綠色制造技術在農業機械產品中的應用

艾士軍

(梨樹縣農業綜合行政執法大隊，吉林 梨樹 136500)

0 引言

綠色發展理念是解決人與自然和諧發展的重要途徑與理念，我國正處于工業化和城鎮化發展的快速時期，同時也處于資源消耗較大的發展時期，社會發展的同時帶來了一系列環境污染問題[1]。目前，我國的石油、天然氣人均儲存量不足世界平均水平的10%，資源緊張、生態環境污染及生態系統逐漸惡化成為限制我國社會發展的主要問題，因此，國家提出要加快資源節約型、環境友好型社會建設[2]。

本研究基于綠色制造技術的發展內涵及目標，重點闡述了綠色制造技術在農業機械生產及制造中的應用發展現狀，提出綠色制造技術發展面臨的主要挑戰與存在的問題，并提出相應的發展策略與實現途徑，研究結果對于實現農業機械綠色發展、低碳發展及循環發展具有重要意義，是未來實現我國由制造大國向制造強國轉變的重要技術支撐。

1 農機制造業的綠色發展需求

農業機械是全面提升農業生產水平，加快農業現代化轉型的重要條件，是保障農業高效、穩步、快速發展的重要基礎之一[3]。隨著近年來我國農業機械保有量的逐漸增加及農業機械種類的逐漸完備，農業機械在提高農業生產效率的同時也帶來了一系列環境污染問題，如農業機械尾氣排放等。目前，全球CO2排放量對環境影響較大的前十位國家如表1所示。在《中國制造2025》中明確指出，要在我國各個制造業全面推進綠色制造技術，重點發展產品制造過程清潔化、資源循環高效利用，加強產業綠色協同發展，以各個生產企業為主體，逐步開發綠色產品，強化綠色制造監管體系，全面推動制造業高效、清潔、低碳和環保發展[4]。

表1 全球CO2排放量前十的國家和地區

2 綠色制造技術的內涵及發展目標

2.1 綠色制造技術內涵

綠色制造是綠色發展的重要組成部分，是一種綜合考慮發展需求、環境影響、資源利用效率及企業發展的現代化生產模式，有利于實現資源利用率最高，能源消耗最低。綠色制造技術屬于一種閉環技術，需要應用整體設計及系統控制思想，綜合考慮產品生產制造中原料選取、產品加工、工藝技術、維修保養、產品報廢、回收利用環節中如何最大限度的減少有害物質的排放，并實現資源綜合利用效率最佳化[5]。

2.2 綠色制造技術發展目標

綠色制造技術發展目標是將產品設計、制造、使用及報廢過程對自然環境及生態系統的影響降到最低，實現對自然環境零污染，主要發展目標為優質、高效、節能、節材、環保，結合先進的技術操作和工藝設備，以最小的資源消耗量及污染物排放量完成生產制造過程，對于制造業發展及產品生產與社會發展具有重要意義，有利于推動我國制造業向安全、無害化處理發展[6]。

2 綠色制造技術的應用形式

2.1 關鍵技術

綠色制造技術在農業機械產品制造中的關鍵技術，如表2所示。

表2 農業機械產品制造中的關鍵技術

2.2 綠色新材料

隨著信息、材料及能源技術的快速發展，綠色新材料成為綠色制造技術的重要革命標志[7]。在目前綠色新材料的應用中，主要包括一些高強、耐高溫、耐腐蝕、高硬度、超細微、柔性等材料，綠色新材料既是高端制造業的基礎，也是未來綠色制造技術的發展重點之一。如高效低成本的晶體硅太陽能電池的應用，可逐漸擺脫對石油、煤炭等不可再生資源的過度開發，實現綠色化發展，具有廣闊的發展前景。

2.3 熱噴涂技術

噴涂處理是農業機械產品生產中最常見的工作流程，傳統的熱噴漆技術是以人工進行噴漆作業，在操作過程中會出現漆霧，噴漆過程中工作人員吸入的有害物質會威脅健康。采用高速電弧噴涂技術和大體積超音速等離子噴涂技術在密閉環境中進行噴涂，可以在農業機械零部件的表層覆蓋一層薄膜形式的涂層，既可以增強農業機械零部件的耐磨性和耐腐蝕性，控制噴涂速度和方向，還可以避免噴涂過程中造成的環境污染和人員健康危害。

2.4 綠色焊接技術

傳統農業機械零部件焊接易造成環境污染，存在資源利用率不高，生產效率低等問題。焊接產品質量受到工人技能影響，焊接過程中的能源消耗存在很大的差異。焊接過程的溫度及其他操作手法控制需要人工反復摸索，只有掌握合適的用料配比與時間節奏的控制，才能保證焊接質量與效率[8]。綠色焊接技術主要包括激光電弧混合熱源焊接技術及機械焊接技術等。激光電弧混合熱源焊接技術可以提高焊接工藝，同時減少對環境造成的污染，實現資源的高效循環利用，最大程度上減少對環境和農業機械制造人員的影響；利用機械替代人工進行焊接，工人只需要在車間顯示屏上觀察焊接過程中各個工位二氧化碳氣體消耗、電量、焊材消耗量、焊工有效作業時間等數據，有效提高農業機械產品生產效率和工作合理性。

2.3 虛擬設計與并行設計技術

虛擬設計技術以計算機仿真模擬功能為前提，在新型農業機械產品及關鍵零部件設計過程中，利用計算機模擬軟件實現對產品工作性能及生產成本等數據的模擬，可以縮短產品的研發周期，提高產品研發效率。

3 綠色制造技術在農業機械產品制造中應用的難點

3.1 發展水平較低，研發能力較弱

目前，綠色制造技術在農業機械產品生產中存在應用不平衡、整體水平較低等問題。在產品設計流程及設計水平等方面，企業研發能力較弱，一方面是缺乏綠色制造相關的技術人才，另一方面是新型產品的設計研發投入資金較少，綠色環保意識較為薄弱。

3.2 思想封閉陳舊

目前，農業機械產品制造中創新能力不足，生產制造人員多采用封閉式思維，主要運用靜態的分析計算，運用設計軟件水平較低，不重視綠色制造技術的研發與使用，不能較好地整合社會資源，研發人員的思想認識及綜合素質也難以適應農業機械綠色制造理念的快速發展。

4 綠色制造技術在農業機械中應用的對策與措施

4.1 加大在役再制造技術農業機械裝備的應用

在役再制造技術是基于農業機械健康能效監測技術為指導，以在老舊和性能低下的農業機械裝備實現健康運行為準則，對老舊和性能低下的農機裝備進行有效監測與系統診斷，查明農業機械設備存在的問題，應用新技術進行農業機械裝備的再制造技術，對設備進行有的放矢的個性化在設計，提高農業機械的使用壽命，有利于農業機械裝備安全、節能、環保和長周期運行，降低生產成本，實現產業技術升級。

4.2 加大綠色工藝新技術的開發力度

綠色制造技術的發展要通過綠色工藝技術實現，在進行農業機械產品制造過程中降低能源消耗，同時提高產品的質量，實現農業機械產品的綠色規模化生產。例如連鑄連軋新工藝，可以降低農產品制造過程中鋼材的消耗，縮短產品的生產周期，改善生產環境。研發出綠色工藝新技術是實現綠色制造技術的核心與必備途徑之一。

4.3 不斷完善綠色制造相關法律法規

不斷完善綠色制造技術的相關法律，使綠色制造技術深入人心。主要是針對綠色制造技術中相關資源、環境、循環經濟、職業安全等方面進行立法，針對目前農機企業生產中污染情況進行治理，從源頭解決環境污染問題，強化綠色制造技術GDP考核，創新綠色稅收政策，通過經濟手段介入引導企業實施綠色制造，以此增強人們的環保意識，將環境保護意識和綠色制造技術列為基礎教育內容，培育出更多綠色制造的相關工程技術人才。

5 結論

綠色制造技術是以綠色理念為指導，綜合運用綠色設計、綠色工藝、綠色包裝、綠色生產等為一體的科學技術。本研究以綠色制造技術在農業機械生產制造過程中的應用現狀為研究內容，基于綠色制造技術的內涵及發展目標，系統論述了綠色制造核心技術在農業機械產品制造中的應用，針對目前我國農業機械產品研發中存在的問題，提出未來我國農業機械生產與制造中應該加大在役再制造技術、加大綠色工藝和新技術的研發力度，不斷完善綠色制造技術的法律法規。研究結果旨在為我國農業機械生產提供技術參考與借鑒。