綠色智能鑄造-綠色鑄造
定義與特征
其特征是以綠色智能化鑄造工廠/數(shù)字化鑄造車間為載體,以關(guān)鍵鑄造環(huán)節(jié)綠色化為核心,以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐,以環(huán)境/職業(yè)健康影響最小為目標(biāo)。
結(jié)合鑄造業(yè)生產(chǎn)與管理特色實(shí)施綠色鑄造,可有效提高鑄造產(chǎn)業(yè)水平,提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低資源消耗,減小對環(huán)境的影響,對推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。
實(shí)施原則
遵循數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色智能化實(shí)施步驟,以智能、協(xié)同、綠色、安全發(fā)展為突破口,按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施、科技支撐、重點(diǎn)突破原則進(jìn)行建設(shè)。從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面入手,重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備、生產(chǎn)、管理、資源能源消耗、EHS(環(huán)境、健康、安全)、人員等維度資源的優(yōu)化配置,以打通鑄件生產(chǎn)與管理全部流程為著眼點(diǎn),實(shí)現(xiàn)從鑄件設(shè)計(jì)至銷售,應(yīng)用工業(yè)云、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)融合,構(gòu)建線上、線下、虛實(shí)結(jié)合的集成制造系統(tǒng),支撐鑄造業(yè)綠色發(fā)展。
基本要求
1.總則
綠色鑄造應(yīng)在保證產(chǎn)品功能、質(zhì)量、開發(fā)周期、成本以及制造過程中環(huán)境影響和人的職業(yè)健康安全的前提下,引入產(chǎn)品全生命周期思想,優(yōu)先選用“六綠”,即綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝、綠色材料、綠色包裝、綠色回收處理、綠色管理的技術(shù)和設(shè)備,滿足基礎(chǔ)設(shè)施、管理體系、資源與能源投入、產(chǎn)品、環(huán)境排放、績效的綜合要求。鑄造綠色工廠總體示意如圖-1所示。2.管理要求
1)企業(yè)應(yīng)設(shè)有綠色鑄造管理機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)有關(guān)綠色制造的制度建設(shè)、實(shí)施、考核及獎勵工作,建立目標(biāo)責(zé)任制。
2)企業(yè)應(yīng)建立綠色中長期發(fā)展規(guī)劃方案、運(yùn)維方針和目標(biāo),并確保其與組織的戰(zhàn)略方向及所處的環(huán)境相一致。根據(jù)中長期規(guī)劃制訂年度經(jīng)營計(jì)劃、目標(biāo)、指標(biāo)和實(shí)施方案,指標(biāo)應(yīng)明確且可量化。
3)企業(yè)應(yīng)傳播綠色制造的概念和知識,定期為員工提供綠色制造相關(guān)知識的教育、培訓(xùn),并對教育和培訓(xùn)的結(jié)果進(jìn)行考評。
主要內(nèi)容
1.綠色設(shè)計(jì)
利用生態(tài)設(shè)計(jì)理論與工具,進(jìn)行廠區(qū)、廠房、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其生命周期全過程綠色設(shè)計(jì),充分考慮對資源/能源、環(huán)境和職工安全健康的影響。在滿足產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時,優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)因素,使得廠區(qū)設(shè)計(jì)、廠房設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其制造過程對環(huán)境的總體影響、資源/能源消耗和對人體的職業(yè)健康安全影響減到最小。
圖-1 鑄造綠色工廠總體示意圖
1)廠區(qū)設(shè)計(jì)。廠區(qū)設(shè)計(jì)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先的原則,以體現(xiàn)重視工業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)均衡理念,注重可持續(xù)發(fā)展,如廠區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等。
2)廠房設(shè)計(jì)。廠房設(shè)計(jì)按照廠房集約化、原料無害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化的評價原則來進(jìn)行。廠房建筑按照節(jié)地、節(jié)材、節(jié)能、節(jié)水的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè),利用虛擬仿真等信息技術(shù),合理設(shè)計(jì)物流、人流及信息流,合理布局。
3)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。按照產(chǎn)品的生命周期全過程綠色設(shè)計(jì),系統(tǒng)考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中資源消耗對環(huán)境的影響,構(gòu)建產(chǎn)品全生命周期管理與評價(LCA)技術(shù)體系。
2.綠色工藝
制造過程是產(chǎn)品生命周期全過程直接消耗資源/能源、產(chǎn)生環(huán)境污染排放物和造成職業(yè)健康與安全問題的主要環(huán)節(jié)之一,采用綠色制造方法與工藝、綠色標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等基礎(chǔ)共性技術(shù),推廣基礎(chǔ)制造工藝綠色化、流程綠色化技術(shù),提升通用設(shè)備產(chǎn)品能效、工業(yè)廢棄物回收再制造與再資源化等生態(tài)效率水平。1)綠色工藝技術(shù)。廠區(qū)、工廠及產(chǎn)品工藝優(yōu)先考慮能源消耗小、環(huán)境污染小、職業(yè)健康危害小的工藝方案及路線,推進(jìn)短流程、無廢棄物制造,重點(diǎn)應(yīng)用增材制造等短流程綠色節(jié)材工藝技術(shù),如鑄造砂型3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、機(jī)械加工過程中研究高速干切基本機(jī)理和新型干切機(jī)床結(jié)構(gòu)、選用環(huán)保清潔切削液配置技術(shù)等,以減少資源消耗。
2)綠色裝備(成形、涂料、流涂、熔煉、除塵、砂處理、重載物流設(shè)備、拋丸、熱處理、涂裝等)。關(guān)鍵工序應(yīng)用環(huán)保技術(shù)裝備,建立環(huán)保技術(shù)裝備清單,產(chǎn)品制造過程中優(yōu)先采用綠色環(huán)保裝備清單目錄中裝備,主要耗能設(shè)備實(shí)現(xiàn)三級計(jì)量管理。
3)綠色產(chǎn)品工藝。應(yīng)用全流程綠色制造工藝,包含制造技術(shù)對標(biāo)、方法策劃、方案策劃、綠色設(shè)計(jì)、虛擬檢驗(yàn)、虛擬制造六大節(jié)點(diǎn)的模塊,使產(chǎn)品符合工藝綠色化要求。
3.綠色材料
廠區(qū)、廠房、鑄件(產(chǎn)品)設(shè)計(jì)優(yōu)先選用國家鼓勵環(huán)保名錄中的材料,采用各種替代物質(zhì)和技術(shù),減少不可再生資源和短缺資源的使用量;選用材料應(yīng)遵循能源消耗少、廢棄物少、噪聲低、環(huán)境污染小、職業(yè)健康安全影響最小的原則。4.綠色包裝
綠色包裝按照“3R+1D”(Reduce減量化、Reuse回收重用、Recycle循環(huán)再生和Degradable可降解)原則,即低消耗、應(yīng)用綠色包裝材料、再利用、再循環(huán)和可降解、可回收、符合環(huán)保要求,減少環(huán)境污染。5.綠色回收處理
對鑄件全生命周期內(nèi)產(chǎn)生的廢棄物(廢舊設(shè)備、廢棄材料、余熱等)進(jìn)行回收利用,推進(jìn)資源再生利用產(chǎn)業(yè)規(guī)范化,提升資源化效率及其產(chǎn)業(yè)附加值。1)設(shè)備再制造技術(shù)。機(jī)械裝備(熔煉、砂處理等)的硬件改造和軟件升級,符合從舊件到再制造產(chǎn)品的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈要求,提高工業(yè)產(chǎn)品的再制造效率及其產(chǎn)業(yè)附加值。
2)固體廢棄物處理再利用技術(shù)。應(yīng)用熱法再生等資源化技術(shù)和裝備,推進(jìn)深度資源化利用鑄造廢砂、粉塵等廢棄物。
3)能源回收再利用技術(shù)。圍繞制造過程中的能源消耗關(guān)鍵工序開展余熱利用技術(shù)改造,如熱處理爐、空壓機(jī)余熱回收技術(shù)改造。
6.綠色管理
綠色管理是指把環(huán)境保護(hù)的理念融入公司的文化,以節(jié)約資源、減少污染和以人為本作為綠色管理的中心思想。按照“數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化”發(fā)展趨勢,應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+綠色鑄造,提升設(shè)備智能化管理水平,解決生產(chǎn)過程中的環(huán)境影響、人員安全、職業(yè)健康、勞動強(qiáng)度等關(guān)鍵共性問題,結(jié)合ISO 14001、OHSAS 18001、GB/T 23331和清潔生產(chǎn)等管理體系要求,建立綠色制造標(biāo)準(zhǔn)和綠色數(shù)據(jù)中心,綠色化管理。1)清潔生產(chǎn)。開展清潔生產(chǎn),重點(diǎn)圍繞鑄造關(guān)鍵工序?qū)嵤┉h(huán)境排放限值達(dá)標(biāo),從無組織排放到有組織排放,再進(jìn)行綜合治理。
2)以人為本。圍繞鑄造生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化智能化改造,實(shí)現(xiàn)安全數(shù)字化;重點(diǎn)改進(jìn)造型、熔煉澆注、落砂、清理、涂裝等關(guān)鍵工序,通過工藝流程優(yōu)化和工序綠色化改造,減少重體力勞動。
3)符合綠色鑄造工廠標(biāo)準(zhǔn)體系要求。聚焦鑄造產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展需求,圍繞綠色基礎(chǔ)理論、運(yùn)行模式、綠色產(chǎn)品、綠色工廠、綠色企業(yè)和綠色供應(yīng)鏈6個方面的標(biāo)準(zhǔn)維度開展鑄造綠色評價。
評價要求
綠色鑄造評價方案包括綜合基礎(chǔ)設(shè)施、管理體系、能源與資源投入、產(chǎn)品、環(huán)境排放、績效6個方面,按照資源與環(huán)境影響的程度和敏感性確定相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重,按照行業(yè)或地方能夠達(dá)到的先進(jìn)水平確定綜合評價標(biāo)準(zhǔn)和要求。1.評價方式
實(shí)施綠色鑄造評價應(yīng)查看報(bào)告文件、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、原始記錄,并根據(jù)實(shí)際情況開展相關(guān)人員的座談,采用實(shí)地調(diào)查、抽樣調(diào)查等方式收集評價證據(jù),并確保證據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。2.綜合評分計(jì)算方法
采用各項(xiàng)指標(biāo)加權(quán)評價的計(jì)算方法,根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的評價分值fi累加得出綜合評價得分F:
式中,F為綜合評價得分;n為評價指標(biāo)總數(shù);fi為第i項(xiàng)所占分值;Li為第i項(xiàng)評價所得權(quán)重。
3.綜合評價等級
綜合評價等級判定水平見表9-1。
表9-1 綜合評價等級判定水平
附錄 模數(shù)計(jì)算
附表1 簡單幾何形狀鑄件的模數(shù)的計(jì)算公式
(續(xù))
附表2 接頭模數(shù)的計(jì)算公式
(續(xù))
(續(xù))
(續(xù))
摘自現(xiàn)代鑄鐵技術(shù)