关键字：冶金机械；绿色设计；绿色制造
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
冶金机械设备是一种高能耗、高污染的设备。其在工作中,经常会伴随有噪声、废气排放、热辐射、泄漏等现象。绿色设计源于人们对于现代技术文化所引起的环境及生态破坏问题的反思，它体现了设计师的职业道德和社会责任心的回归。绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现，是人们日益重视环境保护的必然选择。降低资源消耗、减小环境污染是机械制造工业的战略任务。绿色设计理念的提出，是机械设计学科发展史上一个重要的里程碑，是机械设计理念的革命和飞跃。
1 绿色设计与制造包括的内容
1.1 绿色设计
所谓绿色技术或西方所说的“环境友善技术”，是以减轻环境污染或减少原材料、自然资源使用的技术、工艺或产品的总称。绿色设计的目的是克服传统设计的不足，使所设计的产品满足绿色产品的要求。它包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理处置的各个阶段，即涉及产品整个生命周期，是从摇篮到重生的整个过程。也就是说，要从根本上防止污染，节约资源和能源，关键在于设计与制造，不能等产品产生了不良的环境后果再采取防治措施，要预先设法防止产品及工艺对环境产生的负作用，然后再制造。这就是绿色设计的基本思想。概言之，绿色设计是这样一种设计，即在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本功能、使用寿命、质量等。绿色设计要求在设计产品时必须按环境保护的指标选用合理的原材料、结构和工艺，在制造和使用过程中降低能耗、不产生毒副作用，其产品易于拆卸和回收，回收的材料可用于再生产。
1.2 提高密封技术
冶金机械经常出现泄漏现象,这会造成两个方面的问题,一是造成资源的浪费和环境的污染,其次,泄漏会使冶金机械不良,造成冶金机械的磨损,降低冶金机械的使用寿命。因此,在冶金机械的设计生产之中,应该提高密封技术,降低冶金机械的泄漏率。同时,也应该做好设备的维护管理工作,通过日常的维护减少冶金机械油的泄漏。
1.3 液压系统
针对传统液压系统的效率低，能耗大的缺点，我们在用绿色技术来对液压系统进行设计时，应该本着提高效率、节约能源的原则进行。由于传统的液压系统的生命周期指的是设备报废前的使用时间，然而在对液压系统进行绿色设计时，我们要延长液压设备的使用周期，合理回收再利用。在对冶金机械液压系统进行设计时，我们要充分考虑到简化技术、工作介质的绿色化和防噪污染等相关因素。
1.4 原材料
冶金机械设计首先要考虑的是生产冶金机械的原材料必须是可回收、易分解、能再生，而且是对环境无害的材料。目前，冶金机械上所使用的材料大部分是钢、铁以及其合金，这些是可回收利用的。但是，也有一些新兴的材料，如工程塑料、玻璃钢以及一些非金属材料等，是一些不易分解或者是对环境有害的物质。因此，我们在钢、铁以及其合金不能满足生产条件时，要从环保的角度出发研究新型材料，开发应用无毒害材料。
1.5 动力装置
动力装置作为冶金机械的一种能耗装置，非常容易造成对环境的污染。因此我们在对冶金机械的动力装置进行绿色设计时，要进行除噪、减振设计，通过采用一体化结构设计来减轻动力装置的重量，进而来减少对能源的需求。为实现冶金机械的减震作业,应该在设计中替换那些振动比较厉害的机械零部件,选择那些减震效果好的零部件。同时也应该通过优化结构设计及采用各种隔振性能好的各种弹性支承,以提高冶金机械产品的动态性能。同时为了降低冶金机械产品的运转和作业中产生的噪声对周围环境的影响,除了做好产品机械结构的设计之外,还应该采用高性能的消声器及采用隔振和吸音的措施。灰尘是冶金设备生产运营之中令人头疼的问题。因此,在冶金机械设计生产之中应该做好除尘工作,可以采用吸尘和密封处理的方法,减少粉尘的影响
2.绿色设计的基本方法
2.1 生命周期的设计方法
生命周期的设计是从产品概念设计阶段一开始就要考虑产品周期的各个环节（调研、设计、制造、销售、使用、回收和处理等）对环境及人的影响的设计方法。
2.2 并行工程方法
利用并行工程技术，在设计一开始就要考虑产品生命周期全过程的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求等，并在设计过程中随时在各环节间进行信息交流和反馈，实现多因素，多目标、闭环设计过程的产品最优化。
2.3 模块化设计方法
模块化设计就是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性质、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求。由此可实现功能和结构的集成，进而实现绿色产品的快速开发和易拆卸、易回收的功能。
2.4 建立绿色设计的评价体系
随着环保意识的加强，绿色设计必将会全面取代传统设计，但是，由于绿色设计涉及面非常广，它是一项极为复杂的系统工程，常常需要在做全面分析基础上进行检测和评估，建立一个完整、规范的绿色设计评价体系，以改善、指导设计方案与设计过程。因此，研究和建立这一评价体系，是对企业及其产品作检验、评价和鉴定的需要，也是绿色设计的重要组成部分，同时也是政府为推动、鼓励绿色设计制定相应法规和奖惩政策的依据。
3.绿色制造工艺
清洁生产和绿色制造是绿色技术中重要的一环，不仅产品寿命周期要绿色化，而且生产
制造中的绿色程度也不可忽视，相当一部分对环境的污染破坏是制造中产生的，所以必须采
用绿色制造、清洁生产，并实现综合利用。
可持续发展是人类的共同选择，绿色制造是现代制造业可持续发展的必然模式。我们的
宗旨是环境的有效保护和资源的充分利用，只有实施相应的绿色制造技术，应用绿色加工设
备、刀具和原材料，才能通过绿色加工工艺去实现。在机械加工中，许多工艺的绿色程度可
能有所差异。
结语：
绿色产品及设计是考虑环境和资源既要满足经济发展的需要，又使其作为人类生存的要素之一而直接满足人类长远生存的需要，从而形成了一种综合性的发展战略。绿色制造是综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式，是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。未来的绿色设计和制造将趋于向全球化、社会化、集成化、并行化、智能化和产业化方向发展，这是一个复杂而庞大的话题，难以一一尽述，希望本期内容能对读者有所启发。
参考文献：
［1］张永功，陈志伟.面向绿色制造的典型机械产品并行化设计原型系统的开发［J］.常州工学院学报,2009,22(3):10- 13
[关键词] 装备制造业 绿色设计 可靠性设计 减量化
一、引言
21世纪人类面临着人口、资源和环境三大危机。我国制造业直接创造GDP的三分之一，是创造人类财富的支柱产业，是将高科技转化为现实生产力所必要的手段和工具，它集中反映了一国总体科技水平，是中国的战略性产业，是中国工业化的前提。但同时又是当前环境和资源浪费的主要源头，中国制造业经历了50多年的发展，从总体上看，依然没有走出资源消耗型，没有摆脱传统的高投入、高消耗、高污染、低产出、低效益为特征的发展模式；另一方面，由于我国原材料的品质较低，导致原材料的使用量增加，产品设计冗余量增大。中国装备制造业比发达和自主创新的国家在资源投入和能耗上要高得多，单位产值的能耗高于发达国家的20%到30%。我国制造业的能耗占全国一次能耗的63%，可以说制造业是能耗大户，单位能耗偏高，由此带来了对能源、资源的较多依赖。同时，据世界银行估计，环境污染给中国带来相当于3.5%～8%的GDP的损失，按《中国统计年鉴》（2007）2006年我国GDP为20.94万亿元，环境污染给中国带来的损失为7329亿～16752亿元。由于制造业量大面广，因而对环境的整体影响很大。针对目前装备制造业的状况，本文主要研究装备制造业可靠性设计在绿色设计中的应用，如何将可靠性设计理论与循环经济绿色设计理论相给合，在生产过程中节约能源和原材料，淘汰有害的原材料、减少和降低所有废物的数量和毒性，降低产品对环境的有害影响，实现产品绿色制造，提高资源使用率和能源使用率，以达到发展循环经济，实现可持续发展的目标。
二、绿色设计与可靠性设计的内涵
1.绿色设计的内涵
技术研究表明，产品性能的7O％～8O％是由设计阶段决定的，设计阶段是产品生命周期的源头，设计的浪费是最大的浪费。绿色设计是指在产品生命周期全过程的设计中，充分考虑对环境和资源的影响，在考虑功能、质量、开发周期和成本的同时，优化设计因素，使产品及其制造过程对环境和资源消耗的总体影响减到最小。绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，它的目标是使产品设计、制造、运输、使用到报废处理的整个产品周期中，对环境的负影响作用最小，资源效率最高。简单地说，绿色制造要综合考虑制造、环境和资源这三大领域。绿色设计要将3R (Reduce，Reuse，Recycle)直接引入产品研发阶段，绿色设计是绿色制造技术的核心。美国威廉・麦克唐《从摇篮到摇篮》一书尖锐指出，现代工业设计思想是从摇篮到坟墓的设计思想，思想方式是直线型的，只关心生产，并快速、廉价地送到消费者手里，而其他的事情却没有考虑。从亚当・斯密和李嘉图起，西方经济学的指导思想是最大限度地开发自然资源；最大限度地创造社会财富；最大限度地获取利润。 绿色设计要将“减量化”放在首位，零部件的设计应“小而精”。在满足可靠性的条件下，零件结构越小，所用材料越少，可节约资源的使用量，同时给环境的污染也相应减少，使零件的“绿色”性能得以提高。在材料选取后，可根据可靠性确定零件形状和尺寸。在传统的设计过程中，违背了绿色设计的原则，采用较大的安全系数来确定零件的形状和尺寸。这样导致零件的结构尺寸偏大，增加了材料的消耗，同时增加了能源的使用量。因此，在零件的设计过程中要尽量采用先进的设计理论和方法，提高机械零件计算载荷的准确度，确定合理的安全系数，将产品安全系数与绿色设计相结合。这既可以合理地设计出零件的结构尺寸，又可以减少设计者的工作量，同时减少能源的使用量。本文主要研究零件的尺寸在满足可靠度的条件下，怎样达到绿色设计的目的。
2.可靠性设计的内涵
传统观念上，可靠性是衡量产品质量的一个重要指标，装备制造业厂家，为了提高产品质量，都有在提高其可靠性，特别是重大装备，产品的可靠性直接影响到设备的安装、调试和维修。因此，可靠性问题是一种综合性的系统工程。装备制造业产品（零件、部件、设备或系统）的可靠性也和绿色制造一样，是与其设计、制造、运输、储存、使用、维修等各个环节紧密相关的。设计只是其中的一个环节，但却是保证产品可靠性最重要的环节，它为产品的可靠性水平奠定基础。因为装备制造业产品的可靠性取决于其零部件的结构形式和尺寸、选用的材料及热处理、制造工艺、检验标准、条件、维修方便性,以及各种安全保护措施等，而这些都是在设计中决定的。设计决定了产品可靠性水平即产品的固有可靠度。产品的制造和使用固然也对其可靠性有重要的影响，但毕竟制造是按设计进行，制造和使用的主要任务是保证产品可靠性指标的实现。
我国国家标准可靠性基本名词术语及定义GB/T3187-1994定义可靠性为：“产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力”。可靠度是指产品在规定的条件和规定的时间内，能完成规定功能的概率。通常用R表示。
3.可靠性设计增长与绿色设计
在产品最初研制和试验期间，一方面，需要反复改进产品设计和制造中的缺陷，可靠性经常得到提高，这种改善可以归因为一些因素的变化和时间的推移得到的经验，用于设计生产更好的产品，使产品的可靠性增加，这种现象叫做“可靠性增长”。可靠性增长是通过逐步改进产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过程。另一方面，在考虑产品可靠性的同时，还要研究产品的绿色设计，产品绿色设计将“减量化”放在首位，在满足产品可靠性的条件下，要达到使用材料最省，对环境污染最小，达到节能降耗减排的目的。装备制造业产品，它有一个显著特点“大、高、特”，大：主要是指设备大、产品大。由于有这个“大”的特点，便产生了与普通制造业不同的要求，产品的设计和制造等都与普通中小零件加工有着质的区别。高：主要是指产品的技术含量高，产品的可靠性高，工艺流程的准确性高。如风力发电设备、百吨自卸车等，其技术含量牌目前世界领先水平，这些产品的开发对解决能源问题发挥着重要作用。特：主要是指产品的独特性、单一性。重大装备一般产品规模小，规格品种多，具有单一性和不可替代性，如海上石油钻井平台，各种电站成套控制设备等都是按照客户的特殊要求和地形环境特点进行专门设计制造的产品，价值巨大，不成规模，今后也无重复生产的可能，这种特殊产品，不允许先试制再生产，更不允许报废重来，只能一次成功，否则将给国家和企业造成不可估量的损失。这样的产品资源投入量大，成本高，设计难度大，维修复杂，使用过程中对环境的影响较大，因此产品设计是一个可靠性设计与绿色设计相相交叉的过程，如图1所示，该过程是一个不断反馈的过程。
三、可靠性设计在绿色设计中的应用
1.减量化设计的构思
这个问题是从规定的目标可靠度出发，计算所用材料的尺寸。通过计算，就可以达到“把可靠度设计到零件中去”的可靠性设计的目的，来实现产品的“减量化”设计,最终达到产品的绿色设计。在可靠性设计中，要考虑材料应力和强度，为了计算方便，说明一下随机变量的均值和方差的计算方法。当函数y=f(x)的随机变量是一维时，函数在点x=μ(μ为随机变量x的期望)的泰勒展开式为
由(1)和(2)就可以根据可靠度R和 安全系数n确定d,根据产品的可靠度来确定产品的规格尺寸，一是节省了材料，达到减耗的要求；二是节省了能源，达到了降能的要求。总之，满足了绿色设计“减量化”的首要目标，同时减轻了环境的压力。
2.系统的绿色设计
为保证系统的安全，产品设计中经常采取混联系统模型和备用冗余系统模型，来保证系统的可靠度，如图2和图3
这种系统的一个明显的特点是有一些并联单元，但它们在同一时刻并不是都投入运行的。对于这种系统，设计时，应尽量提高单个元件的可靠度，减少冗余量来达到“减量化”的目的。
绿色是21世纪产品的主要特征之一，只有在设计的初期阶段按照绿色产品的特点规划，从零件设计开始就考虑绿色要求，才能保证产品最终的“绿色”。
参考文献:
[1]杨昌明主编:资源环境经济学.湖北人民出版社,2002.4
【关键词】绿色制造；模具设计；设计理念
1.绿色制造的发展中趋势
随着人类对环境的重视程度的不断提升，绿色制造己经成为全球的关注热点和关注焦点。绿色制造的发展主要呈现出以下趋势：
（1）绿色制造呈现了全球化的趋势。在范围上，绿色制造己经不是某一个国家或者是某一个民族自己的事情，而是成为了全人类的事情。随着我国人类对自然环境的不断重视，绿色制造的独有优势体现的十分明显。
（2）绿色制造呈现社会化趋势。在社会生产的各个环节中，绿色制造都在发挥积极的作用，无论是在农业生产中、工业生产中乃至是社会生活中都体现了绿色制造的作用，绿色制造的社会化趋势明显。
（3）绿色制造智能化趋势。当今的绿色制造己经不再局限于意识领域，在实际的生产领域也体现出来，我国针对绿色制造己经做出了一定技术上的努力，使绿色制造受到了科学技术的援助，带动了绿色制造的不断发展。
（4）绿色制造广泛化趋势。随着绿色制造影响的不断扩大，在社会的各个方面都在提倡绿色制造，绿色制造呈现了广泛的发展空间和作用空间。
2.绿色制造视角下的模具设计理念分析
从目前来看，绿色制造所特指的无非就是环境因素，将绿色制造与模具设计结合起来，需要积极的发挥环境因素的影响作用，以此来推动模具设计理念的发展。从目前来，要想最大限度的发挥绿色制造在模具设计理念中的作用，需要模具设计理念在以下方面进行优化：
2.1模具设计理念要打破传统理念的束缚
一直以来，我国模具设计理念仅仅将模具的质量和功能作为首要考量的因素，其忽视了模具产品对环境的影响，更没有将模具的回收再利用体现在模具设计中来。那么基于绿色制造角度下的模具设计理念的更新首先就要打破传统模具理念的束缚，充分的考量环境因素对于模具设计的影响，从而带动模素，切实的做到绿色成产。
2.2模具设计理念要体现可行性
绿色制造首先要考虑到的因素就是是否“有用”，其次是是否“能用”，最后是是否能够“回收再用”，“有用―能用―再用”是绿色制造理念的核心和宗旨，归纳起来，所谓绿色制造就需要制造的产品和过程都是具有可行性的。那么，以此为基础，模具设计理念也要突出可行性，比如说在用料的选择上，需要考量到产品所需要的材料是否有害于环境，是否能够在废弃之后做到回收再利用等多重因素。可以说基于绿色制造指导下的模具设计理念的创新充分的体现了考量因素的综合性，将可行性作为模具设计理念的最终达成目标。
2.3模具设计理念凸显规范化
无论是在模具的设计理念的形成时期，还是在模具设计理念的实际操作和应用时期都需要体现规范性的特点，只有在规范性的约束下才能保证模具设计的工程避免浪费。比如说在采购材料的时候，要严格的按照模具的用料说明书来采集，在不同种类却具有相同效果的材料选择的时候，要以环境因素为基础，避免因为用料选择失误而导致环境的污染。模具设计理念的规范化使模具的设计过程呈现出一种标准化的态势，这样既能保证模具设计理念的可行性，也可以避免不必要的浪费，并综合的体现环境因素，最终达到绿色制造的效果。
2.4模具设计理念体现长远性
在模具设计理念形成的过程中，不仅仅要结合环境因素进行切实的考量，更需要以环境因素为基础进行长远的打算，要对模具设计理念的长远性进行分析，使其作用的范围得到扩展，并能够在市场经济环境中取得良好的作用效果。
2.5模具设计理念体现综合性
所谓模具设计理念体现综合性是指在绿色制造的指导下，模具设计理念需要结合实际生产的全过程，将设计与生产结合起来，突出的展现模具设计理念的实际操作性。比如说模具设计理念要根据制造环境的不同而进行不同程度的改革，针对一些污染较为严重，噪音相对较大的模具生产要尽量避免噪音危害；在包装的设计上要突出包装的环保，切忌将一些有害于自然环境的包装大规模的使用于模具设计中。
3.结束语
总之，在绿色制造的推动下，需要新型的模具设计理念，其需要既具备一定的市场因素，产品本身因素，更需要具备一定的环境因素，将对环境的损害作为一个重要的考量因素，以此来推进模具设计理念的创新和发展。
【参考文献】
[1]李小明.基于绿色设计理念下的模具设计与制造[J].湖南农机，2012.
关键词：机械制造 绿色制造 绿色设计 绿色产品
引 言
机械制造业作为我国经济发展的支柱和核心产业，其行业发展对我国国民经济及社会的发展都发挥着重要的推动作用。但是，在推动经济发展的同时，也造成了环境的污染和破坏。在20世纪，人类社会生产力以前所未有的速度迅猛发展，与此同时，地球的生态环境也在以前所未有的速度急剧恶化。物质文明的发展所带来的损害，令人们反省过去漠视环境的保护的后果，从宏观到微观，环境保护意识已经渗透到人类生产、生活、生存的方方面面。此外，随着人类社会的发展和进步， 经济、资源、市场、政治及军事等方面的激烈竞争，使得人们对自然资源的利用极尽所能。人们在越来越充分地利用自然的同时，其实也给人类生命和财产的安全， 生产、生活必不可少的自然资源，造成了越来越多而且越来越严重的隐患。近年来，运输工具与机械设备（如汽车、飞机、列车、船舶等）日益向大型、重载和高速方面发展，消耗与使用了大量的原材料与能源。
在此背景下，绿色理念正是为了防范制造业发展所带来的负面影响而全面实施的新的发展战略理念。在绿色理念的贯穿下，开发及应用机械制造技术成为机械制造行业贯彻可持续发展战略的必由之路。已经颁布实施的ISO9000 系列国际质量标准和ISO14000 国际环保标准为制造业提出了一个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程（绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理）生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时原材料和能源的利用效率能达到最高。制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。
一、绿色制造的国内外发展现状
（一）国外发展
绿色制造相关内容最早可追溯到20世纪30年代，但直到1996年才由美国制造工程师学会（SME）在其发表的关于绿色制造的专门蓝皮书中比较系统地提出绿色制造的概念、内涵和基本内容。1998年SME 在国际互联网上发表了绿色制造的发展趋势的网上主题报告，对绿色制造的重要性和相关问题作了进一步的介绍。
近年来，西方国家绿色制造及其相关问题的研究相当活跃，尤其是在美国、加拿大、德国等发达国家。在美国，包括国家重点实验室和国家研究中心，以及著名的麻省理工学院和加州大学，绿色制造研究规模庞大。卡奈基梅隆大学的绿色设计研究所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研究和教育工作， 并与政府、企业、基金会等广泛合作。加州大学伯克利分校不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页。许多企业也进行了大量研究。1996年在美国SME 学会召开的绿色制造研究圆桌会议上，来自企业界的代表占大多数。美国AT&T公司还在企业技术学报上发表了许多有关绿色制造的研究论文。美国国家科学基金会也对绿色制造研究高度重视。如美国国家科学基金会1999年资助课题报告会所资助的与绿色制造相关的研究课题多达十余项。加拿大Windsor 大学建立了环境意识设计和制造实验室（ ECDM Lab）和基于网上信息库，出版《国际环境意识设计与制造杂志》，对环境意识制造中的环境性设计、生命周期分析等进行了深入研究。在欧洲，国际生产工程学会CIRP 近几年每年均有许多论文对绿色制造相关问题进行研究。英国可持续中心（The Center for Sustainable Design） 对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究，并出版《可持续生产设计杂志》。总之，绿色制造的研究己在全世界迅速展开。特别是近年来国际标准化组织ISO的环境管理体系ISO14000系列标准，大大推动了绿色制造的迅速发展。
（二）国内发展
目前，我国的机械制造业大多采用的还是高投入的粗放型发展模式，资源和能源消耗大，效率低，“三废”排放量大，环境污染严重。在各类产品的加工过程中，所产生的各类污染物相当惊人。另外，传统制造业一般是纯粹从经济效益的角度去实施制造过程的，在设计产品时着力考虑产品的功能与品质，制造产品时片面追求高效益和低成本，注重的是如何以最低的成本高效率地产出产品，加上不断涌现的新颖高效的先进制造技术，推动了制造业的快速发展，产品更新换代周期不断缩短，加速了材料的消耗和工艺装备的淘汰；同时也产生了更多的废弃物，从而使人类赖以生存的环境不堪重负，严重制约了社会经济及人类文明的可持续发展。
我国近年来在绿色制造及相关领域也进行了大量的研究。国家自然科学基金和国家863 计划/ CIMS 主题均支持了一定数量的绿色制造研究课题，并己取得了一定研究成果。国内一些高校和科研机构对绿色制造的理论体系、专题技术等进行了大量的研究。1996 年成立了国家环保总局华夏环境管理体系审核中心， 专门负责IS014000 系列标准在我国的实施。ISO14000 环境管理体系标准己引起了我国众多企业的高度重视，至今己有包括厦门ABB 开关有限公司、青岛海尔电冰箱股份有限公司等多家企业获得ISO14000 标准认证。
二、 绿色设计
研究表明，产品性能70%～80%是在设计阶段形成的，而设计本身的成本，仅为产品总成本的10%。产品的设计阶段造成的对生态环境的破坏程度，远远大于由设计过程本身所造成的对生态环境的破坏。因此只有在设计的初期阶段，按照绿色产品的特点规划、设计产品、即进行绿色设计，才能保证产品最终的“绿色”。因此，要想从根本上解决问题，只有从设计阶段着手，才能最终实现从粗放型向集约型的发展模式转变，实现国民经济持续、健康、稳定发展。
在传统设计过程中，设计人员主要是根据产品的性能、品质和成本要求等指标进行设计，对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及处置，以及对生态环境考虑得较少，甚至根本就不考虑。这样生产出来得产品，会影响人类的生活品质和生态环境，造成资源和能源的大量浪费，影响其发展的持续性。
绿色设计是这样一种设计，即在产品的整个寿命周期内（ 设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理），着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标， 在满足环境目标要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。简言之，绿色设计是指以高效利用资源和能源获得绿色产品为目的的设计。
绿色设计是绿色制造中的关键技术，绿色设计的一个重要趋势就是与并行工程结合， 形成一种新的产品设计和开发模式——绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计， 是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法，以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程，力求使产品开发人员在设计开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素， 如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。
绿色产品设计，主要涉及以下方面的内容：
（1）环境保护。主要考虑产品生命周期内对环境所产生的影响。
（2）工作条件。在产品的设计阶段考虑产品在制造、使用和废弃/回收再生过程中诸如噪音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人的健康的损害。
（3）资源优化。不仅研究在制造过程中物资和能量的有效利用，还要研究在销售、使用和废弃/回收再生过程中物资和能量的有效利用。
（4）产品成本。在产品成本核算的过程中，不仅要考虑设计、制造和销售成本的核算，还有考虑包括使用和废弃/回收再生过程中用户和社会所承担的成本。
三、绿色制造流程
（一） 绿色制造工艺技术
绿色制造工艺技术是以传统工艺技术为基础，并结合环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。从节约资源的工艺技术方面来说， 在机械加工中， 绿色制造工艺技术主要应用在少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术3个方面。
1、干式加工
干切削加工方法有很多种，如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。干式加工就是在加工过程中不用冷却液的加工工艺。这种工艺方法从原理上讲并不新。且已在生产中有较长时间的应用（如铸铁的干铣削等），但其内涵却与以往有很大不同。因为这里的干式加工已不仅局限于铸铁材料的加工。而是力图在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目
前来看，干式加工范围还较为有限，但其研究和应用已成为加工领域的一个新热点。近年来.美国在制造业广泛采用了干式加工。在欧洲已有一半的企业采用了干切削加工技术，尤其在德国，应用更为广泛。准干式加工或最少切削液切削加工是一种介于湿式加工与干式加工之间的加工技术。准干式加工是将压缩空气和少量切削液混合气化后喷射到加工区，对刀具与工件之间进行的加工部位进行。它所使用的切削液很少，约占湿加工的六万分之一，但其效果却十分明显。它弥补了完全干式加工应用范围的局限性和完全湿式加工的诸多不足，结合了两者的优点.既满足了加工的要求，又使与切削液有关的费用降至最低.并可取得与完全干式加工相同的效果。准干式切削技术只要使用适当，刀具、工件和切削必然是干燥的，因而可避免切削液的处理过程。
2、刀具技术
干式加工对刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性，良好的耐磨性耐热冲击和抗粘结性，现在立方氮化硼、聚晶金刚石、超细晶粒硬质合金等超硬材料已经广泛应用于干切削。经研究表明，高速钢和硬质合金经过PVD涂层处理后也可以用于干切削。在对刀具的几何参数和结构设计时。要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性材料的加工来说，断屑是很关键的，目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术已经比较成熟，可针对不同的工件材料和切削用量很快设计出相应的断屑槽结构与尺寸，并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。
3、机床技术
干式加工在切削区域会产生大量的切削热，如果不及时散热，会使机床受热不均而产生热变形，这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要因素。因此机床应配置循环冷却系统，带走切削热量，并在结构上有良好的隔热措施。实验表明，干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下进行.这样可以减少传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时产生的切屑是干燥的。这样可以尽可能地将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖板用绝热材料制成.在机床上配置过滤系统排出灰尘.对机床主要部位进行隔离。
（二）实现绿色机械加工的主要途径
1、 网络化
制造的网络化， 特别是基于Internet/ Intranet 的制造已成为重要的发展趋势。作为机械制造重要基础的绿色机械加工也需要大力推进网络化。通过企业局域网将各个分散的加工中心、数控设备等联接起来， 可便于机械加工控制中心对整个加工进程进行总体监控， 同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成， 便于优化决策。
2、 信息化
绿色机械加工的追求目标是实现整体最优化加工， 即从系统的观点出发， 全面考虑企业和整个社会的综合成本， 综合分析不同的材料、零部件、设备等加工因素， 优化选择冷却方式、冷却介质及用量、加工参数等， 确定最合理的加工方案， 以实现加工时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。信息化是实施绿色机械加工的关键要素及有效手段。为实现整体最优化加工， 需要建立加工设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械加工数据库， 采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械加工方法（ 如高速切削、干切削、硬切削、MQL 等） 进行建模、仿真、虚拟加工和决策， 并通过Intranet 与企业的其它数据库系统互联共享， 实现并行设计与生产。
3、柔性化
现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产， 要求生产企业能够根据市场变化作出敏捷反应， 快速适应市场需求。绿色机械加工的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。加工系统应能实现快速重构， 对新产品开发及产品更新换代具有快速响应能力， 以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。
四、绿色产品
（一） 绿色产品的定义及特征
根据绿色设计的要求， 最终产品应该是绿色产品。绿色产品则是指在具有特定功能的前提下，对环境（包括其中的动、植物）和人体健康不造成危害的产品。例如，作为绿色产品的绿色汽车应该满足以下条件：
（1） 在车型开发之前应该建立基于环境因素的设计规范，以保证制造装配过程、产品的运输销售过程、消费者使用过程、回收再生过程都不会引起的环境问题。
（2） 在生产制造过程中不得对环境产生损害，包括噪声、振动、热、化学物质、电辐射等等。
（3） 汽车的能耗要低，效率要高，对环境影响要少。
（4） 汽车报废时要能够方便地拆卸和回收。
（二）基于生命周期视角的绿色产品开发过程分析
首先，开发过程要对生命周期内的产品有清晰的决策目标。在传统的产品开发中，开发目标主要集中于最终产品和制造过程中的质量Q、成本C、时间T，使开发出的产品质量尽可能高，成本尽可能低，制造时间尽可能短。绿
色产品开发的目标则在此基础上有所扩展，即除了质量、成本、时间这3项外，还重视环保方面的因素，这方面包括两个目标：资源消耗R和污染排放P。绿色产品开发中要考虑使产品在制造、使用过程中的资源消耗和污染排放最小化。资源消耗主要包括：原材料消耗、能源消耗、制造中的物料消耗、包装消耗、运输中的能源消耗、使用中的能源消耗等。污染排放则包括：废弃物、废水、废气、粉尘排放、噪声干扰等。这5个目标应该作为绿色产品开发过程中创意筛选、方案选择、工艺设计以及每一个决策环节所要考虑的因素和追求的目标，并作为产品开发人员思考的主线与原则。
其次，在绿色产品开发中最好采用并行工程（CE.Concurrent Engineering）的开发模式。并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。我们知道，新产品开发必须经过一系列阶段，包括创意来源——方案遴选——概念与产品测试——试产——正式投放市场。长期以来的一种模式是各个阶段呈顺序或串行方式进行，这种开发模式的缺陷是设计阶段无法预见或考察后续制造过程中可能出现的问题，导致设计与制造脱节”1。而在并行工程的模式下产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）内各阶段的因素（如功能、制造、装配、质量、成本、能耗、环保等），并强调各部门的协同工作，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，以避免或减少那些导致方案运行到后期不得不返工的设计错误。它要求绿色企业必须关注其产品生命周期的各个阶段，主要包括产品设计、制造和回收，并对每一过程进行优化。运用并行工程进行绿色产品开发不仅能缩短研发周期、减少研发及制造费用，还能充分考虑产品全生命周期内的各项因素，从而提高产品的质量、绿色度，更好地满足顾客需求，增强产品的竞争能力。可见。并行工程理念本身也包含了绿色产品开发所要求的对产品全生命周期因素的考虑，绿色产品开发对应用并行工程模式具有较强的契合度和需求度。
绿色产品的开发尤其要考虑其生命周期内的资源消耗和污染排放。为了达到减少资源消耗和污染排放这两个环保目标，必须在开发阶段进行产
品生命周期内的分析和设计。这种分析的工具就是生命周期评估（LCA，Life Cycle Assessment）。IS014040环境管理TC 207 SC5将其定义为：汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的直接的和潜在的影响的方法。生命周期评估包括以下4个阶段：①目的与范围确定（Goal and Scope Definition）。将生命周期评估研究的目的及
范围予以清楚地确定，使其与预期的应用相一致；②清单分析（Inventory Analysis）。编制一份与所研究的产品系统有关的投入产出清单，包含资料搜集及运算，以便量化一个产品系统的相关投入与产出，这些投入与产出包括资源的使用及对空气、水体及土地的污染排放等；③影响评估（Impact Assessment）。采用生命周期清单分析的结果，来评估与这些投入产出相关的潜在环境影响；④解释说明（Interpretation）。将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果合并在一起，形成结论与建议。生命周期评估要对生命周期内的每个阶段进行评估，其评估结果又对每个阶段具有指导意义。它不仅能显示当前产品的状况，还能提供未来开发方案的改进方向。因此生命周期分析应该持续地进行，而不是只在一个产品开发项目里进行。在产品生命周期分析的基础上，结合企业的战略对产品进行生命周期的设计，主要包括：绿色材料设计、绿色工艺设计、绿色包装设计、回收处理设计、面向产品使用的设计哺]。其中每一个技术方案的确定都应该以生命周期评估的结果为基础，同时结合企业的产品战略，制定出当前采取的方案和未来改进的方向。例如，企业当前的产品在市场上占据领先地位，而且尚未面临政策性限制和市场壁垒等环保压力，那么近期的开发方案可以优先考虑降低成本、提高质量、增加柔性等方面，根据生命周期评估的绿色改进方向确定未来一段时间内提升产品绿色性的方案。再如，产品处于市场追随者地位的企业，在近期的开发方案上应该大幅度提高产品的绿色性，开发出差异化产品，从而提高产品竞争力，抢占市场份额，在短期内可以允许成本提高等其它因素的影响，在未来的改进方案中再解决这些问题。
五、结语
随着人类对环境污染问题的重视度的提高，机械制造企业需转换产业运行方式。现代机械制造业应实施可持续发展的发展模式，从而适应全球化经济的发展要求。在技术领域中，随着绿色理念的渗入及技术的进步，绿色制造技术的进步对社会和经济具有重大的意义。因此，我国的机械制造业应抓住发展机遇，把握现代机械制造技术的发展动向，使我国的机械制造业得到持续稳定的进步与发展。■
参考文献
[1] 宋健. 制造业与现代化[J]. 机械工程学报，2002，（12） ：1- 9.
[2] 宋小欣.基于绿色制造的机械加工生产模式的研究[J].机械，2004（S1）.
[3] 刘飞，李聪波.基于产品生命周期主线的绿色制造技术内涵及技术体系框架[J].机械工程学报，2009，45（12）：115-120.
[论文摘要]在节约环保的发展趋势下，推行绿色制造技术给机械工业带来了新的发展机遇。本文从分析绿色制造技术的特点入手，阐述了企业在实施绿色制造技术时应遵循的原则，并指出企业推广实施绿色制造技术的主要途径。
一、绿色制造技术的特点
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点：
1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为一个重要的指导原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性：它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈，从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。
2.绿色材料。绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染，易回收的材料。为此，一是要多开发绿色材料，并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
3.绿色工艺。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
4.绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理，一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计，如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法；二是发展绿色再制造技术，如再制造加工、过时产品的性能升级等。
二、企业实施绿色制造技术的原则
实施绿色制造技术过程中，企业必须遵循以下原则:(1)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;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标，进行环境保护;(3)控制或减少设备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。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用，降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理，减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动，合理利用能源资源。
三、我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径
1.建立并遵守环境保护体系，重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系，并且致力于同ISO9001质量体系一体化，便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。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，并积极采取措施加以预防和有效处理，使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。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。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训，以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解，充分认识到绿色生产的社会责任。
2.注重绿色设计，实施绿色制造工艺技术。绿色设计是绿色制造技术的核心，设计阶段是产品生命周期的源头，从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。
目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计，选择绿色工艺和设备进行加工，用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式，对材料进行标识，优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序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、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析，将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑，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信息来源。
3.创新技术工艺，发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中，才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气、烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况，可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗，节约了生产成本，而且还有利于降低对环境污染，有利于操作人员的劳动保护。
四、结束语
在大力倡导环保主题的今天，基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究，重视绿色制造技术的应用，促进我国机械工业的可持续发展，推进我国机械加工企业的国际化成长。
参考文献:
[1]刘飞曹华军张华等:绿色制造的理论与技术[M].科学出版社，2005，1
关键词:模具;绿色设计;绿色制造
人类文明进入近现代社会以来，工业产品使用后的废弃物污染所导致的全球性环境逞加速状态恶化，目前达到了前所未有的程度，在此背景下，“绿色”的设计制造应运而生。
绿色模具的设计制造特点:(1)产品设计的闭环设计过程。绿色设计的产品全生命周期除具有传统产品生命周期各阶段外，还包括产品废弃后的拆卸回收、处理及处置，是一个闭环过程。(2)节约资源和能源。绿色产品设计从整体上优化了产品性能，使组成产品的零部件和材料得到充分有效地利用。(3)绿色产品设计可以预先设法防止产品及工艺对环境产生负作用。
1、绿色模具设计
1.1 绿色模具的设计手段
CAD/CAPP/CAM/CAE是模具设计进入绿色设计的基本手段措施，也是模具虚拟设计制造的重要步骤。采用CAD/CAPP/CAM技术，可实现少图纸或无图纸加工和管理，节约了资源，可缩短模具设计与制造周期。大量通用专用的CAE技术已被广泛使用可对模具产品进行结构分析、制造可行性分析及工艺分析，可以模拟材料的流动情况及分析其强度、刚度、温度、抗冲击实验模拟等，极大提高了模具设计的成功率及模具质量，减少修模次数时间、甚至完全杜绝废品模具[1]。
1.2绿色模具的设计问题
1)模具材料的选择
模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上。绿色材料应具备的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工过程中无污染或少污染:③可降解，可重复使用。
2)模具设计规范化、标准化、模块化
模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。
(1)采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产，使有限的资源得到优化配置。模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用，但是模架还基本完好无损，因此使用标准模架有助于模架的再利用。冲压模和注塑模的模架都有很多种类，而这些模架也基本是由标准的上下模座、导柱、导套等部件组成。同时，.模架的标准化可以使生产模架所使用的设备大大减少，更好地提高材料利用率，使用模具绿色材料，从而节约资源，也利于管理。
(2)模具各结构单元规范化、标准化、组合化、模块化设计是进行模具的结构设计的一种有效方法，也是绿色产品设计中确定其结构方案的常见手段之一。组合化、模块化设计就是在一定范围内，在对不同功能、或相同功能下的不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求;如模具的抽芯滑块、脱模定位机构等都可以按这些方法设计、组合、再利用。
2、绿色模具的制造
2.1模具现代制造中的绿色要素
模具是典型的单件小批生产方式，精度高，生产周期长，保证质量、降低开发周期的成本是模具企业生存发展的必然要求，因此模具制造业一直以来在制造的组织方式、制造的现代工艺、制造的现代自动化手段方面跟进最快速的一个行业。革新组织方式、采用模具制造的先进技术，在制造过程中选用生产浪费最小、能量消耗最低、污染排放最小的制造工艺，是实现绿色模具制造的重要一环。
(1)采用先进的绿色模具制造生产模式
由于模具的单件生产方式，我国模具企业的生产组织模式较为落后，其改革的速度落后于技术手段的跟进速度，管理性质的家族化、作业方式的小规模化、生产方式的大而全等都阻碍了模具行业的进一步发展壮大。只有在标准化基础上的社会化分工，充分依靠计算机技术改进管理提高行业的整体资源的使用效能，不断学习创新，是模具企业发展所需，更是绿色模具制造所需。
(2)采用先进的绿色模具制造技术
1)柔性制造技术
由于模具单件生产方式，且加工表面复杂、尺寸几何精度高等特点决定了模具行业十分适合柔性制造技术。柔性制造技术是由计算机控制系统及若干数控设备、物料运贮装置组成，并能根据制造任务和生产品种变化通过简单地改变软件的方法，而迅速进行调整的自动化制造系统。
2)高速切削技术
模具型腔精加工是淬火工序后的机加工的最后一道工序，一直以来基本上通过特种电加工的电火花成形加工来解决，但其加工效率低。而近年来发展的高速铣削，由于是加工微量切削，切削力小，加工变形可以略，因此可铣淬火后精加工工序，且加工精度高、表面粗糙度值又很小。
(3)采用先进的绿色模具制造工艺
1)精确高效金属塑性成形工艺技术
用非去除材料的加工手段也称金属的无屑加工，大大减少了模具材料的消耗，是制造绿色模具的最佳工艺。但传统的拉、轧、挤、锻、冲等工艺方法无法满足现代模具制造要求。
从20世纪60年代起，世界各国在投入大量的人力物力基础上，已经在金属等温超塑成形、辊锻、楔横轧、粉末冶金锻造等工艺技术上取得了很大的突破，为高精度无屑、少屑的绿色模具制造奠定了基础。
2)逆向工程技术
逆向工程是一种在已有实物或其它参照的情况下，通过各种处理快速获得样型的全数字模型的方法，十分有利于设计中的模仿创新或者加速设计制造。在模具设计制造中有时称为模具的反求工程技术，应用十分广泛。在模具设计制造中，通过逆向工程在获得产品的全数字模型后，再在CAM等的支持下自动生成模具的加工程序。自动生成模具的加工程序适用模具的快速成形机床，快速加工模型以利于评估设计，或者制造快速模具进行中小批量的生产，也适用于各种数控加工机床，加工大批量生产的一般模具。
3)快速成型技术
快速成型技术一般与逆向工程技术相结合，能根据全数字模型快速生产样件或零件的成组技术的总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果。与传统制造相比较，不使用材料剥离而是材料的堆积成型的方法极大地提高了材料的使用效率，废料基本为零;且材料堆积是在无力状态下进行的，因此，无论模具的结构多么复杂，都可以用快速成型技术制造出来[2]。
2.2模具传统工艺中的绿色改进
(1)加工参数的选择。尽量选择较小的加工余量，节约材料，提高工效;选择最佳切削参数，充分利用机床、刀具的潜能，使加工质量和制造成本处于最好状态。
(2)减小冷却液的使用，少用带油切削液，多用水基切削液;应用汽冷、低温汽冷代替冷却液。
(3)提高刀具、夹具、其它工具的使用寿命。
3、结束语
绿色概念与绿色技术将成为本世纪工业的主要发展方向。绿色模具的实现，将大大加快模具行业的迅速发展，也是模具发展的必然趋势。从而真正实现模具设计与制造的高质量、低成本、高效率、低污染的目标。绿色技术将对人类未来的生存环境产生深远的影响。
参考资料:
【关键词】绿色设计理念;机械设计制造;应用策略
随着人们物质生活的丰富和环保意识的提升，绿色发展已经成为当前发展的必然方向，人们的绿色需求也越来越大。而我国的经济发展在很大程度上依赖机械制造行业，需要机械制造不断改进设计制造理念，摒弃传统的高消耗和高污染的机械设计制造方法才能够降低污染，实现绿色发展。在这种情况下，绿色设计理念被运用在机械设计制造领域之中，以促进机械制造行业的绿色发展。因此，绿色设计理念在机械制造中的应用已经成为机械设计制造的重要研究项目。研究机械设计制造中绿色设计理念的应用不仅能够实现机械设计制造的绿色发展，而且对我国可持续发展战略的实施有着深刻意义。
一、绿色设计理念相关概述
(一)绿色设计理念的内涵。绿色设计主要指产品研发与设计的过程中综合考虑产品从设计到使用的各个环节上的绿色处理，减少产品的环境污染，提高产品对资源的利用效率，进而增强实现产品的绿色发展。绿色设计在保证产品功能的基础上对产品到经济成本、设计目标、使用周期、环境污染等都会进行全面的考虑，以降低产品的经济成本、延长产品的使用周期并尽可能降低产品的环境污染。(二)绿色设计理念的原则。一是绿色设计理念应坚持系统性原则。绿色设计是一个系统的过程，在绿色设计的过程中需要系统考虑产品的环境、技术及经济属性。并且，绿色设计需要对产品的设计环节、研发环节、生产环节、使用环节、回收环节进行系统考虑，保证每一环节中产品的经济、环境和技术属性;二是绿色设计理念应坚持动态和静态评价的原则，人们对绿色产品的认识是一个变化发展的过程，需要在了解市场发展和受众需求的情况下，认识到绿色设计的科学发展背景，用动态的眼光来评价绿色设计理念。但是，绿色设计在一定阶段又处于一个相对稳定的阶段，需要人们用静态的眼光来评价绿色设计理念;三是绿色设计理念需要坚持科学性原则。绿色设计要建立在产品的科学设计与研发的基础上，运用科学规范的统计方法和检测方法对产品的低碳特征进行检查，进而明确产品的低碳程度，确保产品的绿色性。(三)绿色设计理念的特点。一是绿色设计理念是基于产品全生命周期的设计理念，从产品的设计生产到产品回收都需要设计师对产品的各生命周期进行规划和设计，并全面考虑产品相关的环境因素，保证材料的绿色选择和产品的低碳性;二是绿色设计理念是一种闭环设计，在对产品全生命周期分析的基础上，建立与产品各个生命周期相适应的反馈机制，实现产品生命周期的闭合循环，促进产品的重复利用;三是绿色设计理念是一种动态设计，绿色设计理念下的产品设计与生产是动态维护的过程，需要对产品的设计、生产、包装、使用等阶段进行维护，进而寻求产品耗能的平衡，实现产品的绿色发展和良性循环。
二、绿色设计理念在机械设计制造中应用的必要性
(一)经济发展需要。随着我国工业化的发展，能源问题已经成为制约工业发展的主要问题。为了实现经济发展必须改变传统的发展方式，走绿色发展道路。而机械设计作为我国工业的重要组成部分，在我国经济发展中起着不可代替的作用，只有在机械设计中应用绿色设计理念才能够改变传统的高消耗和高污染的机械设计方式，提高机械设计产品的科技含量，进而促进经济的绿色健康发展。(二)社会健康发展的需要。在工业化的过程中，工业生产中的废弃物排放和资源消耗严重影响了社会环境，威胁着人类的生命健康。在这种情况下，人们必须改变传统的工业发展方式，在机械设计的过程中采用绿色设计理念，保证机械设计的环保性和低碳性，减少机械设计对社会环境的污染，进而保证社会环境的健康发展。(三)生态保护的需要。工业化的过度发展产生了大量的空气污染、固体废弃物污染、噪声污染、水污染等，严重破坏了生态环境，威胁人类的生存与发展。在这种情况下，人们应改变传统的一味索取自然的发展方式，走绿色发展道路，在机械设计的过程中采用绿色发展理念，减少机械设计过程中的空气污染、固体废弃物污染、水污染、噪声污染等，重视生态环境的保护，强调工业生产与生态保护相结合。
三、绿色设计理念在机械设计制造中的具体应用
(一)机械设计中视觉环境的绿色设计。一是机械设计绿色设计需要考虑产品的形态，而机械设计产品形态主要包括现实形态、非现实形态和空虚形态。其中，现实形态主要包括人工形态和自然形态。自然形态指自然界自身发展的天然的形态。人工形态指人们通过自身的观念和技能创造或改造的形态。绿色设计理念下的机械设计产品形态需要考虑产品与自然界的融合性，尽量将产品形态设计对自然的破坏降到最低;二是机械设计绿色设计需要考虑产品的材料，尽量避免使用高消耗和高污染的机械材料，鼓励使用低消耗和低污染的新型材料，保证产品材料的绿色性;三是机械设计绿色设计需要考虑产品的解构。这是因为不同材料解构的形态和受力点不同，而机械产品需要强有力的支撑。因此，需要保证产品支撑性。并且，绿色设计理念要求在机械设计的过程中重视产品解构部件的回收利用，减少废弃物对环境的污染。所以，机械设计绿色设计需要对产品解构进行优化重组，确保产品结构的低碳性。(二)机械设计中液压系统的绿色设计。传统的机械产品中的液压系统的漏油、不当使用等会对外部环境产生污染，因此，机械设计绿色设计需要重新设计液压系统，保证机械液压系统的绿色性和环保性。一是对于液压系统的污染区，研发人员应做好预防性措施，提前考虑液压过程中可能造成的污染并制定科学的降低污染和避免污染的措施;二是液压系统的设计应符合我国环境保护的相关规定和要求，并充分考虑液压系统产品的回收利用，确保液压系统零件的循环使用，进而实现节约资源和生态保护的目的。另外，液压系统设计还需要考虑液压系统生产过程中对环境的危害性，并采取相应的环保措施;三是在液压系统使用的过程中，工程单位应按照我国相关规定使用合格的液压油，降低液压油的污染性和危害性，进而实现液压系统的绿色使用;四是机械设计中的液压系统设计应充分考虑液压系统的噪声污染，安装合格的噪声控制系统，加强对噪声污染的管理和控制，尽量降低液压系统的噪声污染。(三)机械设计中界面的绿色设计。一是机械设计界面设计需要对用户特征进行研究，了解用户的心理特征和心理特征，在把握用户生理特征、消费观念、消费需求等信息的基础上来设计机械界面，使机械界面与用户身心特征相符合;二是机械设计界面设计要保证简洁方便，对界面进行合理布局，使用户能够直接简单地进行操作，避免繁琐的操作;三是机械设计界面设计要设置正确的引导，使用户在引导下能够缩短反应时间，减少机械操作的资源消耗;四是机械设计界面设计应坚持统一设计，在机械界面上设计统一的操作按钮和屏显配置，减少因不统一的操作按钮引发的失误操作，进而节省操作时间，促进机械设计绿色发展。
【参考文献】
［1］章志荣，苏纯．面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究［J］．软件导刊，2011，12
［2］韩军霞．机械制造过程中绿色制造技术的应用［J］．科技资讯，2011，36
Abstract： with the continuous deepening of reform and opening-up， the market economy has made great development. As the foundation of the national manufacturing industry， machinery industry is developing rapidly. All kinds of new and efficient manufacturing processes and equipment have begun to gradually occupy the market. The rapid development of manufacturing industry brings great opportunities to the society， but it also brings great challenges to the natural environment. Resource consumption and environmental pollution problems have become increasingly prominent. In the face of this situation， we must find ways to reduce pollution and save energy. Therefore， the development trend of the machinery industry in the future must be the green manufacturing technology. The pioneer of the industrial revolution is the manufacturing industry， and the dominant position in the manufacturing industry is machinery manufacturing， which is more important in the process of green manufacturing. Based on the necessity and urgency of implementing green manufacturing technology in China's machinery industry， this paper describes the implementation of green manufacturing technology and the implementation of green manufacturing technology in China's machinery industry， and puts forward the problems should be paid attention to.
关键词： 绿色制造业；转型升级；技术创新
Key words： green manufacturing industry；transformation and upgrading；technology innovation
0 引言
制造业是将可用资源（包括能源）通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的工业产品和生活消费品的过程。制造业一方面是制造人类财富的支柱产业；另一方面也产生大量废弃物（物料废弃物、能源废弃物、产品使用终结后的废弃物等），对环境造成污染，是当前环境污染的主要源头。如何使制造业尽可能少地产生环境污染是当今的环境问题研究的―个重要方面。当今社会人类面临的三大主要问题是资源、环境和人口，尤其是环境问题，不仅影响了人类的发展，更可能威胁到人类的生存。近年来，全球范围内环境问题日益突出，已经引起了全社会各界人士的广泛关注。实践表明：环境问题并不是孤立存在的，它和资源问题、人口问题有着千丝万缕的关系，尤其是资源问题，它不仅关系着人类世界有限资源的合理利用，还是环境问题的主要根源。采用过程末端治理是传统环境治理的主要方法，但存在很多弊端，比如成本较高、部门分割、增量发展、经济效益恶化、科技惰性等，无法真正地解决环境问题。要想真正地实现环境保护和治理，必须从微观、中观和宏观三方面入手，具体如下：在微观上实施清洁生产和绿色制造；在中观上采用工业生态学原理；在宏观上遵循热力学第二定律。人们一直都在不断的探寻更好的解决制造业环境污染的方法，尤其从上世纪90年代以来，世界范围内的产业结构都发生了变化，人们越来越关注和重视环境的保护和治理，在世界范围内兴起了一股绿色浪潮。在这股浪潮中越来越多的设计师开始从更加冷静和理性的角度思考自身的设计，不再只是追求形式上的创新，更加注重理论上的突破，很多设计师转向从深层次上探索工业设计与人类可持续发展的关系，力图通过设计活动，在人――社会――环境之间建立起一种协调发展的机制，这标志着工业设计发展的一次重大转变。绿色制造的概念应运而生，成了当今制造工业发展的主要趋势之一。 1 传统制造模式弊端分析
传统的工业制造模式是一种“资源―产品一污染排放”的单向线性和非循环的经济过程，该模式几乎不考虑资源消耗和环境污染问题，只将眼光放在生产产品上。现阶段，大部分的机械制造业都采用的是这种制造模式，它是一个开环的生产系统，其整个生命周期如图1所示。
传统生产模式的典型特征是：资源从自然界中获取，然后将资源进行处理变成各类工程材料，处理资源的过程中会产生大量的污染性物质，且污染性物质会被投放到环境中。不仅如此，环境污染问题还体现在毛坯成型过程中。而且产品设计需要投入大量的人力物力，调度大量的人力物力难免会出现污染环境的问题，更重要的是资源的浪费现象更是很难避免。尤其是部件和设备等损坏后，通常都成为了废弃物，这是对资源的极大浪费，并且生产过程中很多材料都是有毒或者无法回收的，直接将其放入环境中后患无穷。
2 绿色制造模式的优势分析
与传统制造模式相比，绿色制造模式具有以下特点：
①系统性。绿色制造系统具备传统制造系统的所有功能，两者的不同之处在于，绿色制造模式大大降低了对环境的污染。如图2。
②突出预防性。与传统制造模式相比，绿色制造模式更加注重环境污染的预防性，该模式采用的是综合预防污染的战略，在绿色制造模式下可实现废弃物的最小化。
③保持适合性。绿色制造并不意味着一味的减少的消耗，绿色制造必须结合产品的各项实际参数，既要不破坏自然环境，也应满足企业的生产产品的规范标准，且应最大程度的减少资源的使用。
④符合经济性。实践证明，采用绿色制造技术，不仅可以减少环境污染、节约资源，对于企业来说，还能够有效的降低生产成本，提高产品的经济性，因此越来越多的企业开始应用绿色制造技术，市场上也出现了越来越多的绿色产品和环境标志产品，大大提升了企业在市场竞争中的优势。
⑤注意有效性和动态性。传统的制造模式采用的是产品末端治理，收效甚微，而绿色制造模式采用的是产品及生产过程的连续控制，即全过程控制，在这种情况下，产品的各个生产环节都将做到精益求精，最大限度地避免资源浪费和环境污染。而且随着科学技术的不断进步，绿色制造还会与时俱进，不断创新和更新其目标和内容，不断完善绿色制造模式，使之更加符合时展的特点。
3 机械制造过程中绿色制造的的发展模式
3.1 绿色材料选择模式 在过去的很长时间内，人们在产品设计材料选择方面的焦点一直是材料的性能和作用，很少有人会将材料对环境的影响考虑在产品设计内，不仅给环境造成了不可估量的破坏，还给社会带来了如何回收及循环利用材料的课题，导致了越来越多废品的出现。因此，对于绿色产品设计和制造来说，怎样选择材料和选择何种材料是当务之急和重中之重，必须加以重视。在绿色设计中，至少应考虑到图3所示几个问题。
3.2 绿色设计模式 过去，产品设计多在意的是产品的性能和功能，其出发点是“为制造而设计”、“为产品的功能而设计”，很少有人在产品设计中加入自然环境这个因素，因此也很少有人考虑产品的设计、生产及使用对环境的影响。而绿色设计模式的出现打破了这一局面，该模式着眼点是把“为生产而设计”和“为环境而设计”有机结合在一起，不仅注重产品的可行性，也重视产品的回收性。对于绿色生产过程来说，绿色设计不可或缺，只有在设计阶段就将环境、资源等因素考虑在内，才能最大限度的减少资源消耗和环境污染。具体应做到以下方面：产品的简化。在设计阶段多采用多功能部件，尽量避免使用那些没有实用价值的部件，如此不仅可减少资源消耗，还能够最大的限度减少环境污染；工艺方法。工艺方法多种多样，在选择时应尽量选择对环境污染小的和资源消耗小的，禁止使用会产生危害环境的工艺方法；产品的可拆卸性。在设计产品时应将产品的可拆卸性考虑在内，尽量选择易于连接与分离的方式，如此才有利于产品的重复使用和回收零件的安全分离；回收再利用。在传统的制造模式下很多产品一旦报废就成为了废品，很难被重复利用，不仅提高了企业的成本，也不利于环境的保护和治理。而回收再利用设计则能够有效改善上述情况，在产品的设计阶段就将产品报废后如何进行回收再利用的问题考虑在内，寻求最佳设计方案，如此可有效节约资源、减少环境污染，真正实现产品的绿色设计。
3.3 绿色制造工艺模式 当前很多企业在产品的生产过程中仍采用以消耗资源为特征的生产方式，该生产方式不仅对资源的消耗极大，而且难以保证其产品质量，导致产品的废品率不断提高，且对自然环境的破坏也一直无法得到治理。随着国家对保护和治理环境的日益重视，绿色制造工艺模式势在必行，该模式的出现解决了我国制造业生产过程中的资源浪费和环境污染问题，并且给市场输送了各式各样的绿色产品，具有很高的经济效益和社会效益，绿色制造工艺模式具体如图4所示。
3.4 绿色管理模式 对于任何一个企业而言，管理都是至关重要的，制造业亦是如此。近年来，很多相关企业都纷纷开始采用绿色管理模式，以提升企业自身的市场竞争力。我国政府也相继颁布了多条质量标准和法规条文，以强硬的态度对待企业的环境污染问题，同时对环保业提出了以预防为主、防治并重的新要求。有关规范标准中指出，企业要想提高自身的经济效益和减少环境污染，应着眼于提高绿色管理水平。此外，各企业还应该结合自身的实际情况，制定适应企业自身的环境保护措施和方案，并建立建立一种贯彻绿色理念的有效管理模式，通过认真落实各项环境政策，实现企业经济效益的提升和环境污染的减少。
4 绿色制造思想在汽车行业的应用
4.3 汽车绿色包装做到汽车产品的绿色包装要做到如下几点：汽车绿色包装具体应做到以下方面：①尽量简化汽车产品包装；②最好选用无毒、无害，便于回收再利用的材料；③改进传统汽车产品结构，减轻重量。此外，汽车企业在进行绿色设计时还应该将产品运输可能遇到的问题及对环境可能造成的损害考虑在内，尽量减小产品体积和减轻产品重量，努力实现产品的绿色运输。
4.4 汽车制造企业绿色制造框架模型 绿色制造的框架模型如图5所示，它是一个五层递进结构，包括绿色制造环境层、绿色制造系统支撑层、产品生命周期主线层、过程目标层和最终目标层。
5 绿色制造框架模型应用案例
在绿色研发设计方面，长安汽车公司建立了部件、系统和整车的CA-PDS流程。在清洁生产方面，长安汽车公司建立了CPS的清洁生产系统，对产品生产过程中的各个工序进行了绿色化改造，具体改造项目如表1所示。
6 结束语
绿色制造，是在保证功能和不浪费资源、不污染环境的前提下，充分体现人一机一环境系统的真正和谐和统一。因此应加强对绿色设计制造知识的宣传。绿色设计制造是人类实现可持续发展，拥有高质量生存环境，享受健康生活的必然要求，也是未来技术经济发展的大势所趋，是社会进步的标志，也是科技发展的必然趋势。
参考文献：
[2]魏莹.汽车与绿色制造[J].现代零部件，2009（05）.
收稿日期：2013-11-06
基金项目：天津市教育科学规划课题“高校学术失范行为多层次监督运行机制研究”（HE1012）；天津城建大学教学改革与研究项目“城市建设领域应用型管理人才培养的创新机制研究”（JG-1012）。
作者简介：郭汉丁（1962-），男，天津城建大学经济与管理学院教授， 博士，主要从事循环经济与城市建设管理、建设工程质量政府监督管理、废旧电器回收再生利用产业链管理的研究，（E-mail）。
摘要：绿色建造与运营管理是建筑业多学科交叉融合的新兴学科。其主要基础理论是可持续发展和系统论，与工程实践密切融合是学科的主要特征；该学科平台是管理科学与工程，其主要研究方向包括绿色建筑评价、绿色建筑运营管理、村镇绿色建设与管理、既有建筑节能改造与管理。实际问题的复杂性与学科的发展性，决定了该领域需要培养高层次人才。
关键词：绿色建造与运营；管理学科；人才培养；学科发展
中图分类号：G64；TU-0 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2014）01-0010-05
20世纪末世界范围的能源危机以及全球环境问题，使可持续发展思想和理论成为全球关注的热点。建筑业的能源消耗占全球能源消耗的30%左右，是可持续发展的重要内容，发展具有节地、节能、节水、节材及舒适健康五大特性的绿色建筑，成为新时期建设领域技术创新与学科发展的主题。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将“城市功能提升与空间节约利用”、“建筑节能与绿色建筑”、“城市生态环境居住质量保障”作为城镇化与城市发展领域的核心内容，为绿色建筑的开发研究与实践创新，以及建立与发展绿色建造与运营管理学科搭建了政策支撑平台和学科环境。
发展绿色建筑符合可持续发展的要求，绿色建筑已成为中国建设领域的一种发展趋势。2011年，中国城镇化率首次超过50%，达到51.27%，预计到2020年，中国城镇化水平将达60%以上。中国在今后较长时期内仍将处于城镇化和工业化的快速发展阶段，新建建筑规模持续增长，既有建筑存量不断扩大，绿色建筑的建设以及既有建筑的节能改造，都大量需要绿色建筑规划、设计、建造和运营管理等领域的专门人才[1]。绿色建筑的实现关键在于理念与管理的创新，而实现创新的基础在于高层次人才。绿色建造与运营管理学科培养的正是具有建筑学、城市规划学、土木工程、创环境科学等相关技术基础，掌握经济管理系统方法与工具的高级应用型人才，是引领绿色建筑持续发展的栋梁之才，是推动绿色建筑技术进步的中坚力量。设立绿色建造与运营管理学科，培养具有技术和管理综合知识体系的高级应用型人才，是建筑业可持续发展的必然要求。
一、学科内涵及特征
（一）学科基本内涵
绿色建造与运营管理学科以可持续发展理论、循环经济理论、系统论、控制论为支撑，基于系统集成优化与项目管理方法，以政策创新与行为研究为重点，开展绿色建筑评价、绿色建筑运营管理、村镇绿色建设与管理、既有建筑节能改造与管理等方面的研究，探索绿色建筑全寿命周期内的技术集成与优化、管理理论与方法以及政策体系与机制，培养绿色建造与运营管理领域高级应用型人才，提供绿色建筑规划、设计、施工与运营管理的科学决策支持与实践开拓服务，促进建筑业的可持续发展。
（二）学科实践特征
绿色建造与运营管理学科源于工程建设实践需要，是建筑学、城市规划学、土木工程学、环境学、管理学与经济学等专业学科的集成、整合、重组与创新，主要任务是探究绿色建筑形成过程的内在规律与集成优化等理论、方法与政策，是一门注重理论与实践相结合的交叉性、综合性学科，是循环经济时代管理科学与工程学科研究对象与内容的拓展与丰富，是以可持续发展理论为指导、面向工程建设领域的新兴学科。
二、学科发展概况
（一）国外绿色建造与运营管理学科的发展
可持续发展的时代要求促进了绿色建造与运营管理学科的创立、形成与发展。国外以绿色建筑学术研究为引擎，学科研究与人才培养互为促进，正逐步形成绿色建筑学科体系。绝大多数大学都设立了可持续发展的研究方向或研究机构，部分大学还成立了可持续发展学院，为可持续建筑的科学研究提供了组织保障。
美国普林斯顿大学成立可持续建筑发展办公室，致力于为学校建设符合LEED标准的绿色建筑；哥伦比亚大学土木工程学院下设的现代建筑材料研究方向，主要从事现代建筑材料的研究，研发可回收的建筑材料，其建筑控制与健康监控方向主要从事建筑运营监控等方面的研究。明尼苏达大学成立了可持续建筑研究中心，主要从事建筑可持续设计、节能技术等研究。美国三大高校联盟的各大学课程体系中，均开设有可持续发展、建筑环境、城市可持续建设等相关课程。
英国剑桥大学建筑学院设立了绿色建筑研究小组，专门研究绿色建筑的建模、设计、监测、建造与运营等内容，并培养该领域的研究生，在建筑可持续设计领域研发具有创新性的技术、方法以及工具；谢菲尔德大学于2007年成立建筑环境分析研究所，主要研究城市环境中植物景观可持续设计及其发挥的作用、绿色屋顶生态技术、城市可持续发展等内容，主要职能包括在建筑可持续设计、绿色建筑节能等领域开展具有前瞻性的科研活动，为社会提供咨询与节能服务，为可持续设计专业培养硕士生与博士生；牛津布鲁克大学成立可持续发展研究所，下设低碳建筑研究方向，主要研究建筑性能与监测、家庭能耗评价、区域气候变化风险评估、低碳建筑设计、建筑能耗模拟以及建筑材料可持续利用等内容；诺丁汉大学的建筑环境系主要在建筑可持续设计、可持续能源技术、城市可持续发展等领域开展学术研究以及人才培养，其关于绿色建筑的研究更是处于领先地位，吸引了许多学术界与工业界的专家和精英。牛津大学单独开设了城市可持续发展、城市环境管理等课程，同时大力推动校内的绿色建筑建设，并将这些绿色建筑的实践经验作为案例植入学校的房地产开发管理课程中。
澳洲的墨尔本大学、南澳大学和邦德大学也都开设了绿色建筑设计专业，提供可持续发展服务、建筑可持续设计、城市可持续发展等课程；南澳大学开设建筑可持续设计专业，可授予可持续设计专业硕士学位，研究范围涉及建筑设计、室内设计、工业设计等领域；邦德大学则开设了多个相关专业，可授“城市发展与可持续性”、“房地产可持续发展”等专业的硕士学位。
总之，可持续发展与绿色建筑在国外大学的学科建设中已基本形成，发展态势良好[2]，在很多学校已形成了独立的学科，并培养了一批高端人才，为绿色建筑的发展提供了人才支持。
（二）中国绿色建造与运营管理学科的发展
在国内，随着绿色建筑的发展以及生态环保意识逐渐深入人心[3]，绿色建筑领域的管理人才需求日益旺盛，绿色建造与运营管理学科的建设与发展势在必行。
中国绿色建筑研究起步较晚，尚未形成以培养专门的高端专业人才为目的的绿色建筑相关学科体系，但绿色建筑作为一个新兴研究对象，已引起了众多学者和实践管理人员的关注。很多高校相继成立了绿色建筑专门研究机构，例如，清华大学与中冶赛迪联合成立了绿色建筑技术研究中心；浙江大学城市学院于2007年4月成立绿色建筑研究所，以建筑节能数据库建设为主要工作内容，同时积极开展科学研究和社会服务等工作；山东建筑大学成立了低碳城市与绿色建筑研究院；中国建筑科学研究院在上海成立绿色建筑研究所；天津大学成立了科学研究院；天津理工大学成立了循环经济研究院；天津城市建设学院成立了生态宜居城市与可持续建设管理研究中心；天津中新生态城成立了绿色建筑研究院，为生态城的规划、建设提供技术与管理服务的支持。同时，全国很多建筑类高校相关专业培养方案中增加了与绿色建筑相关的专业选修课，了解绿色建筑相关理论知识和实践需求的人才培养导向已受到认可，高校理论界及行业实践的有识之士正在为形成独立的绿色建筑学科体系而共同努力[2]。
三、学科主要研究方向
该学科研究主要包括绿色建筑评价、绿色建筑运营管理、村镇绿色建设与管理、既有建筑节能改造与管理四个方向。
（一）绿色建筑评价
1.绿色建筑评价指标体系研究
包括国际LEED、BREAM、CASBEE等指标体系的比较，基于区域可持续发展目标与区域资源约束的区域性绿色建筑评价指标体系，不同类型、不同阶段绿色建筑评价指标体系，考虑城市发展目标的绿色建筑群落综合评价指标体系等。
2.绿色建筑评价标准研究
包括绿色建筑标准的制定方法与优化途径，绿色建筑标准的更新与集成创新，绿色建筑标准的时效性与适用性，绿色建筑标准的国际统一性与区域差异性，绿色建筑标准与技术进步的关系等。
3.绿色建筑全过程评价方法研究
包括绿色建筑规划设计评价方法，绿色建造实施过程评价方法，绿色建筑预评价方法，绿色建筑评价的系统量化模型，绿色建筑运营绩效评价方法，基于绿色建筑建设管理过程的标识管理方法等。
（二）绿色建筑运营管理
1.绿色建筑运营监测与管理研究
包括绿色建筑运营阶段能源、用水的分项计量与远程监控，绿色建筑运行状态及室内外环境实时监测，区域内水、电、气、热等配套基础设施运行状态实时监测的技术与方法[4]，绿色建筑运营管理信息系统与绿色建筑能耗、水耗预警平台构建，绿色建筑能耗、水耗实时分析与决策模型等。
2.绿色建筑设备系统运行优化与管理
包括建筑电气、给排水、空调与通风、消防应急、电梯设备和新能源的系统优化方法与技术集成创新[4]，考虑区域气候特征、资源条件及建筑功能的各种负荷预测模型、管网稳态运行的控制策略与调节手段分析、绿色建筑设备运行平台构建与信息化等。
3.垃圾处理与循环利用研究
包括绿色建筑全过程垃圾分类收集、回收体系与运营机制；垃圾处理排放减污技术与垃圾生态处理系统优化，绿色建筑区域规划的垃圾处理再利用技术集成与管理机制，降低垃圾运输与管网建设成本的垃圾处理厂的区域规划与优化等。
4.绿色建筑责任主体行为分析与激励研究
包括绿色建筑的相关责任主体（政府、开发商、物业管理企业与业主）的行为特征与互动反馈关系[5]，基于风险共担的相关主体责任体系构建与优化，物业管理企业选择、准入与发展战略，绿色建筑业主节能、节水、节电和环保的激励与约束机制，绿色建筑政府价格引导、税收调节、市场管控等手段与工具分析等。
（三）村镇绿色建设与管理
1.村镇绿色建筑适宜技术选择研究
包括基于区域气候特征与资源约束的村镇绿色建筑技术选用原则、标准规范与体系集成，村镇绿色建筑技术适宜性评价指标体系与评价方法，基于村镇地区经济、气候、资源与文化特征的村镇绿色住宅技术集成、优化及方案选择等。
2.村镇绿色建筑开发模式与住宅产业化研究
包括村镇住宅开发模式分析与创新，国外小城镇建设模式比较，村镇绿色建筑开发运行机制，村镇住宅产业化技术政策与运行管理，村镇住宅产业化激励政策体系与实现机理、城镇化与村镇建设协同运行机制等。
3.村镇绿色建筑发展政策研究
包括村镇地区绿色建筑特性分析与产业发展规律，村镇绿色建筑开发影响因素及其动态反馈关系，村镇地区可持续发展战略与发展模式创新，村镇绿色建筑发展动力机制与激励机制，村镇绿色建筑开发运营行为对策，基于村镇区位、行政管理等特点的绿色建筑建设监管方法与运行机制等。
（四）既有建筑节能改造与管理
1.既有建筑节能改造决策研究
包括既有建筑节能改造设计优化途径，环境条件与社会影响分析，实施步骤抉择，业主参与协商机制，合同能源管理模式选择、改进与优化，市场主体行为特征与演化机理，相关主体利益分配机制、利益关联分析与责任分配机理，基于主体责任的契约体系设计与优化，节能改造服务企业经营战略选择，节能改造服务企业市场能力形成与竞争优势提升，市场培育机制与激励政策体系等。
2.既有建筑节能改造实施管理研究
包括既有建筑节能改造融资模式选择与运行机理，投资效益分析与过程控制，实施中的组织协同，实施现场布置优化、文明施工与环境保护，质量管理体系与质量保证，风险预警、分担机制与动态控制，合同履行管理，效果检测与标识，使用运行管理，效果评价体系、评价方法和评价机制等。
3.既有建筑节能改造政府监管模式研究
包括既有建筑节能改造法律平台建设，市场发展战略，市场运行动力机制与竞争机制，各方主体行为博弈策略，全过程政府监督模式与体系构建，政府监管运行机制，技术进步的政策体系，政府监管政策与措施，市场激励与约束机制，政府宏观调控手段与方法，工程建设持续改进发展战略等。
四、学科的理论基础与依托
（一）学科理论基础
绿色建造与运营管理是一个交叉融合创新的新兴学科，涉及建筑学、城市规划学、土木工程学、环境学、管理学、经济学以及发展学等众多学科理论知识，其建立与发展的主要理论基础有可持续发展理论、循环经济理论、系统论和控制论，其研究方法与技术支撑包括工程项目管理、系统评价、模拟与监测、数据挖掘、决策分析、运筹学等。绿色建造与运营管理学科基于系统优化，以建设实践为背景，集成创新地解决绿色建筑规划、设计、施工与运营等全过程管理所面临的学科发展与实际问题。
（二）学科关联依托与区别
根据中国颁布的专业学科目录，该学科与管理科学与工程一级学科下的二级学科如管理科学、管理工程、管理信息系统、系统工程、建筑经济及管理（《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录（1993年版）》中下设的二级学科）等具有研究方法的借鉴与互补性、研究平台的依托与支撑性；具有与现有管理科学与工程一级学科下相关二级学科研究对象、研究内容、研究理论基础的特殊性和拓展性。该学科与建筑学、城市规划学、土木工程、环境科学与工程等学科具有技术支撑性、交叉融合性和增益互补性，既是管理科学与工程、建筑学、城市规划学、土木工程和环境科学与工程等一级学科的交叉与融合，也是管理科学与工程学科在新时代背景下的特色研究领域。管理科学与工程学科研究与发展的一般规律、工程项目管理技术、信息技术等为该学科理论研究与实践提供了坚实的学科支撑平台；可持续发展理论、循环经济理论、系统论、控制论等构成该学科的理论基础；集成创新、交叉融合是该学科研究与发展的基本途径。
（三）学科的特殊性
由于绿色建筑具有高性能、高成本以及高技术要求等特性，绿色建造与运营管理学科在人才培养与科学研究方面，都以绿色建筑为对象，涉及绿色建筑的规划、设计、施工、运营等全过程管理[6]，有别于传统工程管理专业人才培养的知识体系与研究内容，在管理理论与方法、技术集成与创新、政策制定与运行、评价体系与机制、运营方式与管理等方面均有其特殊性，是对管理科学与工程一级学科研究对象与内容的拓展与丰富，可形成完整独立的二级学科体系，是现有二级学科无法替代与合并的。
五、学科发展前景
（一）人才需求潜力大
可持续发展已成为国家长期发展战略，绿色建筑是建设可持续发展的内在要求。目前中国城镇化与城市现代化进程加速，工程建设规模持续增长，新建建筑绿色化和既有建筑节能改造任务日益繁重，培养绿色建造与运营管理高级应用型人才具有广阔的社会市场需求和发展前景。
（二）实践发展问题多
绿色建造与运营管理学科的工程实践特性，决定了学科理论研究必须与绿色建筑建设实践密切结合，绿色建筑建设的长期性和建设环境的复杂性内在地规定着实践问题暴露的渐进性，面向绿色建设实践问题的学科研究具有持续增长的实践需求。
（三）学科增益责任重
绿色建造与运营管理学科依托管理科学与工程一级学科，融合建筑学、城市规划学、土木工程、环境科学与工程等学科，以可持续发展理论、循环经济理论、系统论、控制论为理论基础，相关理论的丰富与关联学科的发展将持续丰富该学科的研究内容，优化研究方法，促进学科体系完善与持续改进[7]。因此，绿色建造与运营管理作为新兴的交叉学科具有长期理论研究与内容丰富的历史责任和任务。
六、结 语
绿色建设是可持续发展战略的必然要求，是实现国家节能减排目标的重要措施，是人与自然和谐发展的内在要求。中国在相当长的时期内仍将处于大规模建设的高潮期，建筑节能、绿色建造面临时代挑战，无论是绿色建筑的设计与规划、绿色建造过程，还是既有建筑节能改造和绿色运营，都迫切需要懂技术、善管理的高级人才。因此，适应中国建筑业可持续发展需求，探索引导产业发展的新兴学科与人才培养体系，建立、发展与强化绿色建造与运营管理学科，面向绿色建设全过程开展理论与实践研究，培养具有独立探索精神、创新意识和协作研究能力，能为绿色建筑规划、设计、建造及运营全过程管理提供决策支持、技术集成、过程改进、产业政策咨询服务的高级应用型专业人才，是建筑业科学发展的时代要求。培养绿色建造与运营管理高级人才不仅紧迫，而且任重道远。
参考文献：
[1] 申琪玉.绿色建造理论与施工环境负荷评价研究[D].武汉：华中科技大学，200.7.
[2] 董之鹰. 推进学科建设的诸类发展关系研究[J]. 社会科学管理与评论，2010（4）：3-12.
[3] 戴世明，吕锡武，陆惠民. 循环经济与绿色建造浅析[J].建筑管理现代化，2006（2）：9-11.
[4] 李旭，朱道立. 绿色运营的理念、实施及其管理对策[J].管理评论，2004，16（8）：53-56.
[5] 李旭，朱道立. 绿色运营：未来的重要管理理念[J].科技导报，2004（11）：40-43.
[6] 陈兴华，王桂玲，苗冬梅，李丛笑. 绿色建造的机遇、挑战与对策[J].质量管理，2010，28（1：2）：5-7.
[7] 刘献君. 论高校学科建设中的几个问题[J]. 中国地质大学学报：社会科学版，2010，10（4）：6-11.
Construction and development of green construction and
operation management discipline
GUO Handing， MA Hui， GUO Wei， ZHANG Yu
（School of Economics and Management， Tianjin Chengjian University， Tianjin 300384， P. R. China）
购物车(0)