淺談清潔生產分析方法

曹思燕

（廣東省環境保護產業協會，廣州 510006）

1 清潔生產分析方法

清潔生產分析方法一般包括資料調查、生產現場考察、總量統計、繪制物料平衡、單位產品耗用量核算、編制折線圖和線性回歸分析（E-P圖）等方法。

（1）生產現場考察：通過現場考察發現直觀易見的問題。例如現場的跑冒滴漏狀況、設備運行狀況、環保設施的運行狀態、廢水廢氣的排放情況、危廢的儲存及堆放場所等。

（2）建立物料平衡：建立物料平衡的對象必須針對審核重點，即企業中污染嚴重的環節或部位、消耗大的環節或部位、環境公眾壓力大的環節或問題以及有明顯的清潔生產機會的環節或問題[1]。明確了審核重點后，根據審核重點的實際生產情況確定如何建立物料平衡。建立物料平衡的基礎和依據是實測輸入輸出物流，然后根據質量守恒定律原理建立平衡，通過平衡結果分析物料流失環節、找出廢物產生的原因，查找物料儲運、生產運行、管理及廢棄物排放等方面存在的問題，依據原因和問題，產生有針對性的清潔生產方案[2]。但是進行實測要求企業有完善的計量設備和計量手段，而且實測很可能會影響到企業的正常生產，對于大多數企業，完成較困難[2]。深圳一家ATM組裝企業（XDT公司），所有的零部件都是外購或者外發加工，公司主要業務為ATM產品的研發、組裝、軟件嵌入、檢測。工作重心主要在產品研發和軟件嵌入，生產過程為人工組裝，主要是將外購的原材料按照操作程序步驟進行手工組裝、布線，經過調試和質量檢驗后進行包裝，最后出貨檢查。生產過程中如發現有不良的原輔材料全部返還給供應商進行更換。公司只有1個生產車間，人工組裝，生產設備有小型手動沖壓機、手動叉車、電烙鐵等，沒有重點耗能部門，生產過程無生產廢水，只有少量的焊錫廢氣，已通過集氣罩收集后經活性炭處理排放，噪聲較低。因此審核重點定在了生產車間。在開展物料平衡時，由于一個生產周期需要投入幾百種物料，最后通過手工組裝成1臺產品，無法從數量或者重量上采用輸入輸出的物料數據做平衡分析。在這個物料平衡中，技術人員匯總物料的輸入輸出數據后，只能對照單臺產品組裝的物料標準進行比較，從而發現原輔材料的返修率和產品的直通率。

（3）在實際運用過程中，繪制折線圖的特點是簡明、直觀，可以顯示隨著時間而變化的連續數據，便于找出數據變化的規律，還可將多組數據繪于同一圖中，找出其相聯性[3]。針對折線的變化規律及異常點的出現位置，發現生產管理過程中存在的問題，并進行原因分析，進而挖掘清潔生產的機會。

通過折線圖方法對單位產品原輔材料消耗、單位產品能耗、單位產品水耗進行繪圖分析，從折線圖的走向來發現單耗的高低問題，最終評價結果也只能從一些宏觀的方向進行分析，如訂單減少產量下降、設備故障、企業受外部環境影響如金融危機等。由于涉及多方面的原因，企業往往不會提供真實數據，或企業的計量器具不完善及計量方式不正確等，導致提供的數據缺乏可靠性。而折線圖只能反映數據的變化情況，對于數據是否正確不能核實。在數據不完全真實的情況下，單靠折線圖可能無法更深入地找出潛在問題。

（4）線性回歸分析：E-P圖對折線圖有效地做了補充。

式中，E代表每個月的消耗量；P代表相應月份的產量；m代表直線的斜率（為可變部分單位產品的能源消耗）；e代表y軸的截距（生產率非常低時消耗，固定消耗部分）。繪制E-P圖時得出的關系直線，其斜率表示產能與耗能間的依賴關系，以此參照行業清潔生產評價體系、清潔生產標準或行業能耗的要求可判斷企業生產的狀況，資源、能源的利用水平；直線的截距表示生產過程中的能量損失以及與產量無關的耗能，可反映企業的過程控制、管理、人員等方面綜合情況。此外，還可通過計算方差（離散率）核算數據的真實性或有效性，關系數據間的相關性/統一性程度等，從而判斷其清潔生產潛力大小[3]。

KW公司是一家以生產、銷售電光源材料為主的高新技術企業，主要產品有固汞（球體固汞和圓柱體固汞，球體固汞采用熔滴法生產，圓柱體固汞采用壓制法生產）。統計某年度固汞生產數據（包括產品產量、原輔材料消耗、水電消耗）如表1。

從表1可看出，球體固汞的一次性合格率約為54.5%，圓柱體固汞的一次性合格率達96.8%。產品一次性合格率與設備的性能有很大的關聯，由于國內還沒有成熟的設備用于生產球體固汞，現有的設備是企業經過不斷摸索自行設計委外加工的，因此在球體固汞的合格率上突破是一大難關。

相對而言，5、6月份球體固汞的合格率偏低（41.6%，低于平均水平），主要是由于5、6月份設備故障率高，停機維修的時間長和次數多，導致產品的合格率偏低。設備維修后，7月份的產品合格率逐漸恢復正常。

表1 公司產品投料量-產量情況表

圖1 球體固汞產品線性分析圖

對表1中球體固汞產品的消耗數據通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值（如圖1）。

圖1可見，數據點較集中，斜率比較大，投料量與產量有很強的相關性。由于e值較大，說明與產量無關的能耗（e）較大。R2值較大，說明數據可信度較好。由于汞對人體和環境的危害較大，必須要盡量減少損失。經過質詢調查及查看車間工作場所的檢測報告結果得知，主要固定損失在：1）設備殘留。在熔滴法成型過程中，汞容易與金屬黏合，部分汞附著在反應釜金屬內壁上，導致產品合格率低；2）汞具有易揮發的特性。分析了固定損失的原因，企業相應地制定了清潔生產方案，力求將固定損失減到最低。

對表1中圓柱體固汞產品的消耗數據通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值（見圖2）。

圖2 圓柱體固汞產品線性分析

圖2可見，數據點很集中，消耗量與產量有很強的相關性，固定損失小。由于e值較小，說明與產量無關的能耗（e）較小。經過質詢調查及查看車間工作場所的檢測報告結果得知，主要固定損失在兩方面：1）壓制法生產固汞過程中，成型工序殘留在模具中的粉體量大，壓制機的鉆針與模具之間長期摩擦會產生磨損，導致產品合格率偏低；2）汞易揮發。

表2為固汞車間的電力消耗數據，圖3為通過Excel軟件生成圖形、方程及R2值。

表2 固汞生產車間用電情況表

從固汞車間的耗電分析圖可看出數據點散布較集中，R2值較大，表明電耗得到了有效控制。斜率m較大，反映了產量與耗能間有很大的依賴關系。由于e值較大，說明固定損失大。

圖3 固汞車間用電消耗線性分析

對單耗和產量繪圖分析，找出單耗高和低的點進行分析（見圖4）。

圖4 用電單耗-產量圖

從單耗圖可以看出基本趨勢為：隨著產量的提高，用電單耗下降。

4月份為最高用電單耗月份，最高單耗與最低單耗分別為39.87kW·h/t、20.53kW·h/t，差距幅度約在48%。當產量為1410kg的時候，用電單耗為20.53kW·h，為最佳控制點。在原材料及產品未發生重大變化的前提下，表明企業的電耗沒有得到很好的控制。固汞車間照明、空壓機、冷卻水循環泵、抽風系統和生產設備不必要的空運轉也會造成e值較高。因此可針對企業分析所采用的工藝要求，并對公共設備的運行狀態分析查找原因，制定相應的方案。

線性相關分析方法是一個科學的分析方法，在有完善可靠的基礎數據前提下，可以準確找出問題，為提出的方案提供依據。使用E-P線性分析法需要收集大量的數據，且數據必須在真實的基礎上。但在企業生產實際中，尤其是私營企業，計量器具不完善，生產數據記錄不齊全，會有很多不確定的因素，企業一般能提供的只有總量數據，各個車間的數據只是企業人員憑經驗計算或估算。另外，生產實際消耗量往往與財務或采購統計的有出入，在審核過程中，企業往往會將采購量作為消耗量提供。因此，要使用E-P法分析企業存在的問題，必須先讓企業完善計量器具和計量制度。

2 產生清潔生產方案的途徑

清潔生產方案產生的途徑一般有現場考察、收集員工的合理化建議、請行業專家指導、參考行業清潔生產標準/體系、查找專業網站/文獻等方式產生方案。通過召集各個車間的員工開會討論，了解目前車間、崗位存在的問題，分析產生問題的原因，吸收員工提出的改進意見。結合以往審核的經驗，一般對問題的分析不夠深入，最終提出來的解決方案不能根本解決問題，或者不是解決問題最好的方法。產生方案最重要的是要分析透徹，這樣才能最大程度地解決問題。方案實施后，利用累積的數據對其效果進行前后對比分析，計算出總能源/資源節減量（環境效益）和成本節約量（經濟效益），以支持和鼓勵清潔生產審核工作的持續開展。

3 結語

清潔生產審核的主體是企業，企業必須擔起主導工作，發動全員參與，出謀劃策，這樣才能使企業審核工作落到實處，利于企業的不斷壯大與發展。將清潔生產審核的總體思想引入企業生產及管理理念中，指導企業按照七個階段35個步驟開展審核工作，協助企業建立起清潔生產體系，幫助企業培養一批清潔生產工作的專業人員，從本質上為企業解決實際問題。

參考文獻：

[1] 國家清潔生產中心.企業清潔生產審核手冊[M].北京：中國環境出版社，2015.[2] 劉剛，陳玉成.清潔生產審核過程中的物料平衡技術與方法探討[J].三峽環境與生態，2011（2）：38-42.

[3] 何新生.折線圖與E-P圖介紹及其應用分析[J].環境與可持續發展，2009 （4）： 86-88.