基于绿色制造理念的机械制造工艺优化策略分析

引言

机械制造业是支撑国民经济发展的基础性产业，涵盖零部件加工、设备组装、模具制造等多个领域，其工艺水平直接影响产品质量与生产效益。然而，传统机械制造工艺长期依赖高能耗设备、高污染辅料，存在能源利用率低、污染物排放多、资源浪费严重等问题，不仅加剧生态环境压力，还制约企业长期竞争力提升。

一、传统机械制造工艺的现存问题

1.1 能源消耗过高，利用效率低下

传统机械制造工艺中，加工设备多为高能耗型号，且运行过程中存在空转耗能、负荷不匹配等问题，例如机床长期处于待机状态却未切断电源，或加工参数设置不合理导致设备过载运行，造成能源浪费；工艺流程缺乏能源优化设计，各环节能源消耗未形成协同管控，整体能源利用率远低于行业先进水平，既增加企业生产成本，又加剧能源供应压力。

1.2 污染物排放突出，环境影响显著

切削液使用与排放不规范，传统湿式切削依赖大量切削液冷却润滑，部分企业直接排放废弃切削液，导致水体与土壤污染；加工过程中产生的粉尘、废气未得到有效处理，直接排放至空气中，危害操作人员健康与周边空气质量；热处理工艺中燃料燃烧产生的二氧化碳、氮氧化物等温室气体，未采取减排措施，不符合低碳发展要求。

1.3 资源利用粗放，浪费现象严重

材料选型缺乏绿色考量，过度依赖不可再生金属材料，且加工过程中下料精度低，导致材料余量过大，产生大量废金属余料，资源利用率不足；零部件设计未考虑后续回收，产品报废后多为整体丢弃，无法实现材料拆分与循环利用，造成资源二次浪费；辅助资源使用寿命短，未采取修复再利用措施，频繁更换导致资源消耗加剧。

1.4 工艺流程固化，缺乏全生命周期思维

传统机械制造工艺设计多聚焦于生产达标，忽视产品从设计、加工、使用到报废的全生命周期管理，设计阶段未考虑加工环节的能耗与污染，导致后续工艺难以优化；加工阶段与废弃物处理环节脱节，未建立余料、废料的回收流程。

二、基于绿色制造理念的机械制造工艺优化策略

2.1 推行绿色设计，奠定工艺优化基础

采用模块化设计，将产品拆解为独立功能模块，便于后续加工、维修与回收，减少整体报废造成的资源浪费；推行轻量化设计，选用高强度合金、复合材料替代传统厚重金属材料，在保证产品性能的同时减少材料用量与加工能耗；开展工艺性设计，优化零部件结构，避免复杂加工工序，减少切削量与能耗，将不规则零件改为规则形状，降低机床加工难度。

2.2 优化加工工艺，实现节能减污

加工环节是能耗与污染的主要产生点，需通过工艺革新降低环境影响推广清洁加工技术，以干式切削、半干式切削替代传统湿式切削，减少切削液使用与污染；应用高效节能加工工艺，采用高速加工、高速磨削技术，提升加工效率的同时缩短设备运行时间，降低能耗，且高速加工可减少切削力，降低刀具磨损。

2.3 强化资源管控，推动循环利用

材料是机械制造的核心资源，需通过全流程管控提升利用效率。优化材料选型，优先选用可再生、可降解或低污染材料，如用生物降解润滑剂替代传统矿物润滑剂，用再生金属材料制作非关键零部件；提升下料精度，采用计算机辅助下料系统，根据零部件尺寸优化排版，减少材料余量，降低废余料产生。

2.4 完善处理工艺，降低环境影响

针对加工环节产生的废弃物与污染物，需配套绿色处理工艺。切削液回收处理，采用过滤、离心分离等技术净化废弃切削液，去除杂质后重新投入使用，减少废液排放；粉尘与废气处理，在磨削、焊接工位安装高效除尘设备与废气净化装置，通过过滤、吸附等方式去除污染物，达标后排放。

三、工艺优化过程中面临的主要

3.1 设备与材料成本较高

绿色制造工艺依赖的节能设备、绿色材料价格远高于传统设备与材料，企业初期投入成本较大；部分核心技术尚未完全成熟，技术稳定性不足，制约工艺优化的全面推进。

3.2 企业环保意识不足，短期效益导向明显

部分机械制造企业仍以短期经济效益为核心目标，对绿色制造的长期价值认知不足，认为工艺优化会增加成本、影响生产进度，缺乏主动优化的动力；尤其中小型企业资金与技术实力有限，更倾向于维持传统工艺，对绿色转型持观望态度。

3.3 标准体系不完善，评价与监管机制不健全

当前机械制造工艺绿色化缺乏统一的技术标准与评价体系，不同企业对绿色工艺的界定与实施路径存在差异，导致工艺优化质量参差不齐；行业监管多聚焦于污染物终端排放，对工艺过程中的能耗与资源浪费管控不足，难以形成有效约束。

3.4 专业人才匮乏，技术支撑能力不足

绿色制造工艺优化需要兼具机械制造技术与环保知识的复合型人才，当前行业内此类人才储备不足，现有技术人员熟悉传统工艺，但对绿色工艺技术、环境管理体系了解有限；高校相关专业培养方向与企业实际需求脱节，难以输送具备实践能力的绿色制造人才。

四、推进机械制造工艺绿色优化的保障措施

4.1 加强政策引导与支持，降低企业转型成本

加大财政支持，对企业购置绿色设备、研发绿色工艺给予补贴或税收减免，降低初期投入成本；设立绿色制造专项基金，支持企业开展核心技术研发，突破技术瓶颈；通过政府采购优先选择绿色工艺生产的产品，引导市场需求，提升企业绿色转型的经济效益。

4.2 完善标准与评价体系，强化行业监管

制定机械制造工艺绿色化技术标准，明确设备选型、工艺参数、污染物排放等指标；建立科学的工艺优化评价体系，从全生命周期角度设定能耗、资源利用率、污染排放等评价指标，规范企业优化行为；加强过程监管，利用物联网技术对企业生产过程中的能耗与污染数据进行实时监测，确保工艺优化落到实处。

4.3 推动产学研协同，强化技术与人才支撑

鼓励高校与科研机构聚焦绿色工艺核心技术开展研究，加快技术成果转化，为企业提供技术支持；调整高校专业设置，增设绿色制造、环境工程与机械制造交叉学科，培养复合型人才；企业与高校开展校企合作，通过实习基地、定向培养等方式提升员工绿色工艺操作能力，解决人才匮乏问题。

4.4 加强宣传引导，提升企业绿色转型意识

通过行业展会、技术论坛、案例推广等方式，普及绿色制造理念与工艺优化的成功案例，让企业认识到绿色转型对降低成本、提升竞争力的长期价值；行业协会可组织企业开展绿色工艺交流活动，分享优化经验，形成示范带动、整体推进的良好氛围，激发企业主动优化的动力。

结语

绿色制造理念为机械制造工艺优化提供了明确方向，通过从设计、加工、材料利用、废弃物处理到管理的全环节优化，可有效解决传统工艺高能耗、高污染、高浪费的问题，实现行业经济效益与生态效益的协同发展。

参考文献

[1]樊晋娜.基于绿色制造理念的机械制造工艺优化策略分析[J].模具制造,2025,25(09):141-143.DOI: 10.13596/j.cnki.44-1542/th.2025.09.047.

[2]黄骏.绿色制造理念下的机械自动化技术发展[J].石河子科技,2025,(03):47-48.