綠色制造技術在數控機床中的有效應用
2020-12-23 來源： 山西工程技術學院 作者：李瑞斌 馬宏毅 董作峰
摘要：本文對綠色制造技術在數控機床中的有效應用進行了探討，文章從綠色制造技術與數控機床二者的概念入手，進一步闡述了當前綠色制造技術在數控機床領域中的運用問題，介紹了將綠色制造技術廣泛運用于數控機床的意義，最后提出了促進綠色制造技術與數控機床技術融合的建議。
關鍵詞：綠色制造技術；數控機床；融合建議
0 引言
不可否認，在我國經濟社會快速進步的同時，也暴露出了越來越嚴重的環境與資源問題，這無疑對人類的健康生存、社會的可持續發展構成了巨大威脅。基于此，綠色生產模式開始盛行，并且在各行各業得到運用，綠色制造技術就是一個典型案例，它符合保護環境的社會潮流，是衡量一個國家制造業現代化程度的重要標志。近幾年綠色環保理念已經逐漸被運用到各行各業當中。我國的機床制造行業同時順應時代發展的要求，也逐步往綠色、智能方向發展，走可持續發展之路。但我國的數控技術本身存在技術發展不夠成熟、數控機床技術較為依賴國外、綠色環保技術在數控機床領域的運用不夠全面等問題，如何將綠色制造技術在數控機床制造中得到合理運用是值得思考的問題。
1、 綠色制造技術與數控機床概述
1.1 綠色制造技術概念
制造業是我國國民經濟體系內非常重要的一個組成要素，實現該行業的健康快速發展，對于促進我國經濟社會的全面進步具有重要意義。隨著制造業的向前發展，逐步衍生出了綠色制造技術的新產物，它是指在產品的全生命周期內，不斷借助各種具有環保節能效益的先進工藝與設備，在提升產品制造效率與質量的同時，達到良好的環境保護與資源節約效果。運用綠色工藝進行制造，要求企業單位全面考慮當前的資源形勢、環境現狀以及市場背景，在確保產品使用性能、生產質量與經濟成本基礎上，對產品的研發、設計、制造、銷售、使用、報廢等全部流程進行全面控制，提升資源利用率，將工業制造對環境的危害控制在最低限度的作用。究其實質，綠色制造的核心內容表現在以下幾點———即減量化（Reduce）、重用（Reuse）、再生循環（Recycle）、再制造（Remanufacturing）———這就是所謂綠色產品生命周期中的“4R”理論。其中，減量化是指從資源的使用量、消耗量以及垃圾廢棄物的排放量入手進行直接的控制，從而減輕資源與生態壓力；重用則是指要對特定的資源與材料等進行重復多次使用，盡可能提升其利用率；再生循環原則要求生產出來的產品使用完后并能將產品回收再利用；再制造則要求相關單位對廢舊產品的技術改造實現性能恢復和提升。
1.2 數控機床相關概念
數控機床是制造行業發展過程中隨著技術進步而出現的新興產物，它集合了機械與信息技術等不同領域的技術結晶，將其運用到工業生產等領域，使其與操作系統相互融合，可以促進生產的智能化、自動化發展，并且提升生產系統信息化控制的水平。就數控機床的組成元素看，數控系統可以說是核心所在，這是因為產品生產過程中的各類機械設備受到系統的統一控制，而數控機床能否高效順利運行，其關鍵或者說是前提條件就在于數據的全面、準確錄入。在錄入信息數據后，相關工作人員就可以全面、實時地對數控機床進行有力監控，發現機器運行與人為操作過程中可能存在的問題，進而對其進行分析，并且采取具有針對性的問題處理措施。以 PCB 制造業為例，它是指印刷電路板所用到的一種專業數控鉆孔設備，它在內容多樣的數控機床中可以說極具典型性，其主要功能在于可以在絕緣材料上根據前期設計進行鉆孔來實現電路板的印刷生產，這種機床鉆孔相對于激光鉆孔技術比較來說，其最顯著的優勢在于經濟成本較低，因此資金門檻不高、受到眾多廠家的廣泛歡迎。
2 、當前綠色制造技術在數控機床領域中的運用問題
2.1 數控機床與綠色制造技術本身發展不夠成熟
盡管近年來我國經濟社會實現了全面進步，工業生產也實現了質的突破，但與許多西方發達國家相比，我國工業經濟畢竟發展較晚，因此許多技術的研究不夠成熟，數控機床領域的許多理論探討也相對粗淺，綠色制造技術與數控機床的融合也還有很長的路要走。
2.2 我國的數控機床技術較為依賴國外方向為先進制造技術。
數控技術作為全面提升工業生產效率與現代化程度的重要渠道，已經得到了行業的廣泛關注，我國也及時發布了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》等文件，對數控機床等的進步提供了明確的指導。而綠色制造技術引入數控機床領域，則能更進一步地彰顯二者的優勢，但總體來看，我國數控機床技術依然對國外成果有過于嚴重的依賴，這就使得數控機床的創新進步在國內長期看不到成效。
2.3 綠色制造技術在數控機床領域的運用不夠全面
目前，我國綠色制造技術的創新已經取得了一定的進步，但要將其全面引入數控機床領域并使其切實投入到生產過程中去，還面臨一定的障礙。例如在機床部件綠色制造過程中，當前只有部分企業對其進行了引進，或者是將其引入后僅僅運用在了部分核心產品的生產方面。以某主要生產數控機床部件及整機的有限公司為例，該公司在機電設備的生產過程中對綠色制造技術有相對純熟的運用，但在部分高精尖設備———如數控系統的設計制造等的生產層面，則存在過度關注硬件而忽略軟件的現象，這就限制了技術使用價值的全面發揮。
3 、將綠色制造技術廣泛運用于數控機床的意義
3.1 符合保護環境的社會潮流
改革開放以來，我國經濟發展實現了質的突破，但同樣也帶來了嚴重的環境問題，生態的大規模破壞對自然環境、人類可持續發展都構成了巨大威脅，工業的全面發展、產品的大規模生產，都需要耗費大量的各種各樣的資源，資源緊缺問題也隨之出現。目前全球不少國家都致力于工業轉型、技術創新、環境保護工作，而在數控機床相關領域，加大綠色制造技術的運用，能起到良好的保護生態環境的作用，順應當前社會潮流。
3.2 是推動我國經濟健康長遠發展的必然要求
盡管我國地域面積遼闊，蘊含著種類較多、儲量較為豐富的各類能源資源，但因為人口基數大，人均資源占有量并不多；且我國地理條件復雜，水、電、煤等資源的分布不均衡，這就影響了各地區經濟的協調發展程度。事實上，目前許多企業都紛紛加大了對綠色制造技術的運用力度，這也確實起到了提升資源使用率、保護生態的作用，而企業由此生產出的綠色產品往往具有更高的科技含量且更利于人體健康，因此受到廣大消費者群體的青睞，幫助企業得到了更為顯著的市場競爭優勢。從更全面的角度看，要促進我國經濟長遠健康發展，也要求企業單位加大對綠色制造技術等的科學運用。
4 、綠色制造技術與數控機床融合的建議
4.1 加強綠色制造技術與數控機床技術的創新力度
考慮到我國數控機床與綠色制造技術本身的實力不強的現實問題，我國需要加強技術創新力度，突破技術瓶頸。根本上說，企業要加大技術投入，借鑒國外行業生產管理方式，通過模塊化定制、信息化生產系統輔助，實現數控機床的標準化、綠色化生產。在生產過程中，要緊抓綠色理念，例如，針對噪音排放問題，可以采用特殊的外緣梳齒結構降噪設計，有效減少生產過程中的噪音排放。
4.2 通過加大技術研發投入逐步降低對國外技術的依賴
數控機床技術的先進程度，可以從側面體現出一個國家工業發展的智能化、現代化程度。因此為了全面提升我國工業生產的水平，就必須加大技術研發投入，促進數控機床相關技術的全面進步。同時，相關院校要積極抓好教育工作，為行業輸送具有專業技術能力與理論研究能力的專業研發型人才，相關企業單位也要注重人才的長期培訓工作，通過組織專門的培訓活動、加強同行交流等措施，塑造具有獨特競爭優勢的人才隊伍。而在綠色制造技術創新層面，也要立足材料創新———如采用碳纖維材料，加大材料使用過程自動化、智能化設備的研發，以此降低人工勞動力，并且減少化學廢棄物的產生。
4.3 加快技術成果向生產工藝轉變的步伐
為了發揮綠色制造技術的實用價值，就應該使其在企業內得到廣泛的實際應用。事實上，在國家大力推進綠色制造技術創新的形勢下，作為工業母機的機床更應該加速走在前列，走一條并行推進、融合發展的中國式綠色制造技術推進路線，向高質量和創新型發展。在此背景下，數控機床企業需積極探索如何加快綠色智能機床的研制和應用，推動綠色制造技術與數控生產實踐的融合。例如，在數控機床的生產制造過程中，涉及精加工生產、裝配到質檢等多個作業流程，每一個環節都可以運用綠色制造技術，使得生產出來的數控機床符合綠色智能制造的國家標準。
4.4 政府要加大技術創新扶持力度
由于綠色制造技術與數控機床的發展，都是一項耗資巨大、需要長期進行的工作，因此政府要發揮必要的引導與扶持作用。例如，政府應該鼓勵地區協同創新中心的建立，組織企業建立良好的團結協作關系，給予行業專家學者大力支持，將中心打造成協同各方發展、服務發展大局的新平臺；要激發活力，提升協同中心發展的新境界。具體來說，政府要首先做好政策制定、措施保障等工作，帶動地區各組織單位共同致力于探索產學研融合新模式；其次，要聚集各界力量，推動協同創新中心上水平、有能力、見效果，將協同創新中心打造成跨界融合新樣板。再者，中央和地方高度重視創新，重視技術，重視人才，協同創新中心將進一步溝通落實各項具體工作，確保各協同單位共同承擔大項目，形成大成果。
5、 結語
綜上所述，加強對綠色制造技術在數控機床中的有效應用的探討，無疑具有極其重要的現實意義。機床制造企業需要明確綠色制造技術、數控機床相關概念；在此基礎上提出綠色制造技術與數控機床融合的措施，加強綠色制造技術與數控機床技術的融合力度，通過加大技術研發投入逐步降低對國外技術的依賴，加快綠色化技術成果向生產工藝轉變的步伐。
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