e-works数字化企业网  »  文章频道  »  先进制造技术  »  绿色制造

基于生命周期评价的汽车零部件绿色制造(一)

2017/5/19    来源:互联网    作者:陈效儒  李响  董海波  白瑞斌      
关键字:生命周期评价  汽车零部件  绿色制造  轻量化  
为减少汽车零部件制造的环境影响,根据绿色制造理论内涵和国内汽车行业LCA评价方法,采用本土化环境评价指标,提出了以零部件生命周期评价为技术主线的绿色制造模式。以汽车座椅轻量化为例,从原材料获取、制造装配、使用维护直到废弃再生的各个生命周期阶段加以说明,指导产品绿色制造和生态设计。结果显示,材料选取对轻量化设计和最后环境影响有至关重要的作用;相同材料不同制备方法对轻量化效果无影响,但是对环境有影响。

    0 引言

    中国是全球最大的汽车生产国和汽车消费市场,根据国家统计局的数据,截至201 3年中国私人汽车拥有量已达到10501.68万辆,成为仅次于美国的汽车大国。汽车本身是一个装配产品,一辆车大概有上万个不同的零部件组装而成,汽车零部件产量与汽车产量同步增长。中国汽车产销规模急剧扩大,带动了汽车零部件制造产业的高速发展。但是在汽车零部件制造产业高速发展的同时带来了能源、资源枯竭和环境污染等一系列问题。

    1 汽车零部件制造行业发展困局

    面对汽车及零部件制造快速发展带来的一系列环境问题,欧盟早在2000年就发布了2000/53/EC报废汽车指令(ELV),ELV指令要求对汽车产品中有毒有害的重金属元素(铅、汞、镉和六价铬)进行禁用、限用,并且量化了报废汽车及其零部件回收利用的目标;中国于2006年也颁布了《汽车产品回收利用技术政策》,提出了汽车产品回收再利用、禁用有毒有害物质的相关要求。

    由于片面追求轻量化设计来节省油耗,大量的碳纤维轻质材料被使用,在制造阶段消耗大量能源,废弃后也难以回收再利用。企业需要采用科学的方法,控制零部件产品的整个生命过程对资源和环境的影响。国内研究学者已从生产模式升级、新材料选取、制造工艺改进和废弃回收管理等不同角度进行研究,并提出避免或减少环境影响的方法。本文从汽车零部件全生命周期角度考虑零部件对环境的影响,探索通用于汽车零部件制造行业的绿色生产方法,为我国零部件企业转型升级提供参考。

    2 传统制造应向绿色制造转变

    传统汽车零部件制造,是一种粗放型的生产模式,只考虑用户对产品功能、性能、质量及成本的要求,较少考虑到产品制造对环境的影响。现代汽车零部件制造业要求制造模式从传统到绿色转变,使设计生产的产品不但满足市场需求,而且满足绿色性能要求,提高产品国际竞争力。

    绿色制造(green manufacturing,GM),又称环境意识制造(environmentally conscious manufacturing,ECM)、面向环境的制造(manufacturing for environment,MFE),是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式。在汽车零部件制造过程中,绿色制造应是一种兼顾市场需求和环境要求的制造模式,关注并减少汽车零部件从原材料生产、加工制造、包装运输、使用维护到废弃回收的各个阶段对环境造成的负面影响,提高资源利用效率,使企业经济效益和社会效益协调优化。

    汽车零部件传统制造模式与汽车零部件绿色制造模式如图1、图2所示。

    1

    政策指标规定、绿色消费观念转变、企业社会责任意识无论从正向和逆向均促使传统制造业向绿色制造,生态设计形态转变。政策、市场和企业内部机制的协同作用将引导传统制造模式的单一开放流程(图1)转向产品生命周期内的反馈闭合回路(图2)。产品在进人生命周期末端也就是废弃阶段,通过再生循环、再制造、再使用等一系列处理措施与产品设计、制造、使用联系起来。汽车行业发达国家案例中,有国家已经推行报废汽车企业责任制,谁生产谁负责处理,在法规政策的引导下报废汽车得到有效的处理。绿色制造模式下,环境影响不再局限于单个阶段的影响,产品设计环节需要考虑到整个生命周期内的所有影响。合理量化地评价出总环境影响指标,对于指导绿色制造和生态设计,有着重要意义。

    3 绿色制造基本分析方法——生命周期评价

    3.1 生命周期评价的内涵

    生命周期评价(1ife cycle assessment),是指从源头到终点评估产品对环境的综合影响,又称“摇篮到坟墓”,是环境影响评估的有效工具,也是实施绿色制造的支撑技术。汽车零部件生命周期评价通过确定和评价汽车零部件全生命周期或指定阶段潜在的环境影响,为汽车零部件绿色制造提供科学依据。汽车零部件生命周期评价基于全生命周期概念,通过对零部件产品从原材料的获取、材料加工、制造装配、存储运输、使用维护到生命末期废弃再生的整个生命周期内的能源消耗、物质消耗及废弃物排放数据的搜集与分析,量化及评价零部件产品潜在的环境影响,改善产品设计方案、工艺过程或者技术标准等,实现产品的绿色制造。

    生命周期思想是一种系统的观点,它的主要目标是避免潜在环境负荷的转移。生命周期的思维方式可以解决只关注零部件成品环境友好性的问题,处理好零部件成品从源头到回收处理整个生命周期过程对环境的影响。

责任编辑:张纯子
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐