當(dāng)前，環(huán)境對制造業(yè)提出了更高的要求，能源緊缺對制造業(yè)的制約日益加劇，中國制造業(yè)必須要增強自主創(chuàng)新能力，以人為本，實現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，提升附加值和國際品牌競爭力，實現(xiàn)由制造大國向制造強國的歷史跨越。而發(fā)展綠色和智能制造則是實現(xiàn)該歷史跨越的關(guān)鍵所在。

1 綠色制造

　　綠色制造(Green Manufacturing-GM)，指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量和成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、使用到報廢的整個產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或使環(huán)境污染最小化，符合環(huán)保要求；節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會生態(tài)效益協(xié)調(diào)最優(yōu)化。
　　綠色制造已成為21世紀(jì)機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢，是實現(xiàn)資源能源高效清潔循環(huán)利用與環(huán)境影響的最小化，有效保障我國現(xiàn)代化進(jìn)程與裝備制造的有效供給與有效利用，建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要途徑，且具有相當(dāng)?shù)木o迫性。
　　(1)改進(jìn)制造工藝，實現(xiàn)少廢或無廢生產(chǎn)
　　改革制造工藝，開發(fā)新的工藝技術(shù)，采用能夠使資源和能源利用率高、原材料轉(zhuǎn)化率高、污染物產(chǎn)生量少的新工藝，減少制造過程中資源浪費和污染物的產(chǎn)生，使中間廢棄物能夠回收再利用、最終廢棄物可以分解處理，盡最大限度實現(xiàn)少廢或無廢生產(chǎn)。在機械加工中，鑄造、鍛造沖壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)等過程中都可以實行綠色制造工藝。具體可以從以下幾方面入手：改進(jìn)工藝，提高產(chǎn)品合格率，采用合理工藝，簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，謀求生產(chǎn)過程的廢料最少化，避免不安全因素，減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中污染物排放，如減少切削液的使用或使用綠色切削液等。目前干式切削技術(shù)得到較大發(fā)展。
　　示例：南汽集團(tuán)公司通過改革工藝技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能降耗
　　南汽集團(tuán)公司以前老工藝的生產(chǎn)過程為：先鍛造成型，然后進(jìn)行常規(guī)熱處理，即把鍛件從常溫加熱到淬火溫度860℃。為滿足履帶鏈節(jié)的淬火需要，鍛造公司專門準(zhǔn)備了2臺熱處理爐：1臺為長桿件爐，此爐的功率為280 kW，另1臺為鏈板淬火專用爐，此爐功率為380 kW?，F(xiàn)工藝改為余熱淬火，其工藝過程為：通過一系列的工藝參數(shù)控制，把鍛后的熱鍛件直接放入淬火油槽，完成淬火工序。為此，公司投資了專用余熱淬火油槽、用于鍛件加熱高溫、合適、低溫控制的三路分選裝備、1臺大功率的中頻感應(yīng)加熱裝置、為整個系統(tǒng)配套了排油煙通風(fēng)裝置，總投資約250萬元。按原工藝，每噸鍛件淬火需耗能583 kWh，現(xiàn)僅需1臺油循環(huán)泵，每噸鍛件耗電能15 kWh，以年180萬件計，每件4.5 kg，年節(jié)約電能460萬kWh，節(jié)約電費322萬元，不到1年即可收回工藝改造設(shè)備投資。
　　(2)研發(fā)節(jié)能設(shè)備或改造老設(shè)備，減少資源消耗
　　要在生產(chǎn)加工過程中實施清潔生產(chǎn)，也需要從綠色制造設(shè)計與裝備等入手。采用節(jié)能設(shè)備，研發(fā)新設(shè)備或改造老設(shè)備，實現(xiàn)節(jié)能降耗。
　　示例：采用新設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能
　　在機械設(shè)備中，電氣傳動系統(tǒng)所耗費的電能占到了60％～70％，采用節(jié)能的傳動系統(tǒng)可以為機械設(shè)備降低更多的能源消耗。通過采用變頻器產(chǎn)品調(diào)速改變電機、風(fēng)機及水泵的控制方式，能夠產(chǎn)生十分可觀的節(jié)能效果，也成為當(dāng)前廣泛使用的節(jié)能方式。例如在一條紡織機械生產(chǎn)線上，變頻器除調(diào)節(jié)生產(chǎn)線的電機運行速度外，還可以對生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行恒溫及恒濕控制，這種對工藝流程的改變不僅提高生產(chǎn)質(zhì)量，還減少了故障率，減少了能耗。
　　示例：改造設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能降耗
　　新飛改造了成型冷卻水系統(tǒng)，可實現(xiàn)每年節(jié)水18萬t；北京松下彩管公司改造了涂屏工序的清洗系統(tǒng)，每年可節(jié)水12.7萬t。大連三洋家電公司更新了舊的空壓機，每年可節(jié)電1萬度，而且解決了噪音問題。大連三洋公司改造了蒸汽輸送系統(tǒng)，每年可節(jié)約蒸汽300 t，鍋爐冷凝水2 000 t，柴油2萬升。
　　在改造設(shè)備方面效果最為突出的是寶山鋼鐵公司，寶鋼是我國的超大型企業(yè)，是耗能耗材大戶。為降低資源和能源消耗，寶鋼制定了19項節(jié)能降耗的環(huán)境目標(biāo)和7項節(jié)約材料的目標(biāo)，使本來管理和技術(shù)水平已經(jīng)屬世界先進(jìn)水平的寶鋼又上了一個臺階。寶鋼實施上述管理和技術(shù)體系的11個月與上年同期相比，降低原材料消耗的效益達(dá)3 700萬元；節(jié)能的效益為1.25億元，使噸鋼綜合煤耗水平在原來已達(dá)世界先進(jìn)水平的基礎(chǔ)上再降29 kg。
　　(3)采用綠色設(shè)計與全生命周期評價方法，減輕環(huán)境負(fù)荷
　　綠色設(shè)計是從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個生命周期，強調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評價，消除潛在的、對環(huán)境的負(fù)面影響，為求形成"從搖籃到再生"的過程。
　　產(chǎn)品全生命周期評價(LCA: Life Cycle Assessment)技術(shù)正在成為綠色設(shè)計和綠色制造實施的重要工具，是綠色制造前沿技術(shù)領(lǐng)域之一，同時也是實施綠色設(shè)計和制造的關(guān)鍵和共性基礎(chǔ)技術(shù)。根據(jù)ISO的定義，產(chǎn)品全生命周期評價是對某一產(chǎn)品系統(tǒng)全生命周期的輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響進(jìn)行評價的過程。
　　示例：Nokia 3G手機生命周期評價
　　Nokia對其一款3G手機進(jìn)行了生命周期分析。在此次生命周期分析中，針對一次能源消耗(PEC)、全球變暖指數(shù)(GWP)、臭氧破壞潛力指數(shù)(ODP)、酸雨指數(shù)(AP)、人體健康損害指數(shù)(HTP)、光化氧化污染潛力(POCP)等環(huán)境影響方面對一款3G手機進(jìn)行了生命周期評價。其分析結(jié)果如下：
　　在產(chǎn)品制造階段，對于適度使用的手機來說，一次能源消耗占產(chǎn)品全生命周期能耗的60％；對于過度使用的手機來說，則占54％。
　　在使用階段，適度使用的手機一次能源消耗占全生命周期能耗的29％，過度使用的手機一次能源消耗占全生命周期能耗的35％。在使用階段的能源消耗中，充電器待機能耗占重要比例。
　　在運輸階段，零部件運輸?shù)窖b配廠的一次能源消耗占總能源消耗的6％，成品運輸?shù)较M者手中的一次能源消耗占總能源消耗的5％。
　　印刷電路板(PWB)的制造是手機中一次能源消耗最多的部件，PWB原材料的消耗和制造消耗一次能耗占總能耗的40％。IC材料消耗和制造能源消耗也占有很大的比重。
　　生命周期評價提供了產(chǎn)品整個生命周期的能源、資源消耗和環(huán)境排放物的廣泛信息，并可提出環(huán)境負(fù)荷改善的措施和建議，是一種具有巨大潛力的環(huán)境影響評價理論工具。
　　(4)利用回收再生和復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)可再生循環(huán)
　　可再生循環(huán)的制造過程主要應(yīng)用拆卸技術(shù)和循環(huán)再利用技術(shù)。拆卸技術(shù)指依據(jù)最小附加成本及產(chǎn)品被拆卸后所能獲取最大綜合利用價值的原則，開發(fā)最佳的拆卸程序和方法。通過二次制造將已用過產(chǎn)品的性能特征恢復(fù)到接近于新產(chǎn)品的狀態(tài)，不僅延長產(chǎn)品壽命而且促進(jìn)部件和材料的循環(huán)再利用。循環(huán)再利用技術(shù)是對拆卸下來的零部件或者分解、還原的材料進(jìn)行二次利用的技術(shù)，在產(chǎn)品的設(shè)計制造中考慮兩個因素：回收和分解?；厥赵O(shè)計致力于開發(fā)材料回收技術(shù)，如廢棄金屬粉碎重熔。分解設(shè)計是指通過將產(chǎn)品分解為最基本的組分，而盡可能地使產(chǎn)品中幾乎所有的材料能夠循環(huán)利用，金屬和非金屬材料可通過分解而回收，避免廢物產(chǎn)生污染環(huán)境。
　　示例：日本富士施樂的成功經(jīng)驗
　　富士施樂在日本的循環(huán)利用率高達(dá)99.99％，在亞太地區(qū)為99.3％。2007財年，富士施樂在日本及亞太地區(qū)運營的整合資源循環(huán)系統(tǒng)成功削減使用新資源3 860 t，降低二氧化碳排放達(dá)2.5萬t。同年，富士施樂減少了全新零部件的使用，利用循環(huán)使用的零部件生產(chǎn)的設(shè)備由2005財年的1.1萬臺增加到2007財年的1.7萬臺。
　　通過整合資源循環(huán)系統(tǒng)，富士施樂將從用戶處回收使用過的復(fù)印機和數(shù)碼多功能設(shè)備拆解成零部件，經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗后，符合標(biāo)準(zhǔn)的零部件被送到生產(chǎn)線，而那些不能再利用的零部件則被拆分成44種(日本)或74種(亞太)部件，通過循環(huán)處理將其轉(zhuǎn)化為原材料，作為新資源進(jìn)行再利用，其中包括通常認(rèn)為最難循環(huán)利用的金屬、橡膠、玻璃等。