制造過程環(huán)境影響評價方法及其應(yīng)用

陜西中檢檢測技術(shù)有限公司 劉珮

綠色制造還可以稱之為環(huán)境友好制造和可持續(xù)制造，這是一種現(xiàn)代制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的模式，綜合考慮了環(huán)境影響和資源消耗。從企業(yè)的角度來看，其中綠色改造主要是改善產(chǎn)品的制造過程。在產(chǎn)品制造過程中，環(huán)境影響方面，能量和原材料消耗、工藝廢物排放以及催化劑散失為主要的形式。在制造過程中，為了防止環(huán)境發(fā)生污染，相關(guān)工作人員一定要意識到產(chǎn)品制造過程環(huán)境影響分析和評價這種方法的重要性，并將其在制造過程中應(yīng)用。

一、產(chǎn)品制造過程的簡單說明

在產(chǎn)品制造過程中環(huán)節(jié)相對來說比較多，其中毛坯形成以及零件機(jī)械加工和材料處理以及裝配調(diào)試是最重要的環(huán)節(jié)，結(jié)合以往制造的實際情況，并進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)，在這一過程中，需要對資源消耗和環(huán)境影響這一問題進(jìn)行明確，看是否符合節(jié)能環(huán)保的理念。如果不符合，需要加大評價力度，進(jìn)行相應(yīng)的評價，這主要針對的是產(chǎn)品制造過程中環(huán)境的影響，進(jìn)而在產(chǎn)品制造方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，并加大控制力度，展開相應(yīng)的控制，防止資源發(fā)生浪費(fèi)的現(xiàn)象，保護(hù)好我們的環(huán)境。為了實現(xiàn)這一目的，首先，一定要注重工藝IPO過程模型的重要性，并給予充分了解。所謂的IPO過程主要指的是在每個工藝過程中，看作成一個單元過程，單元過程主要包括的是輸入和處理以及輸出。其中基于工藝IPO過程模型下，和列昂波特相互作業(yè)矩陣可以準(zhǔn)確評價某零件制造過程的各個方面，尤其是物料和能量以及消耗和廢物排放，使得安全評價更好地實現(xiàn)。基于此，針對工藝過程鏈，我們可通過零件制造工藝IPO過程模型來明確，這也是輸入—處理—輸出的過程。

結(jié)合某零件制造的工藝IPO過程鏈，在工藝清單方面，能將相應(yīng)的清單分析表構(gòu)建出來，由此以來，在工藝過程中，針對輸入和輸出的數(shù)據(jù)，能有效地進(jìn)行采集和評價。在這基礎(chǔ)之上，對環(huán)境因子進(jìn)行了解，這種環(huán)境因子有兩種，為目標(biāo)層環(huán)境因素和工藝因素因子。其中原材料消耗和輔助原材料消耗以及污染物排放作為目標(biāo)層環(huán)境因子，生產(chǎn)環(huán)節(jié)和熱處理以及鍛造、包裝作為工藝因素因子。比如，在環(huán)境排放方面，車削工藝和砂性鑄造工藝是不同的。所以在清單分析表格中，通常情況下，第二層環(huán)境因子存在一定差異性，但是有著不同的影響類別。基于此，在一張清單分析表中，針對所有工藝過程輸入輸出的特性難以描述出來。在機(jī)械制造工藝方面，結(jié)合國家分類的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可構(gòu)建典型工藝和IPO過程以及清單分析表，其中鑄造和焊接、熱處理、鍛造以及清洗需要在此表中。在這些工藝的清單分析表格中需要有兩種因子，為相同的目標(biāo)層影響因子和個性化指標(biāo)層影響因子。

二、制造過程環(huán)境影響評價方法及其應(yīng)用

（一）清單數(shù)據(jù)量化方法

在清單數(shù)據(jù)方面，實施完全量化和評價相對來說是有一定難度的，以下為主要的困難因素。

首先，由于工藝不同，其環(huán)境排放因子會存在一定差異性，再加上量綱的問題，影響到直接數(shù)據(jù)疊加難以實現(xiàn)，還有就是綜合來評價多種工藝制造的過程[1]。

其次，在工藝過程環(huán)境排放行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面缺少權(quán)威性，尤其是參照的尺度還沒有做到相統(tǒng)一。就當(dāng)前環(huán)保部門對企業(yè)環(huán)境影響評價工作的情況來看，主要就是實施檢測工作，其中主要將廠界和排污口作為檢測內(nèi)容，沒有將相關(guān)工藝流程引入其中[2]。

再者，在數(shù)據(jù)采集方面，難以采集出較多的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，存在一定不準(zhǔn)確性，其中在安全性評價上就能體現(xiàn)出來定性的目標(biāo)。對于有的環(huán)境因子進(jìn)行分析，雖然能實現(xiàn)測量，但是在切削液排放濃度和毒性評價上，尤其時間周期的問題難以更好地實現(xiàn)。

最后，工藝條件方面具有一定差異性，在同一種排放中，不同工藝不能運(yùn)用相同的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是砂型鑄造，會產(chǎn)生一定的粉塵，如果運(yùn)用相同標(biāo)準(zhǔn)會忽略了車削粉塵。

基于此，在效率和實用方面，對制造過程環(huán)境影響評價時，可充分利用半定量評價方法，這是非常適合的。對于這種半定量評價方法進(jìn)行分析，主要就是來調(diào)查和初步分析，并圍繞著零件制造過程環(huán)境影響，進(jìn)而為工藝改進(jìn)提供相應(yīng)的建議，在制造過程中與環(huán)境影響評價中，使得存在的問題得到解決[3]。為了防止半定量評價方法不符合實際這種情況發(fā)生，需要退化為一種完全定性主觀臆斷，并進(jìn)行相應(yīng)規(guī)劃，在實際規(guī)劃的過程中，還需要采取有效的方法，進(jìn)而針對整個評價過程，使其做到有據(jù)可循。可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮。

一方面，在清單分析表中，需要對影響狀況描述和評分這兩欄進(jìn)行設(shè)立，而不是僅僅有評分欄。在影響狀況描述方面，主要就是對現(xiàn)場實施描述進(jìn)行記錄，進(jìn)而獲得第一手資料。對于評價人員來說，其組成的人員有綠色制造專家和現(xiàn)場工藝人員。數(shù)據(jù)采集過程其實是一種調(diào)查過程，強(qiáng)調(diào)的是針對加工過程資源消耗狀況和環(huán)境排放以及安全性問題，綠色制造專家通過清單分析表，與工藝人員進(jìn)行協(xié)同并展開描述[4]。

另一方面，實施翔實調(diào)查，并按照國家機(jī)械制造工藝分類標(biāo)準(zhǔn)，圍繞著每個工藝小類中的典型工藝來開展，其標(biāo)準(zhǔn)的清單分析表格由專家來制定，其中此表格需要有環(huán)境因子和環(huán)境因子量化評分表格，還要有影響狀況描述規(guī)范，將工藝標(biāo)準(zhǔn)清單分析表格檔案庫構(gòu)建出來。這就顯得制定評分規(guī)則非常重要，在實際制定過程中，還要遵守綠色制造原則，加強(qiáng)工藝人員體驗，還需要有樣本容量，為其更加客觀提供重要的保障[5]。評價人員在標(biāo)準(zhǔn)表格中，來執(zhí)行工藝清單分析制定，在執(zhí)行評價過程中，還需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)描述規(guī)范和評分規(guī)則。

（二）零件制造過程環(huán)境影響評價

列昂波特相互作用矩陣方面，是1972年由列昂波特首先開發(fā)的，可充分應(yīng)用在新建項目或者是工程環(huán)境影響評價中，因為這是非常重要的。在制造過程的環(huán)境影響評價中也可運(yùn)用這種方法，結(jié)合列昂波特相互作用原理，在矩陣的橫軸，將制造過程所包含的對環(huán)境影響的工藝過程列出來，在縱軸方面，將可能受工藝過程影響的因子列出來。可用m來表示工藝過程的總數(shù)，這在所有工藝過程清單中，可將環(huán)境因子作為環(huán)境影響的二級指標(biāo)或者是一級指標(biāo)，環(huán)境因子總數(shù)為n。在矩陣中，每個元素用斜線隔為兩個部分，其中影響的大小為上半格，影響的重要權(quán)值為下半格。

如圖1所示。

圖1 如圖制造過程環(huán)境影響列昂波特相互作用矩陣一所示

首先，綜合分析與評價。對于綜合評價值法來說，在零件制造過程中環(huán)境影響列昂波特相互作用矩陣中來實施相乘和疊加，這主要針對各工藝環(huán)境影響值與環(huán)境因子權(quán)重，進(jìn)而能綜合評價零件制造過程環(huán)境影響程度[6]。

其次，縱橫向比較分析與評價。對于縱向分析與評價來說，主要就是在零件制造過程中，將影響嚴(yán)重的環(huán)境因子找到。或者是指定某個工藝過程，在此工藝過程中比較不同環(huán)境因子的影響程度，在此工藝過程尋找需要改善的環(huán)境影響問題。對于橫向比較分析來說，在零件制造過程中，其不同工藝過程之間，來比較環(huán)境影響程度差別進(jìn)行比較，將工藝過程存在的問題找出來。或者是指定一個環(huán)境因子，如可指定能耗，針對不同工藝的能耗狀況進(jìn)行比較。

（三）環(huán)境影響評價技術(shù)框架的建立

在零件制造工藝方面，從對工藝優(yōu)化的角度上來看，需要建立環(huán)境影響評價技術(shù)框架，通過此框架的建立，針對需要優(yōu)化零件制造工藝能充分顯示出來。但是為了做到這點，需要制定工藝過程和評分規(guī)則，在實際制定的過程中，可依據(jù)工藝IPO過程模型和清單分析表以及環(huán)境因子量化評分規(guī)則，并選出適合的方案，避免資源消耗的現(xiàn)象發(fā)生，致使環(huán)境受到污染。

三、結(jié)束語

總而言之，在描述和數(shù)據(jù)采集工藝過程資源消耗和環(huán)境影響狀況的過程中，主要通過的是工藝IPO過程模型和清單分析表格。在制造過程影響評價上，提出兩種方法，一種為基于工藝IPO過程模型，另一種為列昂波特相互作用的矩陣，并分析了此技術(shù)的框架，此框架環(huán)境因子量化評分規(guī)則和環(huán)境影響評價以及改進(jìn)分析作為主要的部分。這種方法是一種半定量方法，主要就是對標(biāo)準(zhǔn)工藝IPO模型進(jìn)行運(yùn)用，還運(yùn)用了影響狀況描述規(guī)范以及環(huán)境因子評分規(guī)則，這在評價的過程中，針對主觀因素影響起到約束的作用，在各個工藝過程中，使得環(huán)境因子和量綱不一致的問題得到解決。