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機械製造におけるグリーンマニュファクチャリング技術の応用 要約：急速に発展する製造業は、一方で経済成長を促進するが、他方で資源の枯渇や地球環境の悪化といった様々な問題も引き起こしている。従来の製造業と比べて、グリーンマニュファクチャリングはより現代的であり、この製造モデルは製造業が自然環境に与える影響や資源の利用効率を総合的に考慮しています。グリーンマニュファクチャリングの目標は、製品の設計、製造、輸送、使用といったプロセス全体において、最も高い資源利用率を実現しつつ、環境への影響を最小限に抑えることです。グリーンマニュファクチャリング技術の基盤はグリーンマニュファクチャリング工程技術であるため、機械製造業においては、限られた資源を活用して最大の価値を創出するために、継続的にグリーンマニュファクチャリング工程技術を適用しなければならない。 キーワード：機械製造、グリーンマニュファクチャリング技術、応用 一、グリーンマニュファクチャリング技術の意味と分類 グリーンマニュファクチャリング技術とは、製品の機能や品質、コストを確保しつつ、環境への影響や資源の利用効率も総合的に考慮する現代の製造モデルを指す。伝統的な技術を基盤として発展・進化したもので、材料科学、制御技術、表面技術などが組み合わされている。この製造モデルの目標に基づき、グリーンマニュファクチャリング技術は、資源節約型、エネルギー節約型、および環境保護型の3つのタイプに分類できる。 一つ目は、資源節約型技術です。この技術は資源節約を主目的とし、製造工程において工程システムの構成を簡素化することで原材料の消費を削減するものです。この技術を実現するには2つの側面からアプローチできる。1つは設計であり、部品の数を減らしたり、重さを軽減したり、設計を最適化するなどの方法で、原材料の利用率を最大限に高めることである。もう一つは工程であり、最適化された原材料製造技術、切りくずを少なくする加工技術、最適化された材料切断技術、新しい特殊加工技術など、さまざまな手法を用いて材料の消費を削減することです。 二つ目は、エネルギー節約型の技術です。この技術とは、機械製造の生産プロセスにおいて、エネルギー消費を大幅に削減することを指します。現時点では、主に摩擦低減、消費量削減、または低エネルギー消費型の工程を用いる方法が採られている。 三つ目は、環境に優しい工程技術です。この技術とは、一定の手法を用いて、製造過程で発生する各種の廃液、廃渣、廃ガスなどの汚染物質をできるだけ削減し、環境や作業者への影響および害を最小限に抑えることを指します。この技術に対して、現在一般的に用いられている方法は、工程設計段階で制御を行い、最終処理技術を追加することで、汚染の発生を積極的に防ぐことです。 世界中で、再生不可能な資源がますます多く利用されるようになり、人々の生活や生産に大きな影響を与え、発展を妨げることさえある。したがって、持続可能な発展戦略に基づき、機械製造分野においてグリーン製造技術を導入することは不可欠である。 二、機械製造におけるグリーンマニュファクチャリング技術の応用 グリーンマニュファクチャリング技術が機械製造で応用される過程には、主に以下の数段階がある。 （一）グリーン素材の選定 素材はデザインを行う上での第一歩です。人々が製品設計において材料を選定する際、多くの場合、材料のさまざまな性能や機能を主に考慮し、環境への影響は見過ごしがちです。そのため、製品の製造や使用の過程で環境にも甚大な害が及んでいます。また、材料のリサイクルや循環利用についてあまり配慮されていないため、多くの製品が廃棄物となった後のリサイクル率が低く、これも大きな資源の無駄遣いを招いています。したがって、製品設計を行う際の最初のステップは、どのような材料を選ぶか、そしてどのようにしてその材料を選ぶかを考えることです。 従来技術の材料選定の問題を改善するために、重要な側面の一つがグリーン材料の活用である。つまり、材料を選定する際には、設計上の性能を満たすことを基本とし、次に加工時に汚染が少ないか全くなく、かつリサイクルしやすい材料を選ぶことで、環境への負荷を軽減する必要がある。環境の悪化が進み、人々の環境保護意識が高まるにつれて、材料を選ぶ際にこの要件はますます重要になってきている。 （二）グリーンデザイン 設計プロセスは機械製造の鍵に過ぎない。従来の設計手法は、ほとんどが製品の機能を重視しており、資源のリサイクルや活用、環境への影響についてはあまり考慮されていません。グリーンデザインの鍵は、生産のために設計することと環境のために設計することであり、これらは密接に結びつき、製品の実用性とリサイクル性を総合的に考慮します。グリーンデザインにおいては、主に以下の点を考慮する必要があります。 (1)製品の簡素化 製品の構造が複雑になるほど、その生産工程や輸送、管理もより複雑になり、生産や材料などさまざまな面での無駄が生じます。したがって、製品設計を行う際には、装飾的な役割を果たす部品はできるだけ簡素化し、多機能な部品を活用して製品の構造をシンプルにすることが重要です。これにより、一方では原材料を節約でき、他方では廃棄物や環境汚染を減らすことができます。 (2)工程手法の採用 設計にあたっては、有害な影響や物質を生み出す可能性のある手法はできるだけ避けるべきである。例えば、従来のメッキ層やコーティング層は処理が困難であり、燃焼時にその中の高分子材料が有毒ガスを発生させ、環境を深刻に汚染するなどである。以上のことを踏まえ、グリーンデザインにおいては、廃棄後の製品部品がもたらす処理が困難な工程上の問題を考慮し、工程設計が環境に与える影響や材料の無駄遣いを削減する必要がある。 (3)製品の分解性 製品設計を行う際には、部品が容易に組み立てられるようにすることが考慮事項の一つですが、部品の分解性も考慮する必要があります。製品の分解性が悪い場合、部品の分解にかかる費用が回収価値を上回ってしまい、回収しても損になるといった問題が生じる可能性があります。したがって、設計段階では、溶接構造の代わりに嵌合構造などを用いるなど、接続も分離も容易な方法を選択することができ、これは繰り返し使用または回収が求められる部品が分解時に安全に分離できるようにするためである。 (4)リサイクル設計 リサイクルの核心は、原材料の循環と部品の再利用を実現することです。一般的な廃棄製品のリサイクル処理にはいくつかの段階があります。製品全体を修理・改造して再利用すること、部品を修理・改造して再利用すること、材料を溶解して再溶解して再利用することです。利用できないものや埋められたもの、焼却されたものはすべて資源の無駄遣いであり、これらは回収して再利用することができる。したがって、設計段階ではリサイクルの問題を常に考慮する必要があり、それによって環境を保護するだけでなく、経済的な効果も得られる。 （三）グリーンマネジメント 経済と環境の発展が調和するようにするため、マネジメント面でのグリーン化も不可欠である。まず、必要な品質基準や法規を導入し、企業に必要な環境保護措置の実施を強制することです。例えば、既存のISO14000シリーズの環境マネジメントシステム規格は、グリーンマネジメントを重視しています。全体的な状況を踏まえ、各企業は自社の実情に応じて適切な環境保護対策を講じるとともに、その実施結果に基づき充実した管理体系を構築し、機械製造業におけるグリーン技術の活用を促進しなければならない。 参考文献 王清超、鄭明楊、錢慶鎮．グリーンマニュファクチャリングの観点から見た機械製造工程に関する研究．科学技術情報，2010(28) 王珺、王国榮、劉清友．グリーンマニュファクチャリング工程技術の応用に関する研究．機械，2003(S1) 倪玉寒．グリーンマニュファクチャリングの観点からの機械製造工程に関する考察．科学技術による発展促進（応用版），2011(02) Luis P.Backfill. A Theory of Distribution Camel Structure.press of Caliph.0niaUniVersity，2001，21. Louis Stem and Ambary.Marketing Chillier.5thed.Upper Saddle Riving,yinghuiyun.com,prentice Hall，2003，14-15. Coughlin， Anent， Erin Anderson， Louis W. Stefan. El-Ambary. Marketing Channels (6thed).Beijing： Tsinghai University Press，2001，20.記事出典：http://www.yinghuiyun.com/fanwen/ji*elei/10194.html