等污染物。如果設(shè)計(jì)出更加節(jié)能的機(jī)器將會(huì)降低能耗，有效控制碳排放量。除了設(shè)備機(jī)器耗能外，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，也需要大量的電能、水、空氣等等。因此，也需要注意對(duì)資源的循環(huán)利用，提高資源的利用率，強(qiáng)化節(jié)能減排。（2）無(wú)碳技術(shù)。無(wú)碳技術(shù)也可以理解為是對(duì)新能源，清潔能源的利用技術(shù)。傳統(tǒng)的化石燃料隨著近年來(lái)的不斷開(kāi)發(fā)，貯備量在不斷減少，而且之前注重經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展經(jīng)營(yíng)思路，導(dǎo)致對(duì)資源的無(wú)節(jié)制開(kāi)采、開(kāi)發(fā)和使用，不僅沒(méi)有充分利用到資源，還對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞?，F(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新研發(fā)出來(lái)一系列的清潔、可循環(huán)、可持續(xù)利用的新能源將成為節(jié)能減排中的中堅(jiān)力量。比如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、潮汐發(fā)電技術(shù)、廢棄物循環(huán)使用技術(shù)、污水處理和廢氣處理技術(shù)等等。主要思路是從能源入手，減少傳統(tǒng)化石燃料的使用，從而減少碳排放，循環(huán)利用資源。（3）匯碳技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)主要包括碳掩埋和碳捕獲技術(shù)，典型的是二氧化碳捕獲與埋存（CCS）。前幾年的臭氧層空洞讓人們開(kāi)始意識(shí)到二氧化碳對(duì)大氣層中臭氧的破壞性后果，匯碳技術(shù)就是通過(guò)捕捉空氣中的二氧化碳，將其與大氣層分離，再利用碳儲(chǔ)存技術(shù)，將這些分離出來(lái)二氧化碳與大氣層相隔離，防止破壞大氣層。

2.2低碳制造技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

（1）輕量化設(shè)計(jì)。輕量化設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種設(shè)備材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。輕量化設(shè)計(jì)必須在滿足機(jī)械產(chǎn)品使用性能和可靠性的前提下進(jìn)行。比如某些機(jī)械設(shè)備使用鐵這種材料來(lái)制作，長(zhǎng)期使用下來(lái)，設(shè)備容易生銹，若將其替換成不銹鋼的材質(zhì)，就會(huì)極大地延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。目前，這種材質(zhì)替換設(shè)計(jì)方法已被廣泛運(yùn)用到機(jī)械制造、汽車(chē)生產(chǎn)、軍事工業(yè)等領(lǐng)域。輕量化設(shè)計(jì)不僅能夠減少在生產(chǎn)過(guò)程中由于機(jī)械設(shè)備的原因，而產(chǎn)生的能源消耗，還能在一定程度上降低原材料在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的碳排放量，使對(duì)資源的利用達(dá)到了最大化。（2）模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)是一種比較先進(jìn)的，前沿的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，它將機(jī)械設(shè)備根據(jù)功能的不同分為許多個(gè)模塊，再分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行優(yōu)化組合，得到不同品種和不同規(guī)格的產(chǎn)品。如果用相同的測(cè)驗(yàn)方法去衡量機(jī)械產(chǎn)品中的非功能性單元，勢(shì)必非常困難。因此，模塊化設(shè)計(jì)的主要作用就是先對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分，再量化每個(gè)模塊，最終在不影響機(jī)械設(shè)備功能的前提下，提高對(duì)能源的利用率，最大化的節(jié)約能源消耗。（3）生態(tài)化設(shè)計(jì)。生態(tài)化設(shè)計(jì)是指在保證設(shè)備功能完整的前提下，盡量減少能源和原材料的消耗，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞的一種設(shè)計(jì)方法。主張機(jī)械產(chǎn)品在選擇材料的時(shí)候應(yīng)該首先考慮使用可重復(fù)使用、可再生、可降解的材料。自從我國(guó)提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標(biāo)以來(lái)，許多制造企業(yè)也開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)觀念轉(zhuǎn)型，不再只注重生產(chǎn)總產(chǎn)值，而是在生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)始注意環(huán)境效益，注重生產(chǎn)的節(jié)能減排，更多的考慮到環(huán)境和資源成本，減輕環(huán)境負(fù)荷，更加重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境。比如新興的3D打印技術(shù)，通過(guò)數(shù)字模擬文件，構(gòu)建物體，再通過(guò)特殊的材料將物體打印出來(lái)。這項(xiàng)新興技術(shù)摒棄生產(chǎn)線，大幅減少了材料的浪費(fèi)，還極大地降低了在生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的成本費(fèi)用，減少了碳排放。

2.3低碳制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，環(huán)境問(wèn)題始終是一個(gè)熱點(diǎn)話題，始終不散的霧霾，變色的河水，被破壞的臭氧層，融化的冰川，上升的海平面……。經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，社會(huì)進(jìn)步了，生活水平提高了，生活環(huán)境卻越來(lái)越差了。能源供給與生產(chǎn)需求的矛盾一直存在，社會(huì)產(chǎn)品生產(chǎn)與環(huán)境污染的矛盾也一直存在。黨和國(guó)家始終對(duì)環(huán)境保護(hù)保持高度的關(guān)注度，自可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略理念的提出，低碳制造技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)于未來(lái)低碳技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展方向，主要呈現(xiàn)出以下三種趨勢(shì)：（1）資源的最大化利用。低碳技術(shù)運(yùn)用在制造業(yè)中無(wú)疑是一個(gè)創(chuàng)新。目前能源供需矛盾日益突出，以前只注重生產(chǎn)總值的發(fā)展方針，致使不可再生資源被無(wú)節(jié)制的開(kāi)采和使用，不僅破壞了環(huán)境還造成了嚴(yán)重的污染。低碳技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑是從技術(shù)層提高對(duì)資源的最大化利用效率。（2）能源的最小化消耗。低碳技術(shù)在強(qiáng)調(diào)使用新能源的同時(shí)，也注重對(duì)能源的循環(huán)使用。在工業(yè)制造過(guò)程中，水能和電能是必備的能源之一。其中，水既可以作為一種可重復(fù)使用的能源，同時(shí)，水也是工業(yè)生產(chǎn)中最容易產(chǎn)生的污染物之一。現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，都有一套水資源凈化和循環(huán)利用系統(tǒng)，目的就是為了能最大化的利用資源來(lái)完成生產(chǎn)。低碳技術(shù)的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)就是為了分模塊量化機(jī)械，達(dá)到量化生產(chǎn)，從每個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)始，減少能耗，從而達(dá)到對(duì)能源的最小化消耗。（3）減少污染物的排放。低碳技術(shù)應(yīng)用本身就是為了減少碳排放。制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中將耗費(fèi)大量的能源，也會(huì)排放大量的二氧化碳等氣體。而有些時(shí)候，一些無(wú)效的生產(chǎn)行為也會(huì)產(chǎn)生碳排放。比如在產(chǎn)品營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，在機(jī)器設(shè)備等待生產(chǎn)的過(guò)程中也會(huì)造成一定的能源消耗。所以，低碳技術(shù)不僅要在生產(chǎn)過(guò)程中控制碳排放，還要在生產(chǎn)前后，注重對(duì)碳排放的控制。

3結(jié)語(yǔ)

節(jié)能減排是依據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而提出的新生產(chǎn)理念。目前不可再生能源儲(chǔ)量逐漸減少，在今后的社會(huì)發(fā)展當(dāng)中，能源的供給與需求的矛盾將會(huì)越來(lái)越尖銳，因此，在制造業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)革新，添加低碳加工制造技術(shù)具有十分重要的意義。這就要求傳統(tǒng)的制造業(yè)改變生產(chǎn)理念，在注重經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，兼顧環(huán)境保護(hù)，在生產(chǎn)過(guò)程中融入低碳制造技術(shù)，做到節(jié)能減排，降低能耗。機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念，在今后的機(jī)械發(fā)展過(guò)程中進(jìn)一步探索低碳制造理論及其技術(shù)的應(yīng)用。

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作者:于海麗 單位:新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院