当前，环境对制造业提出了更高的要求，能源紧缺对制造业的制约日益加剧，中国制造业必须要增强自主创新能力，以人为本，实现人与自然协调发展，提升附加值和国际品牌竞争力，实现由制造大国向制造强国的历史跨越。而发展绿色和智能制造则是实现该历史跨越的关键所在。
1 绿色制造
绿色制造(Green Manufacturing-GM)，指在保证产品的功能、质量和成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废的整个产品生命周期中不产生环境污染或使环境污染最小化，符合环保要求；节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低，并使企业经济效益和社会生态效益协调最优化。
绿色制造已成为21世纪机械制造业的发展趋势，是实现资源能源高效清洁循环利用与环境影响的最小化，有效保障我国现代化进程与装备制造的有效供给与有效利用，建立资源节约型、环境友好型社会的重要途径，且具有相当的紧迫性。
(1)改进制造工艺，实现少废或无废生产
改革制造工艺，开发新的工艺技术，采用能够使资源和能源利用率高、原材料转化率高、污染物产生量少的新工艺，减少制造过程中资源浪费和污染物的产生，使中间废弃物能够回收再利用、最终废弃物可以分解处理，尽最大限度实现少废或无废生产。在机械加工中，铸造、锻造冲压、焊接、热处理、表面保护等过程中都可以实行绿色制造工艺。具体可以从以下几方面入手：改进工艺，提高产品合格率，采用合理工艺，简化产品加工流程，减少加工工序，谋求生产过程的废料最少化，避免不安全因素，减少产品生产过程中污染物排放，如减少切削液的使用或使用绿色切削液等。目前干式切削技术得到较大发展。
示例：南汽集团公司通过改革工艺技术实现节能降耗
南汽集团公司以前老工艺的生产过程为：先锻造成型，然后进行常规热处理，即把锻件从常温加热到淬火温度860℃。为满足履带链节的淬火需要，锻造公司专门准备了2台热处理炉：1台为长杆件炉，此炉的功率为280 kW，另1台为链板淬火专用炉，此炉功率为380 kW。现工艺改为余热淬火，其工艺过程为：通过一系列的工艺参数控制，把锻后的热锻件直接放入淬火油槽，完成淬火工序。为此，公司投资了专用余热淬火油槽、用于锻件加热高温、合适、低温控制的三路分选装备、1台大功率的中频感应加热装置、为整个系统配套了排油烟通风装置，总投资约250万元。按原工艺，每吨锻件淬火需耗能583 kWh，现仅需1台油循环泵，每吨锻件耗电能15 kWh，以年180万件计，每件4.5 kg，年节约电能460万kWh，节约电费322万元，不到1年即可收回工艺改造设备投资。
(2)研发节能设备或改造老设备，减少资源消耗
要在生产加工过程中实施清洁生产，也需要从绿色制造设计与装备等入手。采用节能设备，研发新设备或改造老设备，实现节能降耗。
示例：采用新设备实现节能
在机械设备中，电气传动系统所耗费的电能占到了60％～70％，采用节能的传动系统可以为机械设备降低更多的能源消耗。通过采用变频器产品调速改变电机、风机及水泵的控制方式，能够产生十分可观的节能效果，也成为当前广泛使用的节能方式。例如在一条纺织机械生产线上，变频器除调节生产线的电机运行速度外，还可以对生产环境进行恒温及恒湿控制，这种对工艺流程的改变不仅提高生产质量，还减少了故障率，减少了能耗。
示例：改造设备实现节能降耗
新飞改造了成型冷却水系统，可实现每年节水18万t；北京松下彩管公司改造了涂屏工序的清洗系统，每年可节水12.7万t。大连三洋家电公司更新了旧的空压机，每年可节电1万度，而且解决了噪音问题。大连三洋公司改造了蒸汽输送系统，每年可节约蒸汽300 t，锅炉冷凝水2 000 t，柴油2万升。
在改造设备方面效果最为突出的是宝山钢铁公司，宝钢是我国的超大型企业，是耗能耗材大户。为降低资源和能源消耗，宝钢制定了19项节能降耗的环境目标和7项节约材料的目标，使本来管理和技术水平已经属世界先进水平的宝钢又上了一个台阶。宝钢实施上述管理和技术体系的11个月与上年同期相比，降低原材料消耗的效益达3 700万元；节能的效益为1.25亿元，使吨钢综合煤耗水平在原来已达世界先进水平的基础上再降29 kg。
(3)采用绿色设计与全生命周期评价方法，减轻环境负荷
绿色设计是从可持续发展的高度审视产品的整个生命周期，强调在产品开发阶段按照全生命周期的观点进行系统性的分析与评价，消除潜在的、对环境的负面影响，为求形成"从摇篮到再生"的过程。
产品全生命周期评价(LCA: Life Cycle Assessment)技术正在成为绿色设计和绿色制造实施的重要工具，是绿色制造前沿技术领域之一，同时也是实施绿色设计和制造的关键和共性基础技术。根据ISO的定义，产品全生命周期评价是对某一产品系统全生命周期的输入、输出及其潜在环境影响进行评价的过程。
示例：Nokia 3G手机生命周期评价
Nokia对其一款3G手机进行了生命周期分析。在此次生命周期分析中，针对一次能源消耗(PEC)、全球变暖指数(GWP)、臭氧破坏潜力指数(ODP)、酸雨指数(AP)、人体健康损害指数(HTP)、光化氧化污染潜力(POCP)等环境影响方面对一款3G手机进行了生命周期评价。其分析结果如下：
在产品制造阶段，对于适度使用的手机来说，一次能源消耗占产品全生命周期能耗的60％；对于过度使用的手机来说，则占54％。
在使用阶段，适度使用的手机一次能源消耗占全生命周期能耗的29％，过度使用的手机一次能源消耗占全生命周期能耗的35％。在使用阶段的能源消耗中，充电器待机能耗占重要比例。
在运输阶段，零部件运输到装配厂的一次能源消耗占总能源消耗的6％，成品运输到消费者手中的一次能源消耗占总能源消耗的5％。
印刷电路板(PWB)的制造是手机中一次能源消耗最多的部件，PWB原材料的消耗和制造消耗一次能耗占总能耗的40％。IC材料消耗和制造能源消耗也占有很大的比重。
生命周期评价提供了产品整个生命周期的能源、资源消耗和环境排放物的广泛信息，并可提出环境负荷改善的措施和建议，是一种具有巨大潜力的环境影响评价理论工具。
(4)利用回收再生和复用技术，实现可再生循环
可再生循环的制造过程主要应用拆卸技术和循环再利用技术。拆卸技术指依据最小附加成本及产品被拆卸后所能获取最大综合利用价值的原则，开发最佳的拆卸程序和方法。通过二次制造将已用过产品的性能特征恢复到接近于新产品的状态，不仅延长产品寿命而且促进部件和材料的循环再利用。循环再利用技术是对拆卸下来的零部件或者分解、还原的材料进行二次利用的技术，在产品的设计制造中考虑两个因素：回收和分解。回收设计致力于开发材料回收技术，如废弃金属粉碎重熔。分解设计是指通过将产品分解为最基本的组分，而尽可能地使产品中几乎所有的材料能够循环利用，金属和非金属材料可通过分解而回收，避免废物产生污染环境。
示例：日本富士施乐的成功经验
富士施乐在日本的循环利用率高达99.99％，在亚太地区为99.3％。2007财年，富士施乐在日本及亚太地区运营的整合资源循环系统成功削减使用新资源3 860 t，降低二氧化碳排放达2.5万t。同年，富士施乐减少了全新零部件的使用，利用循环使用的零部件生产的设备由2005财年的1.1万台增加到2007财年的1.7万台。
通过整合资源循环系统，富士施乐将从用户处回收使用过的复印机和数码多功能设备拆解成零部件，经过严格的质量检验后，符合标准的零部件被送到生产线，而那些不能再利用的零部件则被拆分成44种(日本)或74种(亚太)部件，通过循环处理将其转化为原材料，作为新资源进行再利用，其中包括通常认为最难循环利用的金属、橡胶、玻璃等。
