绿色制造技术在家电产品中的应用

1、绿色制造技术在家电产品中的应用别正业1 前言我国是世界家电产品的生产大国和消费大国。近些年来,随着人们生活水平的不断提 高和科学技术的飞速发展,家电产品的更新换代越来越快,淘汰下来的家电废弃物数量惊 人,对这些家电废弃物如何处理,已经成为世人关注的焦点。因为家电产品是由各种材料 和元件组成的复杂混合体, 其 中 含有许多有价值 的材料,如 钢、玻璃、塑 料和 贵金属等 , 人们在对这些材料 回收利 用 时 , 多采 用物理 分解、冶炼或焚烧等方式 。 但 家电产品中 同时 含有许多 对 环境 和人体 健康有害 的物 质 ,如 铅、镉、汞 和 六价铬 , 它 们的 回收 和 利 用在经 济上或

2、技术 上都很困难 , 若 废弃 、焚烧后填埋或直接掩埋 , 就会污染土壤或 水 源 ,对人体 健康 造成 严重危害;又 如 冰箱 中的 CFC-11/12会破坏臭氧层 ,制 冷系统 中的 润滑油会污染土 壤;再 如 塑 料中 添加 的 某 些 溴化阻燃剂(如 PBDE 和 PBB 在 焚烧过程 中 会 产生 有毒 的 二垩英 和 呋喃 1。 从保护 环境 和 可持续 发展的 战略要求出 发,家电产品的发展 模 式、 生产 模 式、 消费 模 式 和 行 为 模 式都 必须充 分 考虑到 经 济 疚 和 环境 效 应的 协调 ,经 济 的发展不 能以牺牲 环境 为代 价 。正因为如 此 , 目

3、前世界各国 纷纷立法 ,如 日本 的 家电 再 循 环 法 已 于 2001年 4月 1日 生 效 ; 欧盟 同时 公布 的 关 于 在电 气 电 子设备 中 限 制 使 用 某 些 有害 物 质 指令将 铅、镉、 汞、六价铬、 PBDE 和 PBB 列 为 有害 物 质 予以禁 用, 该指令将于 2006年 7月 1日 正 式 实施 ; 我国 有 关家电废弃物的 法规也即将出台 。保护 环境 的 义务 、 满足 绿色消费 者 的 需求 和 遵守法规 的 责任促使 家电制造 商 加 快 了 应 用绿色制造技术的速 度 , 同时 也 加 大 了 绿色制造技术的 研究力度 。2 绿色制造技术的 概

4、念所谓 绿色制造技术,是 指 在 从 产品 设计 、 制造 、 运输 、 使 用 、 报 废 以 处理的 整个 产品 生 命周 期 的 过程 中 综 合 考虑 环境 影响 和 资 源利 用的 现 代制造 模 式 , 目 的是 将 产品在生 命周 期 中对 环境 的 破坏或危害 降 到 最小 , 并 使 资 源 综 合 利 用 率达 到 最 高。为 了 正 确 理 解 和应用绿色制造技术,我 认 为 有 几 个 观 点 至 关 重 要 : 绿色制造技术 强 调 在产品生 命周 期 中的 所 有过程 中 都 要考虑 对 环境 的 影响 , 识 别 环 境 因 素 , 评估影响 程 度 , 决定 处

5、 置 对 策 。决定 是 否 要 对 环境 因 素 采 取 对 策 , 只 能 是在 满足 环境 法规 的前提下 综 合 考虑 环境 影 响 和 资 源 的 利 用 率 。由 于 企 业的 唯一 目 的是 获取 利润 ,因 此 不 可能 为 了 单纯 的 保护 环境 而 不 计 成 本 。 保护 环境 的 责任 和 义务需要 企 业 综 合 考虑 环 保 和 资 源 问题 。 在产品的生 命周 期 中, 环境 因 素 是和产品 质 量 等属 性伴 随在 一起 的,不 可 人为 将 环 境 控 制和 质 量 控 制 剥离开 来。 目 前提 倡企 业 将 ISO14001和 ISO9001一 体

6、化 , 就 能 避免 此 问题 。因为如 果 将二者 分 开 , 顾客 对 质 量的 要求 比 环 保 的 要求 明显 , 使 企 业 将 重 点 放 在 质 量 控 制 上 , 特 别是在 质 量 控 制已 得 到 企 业 全员认 同 的 形势 下。 而企 业对 环境 的 控 制 就 可能 被 削弱 , 甚至 将 环境 的 控 制 局 限于 节 水 、 节 电 、 治 理 三 废 等 低 层 次 上 , 好像 环境 控 制 尽 是 花 钱 , 而节约 材料 、 节 能设计 、 延长 产品 使 用 寿 命 、 提高生产 效 率 、 降低 成 本 等 活 动好像 就 不 属 于 环 保 的 范围

7、 , 长期 下 去 , 环境 控 制的 增 值 效 果被 掩 盖 , ISO14001的 目 标 就会 走样 。 环境 法规 重 点 强 调 的是 控 制 结果 。制造 企 业为 了 经 营 和 贸易 需要 就 必须满足法规要 求 的 结果 , 最 常见 的 办 法 就 是 以此 结果 作 为 评 价、 判 断 目 标 , 从 而 对 相 应的 环境 要 素 和 涉 及 的 个 别 过程 进 行 控 制。如 工厂噪声 、 排 废 、 产品 回收 率 和 再利 用 率 、 限 用 有害 物 质等 指 标 的 控 制, 企 业 就 是 通 过 选 用 治 理 设施 、 在 设计 过程 中 控 制材

8、料和 部 件的 使 用来 到目 标 。 因 此 环境 法规 是 促 进 绿色制造技术发展和应用的 主 要 动 力 , 但 因 环境 法规 的 出台 是 与 经 济 发展和科技水平 相适 应的, 故 在 促 进 绿色制造技术 方 面存 在 局 限 性 。 值 得 关注的是, 环境 法规可能 成为 地区间 “ 非贸易壁垒 ” 的 一 种 方式 。 绿色 顾客 的 重 要 作 用不 容忽视 ,如绿色制造 商要求 分 承包 满足 环 保 的 要求 ;又 如 集 团购买 时 限 定只 采 购 绿色产品, 欧盟 甚至 对 采 购 A+能 耗 冰箱 的 顾客 进 行 补贴 等等 , 都 能促 使 相 关制造

9、 方重 视 环 保 , 从 而去 应用绿色制造技术。 绿色产品是绿色制造技术的应用 结果 。绿色 工厂 生产绿色产品是发色制造 模 式 追 求 的 一 种理 想状态 , 目 的是 使 社 会、 经 济 的发展 步入良 性 发展, 有 助 于 企 业的 可持续 发展。 一 般 来 说 ,绿色 工厂主 要指 在 工厂 实施 并 通 过 了 ISO14001环 保 体 系 认 证 ,对产品 设计 和制 造 过程 中的 环境 要 素 进 行 识 别 、 评估 和 有 效 控 制, 工厂 的各 项 环境 指 标 满足了法规 和 顾客 的 要求 ,对绿色技术的应用 持 积极态 度 并 有 相当投入 ; 而

10、 绿色产品 主 要 是 针 对产品的绿色 属 性 ,如 节 能 、 可 拆卸 和 可 维修 性 、 产品 报 废 后 的 可 回收 和 再利 用 率 (废弃物 最 少 化、 不 含有害 物 质、 废弃物的处理 过程 经 济或 不 会 对 环境、 安 全 和 身 体 健康 造成 危害等 。 由 于 绿色制造技术的 研究 对 象 是 综 合 考虑 环境 影响 和 资 源 的 有 效 利 用, 或 者 说 “ 环境 资 源 优 化 ” ,因 此 其 范围 很 广 。 除 明显 的 环 保 治 理 内容外 , 安 全 检 、健康 和 卫 生 、 节约 材 料 、 节 省 能 源、 节 省 人 力 资

11、源、 提高生产 效 率 等 , 都属 绿色制造的 范围 。 归纳 为 一 句话 :在 与 产品 相 伴 随的 所 有 活 动 中, 只 要 与 环境 相 关 并 需要考虑 对 环境 的 影响 和 控 制的 内容 , 都 是绿色制造技术的 研究 范 畴 。 它 涉及 现 代 设计 技术 、 先进 制造 工艺 和 设备 、环境 技术 、 能 源 技术 、 材料科学 、 网络 技术 、 并 行 工 程 和 系统 工 程 , 以 及 环境 标 准 和 立法 。3 绿色制造技术在家电产品中的应用3.1 建 立 环境 保护 体 系 , 进 行 绿色 意 识 教育名牌 家电 企 业 基 本 上都 建 立了

12、ISO14001环 保 体 系 , 并 且致 力于 和 ISO9001一 体 化 , 便 于 在 开 展各 项 活 动 中 同时 评 价环境 影响 。 通 过 建 立 环 保 体 系 , 使 企 业 员 工 能 够 针 对产品生 命 周 期全 过程 中 伴 随的 环境 问题 进 行 正 确识 别和合理对 微 , 并 使 这种 环境 控 制的 思 维 方式方 式 和 行 为 模 式 制 度 化、 惯 性 化 。如 松 下电 工 万宝 电 器 是 一 个 通 过 ISO14001和 ISO9001一 体化 认 证 的 企 业, 根据 其 “ 成为世界 一 流 的生产绿色产品的绿色 工厂 ” 之 绿

13、色 战略 ,制 定 了 其 环境方 针 :“ 把 保护 环境、 防 治 环境污染 纳入 公 司 经 营 活 动 之 中, 承 诺 遵守 有 关 环境 法 律 、 法规 及 其 他 要求 事 项 , 通 过 建 立 “ 善待 环境 ” 的 工厂 , 谋 求 与地 球 环境、 需求者 、 地 域 社 会 的 共 生, 从 而 实 现 工厂与社 会 的 可持续 发展。 全员 充 分 认识 到保护 环境 的 社 会 责任 , 积极 推 进 环境 保护 活 动 , 减 少 环境污染 。为 了 对 员 工进 行 环境 意 识 教育 , 该公 司还 制 定 了日 常 经 营 活 动 中应 遵守 的 原则 :

14、 依据 ISO14001的 要求 事 项 , 建 立 、 实施 并 不断 完善 环境 管 理体 系 , 定期 对体 系 进 行 评 审 , 确 保 体 系有 效实施 ; 在 企 业的 全 部 活 动 中 自 主地 制 定 环境 目 标 , 进 行 环境 保护 ;控 制 或 减 少 商 品 开 发和制造 阶段 使 用和 排 放 对 环境 负 效 应大的物 质 , 推 进 污染 预防 。 在 商 品 开 发 、 制造和废 置 过程 中 考虑 资 源 的 有 效 利 用和 再 生 利 用, 降低 损 耗 。 加 强 固 体废 弃物的 管 理, 减 少 污 水 、 烟 气 、 噪声 等 对 环境 的

15、影响 。 开 展 节 能 降 耗 活 动 ,合理 使 用 能 源 资 源 。 通 过 教育 和 培训 提高 全 体 员 工 的 环境 意 识 , 加 强 与 供 应 商 的 环境 信息交流 , 使 之 理 解、 支 持公 司 的 环境 原则 , 共 同 促 进 环境 保护 。3.2 绿色 设计设计 阶段 是产品生 命周 期 的 源 头 , 而 从 源 头 控 制 环境 要 素 无疑 是 最 有 效 的 方 法 。 搞 好 了 绿色 设计 , 意 味 着 从 源 头 控 制 了 废弃物的 最小 化或污染 预防 , 特 别是 几 乎 决定 了 产品 设 计 之 后 的 其 他 过程 走 向 ,因

16、此 绿色 设计 是绿色制造技术的 核心 。 目 前家电 企 业在绿色 设计 方 面 的 主 要 内容包 括 :确定 绿色 设计 原则a. 选 择 绿色材料和 零 部 件 进 行设计 。对 构 成产品的 所 有 原 材料和 零 部 件 逐 一识 别, 确 保 不 含有害 物 质 ,如 黾 源 线 的 聚氯乙 烯绝缘 护 套 中不 能 含铅 , 塑 料中不 能 含 PBDE 和 PBB , 冰箱 的制 冷剂 不 含 CFC-11/12,不用 镀 铬 的 零 部 件。 包 装 材料 要 确 保 选 用 无 毒、 无 污染、 可 再 生 、 易 降 解 的材料。b. 选 择 绿色 工艺 和 设备 ,

17、将 部 品 或 产品的 实 现 方式 进 行规 定 。如电 路板 的 焊 接采 用 无 铅 焊 接 工艺 2; 样 机 的 验 证 可 采 用快速成 型 技术, 适 用 时 也可 采 用快速 模 具 技术 3;塑 料 模 具 可 采 用 干 式加 工 , 刀具 或 型腔 采 用 PVD 涂覆 工艺 ; 选 择 低 能 耗 、 低 噪声 、 低 辐射 、 无泄露 设备 。c. 节 能 、 节 水 、 省 料 等 最 优 化 设计 。充 分利 用 现 有 的 分 析 软 件 进 行 工艺 模 拟 分 析 ,如 热 动 态 分 析 、 注 塑 成 形 分 析 、 物理 特性 分 析 ,对 多 变 量

18、 、多 目 标 设计 进 行 方 案 优 化 。d. 材料 标识 。在 部 件 上 标识 材料 名 称 ,在 包 装 上 标 示 可 扦 环利 用 标 志 等 , 方 便 分 类 和 回收再 昨 用, 使 废物 资 源化 。e. 可 装 配 和 可 拆卸 性 设计 (DFAD , design for assembly and disassembly 。基 于计 算 机 住址 技术 、 网络 技术和 并 行 工 程 的 虚拟 制造技术是 实 现 可 装 配 和 可 拆卸 性 设计 的 有 效 手 段 4。 参 与 设计 的不 同 部 门 通 过 虚拟 装 配 和 虚拟 拆卸 , 以 确定最 简

19、 单 的 装 配 路线 和 最 经 济 的 拆卸 方式 , 目 的是提高生产 效 率 、 满足 方 便 维修 和 以 最小 的成 本 进 行 再 循 环利 用, 尤 其 是 要满足法 定 的 再 商 品 化 率 这 一 指 标 。确定 绿色 设计 评 价 指 标:a. 节 能 、 节 水 认 证 。b. 再 商 品 化 率 (按 产品 质 量 目 前 日本 暂 对 冰箱 和 洗衣 机 (50%、 电 视 机 (55% 和 空 调 器 (60% 的 再 商 品 化 率 进 行了规 定 ; 而 欧盟要求 大 、 小 家电的 回收 率 和 再利 用 率达 到 80%。 因 此 应 根据 不 同 的

20、销售 地 , 进 行 产品 再 商 品 化 率 的 设计 。 若同时再 销往 许多 国家 或 地区 , 当 然 要以 最 高 指 标 作 为 设计 目 标 。 产品绿色 排 序它 是 一 种 表示 产品绿色 程 度 的 方式 , 主 要 是 通 过 第 三 方采 用随 机 抽 样 方 法 ,由 顾客 对 同 行 业 同 类 产品的 能 耗 、 美感 、 安 全 、健康、 警示 、 适 用的 性 能 、 可 接 爱 的 性 价 比 、 企 业 再 商 品 化 率 、 自 我 申 明 等 内容进 行 定 量 评 分 , 第 三 方 将 抽亲 结果结 合 公 共 环境 报 告 进 行 综 合 分 析

21、 , 将 排 序 (先 后 次 序 结 论 向 社 会 公 告 (不 给 出 好 、坏或 合 格 与 否 等 定性结 论 。 由 于该 排 序 常 受抽 样顾客 来 源 的 影响 , 其 权威 性 往往受 到 质 疑 , 但 可 作 为 顾客 选购 产品 时 的 参 考 ,因 此也 是 顾客 对 企 业产品 满 意 度 的 一 种体 现 ,成为 企 业 进 行 绿色 改 进 的 输 入 。3.3 绿色制造, 亦称清洁 生产主 要 包 括 : 提 供 宜 人的 工作 环境 , 有利 员 工 的 身 心 健康; 搞 好 工厂 5S , 有利 提高 工作 效 率 和产 品 质 量, 减 少安 全 事

22、 故 的发生。 建 设 绿色 供 应 链 。 重 点 搞 好 绿色 采 购 、 绿色 供 应 分 承包 方 的 选 择 、 运输 损 耗 控 制 、 库 存 和 包 装 材料 循 环再利 用 等 。 以 ERP 为 基 础 的 现 代物 流管 理。 重 点是物 流 业 务 重 组,合理 调 配 并 优 化 资 金 流 、 物 质 流 和 信息流 。 按 设计 确定 的绿色 工艺 和 设备 进 行 加 工 , 重 点 控 制 加 工 过程 中的废水 、 废 气 、 废 渣 、 尘埃 和 固 体废弃物 (不 良 品 率 的产生, 治 理 噪声 和 防 止 辐射 。3.4 回收 和处理家电产品的 加

23、 嘏 处理 环 节 是对绿色 设计 和绿色产品的 检 验 , 检 验 的 结果 反馈给 制造 企 业 后 , 有利 企 业 进 一 步 改 进 和 完善 绿色 设计 ; 而 回收 处理 工厂 也 是 一 个 企 业, 本 身 也要 应 用绿色处 置 技术, 避免 对 环境 造成 第 二 次 污染 。由 于 受 回收 成 本 的 影响 , 一 般 的家电 企 业是不 可能 独 立 建 造 自 己 的 加 嘏 处理 工厂 的, 大 多 以 大家电 企 业 间 联 合 或 完 全 社 会化 的 方式 建 立 地区 性 的 回收 处理 工厂 。目 前 日本 和 欧 洲 的 回收 处理 工厂 大 多 应用 了 离 心 、 磁吸附 等 拣 技术。 回收 和处理的 基 本 原则 是 :尚 有 使 用 价值 的电 器 产品经更换 零 部 件 或 维修 后 作 为 二 手 电 器 出 售 , 没 有 使 用 价值 的电 器 产品 首 先 要 人 工拆卸 或分解 ,对 尚 可 利 用的 零 部