我国制造业的高速发展导致了资源、能源、环境生态以及可持续发展等方面的许多问题。特别是在机械制造工业中与资源（含能源）和环境密切相关的原材料开采方式、使用方法以及对制造装备设计、零件材料的合理选取等问题，一直受着人们关注，但尚未完全解决。因此，材料的合理使用、管理及整个产品的设计、制造和使用过程按照可持续发展目标，统一在节约资源和防止污染的绿色生产意识之下，乃是本世纪我国制造业的一项主要战略任务。

    制造业的迅猛发展，对自然资源造成极大污染和浪费，在国内机械制造领域中随处可见，因而绿色生产技术的推广，宜从防止生态环境污染、节约资源两方面出发，充分考虑产品的生命周期从零件材料选取直到设计、制造、管理使用和回收等各个方面，提高产品零部件及其材料的可更新率、可回收率和可重用率。

    机械制造业的生产模式

    分析我国制造业的现状，可归纳为如下两种生产模式。

    （1）传统生产模式

    目前，机械制造业大多数采用传统生产模式，是一个开环生产系统。社会财富主要通过掠夺自然资源累积起来，从原材料到机械设备的整个生产过程及其生命周期如图1所示。

图1 传统生产模式

    传统生产模式的典型特征是从自然界获取资源，经提炼后成为各种工程材料。在此过程中大量废气、废水和残余杂质等污染性物质进入环境。在毛坯成型过程中同样存在大量污染问题。对产品设计一般还需投入大量的人力物力，在产品的制造过程中，不仅有大量的废物归于自然，而且由于生产制造中缺乏柔性，造成了设备资源利用上的严重浪费。在产品使用过程中噪声、废气、废物等的污染问题仍然是破坏环境的主要因素。特别是在部件和设备损坏后，往往成为废弃物造成资源的极大浪费，同时许多有毒有害及无法回收的材料，对环境及主宰环境的人也会造成极大的伤害。

    （2）绿色生产模式

    绿色生产模式是一种闭环生产系统，如图2所示。它是一种清洁生产方式和废弃物循环利用的生产模式。欲达到这种生产模式，就必须从原料开采到产品报废的整个产品生命周期对材料的回收、利用、处理等全部过程进行考虑。诸如在冶炼时考虑废气、废水的彻底净化，在材料选择时要详细考虑到产品报废时的材料回收重用及处理之类的问题。在绿色生产模式中这些问题可通过特定的工艺手段和技术措施对整个过程中的每个环节逐一安排解决。比如在零件的设计和制造中标注出它们材料类型和回收方式的代码，便于成组归类处理，实施科学管理，做到有效地利用资源。

图2 绿色生产过程

    绿色生产中主要阶段的模式

    （1）材料选用及绿色材料选择模式

    长期以来，由于人们在产品设计中的材料选择上过多地考虑了材料的性能和作用而忽视了其对环境的影响，因而在产品的制造和使用中对环境产生了极大的危害，并且也由于较少考虑到材料的回收及循环利用等问题，致使产品成为废品后的回收利用率很低，造成了资源的严重浪费以及对环境的污染。为此，怎样选择材料、选择何种材料是实现绿色产品设计和制造的一个关键。

    解决传统加工中的材料选择问题，就是使用绿色材料（Green Material），即选材时在满足设计要求的基本性能外，尽量选择加工中无污染或少污染且易回收的材料，以减轻对环境的压力，着环境的恶化和人们环保意识的增强，这方面的要求将越来越突出。图3为选择工业材料时应考虑的问题。

图3 绿色生产中的材料选择

    （2）产品设计及绿色设计模式

    传统设计方式的出发点是“为制造而设计”、“为产品的功能而设计”，很少考虑产品的消耗、资源的再生与利用以及对环境的影响。绿色设计的着眼点是将“为生产而设计”和“为环境而设计”两者紧密相连，综合地考虑了产品的可行性及回收性。绿色设计是绿色生产中至关重要的一环在这个阶段就应考虑产品生命周期全过程的无污染资源低耗和回收性好和对环境的适应性等问题。绿色设计中我们至少应考虑到如下几个问题：

    ① 产品的简化

    复杂的产品结构将导致生产工艺、产品运输及管理上的复杂化，还将造成生产、时间和材料上更多的浪费。因此在设计时，尽量简化那些仅仅起装饰作用的部件，尽量使用多功能部件来简化产品结构，做到既节省原材料，又减少浪费和环境污染。