淺談機械制造中的低碳制造理論與技術

黃志強

（廣西農墾國有龍北總場，廣西 崇左 532400）

淺談機械制造中的低碳制造理論與技術

黃志強

（廣西農墾國有龍北總場，廣西 崇左 532400）

伴隨著社會經濟建設的不斷發展，當前機械制造業已經開始從傳統的機械加工制造進行轉變，在保障產品質量以及安全性的情況下，同樣也在追求低碳化生產。所謂低碳化生產就是要實現資源利用率的最大化，同時減少資源的損耗，降低廢棄物的排放。文章對機械制造中的低碳制造理論與技術進行了探討。

機械制造；低碳制造理論；低碳制造技術；產品質量；安全性

隨著我國社會經濟建設的不斷發展，機械制造業也在不斷發展并且取得了極大的成果。然而，隨著社會經濟建設的加速，機械制造業也開始暴露出越來越多的問題。在傳統的機械制造產業中，生產效率較低，生產成本也較為高昂，不僅導致了資源的浪費，同時對于環境也產生了較大的破壞。

眾所周知，在當前無論是資源的節約還是環境的保護都已經成為全球各個國家和地區的重點關注問題。因此，在這樣的情況下，如何促進機械制造業的綠色和環保就成了機械制造行業中每一個人都在關心的問題。隨著科學技術的不斷發展，低碳制造理論開始被應用到機械制造業當中，并且已經在實際的制造生產中發揮著作用。低碳制作理論與技術的應用不僅能夠有效節約資源，為可持續發展社會的構建提供幫助，同時也能夠更好地保護生態環境，為未來人類社會的發展與生存提供一個更加良好的環境。

1 低碳制造理論的含義與技術內涵

1.1 低碳制造理論的含義

所謂的低碳制造理論指的就是將資源的利用率達到最大化，同時還需要盡可能地減少能源損耗的一種現代制造模式。低碳制造理論在實際生產過程中的應用能夠有效實現低碳化生產，提高生產的經濟效益同時還可以更好地保護自然生態環境，從而實現社會的可持續發展。而要想進一步促進經濟效益與生態效益的共同發展，那么就需要注意在生產過程當中，一定要實現資源的最大化利用，同時在物流、制造以及生產等各個階段都需要采取更有針對性的措施來保障資源的利用率，以此在節約資源的同時實現節能減排。

當然，可以說低碳制造理論是在傳統的機械制造理論中所衍生發展出來的，在生產過程中加入節能減排以及環保等觀念，這樣一來不僅能夠進一步促進我國機械制造業的發展，同時對于保護我國生態環境，促進社會的共同發展都有著極為重要的作用。從當前我國的實際情況來看，低碳制造已經不僅僅停留在理論階段，在實際的生產過程中也已經被廣泛的應用。

1.2 低碳制造理論的技術內涵

1.2.1 清潔能源技術的應用。從目前的情況來看，清潔能源技術的應用在社會生產過程中已經占據著極為重要的地位。而清潔能源技術包括太陽能技術、風能技術、水能技術以及生物質技術等。這些技術的應用不僅能夠幫助生產，同時也可以減少如煤炭、石油等傳統能源的消耗，為能源的可持續利用提供幫助，對于自然生態環境也起到保護的作用。

1.2.2 低碳制造設計技術。低碳制造設計技術被廣泛應用在不同的行業當中，而低碳制造設計技術主要包括生產流程、模型設計以及生產方法等多個方面的內容。

1.2.3 低碳制造技術。在低碳制造理論的應用過程當中，低碳制造技術是其中最為關鍵的一點，之所以這樣說是因為低碳制造技術是應用在實際的生產過程當中。從當前我國低碳制造技術的發展情況來看，主要的低碳制造工藝包括制造工藝、制造過程以及車間低碳技術優化等多個方面。通過低碳制造技術能夠對資源進行充分的利用，同時也可以使得部分廢棄物進行再生利用，這樣一來不僅可以減少資源的損耗，同時也可以減少廢棄物給生態環境帶來的危害，提高經濟效益的同時也能夠保護生態環境。

1.2.4 碳匯技術。隨著科學技術的不斷發展，現如今碳匯技術在機械生產過程中也發揮著重要的作用。所謂的碳匯技術就是通過新型碳捕捉技術，將大氣層中的二氧化碳進行分離，然后再將分離出來的二氧化碳通過碳儲存技術將其與大氣層進行隔離。從目前來看，我國的碳捕捉技術較為成熟，但是在碳的儲存上依然還存在著較為明顯的缺陷，因此還需要加快這一方面的研究工作。

2 低碳機械加工制造體系

從當前我國機械加工的實際情況來看，低碳機械加工制造已經被廣泛應用在機械加工的各個環節當中，包括生產制造、物流運輸、產品使用以及資源利用等各個不同的領域。而低碳機械加工制造的目的就在于通過對機械生產過程的控制，以此有效地提高產品生產過程中資源的利用率，同時在其他環境中盡可能減少廢棄物的排放，從而實現低碳目的。而要評判一種加工技術是否屬于低碳制造就需要從三個方面進行考量，分別是資源的利用率、資源的消耗以及碳排放量。在低碳機械加工制造體系當中，也是由三個方面的內容來構成，分別是產品的低碳設計、低碳化的生產過程以及低碳化的資源利用與開發。而在這其中，產品的低碳設計也是分為三個板塊的內容，分別是輕量化、模塊化以及生態化設計。加工設備、加工工藝以及生產管理這三個方面的內容則是屬于低碳化的生產過程，而資源利用與開發的低碳化則包含能源與原材料這兩個方面的內容。

3 低碳制造理論在機械制造行業中的實際應用

自19世紀以來，人類社會的工業化程度不斷加深，不僅促進了人類社會經濟的迅猛發展，同時也帶來了一系列的問題。在傳統的機械制造行業當中，無論是產品的設計還是生產都更為看重產品功能、質量以及產品所能產生的經濟效益。隨著社會不斷的發展，環境問題的加劇也讓所有人認識到在工業生產當中，不僅要注重經濟效益，同時也需要加強對環境的保護以及資源的節約利用。因此，在這樣的情況下，低碳制造理論被提出。低碳制造理論的提出與應用對于提高資源的利用率、減少廢棄物的排放以及保護生態環境，實現可持續發展社會的建立都有著巨大的作用。而要想真正做到這一點，充分發揮低碳制造的作用，那么在實際的應用過程中還需要根據產品的實際情況以及當地環境以及資源因素的影響，更有針對性地進行低碳制造的設計，這樣才能將低碳制造理論真正應用到實際的生產過程當中。而要想進一步完善低碳制造理論，那么就需要在實踐過程中不斷進行應用，積累更多的實踐經驗，同時也能夠通過實踐來驗證理論。在前文筆者就提到過，在低碳設計當中主要分為三個板塊的內容，分別就是輕量化、模塊化以及生態化的設計。下面筆者就將針對這三個方面在實際生產過程中的應用進行探討。

3.1 輕量化設計

所謂輕量化的設計，從字面上來看就是要將產品盡可能輕量化，以此來提高產品的品質。而要做到這一點，就可以從產品的重量、成本以及配套設施等多個方面去進行綜合性的考慮，從而不斷進行輕量化的優化設計，這樣一來不僅能夠提高產品的質量，同時還有助于提高產品的經濟效益。從當前的情況來看，輕量化的設計已經被廣泛應用在船舶、機械、汽車等多個領域，輕量化設計在目前的機械產品設計中也是被應用得最為廣泛的一種。之所以輕量化設計能做到這一點是因為三個方面的優勢：首先，輕量化設計能夠有效減少原材料以及能源的損耗，從而有效的節約資源，同時還可以提高資源的利用率；其次，輕量化設計能夠有效減少產品在生產過程中以及使用過程中產生廢棄物，特別是碳的排放量，從而達到節能減排的效果，有效保護自然生態環境；最后，輕量化設計還有減少噪音的作用，這樣一來就可以減少噪音污染，從而為國民創造一個更為良好的居住環境。當然，輕量化設計有著各式各樣的好處，但是在設計的過程當中，一定要在保障機械產品性能以及安全性的基礎之上進行輕量化設計，這樣才能更好地保障產品的品質與安全，使得產品產生更加巨大的經濟效益。

3.2 模塊化設計

模塊化設計是當前一種較為新型的機械產品設計方法。而所謂的模塊化設計就是根據不同的功能，將整個產品的制造分成不同的模塊，然后根據產品的實際需要以及設計需求，將不同的模塊進行排列組合，從而生產出不同品種或者是規格的產品。從當前我國的機械生產情況來看，模塊化設計已經被廣泛應用到機械、電子、航天航空等領域。而模塊化設計的好處就在于，在機械產品的生產過程中，由于機械產品功能性的不同以及大量的非功能性單元的生產制造會產生大量的原材料以及能源的浪費，同時也使得產品在實際的使用過程中并不方便。這樣一來，不僅會提高機械運行以及養護的成本，同時也不利于可持續發展社會的建立。與此同時，在機械產品的生產當中，很難采用同一個標準對機械產品的非功能性單位進行評判。而模塊化設計就可以通過將不同功能進行模塊的劃分，通過模塊評判的方式對機械產品進行更為精準的評判同時也能夠實現節能減排的目的，不僅能夠保障機械產品的質量，同時也能夠提高資源的利用率，從而減少能源的損耗以及廢棄物的排放，實現經濟效益的同時也能夠做到生態環境的保護。

3.3 生態化設計

生態化設計指的就是在保障機械產品的功能性以及安全性的前提下，盡可能地減少資源的損耗和浪費，同時還要減少廢棄物的排放，從而更好地保護自然生態環境。就目前情況來看，生態化設計已經被廣泛應用在能源、電子、化工以及建筑行業當中。而生態化設計除了要保障產品的品質以及安全性以外，還需要注重兩個方面：首先就是資源的可再生性；其次是減少有害材料的使用。只有做好這兩個方面才能更好地促進我國機械制造業的發展，實現可持續發展社會的創建。

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（責任編輯：王 波）

TH16

1009-2374（2017）07-0127-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.060

黃志強（1969-），男，廣西龍州人，廣西農墾國有龍北總場中級工程師，研究方向：機械設備設計和加工、生產管理。

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