船舶涂装车间环境影响评价模型研究_韩立新.pdf

双月刊/总第 302 期25船舶涂装车间环境影响评价模型研究北京机械工业自动化研究所有限公司 韩立新摘要：为了实现绿色经济，保障人类社会可持续发展、促进生态文明建设，实现制造业转型升级高质量发展，要大力推进以全产业链和产品全生命周期绿色发展为目标的绿色制造。在绿色制造体系（绿色生产体系）建设中，相关评价工作具有重要作用。本文的研究工作以 GB/T 36132-2018绿色工厂评价通则 的绿色工厂评价体系框架为基本参照，从绿色发展理念和生产体系分析入手，结合环境影响评价模型的研究目的，提出了车间环境影响评价的维度模型。运用该维度模型，结合船舶行业涂装作业自身特点及发展现状与趋势，在绿色工厂评价指标标准框架基础上，调整指标项目和权重，建立了船舶涂装车间绿色生产体系评价的指标体系，完成船舶涂装车间环境影响评价模型的构建。关键词：船舶涂装 车间环境 绿色生产 评价模型1 环境影响评价模型的目的与意义绿色发展是以效率、和谐、持续为目标的经济增长和社会发展方式。当今世界，绿色发展已经成为一个重要趋势，许多国家把发展绿色产业作为推动经济结构调整的重要举措，突出绿色的理念和内涵。绿色发展与可持续发展在思想上是一脉相承的，既是对可持续发展的继承，也是可持续发展中国化的理论创新，是中国特色社会主义应对全球生态环境恶化客观现实的重大理论贡献，符合历史潮流的演进规律。绿色制造是指实现绿色发展的制造，是绿色经济的重要内容。为了保障经济可持续发展、促进生态文明建设，实现制造业转型升级高质量发展，要大力推进以全产业链和产品全生命周期绿色发展为目标的绿色制造。船舶工业是我国发展高端装备制造业的重要组成部分，同时海洋工程装备和高技术船舶也是我国十大重点发展领域之一。船舶制造业在为航运和人类提供巨大财富的同时，也在不断地产生污染物，对环境造成严重的负面影响。要保持我国船舶制造业可持续发展，必须改变造船模式，开展船舶绿色制造，实现整个行业的转型升级和高质量发展。涂装作业是船舶建造的重要工艺环节，也是最主要的污染源。开展船舶涂装车间绿色生产和排放控制技术研究、建设船舶涂装车间绿色生产体系是船舶工业发展绿色制造的具体表现，也是落实国家绿色发展和绿色制造重大战略的重要举措。船舶涂装车间绿色生产体系是船舶绿色制造体系的有机组成部分，是绿色造船模式和绿色造船技术在涂装车间的体现，是涂装车间绿色生产和排放控制技术的综合体现，具有系统和集成的特点。为了明确我国船舶企业建设绿色涂装车间的目标，使船舶企业准确把握涂装车间绿色生产的特征、要求、技术解决途径，便于评价和对标其推进绿色制造的效果，我们开展了船舶涂装车间环境评价模型（简称评价模型）的研究工作。评价模型研究工作参考国内外各领域制造企业绿色生产体系，结合船舶车间涂装自身特点及发展 绿色制造 绿色制造 船舶标准化与质量2022 年第 5 期26现状，分析其绿色生产在资源使用、能源消耗、污染排放、生产管理、工艺设备等方面的特征，建立船舶涂装车间绿色生产体系的目标图像。建立相应的评价指标体系，综合考核和评估船舶涂装作业过程的环境友好性、经济合理性和技术先进性。确定船舶涂装车间环境评价体系的指标权重、计算方法、评分标准，使不同指标的计算结果统一到一致的评价体系，从而完成船舶涂装车间环境评价模型的构建。评价模型可以为船舶企业涂装车间开展绿色生产技术研究和应用提供指导与参考。对于绿色制造评价的相关行业标准形成亦有借鉴意义和支持作用。2 绿色生产体系及评价2.1 绿色生产体系概念制造活动是由生产体系完成的。物质资料生产支持了人类的生存和发展，它是由生产体系这个系统产出的。生产体系工业体系里，一个产品的最终完成，到用户手中，或说它的生命周期，是一个复杂的链条，是一条价值链、供应链、产业链。社会生产体系这个系统可以进一步地分为产业、行业、企业、工厂、车间、产线系统、设备系统等等同层级的子系统。社会学、经济学、管理学、工业工程、环境保护等不同的学科、专业从不同的关注点和专业角度，开展对生产体系的研究。可以把它作为一个整体研究，也可能是研究它的一个局部、一个子系统，或者研究支撑其运行的相关技术。生产体系的输入为资源能耗，输出为产品本身和环境排放。所谓绿色生产体系就是节约资源和减少排放的生产体系，即环境友好，实现绿色发展的生产体系。研究绿色生产体系要在界定系统范围的前提下，系统考虑投入、产出等各个维度的资源消耗和环境排放。而对投入、产出的衡量和计算可以分解到产品生命周期的各个阶段。我们这里的绿色生产体系与工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知（简称通知）（工信厅节函2016586 号）中的绿色制造体系在概念内涵上是一致的。在外延上，我们增加了车间绿色生产体系的层级，是对绿色工厂的进一步分解。通知 提出：按照党中央、国务院关于生态文明建设的决策部署，牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，落实供给侧结构性改革要求，以促进全产业链和产品全生命周期绿色发展为目的，以企业为建设主体，以公开透明的第三方评价机制和标准体系为基础，保障绿色制造体系建设的规范和统一，以绿色工厂、绿色产品、绿色园区、绿色供应链为绿色制造体系的主要内容。2.2 绿色生产体系评价相关标准评价标准的建立和应用是绿色生产体系建设的重要内容。通知 要求：发挥标准体系在绿色制造体系建设中的引领作用，加快制定绿色工厂、绿色产品、绿色园区、绿色供应链、绿色企业以及绿色评价与服务等标准。以公平、公正、公开的绿色制造评价体系为保障，规范和促进绿色制造体系建设。同时，通知 以附件的形式，发布了绿色工厂、绿色园区和绿色供应链管理的评价要求。绿色制造或说绿色生产体系以企业为建设主体，我们的研究对象船舶涂装车间是绿色船厂的重要组成部分，是对绿色船厂的进一步分解。所以绿色工厂评价的相关标准和要求是我们评价模型建立的重要参照。2016 年 9 月 3 日发布的通知明确要求，对绿色工厂的评价要求按其附件 1绿色工厂评价要求执行。2018 年 5 月 14 日，GB/T 36132-2018绿色工厂评价通则 发布，2018 年 12 月 1 日实施。GB/T 36132-2018 的附录 B 绿色工厂评价指标表示例，其一级指标与绿色工厂评价要求相同，二级指标大部分相同，个别有调整。绿色工厂评价要求 给出了各指标的分值设定（相当于满分和权重），“绿色工厂评价指标表示例”则只给出了指标项。可以认为这两个指标体系是相同的框架，体现了完善的过程和提出目的的不同。我们称这个框架为绿色工厂评价（国家标准）指标体系框架，简称国标指双月刊/总第 302 期27标框架。绿色工厂评价要求 的一级指标及分值权重见表 1。隔热、隐身等。涂料的英文单词 coat 的最基本含义是“外套”，很形象地说明了涂料的保护功能。船舶涂装不仅可以改变船舶的外观，给海洋船舶增添亮丽外表，还可以阻止海水对船舶的腐蚀，延长船舶的使用寿命。造船是一个非常复杂的过程,要经历分段制造与预舾装、船台或坞内合拢、下水、码头舾装与系泊试验、试航等过程。船舶涂装与整个造船工艺过程相适应，在每一个造船工艺阶段有其相应的涂装工作内容。船舶涂装工艺程序为：原材料抛丸流水线预处理涂装车间底漆钢材落料、加工、装配分段预舾装分段二次除锈分段涂装船台合拢、舾装船台二次除锈二次涂装船舶下水码头二次除锈、涂装交船前坞内涂装。新造船舶的涂装工作通常是分段进行的，特别对于大型船舶的建造涂装，这样可避免钢材过早地生锈并在室内或平地进行。分段涂装作业一直以来都是船舶涂装作业中最重要的一部分，船舶绝大多数分段的涂层都会在这个阶段完成。分段涂装作业是在分段制造完成以后，对分段按照要求进行舱室内外涂层的涂装。目前比较先进的大中型造船企业都有单独的涂装房涂装车间。以某大型船厂为例，其涂装车间中的一个，空间尺寸为长 48 m、宽 27 m、高 15 m，车间宽度方向为卷帘门，用于船舶工件进出，其余三面为承重墙，墙壁上设有均匀分布的通风口，用于车间内外的气体流通。分段在冲砂房二次除锈后运至涂装车间。涂装作业进一步分解为如下工艺过程：分段进涂装房、保护工作、油漆作业准备、分段预涂、分段满涂、分段补涂、内部检查、完工交验、扫尾作业。分段涂装过程中需要用到多个种类的船舶涂料，它们几乎都含有易燃且有毒的有机溶剂，作业过程有污染排放，对环境质量和作业人员的职业健康安全产生影响。涂料的选择和施工质量也是影响船舶质量和造成船舶航行中环境影响的重要因素。分段序号指标名称分值1基础设施202管理体系153能源资源投入154产品105环境排放106绩效30表 1 绿色工厂评价指标标准框架GB/T 36132-2018绿色工厂评价通则 在其引言中指出:本标准以现有相关评价指标和要求为基础，以综合性、系统性为原则，建立符合产业发展需求的绿色工厂评价模型，旨在给出绿色工厂的综合性评价指标和要求。在其总则部分，GB/T 36132-2018 给出了图 1 所示的绿色工厂评价体系框架，并对图 1 给出了如下的文字表述：绿色工厂应在保证产品功能、质量以及生产过程中人的职业健康安全的前提下，引入生命周期思想，优先选用绿色原料、工艺、技术和设备，满足基础设施、管理体系、能源与资源投入、产品、环境排放、绩效的综合评价要求，并进行持续改进。不同的行业和地方，可以根据各自特点，以GB/T 36132-2018 为参照和指导，制定相应的具体评价方案，开展绿色工厂评价工作。3 船舶涂装车间的绿色生产涂料是具有流动性的粘稠液体，涂覆在物体表面，干燥后形成坚韧薄膜涂层。涂层对被涂覆物体具有保护、装饰或特殊功能，如绝缘、导电、图 1 绿色工厂评价体系框架管理体系生产过程环境排放产品基础设施绩效能源与资源投入韩立新 船舶涂装车间环境影响评价模型研究 绿色制造 船舶标准化与质量2022 年第 5 期28涂装作业属于多品种、小批量的生产方式，提高其生产组织和管理水平对企业缩短交货周期、降本增效有重要意义。我国船舶涂装技术与国外相比仍存在较大的差距，突出反映在涂装周期长、效率低、成本高、环保水平有待提高等等方面。综合考虑产品设计、材料选择、制造环境设计、工艺设计、环境保护等各个方面，并提高装备自动化、智能化水平，提高车间管理的信息化水平，提高工作质量和产品质量，减小其环境影响，建设绿色生产体系，是船舶涂装车间转型升级的目标和有效路径。4 涂装车间评价模型构建4.1 评价模型研究的技术路线船舶涂装车间绿色生产体系评价应该是在全面系统性认识这一体系基础上，建立覆盖体系全要素的指标体系，研究确定指标权重、计算方法、评分标准，通过统一到一致评价体系的计算结果，评价其绿色生产体系建设和其运行效果。图 2 为建立评价其绿色生产体系的环境影响评价模型的技术路线图。图 2 研究工作技术路线图 3 车间环境影响评价维度模型明确体系建设要求体系要素分析绿色生产体系描述环境评价指标体系构建环境评价体系计算方法研究政策文件有关标准其他行业与领域指引与参照按照图 2 的技术路线，以图 1 所示的绿色工厂评价体系框架为基本参照，从绿色发展理念和生产体系分析入手，结合环境影响评价模型的研究目的，我们提出了车间环境影响评价的维度模型。结合船舶行业涂装作业自身特点及发展现状与趋势，在表1 所示的绿色工厂评价指标标准框架基础上，运用车间环境影响评价的维度模型，调整指标项目和权重，建立了船舶涂装车间绿色生产体系评价的指标体系，完成船舶涂装车间环境影响评价模型的构建。4.2 车间环境影响评价维度模型推行绿色制造，就是要通过开展技术创新和系统优化，将绿色设计、绿色技术和工艺、绿色生产、绿色管理、绿色供应链、绿色循环利用等理念贯穿于产品全生命周期中，实现全产业链的环境影响最小、资源能源利用效率最高，获得经济效益、生态效益和社会效益的协调优化，是一项长期性、系统性的工作。为了在绿色制造理念下，构建船舶涂装车间环境影响评价模型，评价和指导其绿色生产体系的建设，我们提出从生产体系层级、企业生命周期、产品生命周期三个维度考察和建立模型的建模方法船舶涂装车间环境影响评价维度模型（见图 3）