绿色制造概论课件

綠色製造概論綠色製造的形成背景環境問題資源問題人體健康問題水污染1998年全國廢水排放總量為394.4億噸，其中生活污水排放量194.0億噸，工業廢水排放量200.4億噸；廢水中COD排放總量1503萬噸，其中生活COD排放量695萬噸，工業COD排放量808萬噸；固體廢物1998年，我國工業固體廢物產生量8.0億噸，排放量0.7億噸；廢氣1998年，對我國約130萬個工業企業的排汙狀況的調查表明：在廢氣中二氧化硫排放總量2087萬噸，煙塵排放總量1335萬噸，工業粉塵排放量1344量萬噸；雜訊全國90%的城市道路交通雜訊處於輕度至中度污染水準，年際間全國平均聲級變化不大。全國一半以上城市區域環境雜訊居於中等污染水準，少數小城市污染嚴重，重點城市穩中略有好轉。溫室效應臭氧層破壞圖為2000秋季南極上空的臭氧洞，其中紫色、紅色、深酒紅、灰色代表臭氧洞，南極上空70%的臭氧遭到破壞。全球酸化的敏感程度富營養作用全球氮富營養臨界負荷的分佈不同的環境影響結果環境交換潛在影響影響後果CO2全球變暖全球變暖區域氣候變化極端天氣現象人類生命損失CH4臭氧耗竭紫外線強度增加皮膚癌免疫系統損害生態系統損失HCFC22光化學臭氧形成呼吸系統的問題植物損害材料損壞生活環境損失甲苯酸化作用森林損害死海、死湖材料損壞文化價值損失SO2富營養藻類繁茂缺氧莊稼損失NOx穩定的毒性慢性毒性，例如，癌症和生殖力減弱漁業損失PCB生態毒性生態系統中的急性和慢性毒性物種損失Cd對人類毒性環境中對人類健康的急性和慢性毒性健康標準降低和減少生命HCl填埋的廢物地下水污染，水污染、空氣污染VOC圖4.2排放物、環境潛在影響、以及不同影響結果之間的關係水資源1998年度我國十大流域（水系）中，63%的監測斷面水質超過Ⅲ類標準；遼河、海河污染嚴重，以Ⅴ類或劣Ⅴ類水質為主；松花江以Ⅳ類水質為主；淮河幹流水質有所好轉，但總體水質依然較差；黃河幹流局部河段污染嚴重；長江幹流和珠江水系水質良好。近岸海水水質三類及劣於三類占一半以上。南海在四個海區中水質最好，黃海次之，東海污染最重。沙漠化據估計，全球約有29％的陸地呈現荒漠化，35％的土地處於荒漠化威脅之下，嚴重荒摸化的土地占6%。同時，水土大量流失，全球每年水土流失約240億噸，我國每年因土壤流失而損失的土地營養成分高達13.39億噸，相當於46.7億噸化肥。資源礦產資源據統計，按照當前的資源消耗率和開採量，在現有探明的礦產資源中，估計石油可供使用30年，鐵可供使用93年，天然氣可供使用58年、煤可供使用226年。生物資源環境污染已嚴重威脅到生物的多樣性。自1600年以來，已有724個物種滅絕，目前還有3956個物種瀕臨滅絕，3647個物種為瀕危物種，7240個物種為稀有物種。人體健康環境污染對人體健康不僅會產生直接影響，還會產生間接影響。直接影響：例如，隨著各種新材料、新工藝的採用，我國出現了一些過去未發生或者很少發生的職業病，如正已烷中毒、三氯甲烷中毒、三氯乙烯中毒等；

間接影響：以溫室效應為例，全球變暖會通過改變大氣中污染物的化學反應速度或通過影響調節污染物如何積累和分散的風或降水等因素，來影響空氣污染狀況和來自接觸被污染空氣的健康影響。例如三藩市灣地區的環境溫度提高4℃便可能提高臭氧水準20%，並使不符合國家空氣品質標準的地區面積擴大1倍。又如受全球變暖影響的瘧疾蔓延的概略模型表明，到2100年，伴隨全球平均氣溫上升3℃，每年瘧疾病將增加5000萬~8000萬例。環境污染造成的經濟損失治理費用

1998年全國工業污染治理投資244億元，城市環境基礎設施建設投資估計560億元，總投資預計超過GDP的1%；全國工業廢水處理率為87.4%，達標率65.3%；工業煙塵達標率79.5%總的經濟損失估計

世行專家估計，按照1995年經濟增長速度為10％，我國僅大氣污染和水污染每年造成的損失即高達540億美元，這個數字接近1995年中國國內生產總值的8％。警鐘！

科學家在《世界自然資源保護大綱》中痛心地寫到：“地球不是我們從父輩那兒繼承來的，而是從我們後輩那兒借來的”，這句話發人深思。我們這一代人不能因為自己的私欲而肆意濫用資源、污染環境、破壞生態，把一個破損、污穢不堪的地球留給我們的子孫，讓他們譴責我們的無知、貪婪和短視。應該意識到“我們只有一個地球”！可持續發展成為了社會發展的必然。可持續發展思想的形成（一）

可持續發展（SustainableDevelopment）思想起源於環境保護，但卻是對人類傳統發展模式，尤其是對工業革命以來的所有物質和精神文明成果的反思，它的形成經歷了一個漫長的過程。1972年6月5日，聯合國在瑞典斯德哥爾摩召開了有114個國家代表參加的“人類環境會議”，並通過了著名的《人類環境宣言》。宣言中明確指出：“為了這一代和將來世世代代，保護和改善人類環境已經成為人類一個緊迫的目標，這個目標將同爭取和平、全世界的經濟與社會發展這兩個既定的基本目標共同協調地發展”，“保護和改善人類環境是關係到世界各國人民的幸福和經濟發展的重要問題，也是世界各國人民的迫切希望和各國政府的責任。”該會議標誌著人類環境時代的開始和可持續發展思想的萌芽。

可持續發展思想的形成（二）1980年，國際自然資源保護聯合會、聯合國環境規劃署和世界基金會共同發表了《世界自然保護大綱》。大綱中對可持續發展思想進行了較為系統的闡述，指出:人類利用對生物圈的管理，使生物圈既能滿足當代人的最大持續利益，又能保持其滿足後代人需求與欲望的能力。1987年，挪威前首相布倫特蘭夫人領導的聯合國環境與發展委員會發表了一份題為《我們共同的未來》的報告，該報告第一次對可持續發展的概念進行了科學的論述，指出：可持續發展是在滿足當代人需求的同時，不損害人類子孫後代的滿足其自身需求的能力。它標誌著可持續發展思想逐步走向成熟和完善。

可持續發展的內容（一）從經濟學的角度出發，對可持續發展的一般理解為：在環境得以持續發展的制約條件下，使環境資源的利用效益達到最大化。從社會學的角度出發，可持續發展被定義為“改進人類的生活品質，同時不要超過支持發展的生態系統的承受力。”從生態學的角度出發，可持續發展被定義為“尋找一種最佳的生態系統和土地利用的空間構形，以支持生態的完整性和人類願望的實現，使環境的持續性達到最大。”可持續發展的內容（二）從地理學角度出發，所強調的是區域可持續發展，並認為可持續發展的核心是“人與地球”的關係。從工業技術的角度出發，可持續發展就是指借助各種技術手段，在產品壽命迴圈全過程的各個環節中採取措施，使產品在其生產、使用以及回收處理中節省能源和資源，減少或消除環境污染，並保護勞動者的健康和安全。可持續發展的內容劃分從宏觀層上講，可持續發展就是要保持人與自然的共同協調發展，達到人與自然的共同繁榮。從中觀層上講，可持續發展是指處於一定區域的人口、環境、經濟和社會的協調發展。強調在資源（包括能源）和環境得到合理持續利用與保護的條件下，取得最大的經濟效益、社會效益以及生態效益。從微觀層上講，可持續發展就是借助各種技術手段，使人類社會的各種生產活動節省能源和資源，減少或消除環境污染，保護勞動者的健康和安全。製造業的環境、資源問題

環境污染主要源於工業的非“綠色”行為。尤其是製造企業。據統計，造成全球環境污染的70％以上的排放物來自製造業，它們每年約產生55億噸無害廢物和7億噸有害廢物。面對嚴峻的環境現狀和社會各界的壓力，各國政府都採取了積極地態度，提出了相應的環保措施和對策。例如增大環保投資、建設污染控制和處理設施、制定污染物排放標準、實行環境立法等，以控制和改善環境污染問題。ISO14000系列標準ISOGuide66:1997對環境管理體系認證機構的基本要求ISO14001:1996環境管理體系－規範及使用指南ISO/AWI14001ISO14001修訂版:1996ISO14004:1996環境管理體系－原則、體系和支持技術通用指南ISO/AWI14004ISO14004修訂版:1996ISO14010:1996環境審核指南－通用原則ISO14011:1996環境審核指南－審核程式－環境管理體系審核ISO14012:1996環境審核指南－審核員資格要求ISO/DIS14015環境管理–組織和現場的環境評價ISO/CD19011環境與品質審核指南ISO14020:2000環境標誌和聲明－通用原則ISO14021:1999環境標誌和聲明－自行聲明的環境申訴(II型環境標誌)ISO14024:1999環境標誌和聲明－I型環境標誌和聲明－原則與程式ISO/TR14025:2000環境標誌和聲明－III型環境聲明ISO14031:1999環境管理－環境績效評估－指導綱要ISO/TR14032:1999環境管理－環境績效評估－ISO14031案例研究報告ISO14040:1997環境管理－生命週期評價－原則與框架ISO14041:1998環境管理－生命週期分析－目標範圍界定及清單分析ISO14042:2000環境管理－生命週期分析－影響評價ISO14043:2000環境管理－生命週期分析－解釋ISO/WDTR14047環境管理生命週期評價ISO14042應用實例ISO/CD14048環境管理—生命週期評價—數據檔格式ISO/TR14049:2000ISO14041目標、範圍定義和清單分析的應用實例ISO14050:1998環境管理-術語和概念—術語使用原則指南ISO/FDIS14050ISO14050修訂版:1998ISO/TR14061:1998幫助組織運用有關ISO14001和ISO14004的資訊ISO/WD14062將環境因素結合到產品生產中的指導方針ISO14000系列標準內容按照ISO14000系列標準的功能，可以分為兩類，第一類：評價組織環境管理體系；環境行為評價；環境審核第二類：評價產品生命週期評估；環境標誌；產品標準中的環境指標。國內外相關法律法規末端治理及問題

但是十多年的實踐表明：這種僅著眼於末端治理(End-of-Pipe)，即通過治理污染物達標排放的辦法，雖能在一定時期內或在局部地區起到一定的作用，但並不能從根本上解決工業污染問題。其原因在於：末端治理技術總是滯後於污染的形成；末端治理辦法，不僅需要投資，而且使一些可以回收的資源(包含未反應的原材料)得不到有效的回收利用而流失末端治理在許多情況下並不是治理污染，而是污染轉移。綠色製造的提出面對末端治理的問題、嚴重的環境和資源問題，全球迅速掀起了一場“綠色浪潮”。各種新概念、新思想不斷湧現：*綠色製造*綠色設計*清潔生產*生命週期分析*綠色消費*綠色行銷*綠色產品*再製造工程*工業生態學綠色製造的研究現狀從九十年代開始，綠色製造的研究和應用更是受到各國政府、企業和學術界的關注。1996年，美國製造工程師學會專門發佈了綠色製造的藍皮書，對綠色製造的內涵進行了系統介紹；從1998年起，該學會還在其網站上設立了“綠色製造”欄目；國際生產工程學會和電氣和電子工程師協會每年都要舉辦有關綠色製造方面的專門會議，探討產品設計和製造中的環境問題。世界上的著名大學（如美國MIT、伯克利、斯坦福、密歇根、卡內基梅隆；荷蘭的德爾福特大學，德國的柏林工大，日本的東京大學，澳大利亞的墨爾本工業大學以及我國的清華、上海交大、重大、合肥工大等）和企業（如IBM、Benz、GM、Ford、Philips等）均投入了大量人力、物力和財力開展這方面的研究。特別是近年來，國際標準化組織制定的ISO14000環境管理系列標準，更是大大推動了綠色製造地發展。有關綠色製造的研究主要集中在以下兩個方面：綠色製造體系結構研究要在製造企業中實施綠色製造，首先要確定綠色製造的體系結構，以便指導具體的實施過程。但由於綠色製造的概念和內涵還處於探索階段，還未形成完整的體系結構，目前在這方面的研究工作主要有：綠色製造的體系結構（重大劉）

BENZ的清潔生產體系清潔生產體系結構(重大張)綠色製造的體系結構（重大劉）環境安全性資源優化利用三項內容綠色資源綠色生產過程綠色商品綠色原材料綠色能源來源豐富便於利用便於回收處理耗能省環保性好儲量豐富可再生性綠色設計綠色生產設備綠色生產技術綠色環境綠色原材料節省能源節省資源保護環境便於回收利用符合人機工程兩個目標綠色製造兩個過程物料轉化過程產品生命週期全過程圖1-2.1綠色製造的體系結構BENZ的清潔生產體系影響資源能源原材料生產環

境產品製造產品使用回收處理及再利用廢料管理影響影響影響影響影響圖1-2.2Dialmer-Benz集團建立的清潔生產體系結構圖清潔生產體系結構(重大張)圖1-2.3清潔化生產系統體系結構綠色製造理論、方法研究產品生命週期分析

面向環境的設計

再製造工程工業生態學產品生命週期分析生命週期分析(LifeCycleAnalysis，簡稱LCA)是在二十世紀六十年代末和七十年代初提出的，其主要分析評價的對象是產品的包裝物。隨著人們環境意識地進一步增強，產品生命週期分析逐漸受到社會各界的關注，應用範圍也逐步拓寬到冰箱、汽車等複雜產品。世界各國的許多研究機構(如SETAC、丹麥技術大學的生命週期研究中心LCC等)都建立了工作組從事有關LCA的方法研究，並已取得了一定的進展。LCA工具總匯LCA工具開發者BousteadModelBousteadConsulting(英國)LCAInventoryToolChalmersIndustriteknik(瑞典)LimsChemSystem(美國)TEAMEco—bian(法國)GaBiInstituteforPolymerTestingandScience.IPK(德國)Eco—ProEMPA(瑞士)LMSEco.inv.toolLMSUmweltsysteme(瑞典)Oeko—baseMigros(瑞士)DEMSPIRAInternatioanl(英國)EcoAssessorPIRAInternatioanl(英國)SimaProPreConsulting(荷蘭)PIAInstituutVoorToegepasteMilieo—Economie(英國)IDEAVTT(SF)EDIP—toolInstituteforProductDeveloment(丹麥)EPS—toolSwedishEnvironmentalResearchInstitute—IVL(瑞典)CUMPANDaimler—Bena(德國)MatrixapproachAY&Y(美國)Pre—LCAToolBattelle/Digital(美國)SimaproLCA工具LCA的標準化1993年以來，國際標準化組織(ISO)便開始進行LCA的國際標準化研究。LCA的普通標準已於1997年完成，並編制在ISO14040中，現在有關LCA不同階段的更詳細的標準正在制定中，它們包括：目標確定、範圍確定、清單分析、影響分析、方法解釋；1995年5月，歐洲標準化組織CEN發表了一個被稱為CEN的報告，與ISO標準比較，它只是一個針對包裝階段的詳細的指南而已。面向環境的設計綠色設計中的材料選擇與綠色材料面向資源優化利用的設計節能設計面向拆卸回收的設計綠色設計中的材料選擇材料選擇是實現綠色產品的關鍵和前提，如何改變現有設計中只注重材料技術和經濟性的材料選擇思路，將環境問題納入設計開發之中，已經成為綠色設計的重要內容。目前主要的研究工作表現在：研究綠色設計中的選材準則，如優先選用可再生材料、回收材料、可降解材料等；建立材料的環境負擔資料庫和專家系統；收集整理其生命週期的各種環境數據和知識；研究材料生命週期評價的方法；開發各種材料生命週期評價系統電腦軟體綠色材料的研製所謂綠色材料，也稱為生態材料，是指在滿足一般功能要求的前提下，具有良好的環境相容性的材料。目前綠色材料發展的諸多方向：如材料的輕量化設計，長壽命設計，生物降解材料的開發等。目前，綠色材料的開發工作已經取得了一定的進展，如英國ICI綜合化學公司利用名為Alcaligenceseutrophus的微生物將葡萄糖和丙酸發酵合成為共聚聚酯；美國瓦那

蘭巴特製藥公司推出了藥用澱粉膠囊以及熱塑性生物降解塑膠；義大利孟特愛迪生集團的諾瓦孟特公司用澱粉和變性聚乙烯醇的混合物開發了名為“Mater-Bi”的生物降解塑膠；日本工業技術院四國工業技術研究所開發出了纖維素、脫乙醯多糖天然高分子的複合生物降解塑膠等。節省資源設計和節能設計節省資源和能源是產品設計的一個重要內容，目前在這方面的研究很多：如：建立資源消耗模型、資源消耗評估體系、二維優化下料理論及技術、各種節能技術等，在這兒就不多談了。產品的可拆卸性設計產品易拆卸性是衡量產品易回收和易維修的重要指標，因此對產品的可拆卸性設計已成為設計領域的研究熱點。儘管人們結合生產實踐提出了一些可拆卸性設計準則，但如何在設計中客觀的貫徹這些經驗、準則還有待探索。目前可拆卸性設計研究主要集中在：收集整理DfD的有關知識，提出DfD的設計準則，如減少所用材料的種類，儘量減小零部件拆卸方向和移動的複雜性等。拆卸的可行性評估，例如借助產品的幾何資訊進行評估；利用零部件之間的結合面來判斷產品的可拆卸性，另外還有基於成本的方法、虛擬拆卸等方法創建新的DfD方法和工具。從事這方面研究的人還較少，並且成果多是與CAD集成的專家系統。產品的可回收性設計

產品報廢後的回收利用能有效地節省原材料，減少廢棄物對環境的危害。歐美、日本等發達國家制定的回收法規已引起了學術界和工業界的高度重視，Alting提出了面向回收的設計的概念，即在產品設計時，就考慮到產品未來的回收及再利用問題，從而大大提高產品、零件的回收利用率，節省資源和能源，並對環境影響最小。可回收性設計主要包括：可回收材料及標誌、回收工藝及方法、回收經濟性及可回收產品及零部件的結構設計等等。美、德、日等西方發達國在汽車、家電等行業應用面向回收的產品設計思想，取得了良好的社會、經濟效益。柯達公司採用可回收性設計思想開發的“相迷救星”相機銷量最大，贏利最高。另外，歐委會還成立了有政府和工業界代表組成的工作組，著手提高廢舊汽車的回收利用率。面向拆卸回收的設計的主要準則(一)明確拆卸對象對有毒或者輕微毒性的零件或再生過程中會產生嚴重環境問題的零件應該拆卸，以便於單獨處理，如焚化或填埋；對於由貴重材料製成的零部件應能夠拆卸，實現零部件重用或貴重材料的再生；對於製造成本高、壽命長的零部件，應盡可能易於拆卸，以便直接重用或再製造後重用。

面向拆卸回收的設計的主要準則(二)儘量減少拆卸工作量儘量使用標準件和通用件，減少拆卸工具數量和種類，增加自動化拆卸的比例；儘量減少零部件數量。把由多個零件完成的功能集中到一個零件或部件上，從而縮短拆卸時間。尤其對於工程塑膠類材料，因為它具有易於製成複雜零件的特點，所以特別適於零件功能集成，見圖。儘量減少材料種類；Whirlpool公司一家德國協作公司將包裝材料的種類由20種減少到4種，使廢物處理成本下降了50%儘量使用相容性好的材料組合；如線路板是由環氧樹脂、玻璃纖維以及多種金屬構成的，由於金屬和塑膠之間的相容性較差，目前線路板的回收問題還一直困擾著企業界。常用熱塑性材料相容性見表。面向拆卸回收的設計的主要準則(三)在結構上儘量簡化設計，減小拆卸難度儘量減少聯接件的數量；一般來說，聯接件越少則意味著拆卸工作也越少。儘量減少聯接件的類型；減少聯接件類型，有助於減少拆卸工具的數量，減少拆卸工藝的設計。儘量使用易於拆卸或者易於破壞的聯接方式。設計時應確保產品具有良好的可達性，給拆卸、分離等操作留有合適的操作空間，例如在零件表面應該給拆卸操作留有可抓持的空間特徵，以便零部件處於自由狀態時，可以輕鬆的抓取。面向拆卸回收的設計的主要準則(四)易於拆卸設計合理的拆卸基準；設置合理的排放口位置，有些產品在廢棄淘汰後，往往含有部分廢液，如汽車中的汽油或柴油、潤滑油，機床中的潤滑油等；剛性零件準則，產品設計時，儘量採用剛性零件，因為非剛性零件的拆卸過程比較麻煩封裝有毒、有害材料，最好將有毒、有害材料製成的零部件用一個密封的單元體封裝起來，便於單獨處理。儘量使用簡單的拆卸路線；簡單的拆卸運動，有助於實現拆卸過程的自動化。面向拆卸回收的設計的主要準則(五)易於分離一次表面準則，即組成產品的零件，其表面最好是一次加工而成，儘量避免在其表面上再進行諸如電鍍、塗覆、油漆等二次加工。因為二次加工後的附加材料往往很難分離，它們殘留在零件表面則形成材料回收時的雜質，影響材料的回收品質

設置合理的分類識別標誌，以便分類回收模壓標誌

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條形識別標誌

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顏色識別標誌

儘量減少鑲嵌物，通常，當零部件中鑲嵌了其他種類的材料會大大增加產品回收難度。面向拆卸回收的設計的主要準則(六)產品結構的可預估性準則，產品在使用過程中，由於存在污染、腐蝕、磨損等，且在一定的時間內需要進行維護，這些因素均會使產品的結構產生不確定性，即產品的最終狀態與原始狀態之間發生了較大的改變。為了在產品廢棄淘汰時，其結構的不確定性減少，設計時應該遵循以下準則：避免將易老化或易腐蝕的材料與需要拆卸、回收的零件組合

要拆卸的零部件應防止外來污染或腐蝕

面向拆卸回收的設計的評價體系面向拆卸回收的設計的評價過程就是對設計方案進行評價——修改——再評價——再修改，直到滿足設計要求的動態過程。評價的主要問題包括用什麼指標評價來描述產品的拆卸回收性能，怎樣進行評價，用什麼標準來衡量評價結果。因此，提出一套完整的拆卸回收性評價指標體系是評價系統的基礎。拆卸回收的評價體系主要由以下幾部分組成：產品的拆卸/裝配、產品的重用/回收/處理、材料選擇、產品的可維修性能，基本框架如圖所示面向拆卸回收的設計的評價體系框架再利用/回收/處置拆卸/裝配材料選擇可維修性能環境總目標標準時間拆卸能量特殊要求緊固類型拆卸方向拆卸路徑幾何約束緊固件數拆卸工具零部件數量接近零部件分離材料相容性特殊處理材料分類產品壽命回收方法人的因素設備要素環境要素故障率可靠性修理平均修理時間費用複雜性國家法律法規地方材料相容性材料特性毒性危險材料處理圖2-9.3拆卸回收目標評價體系圖面向拆卸回收的設計的常用指標(一)標準拆卸時間，是指一個一般熟練的工人(手工拆卸)或者一臺拆卸機器人的平均拆卸時間。對標準動作進行分析、匯總，對待評價動作進行分解，使之變成一系列標準動作。

拆卸能量，產品拆卸必然要消耗能量，聯接方式不同，消耗的能量也不同。因此，可以用拆卸能量來反映拆卸的難易程度。其值大小可以根據不同的力學公式計算。面向拆卸回收的設計的常用指標(二)拆卸的幾何約束，拆卸的幾何約束主要包括視覺可達、實體可達、空間可達等方面。視覺可達是指在拆卸操作時，操作者應能看到產品的內部結構，並有足夠的空間允許拆卸人員進行不同角度的觀察。

實體可達是指在拆卸過程中，操作人員身體的某一部分或工具能夠接觸到被拆卸對象或拆卸部位。

空間可達，是指對拆卸的部位進行拆卸操作時，其周圍要有足夠的拆卸操作空間，以方便拆卸。

面向拆卸回收的設計的常用指標(三)拆卸深度，拆卸深度既關係到產品報廢後的資源再生率，又關係到拆卸的經濟性。一般來講，拆卸深度越深，零部件和資源的回收再利用率就越高，回收的資源價值也越大。同時，隨著拆卸程度的加深，相應拆卸成本也上升，因此存在一個最優（最佳）拆卸深度。拆卸的工藝設計給定產品組產品分析產品裝配分析產品使用方式與影響分析（UMEA）決定拆卸策略潛在危險潛在價值再生重用可能性現有回收再利用技術連接元件產品結構層次裝配順序零件使用條件使用地點影響意外變化（指材料變性等）非破壞性拆卸、部分破壞性拆卸、破壞性拆卸拆卸過程計畫和策略圖2-9.13拆卸工藝制定步驟再製造工程面對處理大量失效、報廢產品(1996年全球有2400萬輛汽車，2000年全球有2000萬臺電腦被淘汰)這一嚴峻問題，再製造工程應運而生。美國羅切斯特理工學院建立了全國再製造和資源恢復中心，田納西大學綠色產品和技術研究中心將進行汽車行業的再製造技術研究。凱南—弗拉格勒商學院開展了逆向後勤學的教學。目前美國軍隊是世界上最大的再製造者，也是最大的受益者。根據美國波士頓大學教授羅伯特.倫德收集的1996年統計資料表明，美國再製造行業產值530億美元，雇傭48萬人。1999年4月27日《今日美國報》報導，福特公司正在建立舊部件交流中心，充分回收再製造的部件，預計將實現10億美元/年的營業額；德國《商報》1999年1月在文章《未來10年的科技》中認為，2006～2007年全球汽車的材料和部件的90%均可以重新使用。再製造工程的定義再製造工程是一個統籌考慮產品部件全生命週期管理的系統工程，是利用原有零件並採用再製造成型技術(包括高新表面工程技術及其它加工技術)，使零部件恢復尺寸、形狀和性能，形成再製造的產品。主要包括在新產品上重新使用經過再製造的舊部件，以及在產品的長期使用過程中對部件的性能、可靠性和壽命等通過再製造加以恢復和提高，從而使產品或設備在對環境污染最小，資源利用率最高，投入費用最小的情況下重新達到最佳的性能要求。再製造的過程產品清洗目標對象拆卸目標對象清洗目標對象檢測再製造技術選擇再製造檢驗圖2-10.2再製造過程再製造零部件分類再製造技術廢舊零件清洗噴塗法粘修法焊修法電鍍法熔敷法塑性變形法機加工修理法火焰絲材法火焰粉末法電弧絲材法等離子噴塗超音速噴塗有機粘接無機粘接堆焊焊補低溫鍍鐵電鍍金屬及合金電刷鍍低真空熔敷鐳射熔敷選擇性鐳射熔敷校正脹縮片法鐓粗修理尺寸法換位法部分更換法鑲套法手工堆焊振動堆焊埋弧堆焊噴焊鋁合金鑄鐵鋼圖2-10.4廢舊機件常用再製造技術分類工業生態學的定義工業生態學描述的是一種工業仿生系統，它通過模仿生態系統物與物之間的關係來實現工業系統的可持續發展，在該系統中一種工業活動的廢物(產出)是另一種工業活動的原材料(投入)。

工業生態學的意義工業生態學認為：一個工業生態系統，完全可以像一個生物生態系統那樣迴圈運行：植物吸取養分，合成枝葉，供草食動物享用，草食動物又為肉食動物所捕食，而它們的排泄物和屍體又成為其他生物的食物。由於工業生態系統可大幅度削減污染和原材料需求，因此被認為是解決當今環境污染、資源枯竭以及能源短缺問題的有效方法。

工業生態學的發展(一)

工業生態學的經過了30年的發展，總的來說收穫較小：70年代中期，孕育階段，在聯合國環境規劃署、聯合國工業發展組織和聯合國歐洲經濟委員會等機構內，各種見解沸沸揚揚。例如，1976年聯合國歐洲經濟委員會組織了一次名為“技術與無廢料生產”的報告會，會議提出了不少類似於清潔生產和工業生態學的觀點。1977年，美國地球化學家普雷斯頓.克羅德在給德國地球學年會的一篇學術報告中按目前的定義首先（或至少首批之一）使用了“工業生態學”一詞。工業生態學的發展(二)80年代，由美國的羅伯特.艾瑞斯和瑞士的彼得.巴切尼各自獨立地提出了工業代謝理論。在80年代初，紐約州立大學的生態教育學家查爾斯.哈爾開始講授工業生態學並出版著述。同一時期，巴黎的一位大學教授雅克.維尼龍也以獨立的方式試圖推動工業生態學這一概念。在俄羅斯也一樣，蒙德萊夫（Mendeleiev）化工學院從10年前起就開設了一個工業生態系，但沒有引起什麼反響。工業生態學的發展(三)1989年9月羅伯特.福羅什和尼古拉.加勞布勞斯在《科學美國人》專刊號上發表了題為《可持續工業發展戰略》的文章，在同一時期，美國工程科學院在華盛頓發起了《科技與環境計畫》，主要內容是組織討論會，發表報告文集。第一個報告文集《科技與環境》於1989年出版，其中包括了許多將朝著工業生態學方向演進的觀點。1991年5月，美國科學院組織