【正文】摘 要：低碳制造的操作是一个系统、全面和实用的过程，涉及各种因素，包括产品设计、管理模式、制造过程、生产设备和个人质量。机械制造业迫切需要实施低碳制造，以解决高能耗和高碳排放的问题。结合产品生命周期理论，建立了机械制造业低碳操作模型的系统框架，该框架由客观层、战略层、工艺层和支撑层组成。这四层彼此密切相关，构成了机械制造业低碳操作模型的有机系统。因此，应确定低碳制造的合理运营模式，以提高能源效率并减少碳排放。
　　关键词：机械制造；低碳制造；低碳操作
　　为社会提供大量生产材料和产品的机械制造业已成为国民经济的支柱产业。然而，它是一个高能耗、严重环境污染和高碳排放的传统行业。如今，全球变暖已成为最受关注的环境问题，二氧化碳排放是全球变暖的最重要原因。对材料可用性、能源价格和新兴环境立法的压力越来越大，促使制造商采取各种措施来减少材料和能源消耗以及碳足迹。低碳制造业引起了世界各地政府、公司和个人的广泛关注。例如，英国政府制定了一项过渡计划，该计划旨在减少排放和保护脆弱环境，前提是保持安全的能源供应，并最大限度地利用经济机会促进英国成为一个低碳国家。此外，中国政府提出了一个雄心勃勃的目标，即与2005年相比，在2020年将单位国内生产总值的二氧化碳排放强度降低40%-45%，该目标已被纳入其长期经济和社会发展计划，作为强制性目标。到目前为止，制造公司已经实施了各种战略来减少碳足迹。此外，大学和研究所的学者对低碳制造的定义和理论进行了大量研究。学者讨论了低碳制造的概念，并探讨了与低碳制造相关的理论模型、表征和实施观点。此外，分析并整合了制造设施的材料流、能源流和废物流，从而开发了一个系统模型，以建立碳流输入和输出之间的相关性，随后将制造过程的能耗分为两类：材料制造的能耗和制造过程的能耗，并进一步提出了减少碳足迹的四项战略。另一方面学者回顾了消费者对低碳汽车态度的证据，并确定了影响消费者采用低碳产品的关键“热点”因素，使用经济投入-产出生命周期评估方法来评估新产品的碳排放，并确定供应链中有问题的碳排放。针对这些研究，本文的实际贡献是阐述低碳制造的定义，并说明机械制造业低碳操作模型的四层系统框架。
　　低碳制造是指通过可持续的制造工艺创造低碳产品，最大限度地减少碳排放和能源消耗。它与可持续制造业不同，可持续制造业不仅强调尽量减少对环境的负面影响，还强调减少资源消耗。从相关研究中可以总结出，低碳制造的操作是一个系统、全面和实用的过程，涉及各种因素，包括产品设计、管理模式、制造过程、生产设备和个人质量。更高的能源需求和更短的经济时间框架使制造业更难实现净零能源。此外，由于低碳制造的复杂性和机械产品的独特性，机械制造业很难成功实施低碳制造。尽管之前关于低碳制造操作模型的研究为低碳制造的定义提供了一些见解，但机械制造业中低碳制造的操作仍然没有明确，例如确定操作目标、选择操作策略、操作程序和支持系统设计。
　　机械制造业创造了施加机械力的最终产品，是制造业的一部分。它通常在制造机器的各个部件时采用多种金属成型工艺，包括锻造、冲压、焊接、成型、加工和组装。制造业包括能源密集型行业和能源密集型较低的行业。作为一个离散的制造系统，机械制造业属于能源密集度较低的行业，其主要能源是电力。根据低碳制造开发过程中的经验和研究结果，建立了机械制造业低碳操作模型的四层系统框架，第一层是目标系统。第一层为机械制造业建立了低碳制造的目标体系。低碳制造业强调协调经济效益，包括低成本、高利润、高生产率和社会效益，涉及了高能效、低碳排放、高资源效率和减少浪费的最大化。因此，协调最大化是指经济利益和社会或环境利益的平衡。更具体地说，客观功能由从经济或社会效益角度出发的各种指数组成。最后，可以全面建立涉及资源和能源消耗以及碳排放的可持续发展范式。第二层低碳操作策略。为减少机械制造业的碳排放，提出了四个方面的运营战略，包括低碳产品设计、源头控制、过程控制和报废产品处置。低碳产品设计意味着提供高能效和资源效率的产品。源头控制是指选择低碳能源供应和低碳足迹的原材料，而不是传统的能源和材料。过程控制是指从节能和材料节约方面全面控制生产过程，以减少碳排放。报废产品处置是指重复使用、再制造或回收二手零件或产品。第三层生命周期过程。产品生命周期阶段包括原材料采购、制造、产品使用和报废产品处置。机械产品不同于化学产品和冶金产品。使用阶段的机械产品的能耗可能高于制造过程中的能耗。因此，低碳制造不仅应涉及制造过程，还应纳入机械产品的使用阶段。只有当在产品生命周期的所有各个阶段实现碳减排时，机械制造业的低碳制造才能实现。第四层支撑系统。为机械制造业建立了低碳制造的支持操作系统和平台，主要包括低碳设计系统、能源信息收集系统、能源优化运行支持系统、碳排放监测和控制系统以及低碳管理信息系统。
　　低碳制造是一种新的制造模式，它全面考虑资源和能源消耗以及碳排放，低碳制造是一项社会或环境计划，可以带来巨大的经济效益。如今，它已成为机械制造业可持续发展的必然选择。尽管如此，低碳制造的运营是复杂的系统工程，涵盖了该行业的各个方面。因此，应确定低碳制造的合理运营模式，以提高能源效率并减少碳排放。为了应对这些挑战，需要从产品生命周期的角度建立低碳运营模型的总体框架，由目标层、战略层、生命周期层和支撑层进行阐述，从多生命周期发展低碳制造。然而，由于低碳制造的复杂性，机械制造业很难成功实施低碳制造。低碳制造的运作机制或规则仍处于理论水平。