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摘要：煤矿机械的绿色设计与制造，全面考虑了煤矿机械整个生命周期内的行为特征，旨在最大限度地提高资源利用效率，最大限度地减轻或者消除煤矿机械对环境产生的污染破坏，是可持续发展理念的具体体现，也是建设绿色煤矿、实现绿色生产的起点。
关键词：煤矿机械；绿色设计
中图分类号：S611文献标识码： A
1.煤矿机械绿色设计的定义
煤矿机械产品绿色设计可以定义为：在开发产品的整个生命周期中，以产品技术性能、经济指标和环境属性（可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等）为统一设计目标、满足用户需求和环境需求的产品整个设计过程。
煤矿机械产品有其特殊应用场合的限制，要求首先要保证其使用性能、安全可靠，即在人、机和环境的相互关系中，人机关系优先，其次考虑它的环境属性。
煤矿机械的绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。
2.煤矿机械绿色设计的内容
煤矿机械绿色设计的主要内容包括：煤矿机械材料的选择；煤矿机械产品的可拆卸性设计；煤矿机械产品的可回收性设计；煤矿机械产品使用的安全保护设计等。
2.1煤矿机械材料的选择
一是对于可再生材料、回收材料、能降解材料进行优先选择。二是进行材料环境负担情况分析数据库及其相应的专家系统，对其相关环境数据及其知识进行研究，以便于对材料的环境兼容性及协调性等方面的评价体系提供相应的理论信息。三是对材料的绿色特性评价方法的研究，主要指的是由原料到成品，从成品到产品及从产品到报废后的物资等三个过程所进行的能源、资源以及环保性能等方面的评价。
研究材料生命周期评价的方法，包括从原材料到成品材料的资源循环流程、从成品材料到制成品的材料循环流程以及从产品使用到报废后的物资循环流程这三个过程。材料的绿色特性评估就是针对这些流程进行能源、资源、环保、劳保几方面的评价。
2.2煤矿机械产品的可拆卸性设计
拆卸是指从产品和部件上有规律地拆下可用的零部件的过程，同时保证不因拆卸过程而造成零部件的损伤。它是实现有效回收策略的重要手段，只有拆卸才能实现完全的材料回收和可能的零部件再利用，而只有在产品设计的初始阶段，就将报废后的拆卸问题考虑进来，才能实现产品最终的高效回收。
煤矿机械产品体积大，制造复雜，使用原材料多，煤矿机械产品绿色设计中必须考虑可拆卸设计。可拆卸设计主要包括拆卸产品设计、拆卸工艺设计和拆卸系统设计，其设计原则为：易于拆卸，易于分离，减少拆卸工作量，减少零部件的多样性以及产品预测的结构 。
2.3煤矿机械产品的可回收性设计
回收设计是在进行产品设计时，充分考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收价值、回收处理方法、回收处理结构工艺性等一系列问题，以达到零部件及材料资源充分有效的再利用，并考虑回收过程对环境污染最小的一种设计思想和方法。煤矿机械产品可回收性设计的主要内容包括：可回收材料及其标志、可回收工艺及方法、可回收产品结构工艺性及回收的经济性。
煤矿机械产品的回收在其绿色设计生命周期工程中占有重要的位置，合理的回收再生会产生巨大的社会和经济效益。
2.4煤矿机械产品使用的安全保护设计
煤矿机械大部分在井下工作，所以安全保护设计在煤矿机械产品中显得尤为重要。近年来，大部分矿井事故都是由设备故障造成的，而且一旦发生事故就可能造成人员伤亡。绿色设计要突出以人为本的思想，首先确保产品的安全可靠。
3.煤矿机械绿色设计方法
绿色设计是产品"由摇篮到再现"的全过程控制设计。煤矿机械的绿色设计方法是现代设计方法的集成，是以系统工程和并行工程思想为指导，以产品生命周期为手段，集现代工程设计方法为一体的系统化、集成化设计方法。煤矿机械的绿色设计全面考虑产品在整个生命周期的行为特征，使资源得到最大限度的利用，减轻或消除废弃产品对环境所造成的污染，是可持续发展的具体体现，是建设绿色煤矿、实现绿色生产的起点。
4.绿色设计的绿色制造
绿色机械制造能够实现整体最优化制造，即从系统的观点出发，全面考虑企业和整个社会的综合成本，综合分析不同的材料、零部件、设备等制造因素，优化选择冷却方式、冷却介质及用量、制造参数等，确定最合理的制造方案，以实现制造时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。
4.1实施绿色机械制造的基本程序
实施绿色机械制造基本程序:预审→评审→方案优选→方案实施→持续绿色机械制造，其核心内容是机械制造过程评审和绿色机械制造方案优选两个基本环节。
4.2实现绿色机械制造的主要途径
按照实施绿色机械制造的基本程序，确定了机械制造过程和制造系统中的"非绿色部位"，就可以按照选定方案实施绿色机械制造。实施绿色机械制造的主要途径为网络化、信息化和柔性化。
网络化是绿色机械制造的重要基础，绿色机械制造需要大力推广使用网络系统。通过企业局域网将各个分散的制造中心、数控设备等联接起来，可便于机械制造控制中心对整个制造进程进行总体监控，同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成，便于优化决策。
信息化是实施绿色机械制造的关键要素及有效手段。为实现整体最优化制造，需要建立制造设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械制造数据库，采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械制造方法（如高速切削、干切削、硬切削、MQL等）进行建模、仿真、虚拟制造和决策，实现并行设计与生产。
柔性化绿色机械制造使得现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产，实现生产企业根据市场变化作出敏捷反应，快速适应市场需求。绿色机械制造的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。制造系统能实现快速调整，对新产品开发及产品更新换代具有快速响应能力，以最小成本和最短时间适应制造任务及环境的变化。
结束语
现代生产矿井已经向集约化、大型化、数字化等方面发展，煤矿机械产品的需求量呈递增状态，而各制造厂商的相互竞争日趋激烈，煤矿机械产品发展的必然趋势是实现产品的绿色设计制造，所以，煤矿机械产品绿色设计制造将趋于集成化、并行化、智能化、产业化方向发展，它将成为煤矿机械产品竞争中的一个重要特征。
煤矿机械产品既要满足环境和资源，也要满足经济发展的需要。产品的绿色设计，不仅是人类可持续发展战略在制造业的体现，更是人类长远生存的需要，从而形成一种综合性的发展战略，对我国煤矿工业企业可持续发展具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]刘志峰，刘光复.绿色设计[M].北京：机械工业出版社，1999.
[2]黄春江.齿轮液压泵的“绿色设计”[J].液压气动与密封，2002（8）.
[3]刘志峰，刘光复.绿色产品设计与可持续发展[J].机械设计，1997（1）.
[4]刘瑞素等.绿色设计和绿色制造是机械行业的发展趋势[J]. 机械制造与自动化，2001（4）：8-10.
[5]张艳.矿山机械的绿色设计分析[J].机械设计与制造，2005，（9）：167-168.
[6]赵继云，朱真才等.煤矿机械产品的绿色设计[J].煤矿机械，2003（11）：12-14.
关键词：煤矿机械；绿色设计
中图分类号：S611文献标识码： A
1.煤矿机械绿色设计的定义
煤矿机械产品绿色设计可以定义为：在开发产品的整个生命周期中，以产品技术性能、经济指标和环境属性（可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等）为统一设计目标、满足用户需求和环境需求的产品整个设计过程。
煤矿机械产品有其特殊应用场合的限制，要求首先要保证其使用性能、安全可靠，即在人、机和环境的相互关系中，人机关系优先，其次考虑它的环境属性。
煤矿机械的绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。
2.煤矿机械绿色设计的内容
煤矿机械绿色设计的主要内容包括：煤矿机械材料的选择；煤矿机械产品的可拆卸性设计；煤矿机械产品的可回收性设计；煤矿机械产品使用的安全保护设计等。
2.1煤矿机械材料的选择
一是对于可再生材料、回收材料、能降解材料进行优先选择。二是进行材料环境负担情况分析数据库及其相应的专家系统，对其相关环境数据及其知识进行研究，以便于对材料的环境兼容性及协调性等方面的评价体系提供相应的理论信息。三是对材料的绿色特性评价方法的研究，主要指的是由原料到成品，从成品到产品及从产品到报废后的物资等三个过程所进行的能源、资源以及环保性能等方面的评价。
研究材料生命周期评价的方法，包括从原材料到成品材料的资源循环流程、从成品材料到制成品的材料循环流程以及从产品使用到报废后的物资循环流程这三个过程。材料的绿色特性评估就是针对这些流程进行能源、资源、环保、劳保几方面的评价。
2.2煤矿机械产品的可拆卸性设计
拆卸是指从产品和部件上有规律地拆下可用的零部件的过程，同时保证不因拆卸过程而造成零部件的损伤。它是实现有效回收策略的重要手段，只有拆卸才能实现完全的材料回收和可能的零部件再利用，而只有在产品设计的初始阶段，就将报废后的拆卸问题考虑进来，才能实现产品最终的高效回收。
煤矿机械产品体积大，制造复雜，使用原材料多，煤矿机械产品绿色设计中必须考虑可拆卸设计。可拆卸设计主要包括拆卸产品设计、拆卸工艺设计和拆卸系统设计，其设计原则为：易于拆卸，易于分离，减少拆卸工作量，减少零部件的多样性以及产品预测的结构 。
2.3煤矿机械产品的可回收性设计
回收设计是在进行产品设计时，充分考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收价值、回收处理方法、回收处理结构工艺性等一系列问题，以达到零部件及材料资源充分有效的再利用，并考虑回收过程对环境污染最小的一种设计思想和方法。煤矿机械产品可回收性设计的主要内容包括：可回收材料及其标志、可回收工艺及方法、可回收产品结构工艺性及回收的经济性。
煤矿机械产品的回收在其绿色设计生命周期工程中占有重要的位置，合理的回收再生会产生巨大的社会和经济效益。
2.4煤矿机械产品使用的安全保护设计
煤矿机械大部分在井下工作，所以安全保护设计在煤矿机械产品中显得尤为重要。近年来，大部分矿井事故都是由设备故障造成的，而且一旦发生事故就可能造成人员伤亡。绿色设计要突出以人为本的思想，首先确保产品的安全可靠。
3.煤矿机械绿色设计方法
绿色设计是产品"由摇篮到再现"的全过程控制设计。煤矿机械的绿色设计方法是现代设计方法的集成，是以系统工程和并行工程思想为指导，以产品生命周期为手段，集现代工程设计方法为一体的系统化、集成化设计方法。煤矿机械的绿色设计全面考虑产品在整个生命周期的行为特征，使资源得到最大限度的利用，减轻或消除废弃产品对环境所造成的污染，是可持续发展的具体体现，是建设绿色煤矿、实现绿色生产的起点。
4.绿色设计的绿色制造
绿色机械制造能够实现整体最优化制造，即从系统的观点出发，全面考虑企业和整个社会的综合成本，综合分析不同的材料、零部件、设备等制造因素，优化选择冷却方式、冷却介质及用量、制造参数等，确定最合理的制造方案，以实现制造时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。
4.1实施绿色机械制造的基本程序
实施绿色机械制造基本程序:预审→评审→方案优选→方案实施→持续绿色机械制造，其核心内容是机械制造过程评审和绿色机械制造方案优选两个基本环节。
4.2实现绿色机械制造的主要途径
按照实施绿色机械制造的基本程序，确定了机械制造过程和制造系统中的"非绿色部位"，就可以按照选定方案实施绿色机械制造。实施绿色机械制造的主要途径为网络化、信息化和柔性化。
网络化是绿色机械制造的重要基础，绿色机械制造需要大力推广使用网络系统。通过企业局域网将各个分散的制造中心、数控设备等联接起来，可便于机械制造控制中心对整个制造进程进行总体监控，同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成，便于优化决策。
信息化是实施绿色机械制造的关键要素及有效手段。为实现整体最优化制造，需要建立制造设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械制造数据库，采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械制造方法（如高速切削、干切削、硬切削、MQL等）进行建模、仿真、虚拟制造和决策，实现并行设计与生产。
柔性化绿色机械制造使得现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产，实现生产企业根据市场变化作出敏捷反应，快速适应市场需求。绿色机械制造的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。制造系统能实现快速调整，对新产品开发及产品更新换代具有快速响应能力，以最小成本和最短时间适应制造任务及环境的变化。
结束语
现代生产矿井已经向集约化、大型化、数字化等方面发展，煤矿机械产品的需求量呈递增状态，而各制造厂商的相互竞争日趋激烈，煤矿机械产品发展的必然趋势是实现产品的绿色设计制造，所以，煤矿机械产品绿色设计制造将趋于集成化、并行化、智能化、产业化方向发展，它将成为煤矿机械产品竞争中的一个重要特征。
煤矿机械产品既要满足环境和资源，也要满足经济发展的需要。产品的绿色设计，不仅是人类可持续发展战略在制造业的体现，更是人类长远生存的需要，从而形成一种综合性的发展战略，对我国煤矿工业企业可持续发展具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]刘志峰，刘光复.绿色设计[M].北京：机械工业出版社，1999.
[2]黄春江.齿轮液压泵的“绿色设计”[J].液压气动与密封，2002（8）.
[3]刘志峰，刘光复.绿色产品设计与可持续发展[J].机械设计，1997（1）.
[4]刘瑞素等.绿色设计和绿色制造是机械行业的发展趋势[J]. 机械制造与自动化，2001（4）：8-10.
[5]张艳.矿山机械的绿色设计分析[J].机械设计与制造，2005，（9）：167-168.
[6]赵继云，朱真才等.煤矿机械产品的绿色设计[J].煤矿机械，2003（11）：12-14.