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1與低碳制造相關(guān)的生產(chǎn)模式

低碳制造會(huì)涉及到機(jī)械加工過程中有關(guān)能源消耗與資源利用的生產(chǎn)模式，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)一直到運(yùn)用的整個(gè)生命周期里都以資源消耗和排放最少為目的，在生產(chǎn)過程中具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及能源效益。低碳制造的關(guān)鍵在于完成產(chǎn)品生命周期中的重用、再制造以及再循環(huán)等環(huán)節(jié)。

(1)低碳制造的機(jī)械加工體系面向低碳制造的機(jī)械加工體系主要以環(huán)境污染和資源利用率最小為目標(biāo)，同時(shí)對經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益進(jìn)行優(yōu)化，控制方面主要包括廣義和狹義兩方面，廣義的控制主要指在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，狹義的控制主要包括工藝規(guī)程全過程的控制，低碳過程主要在廣義控制的范圍中。機(jī)械加工體系中的具體內(nèi)容主要包括三個(gè)方面，是與產(chǎn)品生命周期相關(guān)的資源環(huán)境行為，包括低碳產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)以及制造的過程，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否能與低碳的要求相適應(yīng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和資源消耗影響，對能源利用效率的提高以及環(huán)境的保護(hù)具有重要作用。機(jī)械產(chǎn)品通過模塊化的設(shè)計(jì)可以使一機(jī)代替多機(jī)得到實(shí)現(xiàn)，同時(shí)使制造成本得到相應(yīng)的降低。輕量化設(shè)計(jì)要以滿足使用性能為最基本的前提，在使用過程中盡量減少廢物的排放，使資源利用效率得到提升。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)選用最新的工藝技術(shù)，保證生產(chǎn)效率高、資源消耗少。想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中與環(huán)境之間的和諧發(fā)展，能源降低與碳排放方面發(fā)揮了重要作用。

(2)面對低碳制造的機(jī)械加工研究體系作為典型的制造系統(tǒng)，機(jī)械加工可以分解出很多不同的現(xiàn)實(shí)意義的低碳制造研究問題，這些問題主要可以分成三個(gè)種類，這些問題共同組成了低碳制造的機(jī)械加工研究體系。

①環(huán)境污染最小化，比方說各種廢物、廢水和廢氣的最小化，同時(shí)還包括噪聲污染、電磁輻射極小化問題。

②能源資源消耗最小化，它主要與資源利用相結(jié)合，將能源資源消耗細(xì)分為原材料消耗、能量消耗以及輔助消耗的最小化等。

③資源消耗和環(huán)境污染做消化，在整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過程中會(huì)面臨眾多決策性的問題，比如機(jī)床選擇、模具選擇等等，從低碳制造的角度同時(shí)做到兼顧資源消耗與環(huán)境污染，進(jìn)而做出科學(xué)、合理的決策。

2低碳制造機(jī)械加工工藝優(yōu)化制造體系分析

(1)低碳制造關(guān)注整個(gè)產(chǎn)品生命周期低碳制造技術(shù)與產(chǎn)品的整個(gè)生命周期相關(guān)，產(chǎn)品生命周期主要包括材料選擇、機(jī)械加工等環(huán)節(jié)，同時(shí)還涉及到產(chǎn)品生命結(jié)束以后的管理、回收等環(huán)節(jié)。低碳制造就是要對整個(gè)生命周期進(jìn)行考慮，重點(diǎn)關(guān)注資源消耗與環(huán)境影響問題，兼顧技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等因素，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。低碳制造的關(guān)鍵在于產(chǎn)品生命周期只能關(guān)注重用、再制造以及再循環(huán)等環(huán)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)二者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，使資源優(yōu)化配置得到實(shí)現(xiàn)。

(2)與低碳制造相關(guān)的技術(shù)研究制造系統(tǒng)會(huì)涉及到很多方面的研究，這些研究主要可分為三方面，即減少有害物的技術(shù)、面向環(huán)境設(shè)計(jì)的技術(shù)以及污染預(yù)防的技術(shù)。與各種制造活動(dòng)相結(jié)合，可將上面這些研究技術(shù)分成三個(gè)種類。

3基于低碳制造的機(jī)械加工系統(tǒng)工藝

(1)工藝參數(shù)優(yōu)化可以使能耗降到最低在低碳制造的工藝優(yōu)化模型中，工藝參數(shù)方面的優(yōu)化是一種非常關(guān)鍵的技術(shù)，零件加工工藝參數(shù)方面的優(yōu)化可使物料消耗與能源消耗達(dá)到最低，與它相關(guān)的制造加工工藝可以使該工藝的相關(guān)參數(shù)得到優(yōu)化。

(2)工藝設(shè)計(jì)中工藝路線的確定在工藝設(shè)計(jì)過程中，工藝路線的確定是非常重要同時(shí)也是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品質(zhì)量提高以及資源節(jié)約等方面具有重要作用。在工藝設(shè)計(jì)過程中明確傳統(tǒng)方法是以加工成本和生產(chǎn)效率作為基本因素的，其中并沒有對環(huán)境保護(hù)和資源利用進(jìn)行充分的考慮，所以在這種工藝的指導(dǎo)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，資源利用率也非常低。

(3)科學(xué)調(diào)度的實(shí)現(xiàn)面向低碳制造的機(jī)械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化中對當(dāng)前現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備進(jìn)行利用是較切實(shí)可行的一種方式，在具體生產(chǎn)過程中通常會(huì)利用多工件多機(jī)床進(jìn)行共同加工，但是即使是同一機(jī)床也會(huì)存在不同的型號與規(guī)格，工件與機(jī)床之間也會(huì)存在不同的組合方式，所以對資源消耗與環(huán)境污染的程度也會(huì)存在差異。工件和機(jī)床如果可以實(shí)現(xiàn)合理、科學(xué)的調(diào)度，就可以在一定程度上真正實(shí)現(xiàn)面向低碳制造的機(jī)械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化。

4結(jié)語

綜上所述，筆者面對低碳制造介紹了機(jī)械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化模型及應(yīng)用，在機(jī)械加工過程中，低碳制造是非常關(guān)鍵的部分，可以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與能源環(huán)境相協(xié)調(diào)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。在經(jīng)濟(jì)利益最大化得到實(shí)現(xiàn)的同時(shí)還可以做到環(huán)境與資源的相互融合。筆者所研究的低碳制造的機(jī)械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化模式可以順利應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，幫助生產(chǎn)過程中機(jī)械加工系統(tǒng)中環(huán)境影響和資源消耗得到減少，與機(jī)械加工系統(tǒng)中環(huán)境影響和資源消耗等問題相結(jié)合，對工藝優(yōu)化工作進(jìn)行深入的研究，在實(shí)際運(yùn)用中降低了能源的消耗與相關(guān)的環(huán)境影響。但是面對低碳制造的機(jī)械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化模型及方法僅做到了初步的研究，不論系統(tǒng)工藝的優(yōu)化還是具體的方法都需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，尤其是低碳制造工藝中的環(huán)境保護(hù)與資源利用問題。

作者：方孔明單位：杭州師范大學(xué)