传统的制造模式是一个开环系统，即:制造——流通——使用——废弃。人们注重最终的产品质量，轻视了对零件加工成形过程中产生各种废弃物的处理。随着生产技术的不断发展和社会的进步，产品的更新换代和废弃速度加快，如何对这些废弃物加以回收利用是传统开式循环生产模式面临的难题。为此，提出绿色制造的闭式循环生产模式，就是在原来的生产模式中增加“回收”环节，如图1所示。



由此可知，实现“绿色制造模式，包括3个层次:①绿色资源，即更多采用绿色原材料和绿色能源;②绿色生产过程;③绿色产品。一个产品的生命周期要做到“五绿”:绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色回收处理。

2.1 绿色设计

即在产品及其寿命的全过程设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的性能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小。绿色设计是绿色制造的基础。如Ford汽车公司的报告指出，尽管设计费用仅占产品全部成本的5%左右，却决定80%一90%的产品生命周期的全部消耗。绿色设计的具体设计原则包括:

(1) 宜人性 即产品在制造和使用过程中对人体无害，对生态环境无影响，人体环境舒适、友好。

(2) 节省资源 资源包括材料、能源、人力和信息等。

(3) 延长产品使用周期 产品使用方便、安全，对易损零部件在设计时采用标准化和模块化结构，便于更换。

(4) 可回收性 采用面向拆卸及回收再利用的设计方法，尽可能地减少用材种类，选用可回收、可分解材料，利于产品在报废后分类回收和循环再利用。

(5) 清洁性 产品采用少、无污染的方法进行制造。

(6)先进性 满足产品的个性化需求。

2.2 绿色材料

绿色材料即生产过程中能耗低、噪声小、无毒性并对环境无害的材料和材料制品，并对人类、环境有危害但采取适当的措施后可减少或消除的材料及制成品。绿色制造要求选择材料时，优先选用可再生材料，尽量选用回收材料和低能耗、少污染的材料，并选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。

2.3 绿色工艺

绿色工艺即清洁工艺，指既能提高经济效益，又能减少环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时兼顾削减或消除危险废物及其它有毒化学品的用量，改善劳动条件，减少对操作者的健康威胁，并能生产出安全与环境兼容的产品。如改变原材料投人，有用副产品的利用，回收产品的再利用及对原材料的就地再利用，特别是在工艺过程中的循环利用;改变生产工艺或制造技术、控制、设备，将物质消耗和对健康与安全风险及生态损坏减少到最低程度加强对自然资源的使用及空气、土壤、水和废物排放的环境评价和控制等。

2.4 绿色包装

所谓“绿色包装”是指对生态环境和人体健康无害、能循环复用和再生利用、有利于促进持续发展的包装。世界上发达国家要求包装要符合“4R+1D”原则，即低消耗、开发新绿色材料、再利用、再循环和可降解。一般 包 装 材料均是一次性使用，因此，触目所及的废弃物中相当部分来源于包装材料，且目前包装材料使用较多的是塑料和复合化工产品，很多难以回收和再利用，对环境造成极大危害。实施绿色包装的关键在于:

(1)优化产品包装方案。在满足包装质量的前提下，减少包装用材。

(2)加快技术创新，研制包装新材料、新工艺和新产品，为市场提供更多更好的能再利用、再循环和可降解的新包装材料，以减少包装废弃物回收处理的压力。

(3)加大包装废弃物回收处理技术的研究力度，减少废弃物堆积的压力。

2.5 绿色回收处理

产品生命周期终结后，若不回收处理，将造成资源浪费并导致废弃物堆积。正是通过各种回收策略，产品的生命周期形成一个闭合回路。寿命终了的产品最终通过回收进人下一个生命周期的循环中。所谓绿色处理，理论上讲应以对环境影响最小为目标。但回收处理需要成本，绿色处理成本更高。另外，为实现绿色处理，产品从设计开始，其用材、结构等都必须考虑有利于产品报废后的回收处理，这有可能加大产品的开发成本。因此，理想的绿色处理不存在。笔者认为，现阶段的绿色处理应综合考虑、区别对待。

(1)采用面向拆卸的设计方法，即在设计时将可拆卸性作为产品设计的评价准则之一，提高产品的可拆卸性，如减少紧固件的数量，提高拆卸的工作效率。使不同的材料可方便分离，以利于循环再用。

(2)采用面向回收的设计方法，即在产品设计初期就充分考虑产品的各种材料组分的回收再用可能性、回收处理方法(如再利用、再生、降解、废弃等)、回收费用等与产品回收有关的一系列问题，从而实现节约材料、减少浪费、对环境无污染或少污染。

(3)设计回收处理方案并进行分析与评估，确定最佳的回收处理方案，以最小的附加成本获取最大的综合利用价值，即进行绿色产品回收处理方案设计。绿色制造模式的发展趋势目前绿色制造在许多方面有待于进一步完善，其发展趋势主要表现为:

1.全球化制造业对环境的影响超越空间，人类需要团结起来，保护共同拥有的唯一地球。随着近年来全球化市场的形成及我国加人WTO，绿色产品的市场竞争将全球化。

2.社会化绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与，以建立绿色制造所必需的社会支撑系统。该系统包括绿色制造的立法和行政规定、政府制定的经济政策和面向绿色制造的企业、产品、用户三者之间的新型集成关系。

3.集成化当前，绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究将成为绿色制造的重要研究内容。

4.并行化绿色设计今后仍是绿色制造中的关键技术。它的一个重要趋势就是与并行工程相结合，从而形成一种新产品设计和开发模式绿色并行工程。

5.智能化绿色制造的决策目标体系是现有制造系统目标体系与环境影响、资源消耗的集成。而这些目标，是难用一般数学方法处理且很复杂的多目标优化问题，需要用人工智能的方法来支撑处理。另外，绿色产品评估指标体系及评估专家系统，均需要人工智能和智能制造技术。

6.产业化绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成，包括废弃物回收处理装备制造业、废弃物回收处理的服务产业、绿色产品制造业和实施绿色制造的软件产业等。