绿色制造技术在农业机械产品中的应用

艾士军

(梨树县农业综合行政执法大队，吉林 梨树 136500)

0 引言

绿色发展理念是解决人与自然和谐发展的重要途径与理念，我国正处于工业化和城镇化发展的快速时期，同时也处于资源消耗较大的发展时期，社会发展的同时带来了一系列环境污染问题[1]。目前，我国的石油、天然气人均储存量不足世界平均水平的10%，资源紧张、生态环境污染及生态系统逐渐恶化成为限制我国社会发展的主要问题，因此，国家提出要加快资源节约型、环境友好型社会建设[2]。

本研究基于绿色制造技术的发展内涵及目标，重点阐述了绿色制造技术在农业机械生产及制造中的应用发展现状，提出绿色制造技术发展面临的主要挑战与存在的问题，并提出相应的发展策略与实现途径，研究结果对于实现农业机械绿色发展、低碳发展及循环发展具有重要意义，是未来实现我国由制造大国向制造强国转变的重要技术支撑。

1 农机制造业的绿色发展需求

农业机械是全面提升农业生产水平，加快农业现代化转型的重要条件，是保障农业高效、稳步、快速发展的重要基础之一[3]。随着近年来我国农业机械保有量的逐渐增加及农业机械种类的逐渐完备，农业机械在提高农业生产效率的同时也带来了一系列环境污染问题，如农业机械尾气排放等。目前，全球CO2排放量对环境影响较大的前十位国家如表1所示。在《中国制造2025》中明确指出，要在我国各个制造业全面推进绿色制造技术，重点发展产品制造过程清洁化、资源循环高效利用，加强产业绿色协同发展，以各个生产企业为主体，逐步开发绿色产品，强化绿色制造监管体系，全面推动制造业高效、清洁、低碳和环保发展[4]。

表1 全球CO2排放量前十的国家和地区

2 绿色制造技术的内涵及发展目标

2.1 绿色制造技术内涵

绿色制造是绿色发展的重要组成部分，是一种综合考虑发展需求、环境影响、资源利用效率及企业发展的现代化生产模式，有利于实现资源利用率最高，能源消耗最低。绿色制造技术属于一种闭环技术，需要应用整体设计及系统控制思想，综合考虑产品生产制造中原料选取、产品加工、工艺技术、维修保养、产品报废、回收利用环节中如何最大限度的减少有害物质的排放，并实现资源综合利用效率最佳化[5]。

2.2 绿色制造技术发展目标

绿色制造技术发展目标是将产品设计、制造、使用及报废过程对自然环境及生态系统的影响降到最低，实现对自然环境零污染，主要发展目标为优质、高效、节能、节材、环保，结合先进的技术操作和工艺设备，以最小的资源消耗量及污染物排放量完成生产制造过程，对于制造业发展及产品生产与社会发展具有重要意义，有利于推动我国制造业向安全、无害化处理发展[6]。

2 绿色制造技术的应用形式

2.1 关键技术

绿色制造技术在农业机械产品制造中的关键技术，如表2所示。

表2 农业机械产品制造中的关键技术

2.2 绿色新材料

随着信息、材料及能源技术的快速发展，绿色新材料成为绿色制造技术的重要革命标志[7]。在目前绿色新材料的应用中，主要包括一些高强、耐高温、耐腐蚀、高硬度、超细微、柔性等材料，绿色新材料既是高端制造业的基础，也是未来绿色制造技术的发展重点之一。如高效低成本的晶体硅太阳能电池的应用，可逐渐摆脱对石油、煤炭等不可再生资源的过度开发，实现绿色化发展，具有广阔的发展前景。

2.3 热喷涂技术

喷涂处理是农业机械产品生产中最常见的工作流程，传统的热喷漆技术是以人工进行喷漆作业，在操作过程中会出现漆雾，喷漆过程中工作人员吸入的有害物质会威胁健康。采用高速电弧喷涂技术和大体积超音速等离子喷涂技术在密闭环境中进行喷涂，可以在农业机械零部件的表层覆盖一层薄膜形式的涂层，既可以增强农业机械零部件的耐磨性和耐腐蚀性，控制喷涂速度和方向，还可以避免喷涂过程中造成的环境污染和人员健康危害。

2.4 绿色焊接技术

传统农业机械零部件焊接易造成环境污染，存在资源利用率不高，生产效率低等问题。焊接产品质量受到工人技能影响，焊接过程中的能源消耗存在很大的差异。焊接过程的温度及其他操作手法控制需要人工反复摸索，只有掌握合适的用料配比与时间节奏的控制，才能保证焊接质量与效率[8]。绿色焊接技术主要包括激光电弧混合热源焊接技术及机械焊接技术等。激光电弧混合热源焊接技术可以提高焊接工艺，同时减少对环境造成的污染，实现资源的高效循环利用，最大程度上减少对环境和农业机械制造人员的影响；利用机械替代人工进行焊接，工人只需要在车间显示屏上观察焊接过程中各个工位二氧化碳气体消耗、电量、焊材消耗量、焊工有效作业时间等数据，有效提高农业机械产品生产效率和工作合理性。

2.3 虚拟设计与并行设计技术

虚拟设计技术以计算机仿真模拟功能为前提，在新型农业机械产品及关键零部件设计过程中，利用计算机模拟软件实现对产品工作性能及生产成本等数据的模拟，可以缩短产品的研发周期，提高产品研发效率。

3 绿色制造技术在农业机械产品制造中应用的难点

3.1 发展水平较低，研发能力较弱

目前，绿色制造技术在农业机械产品生产中存在应用不平衡、整体水平较低等问题。在产品设计流程及设计水平等方面，企业研发能力较弱，一方面是缺乏绿色制造相关的技术人才，另一方面是新型产品的设计研发投入资金较少，绿色环保意识较为薄弱。

3.2 思想封闭陈旧

目前，农业机械产品制造中创新能力不足，生产制造人员多采用封闭式思维，主要运用静态的分析计算，运用设计软件水平较低，不重视绿色制造技术的研发与使用，不能较好地整合社会资源，研发人员的思想认识及综合素质也难以适应农业机械绿色制造理念的快速发展。

4 绿色制造技术在农业机械中应用的对策与措施

4.1 加大在役再制造技术农业机械装备的应用

在役再制造技术是基于农业机械健康能效监测技术为指导，以在老旧和性能低下的农业机械装备实现健康运行为准则，对老旧和性能低下的农机装备进行有效监测与系统诊断，查明农业机械设备存在的问题，应用新技术进行农业机械装备的再制造技术，对设备进行有的放矢的个性化在设计，提高农业机械的使用寿命，有利于农业机械装备安全、节能、环保和长周期运行，降低生产成本，实现产业技术升级。

4.2 加大绿色工艺新技术的开发力度

绿色制造技术的发展要通过绿色工艺技术实现，在进行农业机械产品制造过程中降低能源消耗，同时提高产品的质量，实现农业机械产品的绿色规模化生产。例如连铸连轧新工艺，可以降低农产品制造过程中钢材的消耗，缩短产品的生产周期，改善生产环境。研发出绿色工艺新技术是实现绿色制造技术的核心与必备途径之一。

4.3 不断完善绿色制造相关法律法规

不断完善绿色制造技术的相关法律，使绿色制造技术深入人心。主要是针对绿色制造技术中相关资源、环境、循环经济、职业安全等方面进行立法，针对目前农机企业生产中污染情况进行治理，从源头解决环境污染问题，强化绿色制造技术GDP考核，创新绿色税收政策，通过经济手段介入引导企业实施绿色制造，以此增强人们的环保意识，将环境保护意识和绿色制造技术列为基础教育内容，培育出更多绿色制造的相关工程技术人才。

5 结论

绿色制造技术是以绿色理念为指导，综合运用绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色生产等为一体的科学技术。本研究以绿色制造技术在农业机械生产制造过程中的应用现状为研究内容，基于绿色制造技术的内涵及发展目标，系统论述了绿色制造核心技术在农业机械产品制造中的应用，针对目前我国农业机械产品研发中存在的问题，提出未来我国农业机械生产与制造中应该加大在役再制造技术、加大绿色工艺和新技术的研发力度，不断完善绿色制造技术的法律法规。研究结果旨在为我国农业机械生产提供技术参考与借鉴。