朱劍、聶蕾、王蕓、宋振坤、高春鋒 /北京精密機電控制設備研究所

近年來我國制造業(yè)快速增長，同時帶來了資源的加速消耗、污染的急劇增加及生產(chǎn)事故的顯著增長，傳統(tǒng)的“先發(fā)展、后治理”模式已不能有效控制污染，確保生產(chǎn)安全性。由此，綠色工藝創(chuàng)新、綠色工藝技術應用成為實現(xiàn)制造業(yè)轉型及綠色發(fā)展的有效策略。

以綠色工藝為代表的這類新技術的深入應用和廣泛推廣，不僅僅是工藝替換、設備更新，還常常伴隨生產(chǎn)模式調整、管理模式調整、關聯(lián)工藝環(huán)節(jié)調整等，導致短期內經(jīng)營成本增長、生產(chǎn)效率降低等風險，這也是大部分企業(yè)更愿意延用老工藝的主要原因。因此有必要對綠色工藝技術的應用策略開展研究，以此推動企業(yè)綠色生產(chǎn)的發(fā)展，并為今后更多新工藝、新技術的應用提供借鑒。

一、新技術應用推廣模式

新技術的應用及推廣是在對新技術完成調研、科學鑒定及適應性檢驗的基礎上，再將成果應用進行擴散的活動，其流程一般如圖1 所示。首先，企業(yè)根據(jù)自身實際生產(chǎn)情況，提出技術發(fā)展需求；根據(jù)需要可成立專項工作團隊，制訂詳細實施計劃，并據(jù)此開展調研選型工作；再針對意向技術進行充分地試驗論證，通過開展小范圍試生產(chǎn)，對技術應用方案進行調整或改進，直至達到較佳效果；同時將試生產(chǎn)點打造為示范工程，以點帶面，推廣經(jīng)驗，最終實現(xiàn)大規(guī)模應用。

本文以北京精密機電控制設備研究所在全所范圍內推廣安全環(huán)保清洗工藝替代汽油清洗為例，探討綠色新工藝應用策略。

二、汽油清洗替代實踐研究

1.明確汽油清洗替代需求

北京精密機電控制設備研究所是一家產(chǎn)研一體化單位，其主要產(chǎn)品伺服機構是集機、電、液于一體的高精度控制系統(tǒng)，對多余物非常敏感，因此產(chǎn)品清潔度要求普遍較高。過去研究所清洗工藝以浸泡、刷洗等手工操作為主，一般采用120#汽油作為清洗劑。汽油因其對有機類污垢具有較強的清洗效果，曾被廣泛應用于工業(yè)清洗領域。但汽油閃點較低（-50℃至-20℃），屬于易燃液體，其蒸汽與空氣混合后形成爆炸性混合物，使用后的汽油屬于危險廢棄物，對于環(huán)境有一定的危害性，且處置成本高。鑒于汽油的安全、環(huán)保風險，研究所決定開展汽油清洗替代工作，推廣安全環(huán)保清洗工藝應用。

2.成立專項工作團隊，制定方案，落實責任

鑒于伺服機構從最初的零件材料加工到最后的整機裝配測試，各階段、工序、工種均需要進行不同潔凈度要求的產(chǎn)品清洗，涉及的工況情況復雜，同時替代后還會導致生產(chǎn)成本變化、生產(chǎn)組織管理變化，是一項龐大復雜的工程項目。為此，研究所成立了“汽油清洗工藝替代”工作項目組，匯集所級安全主管領導、工藝技術人員、安全管理人員、生產(chǎn)管理人員和操作者，以確保工作的順利開展。

項目組制定了周密詳盡的工作方案計劃，主要包括：制定“汽油清洗工藝替代率90%以上”的總目標；明確項目組及相關單位職責，制定詳細的應用、推廣工作計劃，并層層落實責任到人；建立獎勵與制約機制，對積極試用清洗劑的部門和個人給予獎勵。汽油清洗工藝替代工作方案如圖2 所示。

3.充分調研，詳細論證，系統(tǒng)推進

（1）廣泛調研，尋找方向

通過大量調研，詳細了解了化學清洗、物理清洗以及微生物清洗的作用原理及技術特點，調研了溶劑型清洗劑、水基清洗劑及微生物清洗劑的清洗機理、環(huán)保性、工藝特性、經(jīng)濟性等。在調研的同時試用各類清洗劑，初步體驗不同種類清洗劑的清洗效果及物理屬性。

伺服機構制造具體有多品種、小批量、產(chǎn)品更新快的生產(chǎn)特點，且部分零部組件結構復雜、潔凈度要求較高，生產(chǎn)現(xiàn)場產(chǎn)品清洗以超聲波清洗和手工清洗為主，基于上述特點伺服機構目前仍適合延用化學清洗方法。

綠色化學清洗劑的研發(fā)，是推動化學清洗技術發(fā)展的主要因素。當前普及較廣的綠色化學清洗劑主要有兩類：碳氫類溶劑型清洗劑和水溶性清洗劑，兩類清洗劑性能比較如表1 所示。

綜上分析，溶劑型清洗劑能夠較好的適應研究所現(xiàn)有生產(chǎn)條件，可作為后序工作試驗重點。

（2）充分論證，優(yōu)選最佳工藝方案

因不同廠家、不同型號清洗劑的物理性能存在一定差別，能否滿足伺服產(chǎn)品清洗工藝要求需進行詳細論證。

一是分析充分。在開始試驗論證前，首先分析不同階段產(chǎn)品加工現(xiàn)狀及清洗污物的主要成分，如機加階段清洗污物主要為切削油、乳化液、研磨膏、極少量切削屑等，裝調階段清洗污物主要為防銹油、工作油液、機加后殘留的多余物等；其次需對過去產(chǎn)品清洗工序中常見質量問題進行總結，并將此納入后續(xù)驗證內容；此外，可采用頭腦風暴法，請各專業(yè)人員分析清洗劑對其他工序質量可能造成的影響，評估是否有必要進行專項試驗論證。通過前期的全面分析，為后續(xù)設立試驗項目及重點論證內容提供輸入，使研究及試驗工作目標清晰、明確。

二是計劃具體，分步實施。依據(jù)前期分析，工作小組制定了多項專項研究項目，如圖3 所示，同時制定實施方案及詳細工作計劃。

圖3 制定試驗項目情況

三是試驗驗證覆蓋全面。為使試驗結論更具說服力，試驗應盡可能覆蓋伺服產(chǎn)品各種生產(chǎn)工況。試驗項目，不僅應包含金屬類零件的清洗試驗，還應包含非金屬零件的清洗；不僅包含手工清洗試驗，還應包含超聲波清洗試驗；不僅包含常規(guī)零件清洗，還應包含特殊結構零件的清洗，如殼體類零件復雜內腔的清洗、高徑深比孔系清洗等。

四是檢測手段有效?？茖W論證過程，不僅要求試驗方案合理、可行，還要求試驗結果鑒定可靠、有效。對清洗劑性能的驗證，專項工作小組采用了多種檢測手段，以期充分并多維度地評價其綜合性能，詳見表2。

表2 清洗劑性能檢測方法應用

經(jīng)充分論證，項目組完成了清洗劑優(yōu)選工作，最終選定的2 種清洗劑能夠滿足研究所當前絕大部分工序的產(chǎn)品潔凈度要求。經(jīng)確認，2 種清洗劑均不含《蒙特利爾議定書》規(guī)定的ODS 消耗大氣臭氧層物質，使用后由生產(chǎn)廠家定期回收，對人體健康危害也遠小于120#汽油。

本階段工作重點是試驗及論證，通過大量試用和有針對性地開展工藝研究，驗證新工藝能否滿足產(chǎn)品需求，同時確認新工藝的安全、環(huán)保等特性是否符合企業(yè)長遠發(fā)展。

4.加強培訓，推廣經(jīng)驗，逐步擴大應用范圍

按照“論證、試點、推廣、推行、全面替代”的推廣方針，在充分論證的同時首先在典型班組開展試用，隨后各事業(yè)部均建立示范點，再逐步將應用范圍擴大至各班組，最后至全部取消汽油清洗工藝。研究所自2015 年應用推廣綠色清洗劑概況如圖4。

在上述應用推廣過程中，除攻克技術和管理問題外，遇到的最大阻力就是一部分操作者對使用清洗劑產(chǎn)生抵觸情緒。因為清洗劑揮發(fā)較汽油慢，清洗后產(chǎn)品干燥時間相對較長，使得操作者對清洗劑的使用體驗感較差。因此在工作初期時，清洗劑的推廣速度非常緩慢。為此，各部門多次組織操作者進行交流與培訓，提高全員科技素養(yǎng)，幫助操作者深入了解清洗劑的特性及替代汽油的必要性。此外，依據(jù)相關激勵制度，對積極參與試用和推廣的部門和個人及時給予獎勵。經(jīng)過近2 年多的努力，操作者逐漸接受并適應了清洗劑的應用。

三、經(jīng)驗與總結

自2019 年起，綠色清洗劑已在研究所全面應用，該項工作為后續(xù)推廣綠色新工藝提供了寶貴經(jīng)驗，并帶來諸多啟示。

1.決策引領，應用綠色技術，推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

在各行各業(yè)快速發(fā)展的今天，企業(yè)領導都很重視新工藝新技術的應用；但在選擇新技術時，除關注技術性能外，從企業(yè)長遠發(fā)展角度還應重點考慮其環(huán)保性及安全性，以幫助企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。汽油清洗工藝的全面替代，徹底消除了生產(chǎn)現(xiàn)場因汽油存儲和使用帶來的安全隱患，提升了企業(yè)本質安全；綠色清洗劑的應用降低了對操作者身體的危害，減少了對環(huán)境的污染，為企業(yè)帶來良好社會效益和生態(tài)效益。

表4 研究所自2015年清洗劑應用推廣情況概述

2.強化組織，詳細策劃，確保新技術應用順利實施

以新技術應用賦能高質量發(fā)展是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵，推廣應用新技術不僅僅是技術問題，更多的是經(jīng)濟、管理、體制等多方面問題，因此需做到“領導要重視、組織要落實、計劃要具體、措施要到位”。汽油清洗替代工作立項初期就受到了所領導的高度重視，制定專項政策，保障技術人員和經(jīng)費的到位；成立以業(yè)務領導為首，由管理、技術、生產(chǎn)等各方面人員組成的技術推廣團隊；結合研究所現(xiàn)狀，制定新工藝應用推廣計劃和切實可行的措施。同時，制定相應的激勵機制，為推廣新工藝應用創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。

3.科學論證，為新技術應用提供保障

在實際工程中，新技術的應用通常不能簡單的照搬照抄，需要根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品技術要求、生產(chǎn)環(huán)境、經(jīng)濟成本等條件，選擇新技術的性能參數(shù)及應用范圍，才能使得新技術的應用可以為企業(yè)帶來產(chǎn)品質量的提升及經(jīng)濟效益的增長。而科學論證、充分論證是新技術應用的前提條件和技術保障，在此期間，對試驗事實進行歸納、比較、分類、總結，盡可能的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，攻克技術應用瓶頸，為后續(xù)的新技術推廣掃清障礙。

4.培養(yǎng)科技示范單位，以點帶面

為確保新技術的順利推廣，不能采用一刀切的方式，否則會引發(fā)管理人員或操作者強烈的抵觸情緒。為此在調研初期，可選擇少量示范點開展試驗；隨著調研深入及研究工作的全面展開，逐步增加示范點，在各生產(chǎn)部門均建立新技術應用示范班組，除擴大試驗范圍進而充分試驗外，還要為其他班組起到示范帶頭作用，引導更多人員了解新技術及其應用的必要性，達到以點帶面的積極效果。

5.加強隊伍建設

日常生產(chǎn)過程中，加大宣傳力度，使全員認識到質量、成本、安全、環(huán)保等可帶來的經(jīng)濟效益和社會效益；以科技為先導，強化全員科技意識，使全員意識到先進技術應用的重要性和必要性；轉變觀念，樹立求質量、要效益的思想，使管理人員、操作人員也自覺投入到科技的學習和科技的運用中來。企業(yè)整體科技素質的提高，必然大大有助于新技術的應用推廣。