机械制造理论范文第1篇

1.1低碳制造理论的含义及其技术内涵

本质上，低碳制造是以对各种资源最大化的利用与能源最小化消耗综合考虑为前提的一种现代制造模式；它是将实现低碳生产，并确保机械生产与保护生态环境相统一作为目的的。为了达到这个目的，在整个生产的过程中，每个生产环节，特别是资源利用、物流运输、生产制造以及机械生产的各个阶段，都必须采取行之有效的策略尽可能地提高资源利用率及强化节能减排。低碳机械制造技术是在传统的机械制造技术上发展而来的。同时，它又将节能、降耗以及环保观念有机结合起来。低碳机械制造技术的出现，对于整个机械制造行业而言，有着重要的意义，起到了改进和优化机械制造的作用。经过近几年的发展，低碳制造技术已取得了一定的成就，其本身的内涵也越来越丰富。目前，低碳制造技术的内涵主要包括以下几个方面：

1.1.1清洁能源技术的应用

目前，清洁能源的利用技术主要包括太阳能技术、沼气能技术、风能技术、水能技术、生物质技术以及潮汐发电技术等。这些技术的利用，不仅减少了以石油、煤炭为主的传统能源的消耗，而且也大大降低了污染的排放量，保护了生态环境。

1.1.2低碳制造设计技术

低碳制造设计技术是以具体生产流程、模型的设计以及方法作为着眼点的，它包含了多个领域。目前，低碳制造设计技术主要包括以下几个方面：低碳制造的设计原则与方法，低碳制造设计的评价基础与流程、低碳制造设计的标准、低碳制造设计的优化模型以及低碳制造设计的数据库等。

1.1.3低碳制造技术

对于发展低碳生产战略而言，低碳制造技术是其关键所在。究其原因，主要是低碳制造技术是针对实际机械生产过程的。目前，低碳制造主要包括的工艺主要有制造工艺低碳化、制造过程中的低碳技术以及车间低碳技术优化等。具体而言，低碳制造技术主要表现为对废弃物的处理和循环利用，其大致由污水、废气以及报废产品等处理技术组成。

1.1.4碳汇技术

所谓“碳汇技术”是指通过碳捕捉技术将大气层中的有关产业所生产的二氧化碳分离出来，并借助相关碳储存手段将其封存到与大气相隔绝的地方的一种技术。目前，我国的碳捕捉技术相对而言较为成熟，但碳储存技术还需要对其进行进一步的研究。碳汇技术主要由两部分组成，即煤炭的捕获技术和煤炭的掩埋技术。

1.2低碳机械制造体系

低碳机械加工制造可以被看成是从系统资源和生产过程中释放浓度较低的二氧化碳的过程。目前，在生产制造、资源利用、物流运输以及产品使用或报废等领域，低碳制造均有涉及。在实际生产过程中，通过采取有效方法提高资源的利用率，并在物流运输、生产制造等环节中强化节能减排，以此来达到最终目标———低碳。低碳制造的综合评估标准指标有三个，即资源的利用率、能源的消耗和碳排放量。低碳制造技术的内容较为丰富，其评价模型主要由低碳设计技术、低碳设计的方法与原则、低碳评价数据库以及低碳技术的评价方案共同构成。低碳制造的体系结构主要由三个方面的内容构成，即产品低碳设计、生产过程低碳化和低碳能源与原材料的开发。其中，低碳产品设计由轻量化设计、模块化设计和生态化设计这三个方面构成，低碳生产过程由加工设备、加工工艺和生产管理这三个方面构成，而低碳资源与原材料开发则由原材料和能源这两个方面构成。

2低碳制造理论

在机械造行业中的技术应用一般情况下，机械产品设计是以实现经济效益的最大化并使产品的功能、性能及质量得以保证来作为设计目标的。但是，随着人们的环境保护意识和资源节约意识的不断提高，对机械产品提出了更高层次的要求。因此，对机械产品进行设计时，还必须尽可能地符合“低碳”的标准。加之，对于降低能源消耗而言，机械产品设计起到了关键性的作用。故而，分析和探讨低碳制造理论中的产品低碳设计，对于降低能源消耗与提高能源利用率和找出环境影响因素与保护生态环境方面而言，有着非常重大的意义。而要想充分发挥低碳机械制造技术应用的作用，就必须将其不断应用到实践中去。同时，只有在实践中，低碳制造技术才能够得到进一步的发展和完善，以此来提高资源的利用率和加强节能减排，从而减少对能源的消耗和环境的污染，进而实现经济的可持续发展。下面，本文主要对产品低碳设计中的三个方面在实践中的应用进行具体的分析：

2.1轻量化设计

轻量化设计是一种将产品的重量、成本、性能以及配套设备等要素综合考虑的优化设计方法。目前，轻量化设计已被广泛应用到机械、船舶、火车、军事及汽车等领域，尤其是在机械产品的设计中应用最为广泛。究其原因，主要是轻量化设计具有无可比拟的优势。其优势具体表现为以下几点：一是，能够减少原材料和产品加工、安装、运输、调试以及产品运行使用过程中的能源消耗，从而有利于提高资源的利用率；二是，能够降低能源资源与原材料在生产过程中所产生的碳排放量和产品在运行使用过程中所产生的污染物排放量，从而有利于生态环境的保护；三是，能够降低噪声，从而极大地减少了噪声污染。同时，在对产品进行轻量化设计时，应注意保证机械产品使用的可靠性和性能。例如，德国汽车厂商奥迪公司于2007年推出的新一代奥迪TT跑车就很好地体现了轻量化设计的优点。在生产这款跑车时，该公司充分应用了新工艺与技术，将钢材的强度与轻质铝合金材料的优点很好地结合起来，从而使得这两种材料的优势均得以充分发挥出来。这不仅大大减轻了车体的重量，而且也提高了公司的经济效益。同时，这还大大减少了跑车在使用过程中所产生的尾气排放量，并有助于能源的节省，带来了较好的环境效益。

2.2模块化设计

机械产品的模块化设计是一种较为先进的机械产品设计方法。先根据功能的不同，我们可以将整个模块化设计系统分为若干个不同的模块。然后再根据具体的实际情况和机械产品设计的需要，通过对不同模块进行优化组合或整合而获得不同品种或规格的机械产品。目前，随着“低碳时代”的到来，机械产品的模块化设计已被广泛应用到机械、军事、电子、航空及航天等领域。之所以要对机械产品各功能单元进行模块划分，其主要原因是因机械产品存在大量的非功能性单元而造成机械资源、能源的大量浪费和产品在实际使用过程中的不便。这不仅对机械的运行和维护造成严重的影响，而且也阻碍了经济的可持续发展。加之，当前很难用一个固定的标准来对机械制造产品中的非功能单位进行衡量。因此，必须对机械产品中的每个功能性单元进行模块化划分，并以评估划分后模块的方式来实现降低能源消耗与资源消耗的目的，从而最终达到在保证设备功能性能和可靠性的基础上实现能源、资源节约的最大化。此外，要想使低碳生产技术得以更新和发展，还必须对企业应用低碳制造技术后的成效进行检查和验收。例如：德国Index公司所开发的复合型生产加工机械设备，通过将不同的模块进行优化组合，完成了钻削、车削、磨削、滚齿、激光热处理以及铣削等多种工序，从而使得复杂零件的全部加工得以实现。由此可知，采用模块化系列产品设计方案，能够实现一机代替多机，大大减少了生产过程中机床的数量，从而大大减少了生产的成本和能源、资源的消耗，取得了较好的经济效益。同时，这也完成了完整的低碳生产流程，实现了低碳化，取得了较好的环境效益。

2.3生态化的设计

生态化设计是指在保证机械产品使用功能性能和可靠性的基础上，最大化地减少能源、资源消耗或浪费以及对生态环境的破坏的一种优化设计方式。目前，生态化设计所涉及的领域相当广泛，基本上涉及了所有的行业和产业，如机械、交通、能源、化工、资源、电子以及建筑等行业。在机械产品设计过程中，在对材料进行选择时应对以下两点内容进行考虑：一是，优先选择可再生、可循环利用以及可生物降解且以节约能源、资源和绿色环保为前提的材料，以此来提高能源、资源的利用效率；二是，尽可能地避免选用污染多、有毒、有害、有辐射特性以及能耗高的材料，以此来保护生态环境。一般情况下，机械制造在生产的过程中必然会产生大量的废气、废水以及废渣等污染物。这不仅对生态环境造成较大的破坏，而且还严重危害到操作者的身体健康。因此，机械制造企业应尽可能地将生态设计应用到产品设计中去，并选用环境污染少、经济效益好、能源利用率与生产效率高以及科技含量高的新工艺和新技术。加之，废品回收对于节约资源和环境保护而言，具有重要的意义。故而，在对机械产品进行设计时，还必须充分考虑产品报废后的回收与再利用问题，以此来实现能源、资源的可重复利用，从而最终实现经济的可持续发展。

3结束语

机械制造理论范文第2篇

关键词：机械制造；低碳；制造理论；技术应用

1我国机械制造理论与技术的现状与必要性

目前我国机械制造业出现了诸如原料消耗大，能源消耗大，污染物排放量大，这些问题都是迫在眉睫需要解决的，也正是这些问题才导致了我国机械制造产业转型困难，也无法达到国家规定的节能减排标准与构建生态文明的大目标。我国在21世纪之初签订了关于减少二氧化碳排放量与全球共同减少碳排放保护生态环境的条约，通过低碳技术的普及与运用，我国在减少二氧化碳排放的贡献也很大，这种低碳的新兴技术不仅促进了机械制造业的发展，也使中国成功落实了低碳节能的国际标准。再者，发展诸如此类的低碳节能减排机械生产制造模式，减少了资源的使用量，提高了资源的利用效率，这些措施都有利于我国机械制造产业的可持续发展。

2我国机械制造业中低碳制造技术体系的内容

污染物排放量要达到最小，而且要减少原材料的使用量，已达到节约资源保护环境的目的，考虑到低碳机械生产要面临很多问题。低碳制造要求在生产的全过程、各个环节中都要注意节能减排，从而真正实现节能减排的目标，低碳制造技术主要要求提高资源利用率减少碳能耗与碳排放量。二氧化碳排放量增加已经对环境造成了极大的破坏，从这些环节出发，低碳设计技术在低碳制造技术中的作用就不能被轻易忽视了。在我国，低碳设计已经拥有了一系列颇为完整的体系，包括设计低碳的评价模型以及相关的原则与方法，评价低碳设计的完整数据库与其相关的评估方案。在制造过程中，机械制造低碳技术要求优化厂内设备，提高机械制造的工艺，提高废物的利用能力，提高资源循环技术，加大对产品废物的收集处理。在资源利用方面，可以选择新型能源来代替传统的资源，达到清洁生产的目的，高速切削技术也是机械制造业中运用越来越多的技术，在发达国家里，人们已经认识到了高切削技术可以提高工作效率。

3机械制造中低碳制造的技术应用

（1）模块化设计。在机械产品设计中，模块化设计是相比较而言比较先进的设计方式，其主要特点是根据机械功能不同把系统划分成几个有区别的模块，模块会不断地优化最后所有模块加以整合。这种设计的好处是，不会造成资源浪费与不必要的耗能，有利于机械的日常修理与维护，使机械使用时间缩短。通过对机械产品按照功能不同划分模块，在分析不同模块不同功能的同时对其潜在功能进行评估，并且认真的检验机械的运行进行日常维修，及时进行效果反馈，检验成效，才能进行下一步的产业技术革新。这种技术在德国已经有应用例子，利用模块化设计使整个设备的所有零件都得以加工，一台机器可以代替多台机器作业，这样使生产过程中的机床使用数量减少，机械制造碳产生量减少，降低了各项的耗能量。（2）生态化设计。我国目前的宗旨在于建立生态文明和谐社会，在物质精神文明增长的同时也要促进生态环境的建设，保护生态环境与修复已破坏的环境。但是一些机械制造企业业由于追求生产总值而盲目增加机床数量与新的生产项目没有考虑到环境保护。如果在追求行业产值的基础上将资源与环境结合，减少耗能量，提高资源利用率，减少环境压力，保护生态环境。在这种大形势条件下，就要求机械制造注重生态化设计，生态化设计要求机械制造既要满足机械使用要求，质量要高，又要保护环境，建立资源节约型社会，保证了生态效益。总体来说，机械制造时会不可避免的产生废水废气废渣的排放，这种废料对环境的污染很大，如果不处理直接排放必然会破坏生态环境，考虑到这些情况，机械制造企业应该积极保护环境多样性，要使用转换率高的资源，使用科技含量高的新产品。这样就保证在生产的过程中还减少了耗能，保护了环境，再者，考虑到循环经济的发展，在设计的时候要想到资源的回收运用与经济环境效益，提高资源再生率，从而达到资源能源循环利用。（3）轻量化设计。在机械制造设计时要综合考虑产品性能、重量、成本等方面，从各个方面入手优化减少碳的排放量，在此过程中达到减少产品耗能的目的。德国奥迪就是一个很好的例子，跑车在设计的过程中依靠公司的科技，采用轻质的合金与钢材，使车的重量得到最大程度的减少，这样一来产品的耗油量下降了，产生的尾气也减少了，既保护了环境，还使公司效益得到了很大的提高。

4结语

由于经济与科技的发展，资源与能源的节约问题成了很多国家都重视的问题，走资源节约型环境友好型社会成为了一种世界大趋势，在能源危机的大背景下，我国也应该顺应时代潮流改造传统的机械生产方式，运用低碳的生产方式，降低企业成本提高生产技术，从而使得低碳环保的目标得到落实。

参考文献

［1］刘献礼，陈涛机.机械制造中的低碳制造理论与技术［J］.哈尔滨理工大学学报，2011，（2）.

［2］张程志.机械制造中的低碳制造理论与技术应用［J］.科技创业家，2012，（12）.

机械制造理论范文第3篇

关键词：机械制造；低碳制造；模块化设计；生态化设计

随着社会的不断发展，我国经济水平逐渐提高，机械制造业发展迅速，并取得了较好的成绩。然而，在机械制造行业的发展过程中，常常因为多种原因导致发展过程中存在着很多问题，这给机械制造行业的发展造成了很大的影响。另外，在这个低碳的时代，低碳制造生产理念已经成为机械制造生产行业未来发展的必然趋势。因此，在机械制造行业发展的过程中，应该明确低碳制造理论，并将现有的机械制造生产模式创新、完善。只有这样，才能满足现代化社会发展的需求，促进机械制造行业快速发展。

1低碳制造理论与技术发展现状及重要性

随着社会的不断发展，我国经济水平逐渐提高，各个领域发展迅速，在发展过程中已经取得了较好的成绩。但是在各个领域发展的同时，自然生态环境遭受破坏，自然能源紧缺，这给社会的发展造成了很大的影响。要想根本上解决这些问题，实现绿色、环保、健康、可持续发展的自然生态环境，就应该将各个领域现有的制造生产理念创新、完善，加强对高能耗、高污染的控制，减少污染物的排放。只有这样，才能保护自然生态环境。机械制造生产行业也不例外。低碳制造理论在机械制造生产行业中的应用可以有效缓解社会自然资源的紧缺状况，将自然能源合理利用，实现机械制造行业的健康、可持续发展。低碳制造理论的应用还可以有效缓解社会能源危机，保护自然生态环境，为人们营造健康、舒适的生存环境。

2低碳制造理论概述

低碳制造理论主要是将一些社会自然资源进行合理利用、制造、生产。这种理论可以有效提升资源的生产率与利用率，减少有害物质的排放，从而实现低碳、节能、环保。低碳制造理论可以有效地对自然资源进行合理利用，减少碳排放量，并做好能源损耗的评估工作。只有这样，才能保护自然生态环境。低碳制造理论的内容非常丰富，其中包括低碳设计、低碳评价等，可以在各个领域中广泛应用，从而实现低碳、节能、环保的生产制造。

3低碳制造理论在机械制造中的应用

随着社会的不断发展，人们的生活质量逐渐提升，环保意识越来越强，因此，机械制造行业在发展过程中应该将现有的生产制造理念创新、完善，并加强对低碳制造理论的应用。只有这样，才能减少能源的损耗，保护自然生态环境。而低碳制造理论在机械制造生产中的应用还可以有效地提升产品的质量与效率，减少有害物质的排放，保护自然生态环境。

3.1轻量化设计

低碳制造理论在机械制造生产轻量化设计中的应用可以有效保证产品原有性能，减轻产品质量，满足现代人们的使用需求。轻量化设计主要以综合质量设计、配套装备设计、成本性能设计等理念为基础进行机械产品优化设计，在实际生产制造过程中可以有效减少能源的损耗，做好原材料碳能量的排放，提高资源的使用率，保证产品质量。另外，轻量化设计理念在机械生产制造中的应用还可以有效减少汽车在排放运输过程中所产生的污染物的排放，从而保护自然生态环境，为人们营造健康、舒适的生存环境。比如，奥迪公司在进行机械生产过程中，主要结合铝的轻质和钢的强度进行产品设计。只有这样，才能减轻车身质量，从而减少汽车尾气的排放。

3.2模块化设计

模块化设计可以有效地将各功能模块进行优化，从而满足机械产品在各个领域的使用需求。另外，在对机械产品进行设计的过程中，还可以以模块化的产品设计方法为前提，将现有的设计方案创新、完善，实现绿色、环保的低碳机械产品设计。模块化设计主要以机械产品核心性能为基础进行设计，并将不同系统中的不同功能程序体现出来。现阶段，在对机械产品进行设计的过程中，还要实现机械产品的多功能单元设计，做好多功能单元的横梁工作，从而减少自然能源的损耗，提升产品的利用价值。再者，在机械产品设计的过程中，还可以根据不同机械产品的种类进行模块划分，做好模块的检测工作，找出设计中存在的不足，并为其制订有效的解决对策，从而保证机械产品的质量。

3.3生态化设计

在对产品进行生态化设计的过程中，可以根据产品的使用范围进行合理设计，并合理利用自然资源，保证机械制造产品的设计工作可以顺利进行下去。在产品设计工程中，还要做好可再生材料的选择工作，保证材料可以被合理利用，从而减少对自然生态环境的污染。另外，在产品设计过程中，还要做好产品后分解、翻新的设计工作。只有这样，才能减少能源的损耗，保护自然生态环境。

4总结

低碳制造理论在机械制造中的应用可以有效实现资源节约型和环境友好型社会的建设，从而保护自然生态环境，促进机械制造行业快速发展。笔者主要对机械制造中低碳制造理论与技术进行了研究。本文还存在一定的不足，希望我国专业技术人员加强对这方面的研究。

参考文献

［1］陈刚.机械制造中的低碳制造理论及其技术的应用探讨［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2015（03）.

［2］杜彦斌.工程案例在“机械制造技术基础”课程教学中的应用［J］.重庆工商大学学报（自然科学版），2014（06）.

［3］王丰奕，杨玮.机械制造中的低碳制造理论与技术［J］.河南科技，2014（14）.

［4］王元芳，纪涛，程守宝，等.机械制造中的低碳制造理论与技术［J］.中国新通信，2016（09）.

机械制造理论范文第4篇

关键词：机械制造；低碳制造理论；低碳制造技术；产品质量；安全性

随着我国社会经济建设的不断发展，机械制造业也在不断发展并且取得了极大的成果。然而，随着社会经济建设的加速，机械制造业也开始暴露出越来越多的问题。在传统的机械制造产业中，生产效率较低，生产成本也较为高昂，不仅导致了资源的浪费，同时对于环境也产生了较大的破坏。众所周知，在当前无论是资源的节约还是环境的保护都已经成为全球各个国家和地区的重点关注问题。因此，在这样的情况下，如何促进机械制造业的绿色和环保就成了机械制造行业中每一个人都在关心的问题。随着科学技术的不断发展，低碳制造理论开始被应用到机械制造业当中，并且已经在实际的制造生产中发挥着作用。低碳制作理论与技术的应用不仅能够有效节约资源，为可持续发展社会的构建提供帮助，同时也能够更好地保护生态环境，为未来人类社会的发展与生存提供一个更加良好的环境。

1低碳制造理论的含义与技术内涵

1.1低碳制造理论的含义

所谓的低碳制造理论指的就是将资源的利用率达到最大化，同时还需要尽可能地减少能源损耗的一种现代制造模式。低碳制造理论在实际生产过程中的应用能够有效实现低碳化生产，提高生产的经济效益同时还可以更好地保护自然生态环境，从而实现社会的可持续发展。而要想进一步促进经济效益与生态效益的共同发展，那么就需要注意在生产过程当中，一定要实现资源的最大化利用，同时在物流、制造以及生产等各个阶段都需要采取更有针对性的措施来保障资源的利用率，以此在节约资源的同时实现节能减排。当然，可以说低碳制造理论是在传统的机械制造理论中所衍生发展出来的，在生产过程中加入节能减排以及环保等观念，这样一来不仅能够进一步促进我国机械制造业的发展，同时对于保护我国生态环境，促进社会的共同发展都有着极为重要的作用。从当前我国的实际情况来看，低碳制造已经不仅仅停留在理论阶段，在实际的生产过程中也已经被广泛的应用。

1.2低碳制造理论的技术内涵

1.2.1清洁能源技术的应用。从目前的情况来看，清洁能源技术的应用在社会生产过程中已经占据着极为重要的地位。而清洁能源技术包括太阳能技术、风能技术、水能技术以及生物质技术等。这些技术的应用不仅能够帮助生产，同时也可以减少如煤炭、石油等传统能源的消耗，为能源的可持续利用提供帮助，对于自然生态环境也起到保护的作用。

1.2.2低碳制造设计技术。低碳制造设计技术被广泛应用在不同的行业当中，而低碳制造设计技术主要包括生产流程、模型设计以及生产方法等多个方面的内容。

1.2.3低碳制造技术。在低碳制造理论的应用过程当中，低碳制造技术是其中最为关键的一点，之所以这样说是因为低碳制造技术是应用在实际的生产过程当中。从当前我国低碳制造技术的发展情况来看，主要的低碳制造工艺包括制造工艺、制造过程以及车间低碳技术优化等多个方面。通过低碳制造技术能够对资源进行充分的利用，同时也可以使得部分废弃物进行再生利用，这样一来不仅可以减少资源的损耗，同时也可以减少废弃物给生态环境带来的危害，提高经济效益的同时也能够保护生态环境。

1.2.4碳汇技术。随着科学技术的不断发展，现如今碳汇技术在机械生产过程中也发挥着重要的作用。所谓的碳汇技术就是通过新型碳捕捉技术，将大气层中的二氧化碳进行分离，然后再将分离出来的二氧化碳通过碳储存技术将其与大气层进行隔离。从目前来看，我国的碳捕捉技术较为成熟，但是在碳的储存上依然还存在着较为明显的缺陷，因此还需要加快这一方面的研究工作。

2低碳机械加工制造体系

从当前我国机械加工的实际情况来看，低碳机械加工制造已经被广泛应用在机械加工的各个环节当中，包括生产制造、物流运输、产品使用以及资源利用等各个不同的领域。而低碳机械加工制造的目的就在于通过对机械生产过程的控制，以此有效地提高产品生产过程中资源的利用率，同时在其他环境中尽可能减少废弃物的排放，从而实现低碳目的。而要评判一种加工技术是否属于低碳制造就需要从三个方面进行考量，分别是资源的利用率、资源的消耗以及碳排放量。在低碳机械加工制造体系当中，也是由三个方面的内容来构成，分别是产品的低碳设计、低碳化的生产过程以及低碳化的资源利用与开发。而在这其中，产品的低碳设计也是分为三个板块的内容，分别是轻量化、模块化以及生态化设计。加工设备、加工工艺以及生产管理这三个方面的内容则是属于低碳化的生产过程，而资源利用与开发的低碳化则包含能源与原材料这两个方面的内容。

3低碳制造理论在机械制造行业中的实际应用

自19世纪以来，人类社会的工业化程度不断加深，不仅促进了人类社会经济的迅猛发展，同时也带来了一系列的问题。在传统的机械制造行业当中，无论是产品的设计还是生产都更为看重产品功能、质量以及产品所能产生的经济效益。随着社会不断的发展，环境问题的加剧也让所有人认识到在工业生产当中，不仅要注重经济效益，同时也需要加强对环境的保护以及资源的节约利用。因此，在这样的情况下，低碳制造理论被提出。低碳制造理论的提出与应用对于提高资源的利用率、减少废弃物的排放以及保护生态环境，实现可持续发展社会的建立都有着巨大的作用。而要想真正做到这一点，充分发挥低碳制造的作用，那么在实际的应用过程中还需要根据产品的实际情况以及当地环境以及资源因素的影响，更有针对性地进行低碳制造的设计，这样才能将低碳制造理论真正应用到实际的生产过程当中。而要想进一步完善低碳制造理论，那么就需要在实践过程中不断进行应用，积累更多的实践经验，同时也能够通过实践来验证理论。在前文笔者就提到过，在低碳设计当中主要分为三个板块的内容，分别就是轻量化、模块化以及生态化的设计。下面笔者就将针对这三个方面在实际生产过程中的应用进行探讨。

3.1轻量化设计

所谓轻量化的设计，从字面上来看就是要将产品尽可能轻量化，以此来提高产品的品质。而要做到这一点，就可以从产品的重量、成本以及配套设施等多个方面去进行综合性的考虑，从而不断进行轻量化的优化设计，这样一来不仅能够提高产品的质量，同时还有助于提高产品的经济效益。从当前的情况来看，轻量化的设计已经被广泛应用在船舶、机械、汽车等多个领域，轻量化设计在目前的机械产品设计中也是被应用得最为广泛的一种。之所以轻量化设计能做到这一点是因为三个方面的优势：首先，轻量化设计能够有效减少原材料以及能源的损耗，从而有效的节约资源，同时还可以提高资源的利用率；其次，轻量化设计能够有效减少产品在生产过程中以及使用过程中产生废弃物，特别是碳的排放量，从而达到节能减排的效果，有效保护自然生态环境；最后，轻量化设计还有减少噪音的作用，这样一来就可以减少噪音污染，从而为国民创造一个更为良好的居住环境。当然，轻量化设计有着各式各样的好处，但是在设计的过程当中，一定要在保障机械产品性能以及安全性的基础之上进行轻量化设计，这样才能更好地保障产品的品质与安全，使得产品产生更加巨大的经济效益。

3.2模块化设计

模块化设计是当前一种较为新型的机械产品设计方法。而所谓的模块化设计就是根据不同的功能，将整个产品的制造分成不同的模块，然后根据产品的实际需要以及设计需求，将不同的模块进行排列组合，从而生产出不同品种或者是规格的产品。从当前我国的机械生产情况来看，模块化设计已经被广泛应用到机械、电子、航天航空等领域。而模块化设计的好处就在于，在机械产品的生产过程中，由于机械产品功能性的不同以及大量的非功能性单元的生产制造会产生大量的原材料以及能源的浪费，同时也使得产品在实际的使用过程中并不方便。这样一来，不仅会提高机械运行以及养护的成本，同时也不利于可持续发展社会的建立。与此同时，在机械产品的生产当中，很难采用同一个标准对机械产品的非功能性单位进行评判。而模块化设计就可以通过将不同功能进行模块的划分，通过模块评判的方式对机械产品进行更为精准的评判同时也能够实现节能减排的目的，不仅能够保障机械产品的质量，同时也能够提高资源的利用率，从而减少能源的损耗以及废弃物的排放，实现经济效益的同时也能够做到生态环境的保护。

3.3生态化设计

生态化设计指的就是在保障机械产品的功能性以及安全性的前提下，尽可能地减少资源的损耗和浪费，同时还要减少废弃物的排放，从而更好地保护自然生态环境。就目前情况来看，生态化设计已经被广泛应用在能源、电子、化工以及建筑行业当中。而生态化设计除了要保障产品的品质以及安全性以外，还需要注重两个方面：首先就是资源的可再生性；其次是减少有害材料的使用。只有做好这两个方面才能更好地促进我国机械制造业的发展，实现可持续发展社会的创建。

参考文献

[1]梁婷．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．科研，2015，（10）.

[2]王鹤．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．文摘版：工程技术，2015，（20）.

[3]张建东．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．科海故事博览•科技探索，2013.

[4]王黎明．浅析低碳经济环境下的新能源技术发展[J]．企业导报，2016，（13）.

[5]范静娟．浅析低碳技术在实际项目中的应用[J]．城市建设理论研究：电子版，2015，（16）.

[6]刘献礼，陈涛．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．哈尔滨理工大学学报，2011，16（1）.

机械制造理论范文第5篇

关键词：低碳制造；机械制造；环保

1机械制造的发展现状

（1）我国目前制造行业的发展历程。古代有“士农工商”，现代有“科技兴国”，自古以来，制造业一直在国民经济占了很大一部分比重。在近代，工业发展水平能决定一个国家的综合国力，并且制造业的发展还能影响其他行业的发展。建国以来，随着“一五计划”、“二五计划”的提出，党和国家高度重视国内制造业的发展，我国的工业发展也因此进入了“黄金时期”。十一届三中全会之后，提出了改革开放的方针政策，同时还在工业生产领域进行了一系列改革，我国的制造业再次迎来了一个发展的黄金时期，在生产、管理、技术革新、对外贸易等各方面取得了显著的成就。在计划经济时代，我国的工业管理，实行的是部门管理，以直接行政指令实行生产管理。这种管理方式弊端太多，产业结构难以有效调整，生产要素难以优化配置，主要是劳动密集型，经营粗放型的产业模式。这种管理方式在初期曾取得很好的效果，经济效益也不错，而且在这个时期完全只重视经济效益，对资源的开采利用完全是野蛮的模式，容易造成浪费，而且并没有考虑过环境污染等相关问题。随着经济发展，改革开放以后，采用企业自主化经营的管理模式，经济增长方式由速度数量型转向质量效益型。至此，党和政府以及社会各界开始关注制造业发展和环境相协调的问题。目前，我国的机械制造业呈现出了“三高”问题，即高排放、高能耗、高污染，始终是发展中的一块顽石。（2）低碳技术提出的背景。1987年，世界环境及发展委员会发表《布伦特兰报告上》，书中首次提到可持续发展和环境保护的问题，这意味着世界各国开始重视环境问题。20世纪80年代，我国首次提出可持续发展战略，包括可持续经济、可持续生态、可持续社会三个方面。可持续发展战略的提出，我国开始重视环境污染问题，加大了污染治理力度，但只有从根源上解决环境问题才能完全治理污染，解决制造业的“三高”问题则是重中之重。近年来在能耗方面也开始了新能源的开发与使用，在生产技术方面也有了突破性的进展，就是将低碳技术运用到机械制造中，实现对资源的最大化利用，减少污染物的排放。

2低碳制造技术的发展及应用

2.1低碳制造技术概述

低碳制造是指以实现节能减排，低碳生产为目的，在生产的全过程当中，包括产品生产、资源使用、物流运输等各个方面，综合考虑资源利用率，减少碳排放，保护环境的一种现代生产模式。低碳技术涉及到电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁利用、油气资源和煤层的勘探开发、二氧化碳捕获与埋藏等领域，主要目的是为了有效控制温室气体排放。（1）减碳技术。此项技术的目的是节能减排，主要应用于那些高能耗、高排放的生产领域。比如：煤的清洁利用、油气资源和煤层气的勘探开发等等。主要包括生产源的碳排放控制和生产过程中的碳排放控制。现在工业制造中要用到大量的机械设备，消耗许多能源，同时也会产生大量的废水、废气等污染物。如果设计出更加节能的机器将会降低能耗，有效控制碳排放量。除了设备机器耗能外，在生产环节中，也需要大量的电能、水、空气等等。因此，也需要注意对资源的循环利用，提高资源的利用率，强化节能减排。（2）无碳技术。无碳技术也可以理解为是对新能源，清洁能源的利用技术。传统的化石燃料随着近年来的不断开发，贮备量在不断减少，而且之前注重经济效益的发展经营思路，导致对资源的无节制开采、开发和使用，不仅没有充分利用到资源，还对环境造成巨大的破坏。现在随着科学技术的发展，新研发出来一系列的清洁、可循环、可持续利用的新能源将成为节能减排中的中坚力量。比如风能、太阳能、水能、潮汐发电技术、废弃物循环使用技术、污水处理和废气处理技术等等。主要思路是从能源入手，减少传统化石燃料的使用，从而减少碳排放，循环利用资源。（3）汇碳技术。此项技术主要包括碳掩埋和碳捕获技术，典型的是二氧化碳捕获与埋存（CCS）。前几年的臭氧层空洞让人们开始意识到二氧化碳对大气层中臭氧的破坏性后果，汇碳技术就是通过捕捉空气中的二氧化碳，将其与大气层分离，再利用碳储存技术，将这些分离出来二氧化碳与大气层相隔离，防止破坏大气层。

2.2低碳制造技术在机械制造中的应用

（1）轻量化设计。轻量化设计实际上是一种设备材料的优化设计方法。轻量化设计必须在满足机械产品使用性能和可靠性的前提下进行。比如某些机械设备使用铁这种材料来制作，长期使用下来，设备容易生锈，若将其替换成不锈钢的材质，就会极大地延长设备的使用寿命。目前，这种材质替换设计方法已被广泛运用到机械制造、汽车生产、军事工业等领域。轻量化设计不仅能够减少在生产过程中由于机械设备的原因，而产生的能源消耗，还能在一定程度上降低原材料在生产中所产生的碳排放量，使对资源的利用达到了最大化。（2）模块化设计。模块化设计是一种比较先进的，前沿的机械产品设计方法，它将机械设备根据功能的不同分为许多个模块，再分别对各个模块进行优化组合，得到不同品种和不同规格的产品。如果用相同的测验方法去衡量机械产品中的非功能性单元，势必非常困难。因此，模块化设计的主要作用就是先对机械产品进行模块划分，再量化每个模块，最终在不影响机械设备功能的前提下，提高对能源的利用率，最大化的节约能源消耗。（3）生态化设计。生态化设计是指在保证设备功能完整的前提下，尽量减少能源和原材料的消耗，减少对生态环境破坏的一种设计方法。主张机械产品在选择材料的时候应该首先考虑使用可重复使用、可再生、可降解的材料。自从我国提出可持续发展战略的目标以来，许多制造企业也开始进行生产观念转型，不再只注重生产总产值，而是在生产过程中开始注意环境效益，注重生产的节能减排，更多的考虑到环境和资源成本，减轻环境负荷，更加重视保护生态环境。比如新兴的3D打印技术，通过数字模拟文件，构建物体，再通过特殊的材料将物体打印出来。这项新兴技术摒弃生产线，大幅减少了材料的浪费，还极大地降低了在生产制造过程中产生的成本费用，减少了碳排放。

2.3低碳制造技术的发展趋势

近年来，环境问题始终是一个热点话题，始终不散的雾霾，变色的河水，被破坏的臭氧层，融化的冰川，上升的海平面……。经济发展了，社会进步了，生活水平提高了，生活环境却越来越差了。能源供给与生产需求的矛盾一直存在，社会产品生产与环境污染的矛盾也一直存在。党和国家始终对环境保护保持高度的关注度，自可持续发展战略理念的提出，低碳制造技术开始应用到生产领域，对于未来低碳技术在机械制造领域的发展方向，主要呈现出以下三种趋势：（1）资源的最大化利用。低碳技术运用在制造业中无疑是一个创新。目前能源供需矛盾日益突出，以前只注重生产总值的发展方针，致使不可再生资源被无节制的开采和使用，不仅破坏了环境还造成了严重的污染。低碳技术的应用无疑是从技术层提高对资源的最大化利用效率。（2）能源的最小化消耗。低碳技术在强调使用新能源的同时，也注重对能源的循环使用。在工业制造过程中，水能和电能是必备的能源之一。其中，水既可以作为一种可重复使用的能源，同时，水也是工业生产中最容易产生的污染物之一。现代化的工业生产过程中，都有一套水资源净化和循环利用系统，目的就是为了能最大化的利用资源来完成生产。低碳技术的模块化设计技术就是为了分模块量化机械，达到量化生产，从每个环节开始，减少能耗，从而达到对能源的最小化消耗。（3）减少污染物的排放。低碳技术应用本身就是为了减少碳排放。制造业生产过程中将耗费大量的能源，也会排放大量的二氧化碳等气体。而有些时候，一些无效的生产行为也会产生碳排放。比如在产品营运过程中，在机器设备等待生产的过程中也会造成一定的能源消耗。所以，低碳技术不仅要在生产过程中控制碳排放，还要在生产前后，注重对碳排放的控制。

3结语

节能减排是依据可持续发展战略而提出的新生产理念。目前不可再生能源储量逐渐减少，在今后的社会发展当中，能源的供给与需求的矛盾将会越来越尖锐，因此，在制造业领域进行技术革新，添加低碳加工制造技术具有十分重要的意义。这就要求传统的制造业改变生产理念，在注重经济效益的同时，兼顾环境保护，在生产过程中融入低碳制造技术，做到节能减排，降低能耗。机械制造行业应遵循可持续发展的战略理念，在今后的机械发展过程中进一步探索低碳制造理论及其技术的应用。

参考文献

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［4］陈刚.机械制造中的低碳制造理论及其技术的应用探讨［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2015，（3）：296-297.