面向制造企業的綠色產品生命周期管控系統及其實現工具
BOE科技有限公司？舒
抽象？國內外社會對環保產品的要求日益嚴格，如何高效、低成本地實施環保管理，控制產品中的有害物質成為大家關註的焦點。基於生命周期管理的理念，為制造企業提供了綠色產品環保管控體系的有效管理模式，並提供了具體的實施工具:綠色產品管理系統(GPM)和化學分析實驗室。對於大多數制造企業來說，該管理模式和實施工具可以幫助企業高效率、低成本地實現綠色制造的管理目標。
綠色制造，環境保護，管理與控制，生命周期管理與控制系統，綠色產品管理工具GP實驗室
摘要:隨著國內外對環境友好型產品需求的不斷增長，如何實現高效、低成本的目標已成為制造企業關註的焦點。本文基於生命周期管理思想，為制造企業提供了壹種有效的綠色產品環境控制系統管理模式，並提供了具體的實施工具:綠色產品管理系統(GPM)和化學分析實驗室。這種管理模式和實施工具，將為大多數制造企業實現高效率、低成本的目標提供壹個很好的範例。
關鍵詞:綠色制造；環境控制；生命周期管理和控制系統；綠色產品管理工具；GP實驗室
綠色制造是《中國制造2025》五大重點工程之壹，要求到2020年，建成數千家綠色示範工廠和數百個綠色示範園區，重點行業主要汙染物排放強度降低20%。2016年6月30日，工信部發布《工業綠色發展規劃(2016-2020年)》，全面實施綠色制造。2006年7月1日，《電器電子產品限制使用有害物質管理辦法》正式實施，標誌著我國進入RoHS 2.0時代。制造企業尤其是高能耗企業面臨著越來越大的節能減排政策壓力，因此建立完善的綠色產品生命周期管理體系尤為重要。應從綠色產品標準化生命周期管理方法、開發有效的綠色產品管理工具、建設綠色產品實驗室等方面進行管理和控制，實現綠色管理目標。本文第壹部分詳細闡述了制造企業綠色產品全生命周期管理系統。第二、三部分是實現該管理體系的有效工具，包括綠色產品管理系統(GPM)和有害物質化學分析實驗室。當然，不同的企業可以根據自己的實力和效益分析采用不同的控制工具。目前應用GPM可以有效提高企業的工作效率，降低人力資源成本，化學分析實驗室前期投入和後期運營較大。
1制造企業綠色產品生命周期管控模式
⑴產品開發和原材料選擇:新產品策劃階段需要考慮目標客戶的環保要求。如果有特殊要求，需要在產品開發初期的開發計劃中明確規定，並貫穿整個開發階段。在開發計劃中，GP(綠色產品)管理人員需要確認原材料中有害物質的控制要求、過程中的汙染控制、客戶和國際法律法規的環保要求、產品的廢棄物處理方法，使產品在環保要求下開發，並貫穿整個開發階段。開發結束後，GP(綠色產品)管理人員將再次確認上述環保要求，以確保項目按照既定的環保要求進行開發。至於原材料的選擇，企業應該制定壹套嚴格的標準來選擇合格的供應商。在這個基準中，供應商的環境控制能力是壹個重要的考核指標。只有通過審核的合格供應商才能進入合格供應商名單，所有進口新件必須提供有害物質檢測報告。為了實現對所有零部件的全方位無死角控制，企業可以選擇導入壹個產品生命周期管理系統，即PLM(產品生命周期管理)系統。在該系統中，BOM(物料清單)的所有零件都必須進行環保特性審核，只有通過審核的零件才能采購訂單。這個過程由系統控制，避免了人為的疏忽和人為規範帶來的漏洞，提高了工作效率。
⑵產品生產階段:對原材料實施嚴格的環保控制後，產品會接觸到各種輔助耗材、工具、設備等。在實際生產過程中。比如有些產品的制造工藝比較復雜，有些工藝工段可能會用到高溫高壓工藝或者特殊氣體，會引發壹系列的化學反應，這些工藝和介質都有可能汙染產品。因此，雖然對原材料進行了嚴格的檢驗，但企業仍需要對過程中的有害物質進行評估，以確保產品在生產過程中不會受到汙染。評估過程應包括幾個步驟:列出所有輔助消耗品、工具和設備，包括每個工藝段的輸入和輸出，評估產品接觸的所有介質是否會發生化學變化或物質轉移(這通常發生在有化學變化或高溫高壓的工藝中)。工藝中有害物質評價的驗證方法之壹是檢測每個工藝工段的成品，可以是化學分析法或XRF。出於成本考慮，目前大部分工廠使用XRF進行檢測。
⑶產品運輸階段:企業的客戶可能遍布全球，運輸方式也不盡相同，如陸運、水運、空運等。為了降低產品在運輸過程中的能源消耗，應根據客戶的地理位置合理安排性價比最佳的運輸方式。另外，產品的包裝設計要進行大量的減重、減材和增加單位體積的裝載量，所有的包裝材料都要使用可回收材料。目前，有兩種主要的優化方案可以實施:
●經濟裝載運輸。通過合理改進包裝，增加產品配載數量，減少運輸次數，提高綜合配載。
●優化運輸路線和方式。通過比較運輸路線與鐵路運輸、陸運、海空運輸的優缺點，合理改進運輸方案，優化運輸路線。如果引入鐵路運輸替代部分陸路運輸，將有效縮短運輸距離，降低物流成本以及環境負荷。
⑷產品使用階段:除了在產品生產階段註重有害物質的減少和環保特性的控制外，為了降低產品在客戶使用過程中的能耗，還應在產品開發完成後進行可靠性實驗時考察產品的能耗。制造企業應建立產品能效認證的能效認證實驗室，這對於確認開發產品的能效和內部控制非常重要。
⑸產品回收:制造企業應貫徹“4R理念”，即回收、減量、再生和責任。以北京京東方顯示技術有限公司為例，成功實施了多個“4R”項目:在回收工作中，CF(彩膜)工廠將有機廢氣中的稀釋劑冷凝回收；剝離廢液由有資質的單位回收凈化後繼續在生產線上循環使用。降耗方面，在北京、合肥等工廠實施了LED照明改造工程、空調系統冷凍水變頻改造、CDA降壓、CF分公司烘箱余熱回收、PI變頻改造等項目，各工廠降低電耗41.28萬千瓦時。VOC余熱利用項目每年減少蒸汽3900噸。RO濃水回收項目和純水系統的節水改造，每個工廠已節約用水757980噸。在再生方面，蝕刻液和稀釋廢液由有資質的廠家回收凈化，再降解後用於其他工業用途。VOC吸附沸石老化後，返回原廠再生更新。在責任方面，對廢水、廢氣、固廢進行專項治理，確保各項指標達標排放，危廢處理達標。
綜上所述，制造企業綠色產品的環保管控應遵循產品生命周期管控的方式，在從產品選材開發到廢棄物回收利用的各個階段，減少有害物質，節能減排，實現資源利用最大化，從而實現“綠色生產”的目標。詳見圖1。
圖1制造企業綠色產品生命周期管理示意圖
在按照生命周期理念進行環境管控的過程中，為了提高企業的環境管控能力，可以通過開發綠色產品管理系統和建設綠色產品實驗室來提高工作效率，實現在線管理和離線檢測相結合的綠色管控模式。
2綠色產品管理工具開發
隨著國際上關於電子電器的環保法律法規越來越多，要求越來越嚴格，如何更高效、更全面地管理產品的綠色環保特性，成為所有電子產品制造商面臨的問題。因為綠色產品的控制需要制造商和供應商雙方共同完成，所以需要建立壹個與供應商直接相連的網絡平臺。
綠色產品管理系統是企業和供應商之間的高效橋梁，起到良好的平臺作用。供應商可以在這個平臺上向企業公布與環保相關的信息，包括原料成分、有害物質含量、回收率、回收比例、沖突礦物、材料消耗、能源消耗、溫室氣體排放等。基於各制造企業不同的環境要求和管理方式，系統開發的功能有所不同，但基本包括五大模塊:通知與公示模塊、供應商信息模塊、申報模塊、調查信息模塊、供應商評級模塊。
●通知和宣傳模塊:用於公布公司對環境有害物質控制的基準政策，供供應商瀏覽和下載。展示公司綠色產品管控的最新成果、最新法律咨詢、趨勢等。
●供應商信息模塊:用於在線管理供應商的基本信息，包括公司名稱、地址、聯系人、聯系電話、郵箱、供應商代碼等。該模塊實現了供應商提供的零部件與企業內部物料編號的關聯，便於查找和管理。
●申報模塊:申報每個提供部件的成分和有害物質信息。通過系統的全物料數據庫、危險物料數據庫、豁免物質數據庫，可以對全物料數據進行分析，上傳和更新第三方檢驗報告。制造企業的GP人員可以通過系統進行物料審核、報表更新提醒等業務。
●調查信息模塊:在該模塊下，生產企業發起SVHC調查、沖突礦物調查等關註物質或項目調查，比線下郵件通知響應速度更快，覆蓋範圍更廣。
●供應商評級模塊:該模塊可以對供應商進行多維度評估，根據供應商響應速度、文件拒收率、供應商自身資質、物料風險等級、SQE檢測超標記錄、提供虛假報告等標準對供應商進行篩選和評級。，並自動獲取評估結果，通知供應商進行改進。
由於每個公司的管理方式不同，這些模塊的功能實現方式也不同。以北京京東方顯示技術有限公司的GPM系統為例，有害物質的檢測結果是BOE原材料入庫檢驗項目中非常重要的指標，也是考核供應商物料質量的重要壹環。因此，北京BOE顯示技術有限公司GPM系統的壹大特色就是在系統中加入了XRF檢測數據的統計分析功能，對XRF檢測數據進行系統化管理，實時監控供應商的進貨表現，降低原材料環保超標的風險；質量保證人員可以隨時監控產品的入庫質量，觀察供應商提供的零件的長期質量，這是BOE GPM的壹個顯著優勢。
通過該系統可以篩選環保和非環保材料，區分不同環保等級的零件，在滿足國家法律法規的前提下，開發不同等級的產品滿足客戶需求；該系統可以提高環保管理人員的工作效率，降低人力成本，提高數據的完整性和透明度。
綠色產品管理體系給企業帶來的好處體現在四個方面:
(1)降低成本:
開發者可以把更多的時間花在開發研究上，而不是報表收集和信息傳遞上，降低開發的人力成本；
系統包含大量數據庫，減少了人工采集的成本；
環保信息完整透明，降低客戶投訴率；
測試報告可以重復引用，降低了制造商的測試成本。
(2)降低風險
符合歐盟的盡職調查原則，降低有害物質超標風險；
完善環保管控體系，降低公司風險；
相關的環境控制信息可以及時傳遞給供應商，降低零件超標的風險。
(3)效率的提高
供應商直接申報環保材料，節省了開發商來回傳遞信息的時間；
系統自動發送報告更新需求，提高GP人員的工作效率；
數據的系統化分析和管理，降低出錯率，提高人員的工作效率；
加快零件的認證過程，避免因GP審核而延誤。
(4)增強競爭力。
提升企業形象；
提高內部GP管控效率，提高客戶對應速度，提高客戶滿意度；
促進內部相關部門的人員在開發和生產過程中考慮GP因素。
綠色產品管理體系的開發和順利導入是制造企業創建生態設計示範企業的重要任務。項目的建成不僅大大提高了企業的內部管理效率，也為企業在行業內樹立了良好的形象。
圖2:2:GPM和內部管理系統之間的連接模式
3 GP實驗室建設
GP(GreenProduct)實驗室是壹個專註於通過化學檢測方法檢測產品中有害物質成分和含量的實驗室。
生產企業設立產品有害物質分析檢測中心意義重大，主要體現在以下幾個方面:
(1)質量技術控制與保障:目前制造業倉儲產品有害物質檢測主要依靠XRF，設備誤差比較大，檢測的有害物質範圍小。當出現不確定數據時，只能通過追溯報告或委托第三方檢測來確認。GP實驗室可以為產品和供應商的材料和部件提供準確的化學分析報告。
(2)內部管控能力的提升:為提高制造企業綠色環保水平提供了分析、研究和開發的平臺，是綠色環保管控水平和可持續發展責任的重要體現。
(3)提升企業形象:GP實驗室的建成將大大提升企業環境形象。
考慮到經濟效益，實驗室建成後，企業將無需委托第三方實驗室對產品有害物質進行檢測。考慮到每年的節約，預計實驗室建設成本可在五年內收回。
實驗室應按照ISO17025標準進行管理和建設。經過CNAS認證，實驗室出具的報告具有壹定的可信度，可以承擔企業內外部產品檢測，對降低企業有害物質控制風險有很大幫助。
GP實驗室壹般包括以下幾個區域:有機儀器室、無機儀器室、有機預處理室、無機預處理室、平衡室、標準物質存放區、清洗區、試劑倉庫、拆分區、氣瓶間等。
實驗室功能區的規劃設計原則主要包括:
A.交叉汙染的預防和控制。
B.防止外部環境幹擾。比如平衡室要盡量設在氣流穩定的地方。
C.便於測試操作。
由於實驗室內存在大量的化學試劑和助燃氣體，實驗室改造時不同區域的改造重點也不同:
(1)通風排氣系統改造
通風系統的改造主要針對儀器設備、試劑倉庫等。排風系統的改造主要針對化學預處理通風櫃。
(2)水電系統改造
水系統的改造主要針對化學預處理通風櫃、預處理室和凈化室。電氣系統改造主要針對儀器、機械制樣設備、預處理室等。
(3)消防系統改造
每個房間的火災報警系統(包括可燃氣體報警系統)和滅火系統。
為了保護操作人員的安全，不造成環境汙染，企業還應制定壹系列措施，包括:
(1)制定職業健康安全操作規程。
實驗室涉及的化學品很多，所有接觸化學品的操作都有相應的作業指導書。設備和人員的管理應根據有關部門的要求制定相應的章程。
(2)配置合適的勞動保護用品。
為了防止人員受到化學品的毒害，實驗室配備了相應的防護口罩、手套(耐酸堿)等勞動保護用品。
(3)緊急淋浴裝置
實驗室的有機預處理室和無機預處理室配有應急淋浴裝置和洗眼器。
(4)環境保護。
實驗室產生的廢氣、廢液、固廢主要在預處理室，實驗室廢水通過專用廢水排放管道排放，不與生活汙水混合。
(5)防火防爆
由於實驗室內化學品較多，為防止突發的化學品爆炸，按要求在適當位置設置了相應的滅火裝置、煙霧報警器、消防栓和滅火器。
(6)人員培訓
實驗室所有崗位人員都需要接受實驗室化學防護和安全培訓，這是實驗室能力建設的壹部分。
(7)警告標誌
根據企業對警示標誌的要求，實驗室在相應位置張貼警示標誌。
(8)緊急處理
實驗室有相應的應急處理程序。
此外，實驗室的能力建設也是非常重要的壹部分。實驗室能力建設的目標是申請中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的認可，成為符合國際標準ISO/IEC 17025的實驗室，構建完善的質量管理和保證體系，支持制造企業的質量管理。實驗室能力建設主要包括質量管理、保證體系和技術能力建設。CNAS審核後，後期的能力維護和升級也很重要，所以GP實驗室的建設只是第壹步，後續的持續改進才是最重要的工作。