浅谈机械制造中的低碳制造理论与技术

摘要：伴随着社会经济建设的不断发展，当前机械制造业已经开始从传统的机械加工制造进行转变，在保障产品质量以及安全性的情况下，同样也在追求低碳化生产。所谓低碳化生产就是要实现资源利用率的最大化，同时减少资源的损耗，降低废弃物的排放。文章对机械制造中的低碳制造理论与技术进行了探讨。

关键词：机械制造；低碳制造理论；低碳制造技术；产品质量；安全性 文献标识码：A

中图分类号：TH16 文章编号：1009-2374（2017）07-0127-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.060

随着我国社会经济建设的不断发展，机械制造业也在不断发展并且取得了极大的成果。然而，随着社会经济建设的加速，机械制造业也开始暴露出越来越多的问题。在传统的机械制造产业中，生产效率较低，生产成本也较为高昂，不仅导致了资源的浪费，同时对于环境也产生了较大的破坏。

众所周知，在当前无论是资源的节约还是环境的保护都已经成为全球各个国家和地区的重点关注问题。因此，在这样的情况下，如何促进机械制造业的绿色和环保就成了机械制造行业中每一个人都在关心的问题。随着科学技术的不断发展，低碳制造理论开始被应用到机械制造业当中，并且已经在实际的制造生产中发挥着作用。低碳制作理论与技术的应用不仅能够有效节约资源，为可持续发展社会的构建提供帮助，同时也能够更好地保护生态环境，为未来人类社会的发展与生存提供一个更加良好的环境。

1 低碳制造理论的含义与技术内涵

1.1 低碳制造理论的含义

所谓的低碳制造理论指的就是将资源的利用率达到最大化，同时还需要尽可能地减少能源损耗的一种现代制造模式。低碳制造理论在实际生产过程中的应用能够有效实现低碳化生产，提高生产的经济效益同时还可以更好地保护自然生态环境，从而实现社会的可持续发展。而要想进一步促进经济效益与生态效益的共同发展，那么就需要注意在生产过程当中，一定要实现资源的最大化利用，同时在物流、制造以及生产等各个阶段都需要采取更有针对性的措施来保障资源的利用率，以此在节约资源的同时实现节能减排。

当然，可以说低碳制造理论是在传统的机械制造理论中所衍生发展出来的，在生产过程中加入节能减排以及环保等观念，这样一来不仅能够进一步促进我国机械制造业的发展，同时对于保护我国生态环境，促进社会的共同发展都有着极为重要的作用。从当前我国的实际情况来看，低碳制造已经不仅仅停留在理论阶段，在实际的生产过程中也已经被广泛的应用。

1.2 低碳制造理论的技术内涵

1.2.1 清洁能源技术的应用。从目前的情况来看，清洁能源技术的应用在社会生产过程中已经占据着极为重要的地位。而清洁能源技术包括太阳能技术、风能技术、水能技术以及生物质技术等。这些技术的应用不仅能够帮助生产，同时也可以减少如煤炭、石油等传统能源的消耗，为能源的可持续利用提供帮助，对于自然生态环境也起到保护的作用。

1.2.2 低碳制造设计技术。低碳制造设计技术被广泛应用在不同的行业当中，而低碳制造设计技术主要包括生产流程、模型设计以及生产方法等多个方面的内容。

1.2.3 低碳制造技术。在低碳制造理论的应用过程当中，低碳制造技术是其中最为关键的一点，之所以这样说是因为低碳制造技术是应用在实际的生产过程当中。从当前我国低碳制造技术的发展情况来看，主要的低碳制造工艺包括制造工艺、制造过程以及车间低碳技术优化等多个方面。通过低碳制造技术能够对资源进行充分的利用，同时也可以使得部分废弃物进行再生利用，这样一来不仅可以减少资源的损耗，同时也可以减少废弃物给生态环境带来的危害，提高经济效益的同时也能够保护生态环境。

1.2.4 碳汇技术。随着科学技术的不断发展，现如今碳汇技术在机械生产过程中也发挥着重要的作用。所谓的碳汇技术就是通过新型碳捕捉技术，将大气层中的二氧化碳进行分离，然后再将分离出来的二氧化碳通过碳储存技术将其与大气层进行隔离。从目前来看，我国的碳捕捉技术较为成熟，但是在碳的储存上依然还存在着较为明显的缺陷，因此还需要加快这一方面的研究工作。

2 低碳机械加工制造体系

从当前我国机械加工的实际情况来看，低碳机械加工制造已经被广泛应用在机械加工的各个环节当中，包括生产制造、物流运输、产品使用以及资源利用等各个不同的领域。而低碳机械加工制造的目的就在于通過对机械生产过程的控制，以此有效地提高产品生产过程中资源的利用率，同时在其他环境中尽可能减少废弃物的排放，从而实现低碳目的。而要评判一种加工技术是否属于低碳制造就需要从三个方面进行考量，分别是资源的利用率、资源的消耗以及碳排放量。在低碳机械加工制造体系当中，也是由三个方面的内容来构成，分别是产品的低碳设计、低碳化的生产过程以及低碳化的资源利用与开发。而在这其中，产品的低碳设计也是分为三个板块的内容，分别是轻量化、模块化以及生态化设计。加工设备、加工工艺以及生产管理这三个方面的内容则是属于低碳化的生产过程，而资源利用与开发的低碳化则包含能源与原材料这两个方面的内容。

3 低碳制造理论在机械制造行业中的实际应用

自19世纪以来，人类社会的工业化程度不断加深，不仅促进了人类社会经济的迅猛发展，同时也带来了一系列的问题。在传统的机械制造行业当中，无论是产品的设计还是生产都更为看重产品功能、质量以及产品所能产生的经济效益。随着社会不断的发展，环境问题的加剧也让所有人认识到在工业生产当中，不仅要注重经济效益，同时也需要加强对环境的保护以及资源的节约利用。因此，在这样的情况下，低碳制造理论被提出。低碳制造理论的提出与应用对于提高资源的利用率、减少废弃物的排放以及保护生态环境，实现可持续发展社会的建立都有着巨大的作用。而要想真正做到这一点，充分发挥低碳制造的作用，那么在实际的应用过程中还需要根据产品的实际情况以及当地环境以及资源因素的影响，更有针对性地进行低碳制造的设计，这样才能将低碳制造理论真正应用到实际的生产过程当中。而要想进一步完善低碳制造理论，那么就需要在实践过程中不断进行应用，积累更多的实践经验，同时也能够通过实践来验证理论。在前文笔者就提到过，在低碳设计当中主要分为三个板块的内容，分别就是轻量化、模块化以及生态化的设计。下面笔者就将针对这三个方面在实际生产过程中的应用进行探讨。

3.1 轻量化设计

所谓轻量化的设计，从字面上来看就是要将产品尽可能轻量化，以此来提高产品的品质。而要做到这一点，就可以从产品的重量、成本以及配套设施等多个方面去进行综合性的考慮，从而不断进行轻量化的优化设计，这样一来不仅能够提高产品的质量，同时还有助于提高产品的经济效益。从当前的情况来看，轻量化的设计已经被广泛应用在船舶、机械、汽车等多个领域，轻量化设计在目前的机械产品设计中也是被应用得最为广泛的一种。之所以轻量化设计能做到这一点是因为三个方面的优势：首先，轻量化设计能够有效减少原材料以及能源的损耗，从而有效的节约资源，同时还可以提高资源的利用率；其次，轻量化设计能够有效减少产品在生产过程中以及使用过程中产生废弃物，特别是碳的排放量，从而达到节能减排的效果，有效保护自然生态环境；最后，轻量化设计还有减少噪音的作用，这样一来就可以减少噪音污染，从而为国民创造一个更为良好的居住环境。当然，轻量化设计有着各式各样的好处，但是在设计的过程当中，一定要在保障机械产品性能以及安全性的基础之上进行轻量化设计，这样才能更好地保障产品的品质与安全，使得产品产生更加巨大的经济效益。

3.2 模块化设计

模块化设计是当前一种较为新型的机械产品设计方法。而所谓的模块化设计就是根据不同的功能，将整个产品的制造分成不同的模块，然后根据产品的实际需要以及设计需求，将不同的模块进行排列组合，从而生产出不同品种或者是规格的产品。从当前我国的机械生产情况来看，模块化设计已经被广泛应用到机械、电子、航天航空等领域。而模块化设计的好处就在于，在机械产品的生产过程中，由于机械产品功能性的不同以及大量的非功能性单元的生产制造会产生大量的原材料以及能源的浪费，同时也使得产品在实际的使用过程中并不方便。这样一来，不仅会提高机械运行以及养护的成本，同时也不利于可持续发展社会的建立。与此同时，在机械产品的生产当中，很难采用同一个标准对机械产品的非功能性单位进行评判。而模块化设计就可以通过将不同功能进行模块的划分，通过模块评判的方式对机械产品进行更为精准的评判同时也能够实现节能减排的目的，不仅能够保障机械产品的质量，同时也能够提高资源的利用率，从而减少能源的损耗以及废弃物的排放，实现经济效益的同时也能够做到生态环境的保护。

3.3 生态化设计

生态化设计指的就是在保障机械产品的功能性以及安全性的前提下，尽可能地减少资源的损耗和浪费，同时还要减少废弃物的排放，从而更好地保护自然生态环境。就目前情况来看，生态化设计已经被广泛应用在能源、电子、化工以及建筑行业当中。而生态化设计除了要保障产品的品质以及安全性以外，还需要注重两个方面：首先就是资源的可再生性；其次是减少有害材料的使用。只有做好这两个方面才能更好地促进我国机械制造业的发展，实现可持续发展社会的创建。

参考文献

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作者简介：黄志强（1969-），男，广西龙州人，广西农垦国有龙北总场中级工程师，研究方向：机械设备设计和加工、生产管理。

（责任编辑：王 波）