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   來源：數控機床網

   機床和生產工藝如何才能做到盡可能有效利用能源？對于行業的許多領域，這個問題極其關鍵。尋求的答案是創新聯盟“綠色車身技術”關注的核心。

   氣候變化和自然資源獲取的有限性，使得提高制造行業能源效益的必要性以及將生產持續性發展作為中心任務，成為人們不斷關注的重點。對原材料不斷增長的需求（例如在發展中國家和新興國家里）以及相關能源和能源價格的不斷攀升，所有這些都使得我們必須對此作出響應。當前阿拉伯世界發生的與原材料可獲得性相關的事件以及現在對能源生產的討論等，都在進一步加重形勢的惡化。

   效益正在成為企業成功的決定性因素除了原材料價格之外，原材料的可用性和易用性的重要意義正在增長。因而，人們可以由此推論，將來特別是與效益相關的經濟因素將決定企業在市場上的成敗。生產與自然資源的聯系特別緊密，受到自然資源短缺的影響。這種依賴產生的一個后果，是需要減少增加生產數量所需的能源，從而提高能源效益。因此，核心問題是：制造企業如何應對這些挑戰以及他們擁有哪些減少能源使用量的手段？在這種形勢下，只能通過政治和調節指令、激勵和鼓勵措施的綜合利用，才能實現能源效益必要的重大增長。為達此目的，需要清晰的國際協調一致的政治框架。“從最少資本中獲取最大利潤”到“從最少能源中獲取最大利潤”的模式轉變，只能通過技術創新和長期性投資予以實現。今天通過使用效益技術和高效益生產設施獲得成本優勢的企業，將能夠在未來從中獲得超比例的回報。

   研究院正在推進能源自給自足、排放中性、人體工程學的工廠理念，利用“能源效益生產”研究工廠作為德國生產技術出口贏家Fraunhofer IWU是在持續性發展能源和能源效益生產技術領域里獲得世界公認的首要研究機構，該機構在全國和國際范圍內協調項目中各項活動的安排。

   可持續性生產技術應能節能約50%作為一個杰出范例，在此值得一提的是得到德國聯邦教育與研究部支持的“綠色車身技術”創新聯盟。在這里，德國汽車行業60多家零部件供應商和設備制造廠家，由大眾公司牽頭并由Fraunhofer IWU進行協調，在從沖壓到油漆的整個車身生產鏈上，共同合作提高能源效益，降低材料用量百分比并減少排放。其夢想是在高效和可持續發展生產技術和設施的基礎上，讓能源節約總量達到50%。

   為了能夠繼續以領袖角色應對各種挑戰，在未來，該研究院將發展并擴展成一家“能源效益生產”研究工廠。在這種背景下，Fraunhofer IWU必須面對的一個挑戰是，實現能源自給自足的生產程序。在實踐中，這意味著一個生產過程要能在獨立于外部能源供應商的情況下，控制和維持一定長度的時間。特別是，包括在電力供應質量波動的過程中，例如，由于穩定性不好的再生能源用量的增加造成網絡電源波動，如何確保質量敏感生產工藝的安全。為了應對這種挑戰，Fraunhofer IWU研究所為機床和折彎技術開發出一個三階段策略，該策略將作為“能源效益生產”研究工廠的一個組成部分予以應用。

   為了提高生產效益水平，第一階段具體目標是提升工藝穩定性，從而降低次品率和生產后的返修工作量。達到這個目標的正確措施，是開發和應用智能工藝監測或調節策略以及使用能源和能源效益的生產技術或系統。在智能工藝組合和一體化整合基礎上，或在創新生產技術基礎上，對工藝鏈進行優化和簡化，代表著前景非常廣闊的另外一種思路。第二階段的目標，是通過整體能源管理實現可持續性發展。在這個階段，目標是尋找什么樣的能源可以在其他應用中加以利用，比如在生產過程中作為廢熱排放到環境的能源。要實現這種能源利用所面對的特別挑戰，是找出這些“損失”來源，存儲這些能源并對之進行轉換。這方面，不僅要研究生產系統或工藝內部的能源互動，而且還要研究生產和環境之間的能源互動。

   將工廠發展成為能源生產者和存儲者第三階段的目標，是用替代能源更換由于將能源排放到環境中而造成的“能源損失”。除了整體化采暖和動力設備以外，使用分散能源供應（如太陽能、風能或者地熱和生物能等再生能源形式）的可能性將變得越來越重要。所以，工廠不僅是能源消耗者，而且還將轉換成為能源的生產和存儲者。提升生產系統效益水平的另外一個方案，是開發賦予仿生學靈感的機床。基本思想是從生物學中選擇解決方案并將其轉換成解決技術問題的方案，在此的重點是運動仿生學。例如，低動態運動和高動態運動的疊加可在其發生時在自然中觀察到，這些觀察到的現象可以轉換成機床運動原理。

   在“綠色車身技術”創新聯盟范圍內有一個子項目，這個子項目的重點是在能源和能源效益車身生產領域方面的役期壽命：撳動按鈕進行對準——用于自動化微調卡緊設備的系統因為在高進給速度、大驅動功率和小體積質量之間存在著相互矛盾的要求，原來追求大型構造的機床概念很快就達到了極限。在多功能機床上，這種情況特別明顯，在大的工作空間與高的機床功能之間存在矛盾。為了解決這種目標方面的矛盾沖突，Fraunhofer IWU研究所與多家企業合作，設法實現一種機床系統，這種系統根據剪床運動力學原理，以疊加傳動結構概念為基礎，將串聯結構的大空間與并聯結構的高動態性結合起來。這種概念的特點，是有意識地在有限區域里實現增強的動態性能，從而提高串聯坐標軸橫向運動的動態性能。

   可以通過面向動態坐標的冗余布置，使得機床特性適應相關工藝步驟要求。對具體測試零部件所進行的系統調查表明，除了機加工質量提高之外，還能夠大幅度降低加工時間，從而獲得20%左右的能源節約。

   減少工作材料用量及零部件的能源消耗因此，面向效益的可持續性生產既涉及到產品制造，也涉及到產品使用。例如，在汽車制造中，效益技術和高效生產設施的使用，不僅降低了工廠中每輛汽車的能源消耗，而且還提供機會，降低生產零部件所需的能源和材料消耗。要實現這個目標，仍然需要繼續進行廣泛的研究，例如提高生產工藝的安全性和材料利用率，或實現閉合能源線路的研究等。