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綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的有效應(yīng)用

2020-12-23 來源：山西工程技術(shù)學(xué)院作者：李瑞斌馬宏毅董作峰

摘要：本文對綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的有效應(yīng)用進(jìn)行了探討，文章從綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床二者的概念入手，進(jìn)一步闡述了當(dāng)前綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中的運(yùn)用問題，介紹了將綠色制造技術(shù)廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床的意義，最后提出了促進(jìn)綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)融合的建議。

關(guān)鍵詞：綠色制造技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；融合建議

0 引言

不可否認(rèn)，在我國經(jīng)濟(jì)社會快速進(jìn)步的同時，也暴露出了越來越嚴(yán)重的環(huán)境與資源問題，這無疑對人類的健康生存、社會的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大威脅。基于此，綠色生產(chǎn)模式開始盛行，并且在各行各業(yè)得到運(yùn)用，綠色制造技術(shù)就是一個典型案例，它符合保護(hù)環(huán)境的社會潮流，是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。近幾年綠色環(huán)保理念已經(jīng)逐漸被運(yùn)用到各行各業(yè)當(dāng)中。我國的機(jī)床制造行業(yè)同時順應(yīng)時代發(fā)展的要求，也逐步往綠色、智能方向發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展之路。但我國的數(shù)控技術(shù)本身存在技術(shù)發(fā)展不夠成熟、數(shù)控機(jī)床技術(shù)較為依賴國外、綠色環(huán)保技術(shù)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的運(yùn)用不夠全面等問題，如何將綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床制造中得到合理運(yùn)用是值得思考的問題。

1、綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床概述

1.1 綠色制造技術(shù)概念

制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)非常重要的一個組成要素，實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的健康快速發(fā)展，對于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會的全面進(jìn)步具有重要意義。隨著制造業(yè)的向前發(fā)展，逐步衍生出了綠色制造技術(shù)的新產(chǎn)物，它是指在產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)，不斷借助各種具有環(huán)保節(jié)能效益的先進(jìn)工藝與設(shè)備，在提升產(chǎn)品制造效率與質(zhì)量的同時，達(dá)到良好的環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約效果。運(yùn)用綠色工藝進(jìn)行制造，要求企業(yè)單位全面考慮當(dāng)前的資源形勢、環(huán)境現(xiàn)狀以及市場背景，在確保產(chǎn)品使用性能、生產(chǎn)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)成本基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用、報(bào)廢等全部流程進(jìn)行全面控制，提升資源利用率，將工業(yè)制造對環(huán)境的危害控制在最低限度的作用。究其實(shí)質(zhì)，綠色制造的核心內(nèi)容表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)———即減量化（Reduce）、重用（Reuse）、再生循環(huán)（Recycle）、再制造（Remanufacturing）———這就是所謂綠色產(chǎn)品生命周期中的“4R”理論。其中，減量化是指從資源的使用量、消耗量以及垃圾廢棄物的排放量入手進(jìn)行直接的控制，從而減輕資源與生態(tài)壓力；重用則是指要對特定的資源與材料等進(jìn)行重復(fù)多次使用，盡可能提升其利用率；再生循環(huán)原則要求生產(chǎn)出來的產(chǎn)品使用完后并能將產(chǎn)品回收再利用；再制造則要求相關(guān)單位對廢舊產(chǎn)品的技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)性能恢復(fù)和提升。

1.2 數(shù)控機(jī)床相關(guān)概念

數(shù)控機(jī)床是制造行業(yè)發(fā)展過程中隨著技術(shù)進(jìn)步而出現(xiàn)的新興產(chǎn)物，它集合了機(jī)械與信息技術(shù)等不同領(lǐng)域的技術(shù)結(jié)晶，將其運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，使其與操作系統(tǒng)相互融合，可以促進(jìn)生產(chǎn)的智能化、自動化發(fā)展，并且提升生產(chǎn)系統(tǒng)信息化控制的水平。就數(shù)控機(jī)床的組成元素看，數(shù)控系統(tǒng)可以說是核心所在，這是因?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各類機(jī)械設(shè)備受到系統(tǒng)的統(tǒng)一控制，而數(shù)控機(jī)床能否高效順利運(yùn)行，其關(guān)鍵或者說是前提條件就在于數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確錄入。在錄入信息數(shù)據(jù)后，相關(guān)工作人員就可以全面、實(shí)時地對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行有力監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行與人為操作過程中可能存在的問題，進(jìn)而對其進(jìn)行分析，并且采取具有針對性的問題處理措施。以 PCB 制造業(yè)為例，它是指印刷電路板所用到的一種專業(yè)數(shù)控鉆孔設(shè)備，它在內(nèi)容多樣的數(shù)控機(jī)床中可以說極具典型性，其主要功能在于可以在絕緣材料上根據(jù)前期設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆孔來實(shí)現(xiàn)電路板的印刷生產(chǎn)，這種機(jī)床鉆孔相對于激光鉆孔技術(shù)比較來說，其最顯著的優(yōu)勢在于經(jīng)濟(jì)成本較低，因此資金門檻不高、受到眾多廠家的廣泛歡迎。

2 、當(dāng)前綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中的運(yùn)用問題

2.1 數(shù)控機(jī)床與綠色制造技術(shù)本身發(fā)展不夠成熟

盡管近年來我國經(jīng)濟(jì)社會實(shí)現(xiàn)了全面進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破，但與許多西方發(fā)達(dá)國家相比，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)畢竟發(fā)展較晚，因此許多技術(shù)的研究不夠成熟，數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的許多理論探討也相對粗淺，綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的融合也還有很長的路要走。

2.2 我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)較為依賴國外方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)。

數(shù)控技術(shù)作為全面提升工業(yè)生產(chǎn)效率與現(xiàn)代化程度的重要渠道，已經(jīng)得到了行業(yè)的廣泛關(guān)注，我國也及時發(fā)布了《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》等文件，對數(shù)控機(jī)床等的進(jìn)步提供了明確的指導(dǎo)。而綠色制造技術(shù)引入數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，則能更進(jìn)一步地彰顯二者的優(yōu)勢，但總體來看，我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)依然對國外成果有過于嚴(yán)重的依賴，這就使得數(shù)控機(jī)床的創(chuàng)新進(jìn)步在國內(nèi)長期看不到成效。

2.3 綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的運(yùn)用不夠全面

目前，我國綠色制造技術(shù)的創(chuàng)新已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，但要將其全面引入數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域并使其切實(shí)投入到生產(chǎn)過程中去，還面臨一定的障礙。例如在機(jī)床部件綠色制造過程中，當(dāng)前只有部分企業(yè)對其進(jìn)行了引進(jìn)，或者是將其引入后僅僅運(yùn)用在了部分核心產(chǎn)品的生產(chǎn)方面。以某主要生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床部件及整機(jī)的有限公司為例，該公司在機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)過程中對綠色制造技術(shù)有相對純熟的運(yùn)用，但在部分高精尖設(shè)備———如數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造等的生產(chǎn)層面，則存在過度關(guān)注硬件而忽略軟件的現(xiàn)象，這就限制了技術(shù)使用價(jià)值的全面發(fā)揮。

3 、將綠色制造技術(shù)廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床的意義

3.1 符合保護(hù)環(huán)境的社會潮流

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破，但同樣也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，生態(tài)的大規(guī)模破壞對自然環(huán)境、人類可持續(xù)發(fā)展都構(gòu)成了巨大威脅，工業(yè)的全面發(fā)展、產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，都需要耗費(fèi)大量的各種各樣的資源，資源緊缺問題也隨之出現(xiàn)。目前全球不少國家都致力于工業(yè)轉(zhuǎn)型、技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境保護(hù)工作，而在數(shù)控機(jī)床相關(guān)領(lǐng)域，加大綠色制造技術(shù)的運(yùn)用，能起到良好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用，順應(yīng)當(dāng)前社會潮流。

3.2 是推動我國經(jīng)濟(jì)健康長遠(yuǎn)發(fā)展的必然要求

盡管我國地域面積遼闊，蘊(yùn)含著種類較多、儲量較為豐富的各類能源資源，但因?yàn)槿丝诨鶖?shù)大，人均資源占有量并不多；且我國地理?xiàng)l件復(fù)雜，水、電、煤等資源的分布不均衡，這就影響了各地區(qū)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展程度。事實(shí)上，目前許多企業(yè)都紛紛加大了對綠色制造技術(shù)的運(yùn)用力度，這也確實(shí)起到了提升資源使用率、保護(hù)生態(tài)的作用，而企業(yè)由此生產(chǎn)出的綠色產(chǎn)品往往具有更高的科技含量且更利于人體健康，因此受到廣大消費(fèi)者群體的青睞，幫助企業(yè)得到了更為顯著的市場競爭優(yōu)勢。從更全面的角度看，要促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)健康發(fā)展，也要求企業(yè)單位加大對綠色制造技術(shù)等的科學(xué)運(yùn)用。

4 、綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床融合的建議

4.1 加強(qiáng)綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)的創(chuàng)新力度

考慮到我國數(shù)控機(jī)床與綠色制造技術(shù)本身的實(shí)力不強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)問題，我國需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新力度，突破技術(shù)瓶頸。根本上說，企業(yè)要加大技術(shù)投入，借鑒國外行業(yè)生產(chǎn)管理方式，通過模塊化定制、信息化生產(chǎn)系統(tǒng)輔助，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，要緊抓綠色理念，例如，針對噪音排放問題，可以采用特殊的外緣梳齒結(jié)構(gòu)降噪設(shè)計(jì)，有效減少生產(chǎn)過程中的噪音排放。

4.2 通過加大技術(shù)研發(fā)投入逐步降低對國外技術(shù)的依賴

數(shù)控機(jī)床技術(shù)的先進(jìn)程度，可以從側(cè)面體現(xiàn)出一個國家工業(yè)發(fā)展的智能化、現(xiàn)代化程度。因此為了全面提升我國工業(yè)生產(chǎn)的水平，就必須加大技術(shù)研發(fā)投入，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床相關(guān)技術(shù)的全面進(jìn)步。同時，相關(guān)院校要積極抓好教育工作，為行業(yè)輸送具有專業(yè)技術(shù)能力與理論研究能力的專業(yè)研發(fā)型人才，相關(guān)企業(yè)單位也要注重人才的長期培訓(xùn)工作，通過組織專門的培訓(xùn)活動、加強(qiáng)同行交流等措施，塑造具有獨(dú)特競爭優(yōu)勢的人才隊(duì)伍。而在綠色制造技術(shù)創(chuàng)新層面，也要立足材料創(chuàng)新———如采用碳纖維材料，加大材料使用過程自動化、智能化設(shè)備的研發(fā)，以此降低人工勞動力，并且減少化學(xué)廢棄物的產(chǎn)生。

4.3 加快技術(shù)成果向生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變的步伐

為了發(fā)揮綠色制造技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，就應(yīng)該使其在企業(yè)內(nèi)得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用。事實(shí)上，在國家大力推進(jìn)綠色制造技術(shù)創(chuàng)新的形勢下，作為工業(yè)母機(jī)的機(jī)床更應(yīng)該加速走在前列，走一條并行推進(jìn)、融合發(fā)展的中國式綠色制造技術(shù)推進(jìn)路線，向高質(zhì)量和創(chuàng)新型發(fā)展。在此背景下，數(shù)控機(jī)床企業(yè)需積極探索如何加快綠色智能機(jī)床的研制和應(yīng)用，推動綠色制造技術(shù)與數(shù)控生產(chǎn)實(shí)踐的融合。例如，在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)制造過程中，涉及精加工生產(chǎn)、裝配到質(zhì)檢等多個作業(yè)流程，每一個環(huán)節(jié)都可以運(yùn)用綠色制造技術(shù)，使得生產(chǎn)出來的數(shù)控機(jī)床符合綠色智能制造的國家標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 政府要加大技術(shù)創(chuàng)新扶持力度

由于綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，都是一項(xiàng)耗資巨大、需要長期進(jìn)行的工作，因此政府要發(fā)揮必要的引導(dǎo)與扶持作用。例如，政府應(yīng)該鼓勵地區(qū)協(xié)同創(chuàng)新中心的建立，組織企業(yè)建立良好的團(tuán)結(jié)協(xié)作關(guān)系，給予行業(yè)專家學(xué)者大力支持，將中心打造成協(xié)同各方發(fā)展、服務(wù)發(fā)展大局的新平臺；要激發(fā)活力，提升協(xié)同中心發(fā)展的新境界。具體來說，政府要首先做好政策制定、措施保障等工作，帶動地區(qū)各組織單位共同致力于探索產(chǎn)學(xué)研融合新模式；其次，要聚集各界力量，推動協(xié)同創(chuàng)新中心上水平、有能力、見效果，將協(xié)同創(chuàng)新中心打造成跨界融合新樣板。再者，中央和地方高度重視創(chuàng)新，重視技術(shù)，重視人才，協(xié)同創(chuàng)新中心將進(jìn)一步溝通落實(shí)各項(xiàng)具體工作，確保各協(xié)同單位共同承擔(dān)大項(xiàng)目，形成大成果。

5、結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對綠色制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的有效應(yīng)用的探討，無疑具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)床制造企業(yè)需要明確綠色制造技術(shù)、數(shù)控機(jī)床相關(guān)概念；在此基礎(chǔ)上提出綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床融合的措施，加強(qiáng)綠色制造技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)的融合力度，通過加大技術(shù)研發(fā)投入逐步降低對國外技術(shù)的依賴，加快綠色化技術(shù)成果向生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變的步伐。

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