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汽车产品设计以“环境”为中心

原创 Linux操作系统 作者:无聊岁月 时间:2009-04-13 09:58:26 0 删除 编辑

当前,我国的汽车工业将面临更为严峻的考验。加入WTO,一方面我们在汽车排放、噪音等环保技术方面与国际汽车先进水平差别较大,另一方面,尚未涉及汽车绿色制造的技术领域。西方发达国家已经制定对企业环境污染行为的严格管制和按WTO规则设置了绿色壁垒,因此,我国汽车工业如果不重视环境因素,不仅会失去国内市场,而且还会失去国际市场。同时,汽车工业是规模经济工业,消耗大量资源。资源的减少,环境的污染,势必制约汽车工业的发展。解决这一问题的关键是实现汽车绿色制造和新能源动力的开发。本文将对汽车工业绿色制造生产方式作初步研究。

1、绿色制造(Grenn Manufacture)的基本概念

绿色制造主要是指采用材料替代、工艺改革、装备改造、水循环、废物回收再生、节能技术、资源综合利用、改进产品设计等十个方面的具体措施来达到生产过程中的污染物排放最少量、能源及资源消耗最低化的目的。绿色制造是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类生存环境的风险。绿色制造可以理解为工业发展的一种目标模式,即利用绿色的能源或原材料,采用绿色的生产工艺技术,生产出绿色的产品。

根据上述对绿色制造的定义,可以将绿色制造的特征归纳如下:

(1)绿色制造的核心是原材料和能源的合理利用。合理利用程度的高低主要由工艺和装备的水平来决定,生产工艺及其装备的先进性是绿色制造的关键。

(2)绿色制造以改进生产方式、减少污染物的产生及排放为直接目标。采用强化管理的方式解决生产的运行成本及能耗、物耗?并通过工艺改造、设备改造、原材料替代等多种方式来实现。

(3)绿色制造分析以工艺流程、物耗平衡等方法为主,确定最大污染点和最佳改进方法。

(4)绿色制造是以现有的生产技术和经济投入为基准,有较大的不确定性,因而没有最终标准。

(5)绿色制造向广大技术人员和生产管理人员提供了一种环境保护新理念,使企业的管理及技术人员把环境保护工作的重点从末端治理转移到始端和生产过程中来。

因此,绿色制造是一种制造理念,它认为:制造系统应和自然协调互动发展,人和自然的关系是和谐的;绿色制造方式将会带来制造方式的变革和社会生产方式的变革,而不仅仅是单个企业制造方式的变革,生产和自然的关系将由对抗、征服转向协调和共生。

2、汽车工业传统生产方式与绿色制造生产方式的比较

1990年,美国麻省理工学院的学者结束了长达5年耗资500万美元的“国际汽车计划(IMVP)”,发表了题为“改变世界的机器”的研究报告。

从汽车工业的发展历史来看,汽车工业生产方式演变是受到汽车消费市场和技术发展推动的。100年来生产方式经历了从单件小批量生产、大批量的流水线生产、精益生产,直至最近提出的绿色制造。从本质上分析,它是社会发展的必然结果,是企业为了适应社会经济的发展,满足新的消费需求特点,不断改进生产方式,提高竞争力的结果。

 
传统汽车工业生产方式变化,仅仅只是为了提高质量,降低成本,适应品种多样化,追求规模经济为目的,没有考虑任何环境因素。而绿色制造是一个面向环境的复杂制造系统工程,它把制造过程中涉及的所有环节、每一因素都与对环境的影响和资源的利用紧密联系起来。其目标是使制造从设计、制造、包装、运输、使用、报废处理整个产品周期过程中,对环境的负作用最小,资源的利用率最高。绿色制造不仅是一种生产方式,更重要的是一种理念,它是社会可持续发展思想在制造领域的具体化,它是人和自然的关系相互依赖和共生,协调发展的体现。

从“循环的”概念上来看,循环的生产方式主要包括三方面内容:(1)生产过程中非消耗性物料利用;(2)初始原料的综合利用;(3)废物重新利用。实践证明循环生产方式,不仅能节约能源,增加产品,创造经济效益,而且创造环境效益,树立良好的企业伦理形象。

绿色制造作为可持续发展根本途径,需要建立在一定的技术基础之上,要想一夜之间完全实现这种方式,是不可能的事情。但是,对汽车工业企业来说如何选择自己的绿色制造策略,是值得探讨的。

从目前来说,作为汽车工业的制造企业在选择绿色制造策略时应遵循以下原则:(1)在所有的生产活动中,尽可能减少对环境的破坏,并参与地区性的环境问题解决方案;(2)向社会和顾客提供既能适应环境保护需要,又满足顾客需求的高质量汽车;(3)立足于可持续发展,提高产品竞争力,研究有益于绿色制造理念的产品、工艺过程和方案;(4)在考虑“循环的”生产方式时,要协同配件企业、零售商、服务公司和废物回收企业,在汽车生产的各个环节上满足环境标准要求,要持续改进产品和生产工厂与环境相容性;(5)环境政策应由环境管理体系执行,并评估有关的环境数据;(6)注意同社会、公众和政府的沟通渠道畅通,并要建立在注重行动和充满信任的基础上。同时应制定生产中针对环境问题的应急措施;(7)加强内部的环境意识教育,员工有义务遵守这些原则,并在各自的岗位上执行相关的法规要求。

3、汽车产品绿色设计思想

随着社会的发展和技术的进步,汽车产品设计思想也发生变化。本文认为:汽车产品设计思想将发展到以“环境”为中心。

这是因为自然环境以其自然资源的提供者和废弃污染物的容纳者的双重职能同生产和消费活动相联结,在生产和消费活动中,自然资源的消耗必然随着人口数量和消费水平而发生变化,而产生的废物和污染物也必然同人口数量、消费水平有关,但却主要随着生产技术的变化而变化。

P·R·Enrlich用如下公式表达了这一思想:R=P×C,E=P×C×T

其中:R——自然资源的消耗,P——人口数量,E——对环境影响,C——每人资源消耗量,T——消耗单位资源产生的环境影响,与生产技术或制造技术方式密切相关。

如果环境系统向经济系统提供的自然资源的最大限度为Smax,环境系统容纳或同化经济系统废物污物的最低阈值为Dmax,则:R>Smax,即P×C>Smax;E>Dmax, 即P×C×T>Dmax

 
因此,自然资源的破坏和环境的污染是P、T、C的相互作用引发的。P、T、C是导致环境问题的重要原因,这是因为:

(1)当C变动不大时,P↑,则R↑→Smax,T↑,则E↑→Dmax

结论:人口的过速增长和技术的落后是自然资源破坏和环境污染的核心因素。

(2)当P变动不大时,C↑,则R↑→Smax,T↑(失控),则E↑→Dmax

结论:奢侈消费和盲目滥用技术是自然资源破坏和环境污染的核心因素。

在人类的经济活动中,由于制造系统是“线性”的,因而导致环境破坏。正如霍肯在《商业生态学》一书所说:“对我们目前的困境合乎逻辑的应对方法是设计或者说重新设计生产体系,使它首先不产生危险的和生物学上无用的废物……,这些问题可以通过设计来解决,而这种设计的基础就存在于自然当中……”。

综上所述,提出以“环境”为中心的设计思想是人类经济活动可持续发展的核心,是生存与发展的根本要求。

以“环境”为中心的设计思想应遵循的原则:(1)考虑产品生产过程中的非消耗性材料利用;(2)原材料的综合利用;(3)废弃物的综合利用;(4)“循环”生产方式功能完善;(5)工业共生的可能,即工厂内部或工厂之间副产品的互相利用;(6)节约能源和材料的理念。

4、汽车产品的绿色度评价标准

以“环境”为中心设计思想,着重强调产品在其生命周期中应能有效地节省资源和能源,保护环境和人类健康。因此,以“环境”为中心设计的产品应该从技术、环境及经济融合为一个整体来综合评价。

笔者认为:产品绿色度是评价产品技术先进性,环境协调性和经济合理性的综合指标,因而绿色度是一个动态的概念,它随着时间的推移不断改善。因为,随着产品的更新,其技术先进性、环境协调性、经济合理性是不断提高的,所以作为产品技术、环境和经济性三者综合体现的产品绿色度也必定会随之越来越好。但是在产品绿色性随着时间延续不断改善的同时,产品的评价标准也会因为时间的延续不断提高,以欧洲汽车尾气排放标准为例,欧洲以前排放标准Euro2和实施的Euro3标准相比,显然,Euro3标准的指标较Euro2标准严格得多。由此可见,某个时段绿色性好的产品在将来却不一定具有很好的绿色性。因此确定产品评价标准是绿色产品正确评价的依据。

目前来说,可采用绝对标准和相对标准来评价产品绿色度,其中,绝对性标准是依据现行的环境保护标准、产品行业标准及某些地方性法规来制定评价标准,而相对性标准是根据用户和市场的要求,选择与待评价产品类似的基准产品,通过对比评价来制定的。

传统汽车工业生产方式变化,仅仅只是为了提高质量,降低成本,适应品种多样化,追求规模经济为目的,没有考虑任何环境因素。而绿色制造是一个面向环境的复杂制造系统工程,它把制造过程中涉及的所有环节、每一因素都与对环境的影响和资源的利用紧密联系起来。其目标是使制造从设计、制造、包装、运输、使用、报废处理整个产品周期过程中,对环境的负作用最小,资源的利用率最高。绿色制造不仅是一种生产方式,更重要的是一种理念,它是社会可持续发展思想在制造领域的具体化,它是人和自然的关系相互依赖和共生,协调发展的体现。

从“循环的”概念上来看,循环的生产方式主要包括三方面内容:(1)生产过程中非消耗性物料利用;(2)初始原料的综合利用;(3)废物重新利用。实践证明循环生产方式,不仅能节约能源,增加产品,创造经济效益,而且创造环境效益,树立良好的企业伦理形象。

绿色制造作为可持续发展根本途径,需要建立在一定的技术基础之上,要想一夜之间完全实现这种方式,是不可能的事情。但是,对汽车工业企业来说如何选择自己的绿色制造策略,是值得探讨的。

从目前来说,作为汽车工业的制造企业在选择绿色制造策略时应遵循以下原则:(1)在所有的生产活动中,尽可能减少对环境的破坏,并参与地区性的环境问题解决方案;(2)向社会和顾客提供既能适应环境保护需要,又满足顾客需求的高质量汽车;(3)立足于可持续发展,提高产品竞争力,研究有益于绿色制造理念的产品、工艺过程和方案;(4)在考虑“循环的”生产方式时,要协同配件企业、零售商、服务公司和废物回收企业,在汽车生产的各个环节上满足环境标准要求,要持续改进产品和生产工厂与环境相容性;(5)环境政策应由环境管理体系执行,并评估有关的环境数据;(6)注意同社会、公众和政府的沟通渠道畅通,并要建立在注重行动和充满信任的基础上。同时应制定生产中针对环境问题的应急措施;(7)加强内部的环境意识教育,员工有义务遵守这些原则,并在各自的岗位上执行相关的法规要求。

3、汽车产品绿色设计思想

随着社会的发展和技术的进步,汽车产品设计思想也发生变化。本文认为:汽车产品设计思想将发展到以“环境”为中心。

这是因为自然环境以其自然资源的提供者和废弃污染物的容纳者的双重职能同生产和消费活动相联结,在生产和消费活动中,自然资源的消耗必然随着人口数量和消费水平而发生变化,而产生的废物和污染物也必然同人口数量、消费水平有关,但却主要随着生产技术的变化而变化。

P·R·Enrlich用如下公式表达了这一思想:R=P×C,E=P×C×T

其中:R——自然资源的消耗,P——人口数量,E——对环境影响,C——每人资源消耗量,T——消耗单位资源产生的环境影响,与生产技术或制造技术方式密切相关。

如果环境系统向经济系统提供的自然资源的最大限度为Smax,环境系统容纳或同化经济系统废物污物的最低阈值为Dmax,则:R>Smax,即P×C>Smax;E>Dmax 即P×C×T>Dmax

因此,自然资源的破坏和环境的污染是P、T、C的相互作用引发的。P、T、C是导致环境问题的重要原因,这是因为:

(1)当C变动不大时,P↑,则R↑→Smax,T↑,则E↑→Dmax

结论:人口的过速增长和技术的落后是自然资源破坏和环境污染的核心因素。

(2)当P变动不大时,C↑,则R↑→Smax,T↑(失控),则E↑→Dmax

结论:奢侈消费和盲目滥用技术是自然资源破坏和环境污染的核心因素。

在人类的经济活动中,由于制造系统是“线性”的,因而导致环境破坏。正如霍肯在《商业生态学》一书所说:“对我们目前的困境合乎逻辑的应对方法是设计或者说重新设计生产体系,使它首先不产生危险的和生物学上无用的废物……,这些问题可以通过设计来解决,而这种设计的基础就存在于自然当中……”。

综上所述,提出以“环境”为中心的设计思想是人类经济活动可持续发展的核心,是生存与发展的根本要求。

以“环境”为中心的设计思想应遵循的原则:(1)考虑产品生产过程中的非消耗性材料利用;(2)原材料的综合利用;(3)废弃物的综合利用;(4)“循环”生产方式功能完善;(5)工业共生的可能,即工厂内部或工厂之间副产品的互相利用;(6)节约能源和材料的理念。

4、汽车产品的绿色度评价标准

以“环境”为中心设计思想,着重强调产品在其生命周期中应能有效地节省资源和能源,保护环境和人类健康。因此,以“环境”为中心设计的产品应该从技术、环境及经济融合为一个整体来综合评价。

笔者认为:产品绿色度是评价产品技术先进性,环境协调性和经济合理性的综合指标,因而绿色度是一个动态的概念,它随着时间的推移不断改善。因为,随着产品的更新,其技术先进性、环境协调性、经济合理性是不断提高的,所以作为产品技术、环境和经济性三者综合体现的产品绿色度也必定会随之越来越好。但是在产品绿色性随着时间延续不断改善的同时,产品的评价标准也会因为时间的延续不断提高,以欧洲汽车尾气排放标准为例,欧洲以前排放标准Euro2和实施的Euro3标准相比,显然,Euro3标准的指标较Euro2标准严格得多。由此可见,某个时段绿色性好的产品在将来却不一定具有很好的绿色性。因此确定产品评价标准是绿色产品正确评价的依据。

目前来说,可采用绝对标准和相对标准来评价产品绿色度,其中,绝对性标准是依据现行的环境保护标准、产品行业标准及某些地方性法规来制定评价标准,而相对性标准是根据用户和市场的要求,选择与待评价产品类似的基准产品,通过对比评价来制定的。

由于绝对性标准主要采用的是适合区域、行业和企业的有关标准,将它使用到产品绿色度评价中,往往会因为数据不准确,而影响评价结果。另外绿色产品作为一个相对的概念,单一的绝对数值是不起任何作用的。首先,仅靠这些绝对数值,没有一定的参照物,很难甚至于不可能对产品的技术先进性、环境协调性以及经济合理性进行正确的评价,无法保证结果的正确性;其次,不同的测量方法,不同的测量精度,得到的数据和结果也不相同,这样就难以保证评价结果的可信度,所以合理选择一些产品作为参照物,在两个或多个产品之间进行相对比较更有现实意义。

所以,要实现以“环境为中心”的设计思想,建立一套完整评价标准是至关重要的问题,这方面有待我们更进一步探讨。

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