文章编号:1004-132Ⅹ(2000)01-0105-06
绿色制造的研究现状与发展趋势
刘 飞 教授
刘 飞 曹华军 何乃军
摘要:在总结国内外现有研究状况的基础上,建立了绿色制造的研究内
容体系框架;然后从绿色制造的全球化特征,社会化支撑系统、绿色制造涉及的系统技术和集成技术、绿色并行工程模式、人工智能和智能制造技术在绿色制造中的作用、绿色制造导致的新兴产业6个方面论述了绿色制造研究的发展趋势。
关键词:绿色制造;研究现状;环境;资源
中图分类号:TH 16 文献标识码:A
收稿日期:1999—10—08
基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(863-511-941-005)
制造业将制造资源转变为产品的制造过程,以及产品的使用过程和废弃处理过程中,一方面消耗大量人类社会有限的资源,另一方面造成环境污染,是当前环境污染问题的主要根源。面对当前人类社会可持续发展的需要,制造业必须尽可能减少资源消耗和尽可能解决所带来的环境问题。有鉴于此,实施绿色制造势在必行。
绿色制造可定义如下
[1,2]
:绿色制造是一个综
合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和
社会效益协调优化。
从上述定义可看出[2]
,绿色制造具有非常丰富和深刻的内涵。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。
绿色制造的“制造”涉及到产品整个生命周期,是一个“大制造”的概念,并且涉及到多学科的交叉和集成,因此体现了现代制造科学的“大制造、大过程、学科交叉”的特点。
1 绿色制造的研究现状
绿色制造(Green M anufactur ing ,GM )又称环境意识制造(Environmentally Conscio us M an-ufacturing ,ECM )、
面向环境的制造(M anufactur-ing For Environment ,M FE )等。绿色制造有关内容的研究可追溯到80年代,但比较系统地提出绿色制造的概念、内涵和主要内容的文献是美国
制造工程师学会(SM E)于1996年发表的关于绿
色制造的专门蓝皮书《Green M anufacturing 》[1]
。1998年SM E 又在国际互联网上发表了绿色制造的发展趋势的网上主题报告[3]
,对绿色制造研究的重要性和有关问题又作了进一步的介绍。
绿色制造及其相关问题的研究近年来非常活跃。特别是在美国、加拿大、西欧等一些发达国家,对绿色制造及相关问题进行了大量的研究。
在美国,从一些国家重点实验室到国家研究中心,从东海岸的麻省理工学院到西海岸的Berkeley 加州大学,大量的研究工作正在进行,如Berkeley 加州大学不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构,而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页Greenmfg 。卡奈基美隆大学的绿色设计研究所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研究和教育工作,并与政府、企业、基金会等广泛合作。不少企业也进行了大量研究,如1996年美国SM E 学会关于绿色制造研究的圆桌会议的大多数骨干是来自企业界的负责人或代表。美国AT&T 公司还在企业技术学报上发表了不少关于绿色制造的研究论文[4]
。美国国家科学基金会也对绿色制造中的相关问题的研究给予了高度重视和支持,如美国国家科学基金会1999年资助课题报告会(NSF De-sign &M anufacturing Grantees Conference)所报告的与绿色制造相关的研究课题就有十余项。在此届大会上,NSF 设计与制造学部主任Martin -Vega 博士在大会主题报告[5]中还指出了未来制造业面临的六大挑战性问题,环境相容性问题就是其中之一,而且指出目标就是减少制造过程中的废弃物和把产品对环境的影响降到最低限度;随后,M artin-Veg a 博士又提出未来的“十大关
绿色制造的研究现状与发展趋势——刘 飞 曹华军 何乃军
键技术”,其中包括“废弃物最小化加工工艺”。加拿大Windsor 大学建立了环境意识设计和制造实验室(ECDM lab)和基于WWW 的网上信息库,发行了International Journal of Environ-mentally Co nscious Design and M anufacturing 杂志。对环境意识制造中的环境性设计、生命周期分析(Life Cy cle Analysis ,LCA)等进行了深入的研究[6]
。ECDM lab 1995年开发了一套有关环境性设计的设计软件EDIT (Environmental Desig n Industr ial Tem plate)[7]。
在欧洲,国际生产工程学会CIRP 近几年每年均有不少论文对环境意识制造、多生命周期工程等与绿色制造本质一致的问题进行了研究[8]。英国CfSD (T he Centre for Sustainable Desig n )对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究,并开展了有关的教育工作,发行了T he Jour-nal of Sustainable Pro duct Design 杂志。总之,绿色制造的研究正在国际上迅速开展。特别是近年来,国际标准化组织ISO 发布了有关环境管理体系的ISO 14000系列标准,推动着绿色制造的研究更加活跃和迅速发展。
在我国,近年来在绿色制造及相关问题方面也进行了大量的研究,国家自然科学基金和国家863/CIM S 主题均支持了一定数量的绿色制造方面的研究课题,已取得了不少研究成果。国家863/CIM S 主题还在中国现代集成制造系统网络(CIM SNet )开辟了绿色制造专题,对国内外绿色制造研究情况进行了综合介绍(http://w w https://www.doczj.com/doc/f62123925.html, )。国内不少高校和研究院所对绿色制造的理论体系、专题技术等都进行了大量的研究。国家环保局于1996年1月批准成立了国家环保总局华夏环境管理体系审核中心,专门负责ISO14000系列标准在我国的实施、培训工作以及同国际有关机构的交流。并建立了专门的网站——中国环境管理体系认证信息网。ISO14000环境管理体系标准引起了我国众多企业的重视,根据最新统计,截至1999年9月2日,厦门ABB 开关有限公司、上海高桥巴斯夫分散体有限公司、青岛海尔电冰箱股份有限公司等117家企业获得ISO14000标准认证。
2 绿色制造的研究内容体系
总结国内外已有的研究工作,可建立绿色制造的研究内容体系,见图1。2.1 绿色制造的理论体系和总体技术
绿色制造的理论体系和总体技术是从系统的角度,从全局和集成的角度,研究绿色制造的理论体系、共性关键技术和系统集成技术。
(1)绿色制造的理论体系 包括绿色制造的资源属性、建模理论、运行特性、可持续发展战略,以及绿色制造的系统特性和集成特性等。(2)绿色制造的体系结构和多生命周期工程 包括绿色制造的目标体系、功能体系、过程体系、信息结构、运行模式等。绿色制造涉及产品整个生命周期中的绿色性问题,其中大量资源如何循环使用或再生,又涉及产品多生命周期工程这一新概念。
(3)绿色制造的系统运行模式——绿色制造系统 只有从系统集成的角度,才可能真正有效地实施绿色制造。为此需要考虑绿色制造的系统运行模式——绿色制造系统[9]。绿色制造系统将企业各项活动中的人、技术、经营管理、物能资源、生态环境,以及信息流、物料流、能量流和资金流有机集成,并实现企业和生态环境的整体优化,达到产品上市快、质量高、成本低、服务好、有利于环境,并赢得竞争的目的。绿色制造系统的集成运行模式主要涉及绿色设计、产品生命周期及其物流过程、产品生命周期的外延及其相关环境等。
(4)绿色制造的物能资源系统 鉴于资源消耗问题在绿色制造中的特殊地位,且涉及绿色制造全过程,因此应建立绿色制造的物能资源系统,
中国机械工程第11卷第1-2期2000年2月
并研究制造系统的物能资源消耗规律、面向环境的产品材料选择、物能资源的优化利用技术、面向产品生命周期和多生命周期的物流和能源的管理与控制等问题。作者们综合考虑绿色制造的内涵和制造系统中资源消耗状态的影响因素,构造了一种绿色制造系统的物能资源流模型[10]。2.2 绿色制造的专题技术
(1)绿色设计技术 绿色设计是指在产品及其生命周期全过程的设计中,充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,优化各有关设计因素,使得产品及其制造过程对环境的总体影响和资源消耗减到最小[11]。
(2)绿色材料选择技术 绿色材料选择技术是一个系统性和综合性很强的复杂问题。一是绿色材料尚无明确界限,实际中选用很难处理。二是选用材料,不能仅考虑其绿色性,还必须考虑产品的功能、质量、成本等多方面的要求,这些更增添了面向环境的产品材料选择的复杂性。美国卡奈基梅龙大学Ro sy提出了基于成本分析的绿色产品材料选择方法,它将环境因素融入材料的选择过程中,要求在满足工程(包括功能、几何、材料特性等方面的要求)和环境等需求的基础上,使零件的成本最低[12]。
(3)绿色工艺规划技术 大量的研究和实践表明,产品制造过程的工艺方案不一样,物料和能源的消耗将不一样,对环境的影响也不一样。绿色工艺规划就是要根据制造系统的实际,尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。Bekerley大学的Sheng.P等提出了一种环境友好性的零件工艺规划方法,这种工艺规划方法分为2个层次:1基于单个特征的微规划,包括环境性微规划和制造微规划;o基于零件的宏规划,包括环境性宏规划和制造宏规划。应用基于Internet的平台对从零件设计到生成工艺文件中的规划问题进行集成。在这种工艺规划方法中,对环境规划模块和传统的制造模块进行同等考虑,通过两者之间的平衡协调,得出优化的加工参数[13,14]。
(4)绿色包装技术 绿色包装技术就是从环境保护的角度,优化产品包装方案,使得资源消耗和废弃物产生最少。目前这方面的研究很广泛,但大致可以分为包装材料、包装结构和包装废弃物回收处理3个方面。当今世界主要工业国要求包装应做到“3R1D”(Reduce减量化、Reuse回收重用、Recycle循环再生和Degradable可降解)原则。我国包装行业“九五”至2010年发展的基本任务和目标中提出包装制品向绿色包装技术方向发展,实施绿色包装工程,并把绿色包装技术作为“九五”包装工业发展的重点,发展纸包装制品,开发各种代替塑料薄膜的防潮、保鲜的纸包装制品,适当发展易回收利用的金属包装及高强度薄壁轻量玻璃包装,研究开发塑料的回收再生工艺和产品[15]。
(5)绿色处理技术 产品生命周期终结后,若不回收处理,将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为面向环境的产品回收处理是个系统工程,从产品设计开始就要充分考虑这个问题,并作系统分类处理。产品寿命终结后,可以有多种不同的处理方案,如再使用、再利用、废弃等,各种方案的处理成本和回收价值都不一样,需要对各种方案进行分析与评估,确定出最佳的回收处理方案,从而以最少的成本代价,获得最高的回收价值,即进行绿色产品回收处理方案设计。评价产品回收处理方案设计主要考察三方面:效益最大化、重新利用的零部件尽可能多、废弃部分尽可能少[16]。
2.3 绿色制造的支撑技术
(1)绿色制造的数据库和知识库 研究绿色制造的数据库和知识库,为绿色设计、绿色材料选择、绿色工艺规划和回收处理方案设计提供数据支撑和知识支撑。
绿色设计的目标就是如何将环境需求与其它需求有机地结合在一起。比较理想的方法是将CAD和环境信息集成起来,以便设计人员在设计过程中,像在传统设计中获得有关技术信息与成本信息一样,能够获得所有有关的环境数据,这是绿色设计的前提条件。只有这样设计人员才能根据环境需求设计开发产品,获取设计决策所造成的环境影响的具体情况,并可将设计结果与给定的需求比较对设计方案进行评价。由此可见,为了满足绿色设计需求,必须建立相应的绿色设计数据库与知识库,并对其进行管理和维护。
(2)制造系统环境影响评估系统 环境影响评估系统要对产品生命周期中的资源消耗和环境影响的情况进行评估,评估的主要内容如下:制造过程物料的消耗状况、制造过程能源的消耗状况、制造过程对环境的污染状况、产品使用过程对环境的污染状况、产品寿命终结后对环境的污染状况等。
制造系统中资源种类繁多,消耗情况复杂,因而制造过程对环境的污染状况多样、程度不一、极
绿色制造的研究现状与发展趋势——刘 飞 曹华军 何乃军
其复杂。如何测算和评估这些状况,如何评估绿色制造实施的状况和程度是一个十分复杂的问题。
因此,研究绿色制造的评估体系和评估系统是当前绿色制造研究和实施急需解决的问题。当然此问题涉及面广,又非常复杂,有待于作专门的系统研究。
(3)绿色ERP管理模式和绿色供应链 在绿色制造的企业中,企业的经营和生产管理必须考虑资源消耗和环境影响及其相应的资源成本和环境处理成本,以提高企业的经济效益和环境效益。其中,面向绿色制造的整个(多个)产品生命周期的绿色M RP II/ERP管理模式及其绿色供应链是重要研究内容。
(4)绿色制造的实施工具和产品 研究绿色制造的支撑软件,包括计算机辅助绿色设计、绿色工艺规划系统、绿色制造的决策支持系统, ISO14000国际认证的支撑系统等。
3 绿色制造的发展趋势
3.1 全球化——绿色制造的研究和应用中将愈来愈体现全球化的特征和趋势
绿色制造的全球化特征体现在许多方面:
?制造业对环境的影响往往是超越空间的,人类需要团结起来,保护我们共同拥有的惟一的地球。
?ISO14000系列标准的陆续出台为绿色制造的全球化研究和应用奠定了很好的基础,但一些标准尚需进一步完善,许多标准还有待于研究和制定。
?随着近年来全球化市场的形成,绿色产品的市场竞争将是全球化的。
?近年来,许多国家对进口产品要进行绿色性认定,要有“绿色标志”。特别是有些国家以保护本国环境为由,制定了极为苛刻的产品环境指标来限制国际产品进入本国市场,即设置“绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国企业提高产品绿色性提供技术手段,从而为我国企业消除国际贸易壁垒进入国际市场提供有力的支撑。这也从另外一个角度说明了全球化的特点。
3.2 社会化——绿色制造的社会支撑系统需要形成
绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与,以建立绿色制造所必需的社会支撑系统。
绿色制造涉及的社会支撑系统首先是立法和行政规定问题。当前,这方面的法律和行政规定对绿色制造行为还不能形成有力的支持,对相反行为的惩罚力度不够。立法问题现在已愈来愈受到各个国家的重视。
其次,政府可制定经济政策,用市场经济的机制对绿色制造实施导向,例如,制定有效的资源价格政策,利用经济手段对不可再生资源和虽可再生资源但开采后会对环境产生影响的资源(如树木)严加控制,使得企业和人们不得不尽可能减少直接使用这类资源,转而寻求开发替代资源。又如,城市的汽车废气污染是一个十分严重的问题,政府可以对每辆汽车年检时,测定废气排放水平,收取高额的污染废气排放费。这样,废气排放量大的汽车自然没有销路,市场机制将迫使汽车制造厂生产绿色汽车。
企业要真正有效地实施绿色制造,必须考虑产品寿命终结后的处理,这就可能导致企业、产品、用户三者之间的新型集成关系的形成,例如,有人就建议,需要回收处理的主要产品,如汽车、冰箱、空调、电视机等,用户只买了使用权,而企业拥有所有权,有责任进行产品报废后的回收处理。
无论是绿色制造涉及的立法和行政规定以及需要制定的经济政策,还是绿色制造所需要建立的企业、产品、用户三者之间新型的集成关系,均是十分复杂的问题,其中又包含大量的相关技术问题,均有待于深入研究,以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。
3.3 集成化——将更加注重系统技术和集成技术的研究
要真正有效地实施绿色制造,必须从系统的角度和集成的角度来考虑和研究绿色制造中的有关问题。
当前,绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究将成为绿色制造的重要研究内容。
绿色制造集成化的另一个方面是绿色制造的实施需要一个集成化的制造系统来进行。为此,文献[11]提出了绿色集成制造系统的概念,并建立了一种绿色集成制造系统的体系框架:该系统包括管理信息系统、绿色设计系统、制造过程系统、质量保证系统、物能资源系统、环境影响评估系统6个功能分系统,以及计算机通讯网络系中国机械工程第11卷第1-2期2000年2月
统和数据库/知识库系统等2个支持分系统以及与外部的联系。
绿色集成制造技术和绿色集成制造系统将可能成为今后绿色制造研究的热点。
3.4 并行化——绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式
绿色设计今后仍将是绿色制造中的关键技术。绿色设计今后的一个重要趋势就是与并行工程的的结合,从而形成一种新的产品设计和开发模式——绿色并行工程。
绿色并行工程又称为绿色并行设计,是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法,以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程,力求使产品开发人员在设计一开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。
绿色并行工程涉及一系列关键技术,包括绿色并行工程的协同组织模式、协同支撑平台、绿色设计的数据库和知识库、设计过程的评价技术和方法、绿色并行设计的决策支持系统等。许多技术有待于今后的深入研究。
3.5 智能化——人工智能和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用
绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TQ CS(即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C和为用户提供的服务S)目标体系与环境影响E和资源消耗R的集成,即形成了T QCSRE 的决策目标体系[17]。要优化这些目标,是一个难于用一般数学方法处理的十分复杂的多目标优化问题,需要用人工智能方法来支撑处理。另外,绿色产品评估指标体系及评估专家系统,均需要人工智能和智能制造技术。
基于知识系统、模糊系统和神经网络等的人工智能技术将在绿色制造研究开发中起到重要作用,如在制造过程中应用专家系统识别和量化产品设计、材料消耗和废弃物产生之间的关系;运用这些关系来比较产品的设计和制造对环境的影响;使用基于知识的原则来选择实用的材料等。
3.6 产业化——绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成
除大家已注意到的废弃物回收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业外,另有两大类产业值得特别注意:
(1)绿色产品制造业 制造业不断研究、设计和开发各种绿色产品,以取代传统的资源消耗较多和对环境负面影响较大的产品,将使这方面的产业持续兴旺发展。
(2)实施绿色制造的软件产业 企业实施绿色制造,需要大量实施工具和软件产品,如计算机辅助绿色产品设计系统、绿色工艺规划系统、绿色制造决策系统、产品生命周期评估系统、ISO14000国际认证支撑系统等,将会推动新兴软件产业的形成。
4 结论
绿色制造对未来制造业的可持续发展至关重要。国内外近年来对绿色制造已作了大量的研究。总结绿色制造的现有研究,可建立绿色制造的研究内容体系框架。该框架将绿色制造的研究内容分成绿色制造的理论体系和总体技术、绿色制造的专题技术和绿色制造的支撑技术三方面,每一方面又包括若干组成部分。绿色制造的发展趋势可用全球化、社会化、集成化、并行化、智能化和产业化简要描述。
参考文献:
[1] M elng k S A,Smit h R T.Gr een M anuf act ur ing.
D earbo rn,U SA:So ciety o f M manufacturing
Eeng ineers,1996:2～5
[2] 刘飞,张华,岳红辉.绿色制造——现代制造业的
可持续发展模式.中国机械工程,1998,9(6):76
～78
[3] Duffie N.T r ends in gr een manufactur ing.CA SA/
SM E T echnolog y T r ends,1998(8):(http://
w w w.sme.o rg)
[4] Dickinson D A,Dr aper C W.Gr een pr oduct manu-
factur ing.A T&T T echnical Journal,1995(N ov/
D ec):26～35
[5] M ar tin-Veg a L A.DM I II:P ast,Pr esent,and
F uture Per spectives.K ey Repo rt,1999N SF De-
sig n&M anufactur ing Gr antees co nfer ence,L os
A ng eles,U SA,1999:20～26
[6] Jo hnson M,W AN G M.Env ir onmental Conscious
M anufactur ing:A L ife-Cycle A na ly sis.10t h In-
ter natio nal Co nf er ence on CA D/CA M,Ro bo tics
a nd Facto ries o f t he F ut ur e,A ugust1994,O t-
ta wa,Canada.(http://w w w.uw indso r.ca/main/
imse/people/ecdm info.html)
[7] W A NG M H.An Enviro nment al Co nscio us D esign
T oo l.Pr oceedings of Inter nat ional Conference on
A uto matio n T echno lo gy,T aiwan,1994.(http://
w w w.uw indso r.ca/main/imse/people/ecdm_in-
fo.html)
绿色制造的研究现状与发展趋势——刘 飞 曹华军 何乃军
[8] Z ust R,Gaduff G.L ife-cy cle mo deling as an in-str ument for life -cycle eng ineering .A nnals of the
CI RP ,1997,46(1):351～354
[9] 刘飞,张华,陈晓慧.绿色制造的集成特性和绿色
集成制造系统.计算机集成制造系统,1999,5(4):4～13
[10] L IU F ei ,CHEN G Xiao hui ,Z HA N G Hua .T he
r eso urce flo w ing model o f gr een manufacturing systems.In:Pr oc.o f 4th Inter natio na l Confer -ence on CIM ,1997,Sing apo re :Spr inger -V er -lag,1997:188～194
[11] 刘志峰,刘光复.工业产品可拆卸性设计系统模型
研究.中国机械工程,1998,9(1):69～71
[12] Ro sy W ,CHEN D .A system metho do lo gy of ma-ter ial selectio n w it h env iro nment al co nsider a-tio ns.IEEE,1994:252～257
[13] SHENG P ,Sr iniv asa n M .M ulti -object ive pro -cess planning in env iro nmentally co nscio us manu-facturing :a feat ur e-based appro ach.A nnals of the CIRP ,1995,44(1):433～437
[14] SHEN G P ,Sr iniv asan M .Hierar chical par t plan-
ning str ateg y fo r env iro nmentally co nscio us ma-chining ,A nnals of the CIR P ,1996,45(1):455～460
[15] 全国包装行业“九五”发展规划及2010年远景发展
目标.中国包装,1996,16(3):16～20
[16] Zussman E ,K riwet A ,Seliger G .Disa ssembly
A ssessment M et ho do log y to Suppor t Desig n for Recy cling.A nnuals o f the CIR P,1994,42(1):9～14
[17] L IU Fei .A Decisio n -M aking F ramew o rk M o del
o f G reen M anufactur ing.Pr oc.o f the 15th Inter -natio nal Confer ence on Computer -A ided P ro -duction Engineer ing ,D ur ham,U K ,1999:716～721
(编辑 华 恒)
作者简介:刘 飞,男,1948年生。重庆大学(重庆市 400044)制造工程研究所所长、教授、博士、博士研究生导师、国家级突出贡献中青年专家。主要研究方向为制造系统工程和制造自动化。获部省级以上成果奖10余项。出版著作7部。发表论文170多篇。曹华军,男,1978年生。重庆大学机械工程学院硕士研究生。何乃军,男,1971年生。重庆大学机械工程学院博士研究生。
文章编号:1004-132Ⅹ(2000)01-0110-04
可持续?知识化?数字化?可视化
——21世纪制造技术创新策略
宾鸿赞 教授
宾鸿赞
摘要:回顾分析20世纪的NC 加工和生长型制造两个突破性的制造技
术的创新成果,提出21世纪制造技术的创新策略:可持续发展是制造创新的
动力与空间,知识化是创新的资源,数字化是创新的手段,可视化是创新的虚拟检验。
关键词:可持续;知识化;数字化;可视化;制造技术;创新中图分类号:TH -1 文献标识码:A
1 20世纪的制造技术创新
人类在20世纪取得了令人瞩目的制造技术成果,其中数控(NC )加工技术与生长型制造技术(M IM ,或称可控添加材料制造,RPM )是两项突破性创新成果。
20世纪50年代创新出NC 加工技术,将传统的由工人、机械模板、行程开关产生的加工信
收稿日期:1999—08—17
息数字化,开创了现代制造技术的新局面。由此演绎出一系列的现代制造模式:NC 、DNC 、CNC 、CAD /CAM 、MC 、FMC 、FM S 、CIM S 。就目前的发展水平可以说,任何复杂的几何形状(曲面、曲线)都能用CNC 加工方法制造出来。
20世纪90年代,出现了一种崭新的、不同于传统概念上的制造技术,它是采用粘结、熔结、聚合作用或化学反应等手段,有选择地固化(或粘结)液体(或固体)材料,用二维的制造方法制
中国机械工程第11卷第1-2期2000年2月
Wuhan,China) p80-85
Abstract:T he w eakness o f tr aditio nal manufacturing mode is analyzed o n the basis of a br ief r eview of the suc-cess and the failure o f industr ial econo my during the last tw o centuries.A nd the necessit y for tr ansfo rming manu-facturing mode is affir med by pointing out t he huge co m-plex ity in today's manufactur ing systems and pr ocesses. T he advantag es and disadvantag es of o ther-or ganization mode in man-made sy stems,on one side,and the self-or-ganization mo de in natur al sy stems,o n t he other side, ar e co mpared.T he nature and the mechanism o f self-or-ganization ar e elabor ated.T he t ransfor m fro m o ther-or-ganization to self-o rg anizatio n sho uld be the only w ay for manufact ur ing to o ver come the difficulties in the post-in-dustr y er a.Self-o rg anizatio n w ill be as the philo so phy in the manufacturing of next century and the m ain natur e of the manufacturing system of nex t g eneration.T he influ-ence of self-or ganized pr ocesses on the enviro nment is ex-plor ed a nd the co ncept o f"Entr opy Po llutio n"is de-duced.T he w ay for lig ht ening entr opy pollution is dis-cussed.Sever al r esearch pro jects and key pr oblems to be solved related to manufacturing mode of self-or ganization ar e sug gested.F inally,a thoug ht o f understanding,co n-st ructing and o perating manufactur ing systems fr om the viewpoint of o rder a nd entro py is presented.
Key words:manufact ur ing mo de self-o rg aniza-tio n entr opy po llutio n
Research on Advanced Manuf acturing Mode Supporting Rapid Product Innovation W AN G Y ingluo(Xi′an Jiaot ong U niver sity,Xi′an,China) p86-88
A bstr act:In era of know ledg e economic,com peti-tiv e po wer of m anufactur ing is deter mined by new pro-duct r apid dev elopment capacity,which ro ot s in adv anced manufact ur ing mo de.Co nsider ing about the situation of competit ion enviro nm ent at home and abr o ad,w e sugg est using ag ile netw or k manufacturing mode t o suppor t pr od-uct inno vation.In this paper,t he r ela ted r esea rch co n-tents and metho ds ar e raised.
Key Words:know ledg e eco no mic A M M ag ile netw or k m anufactur ing
Zero Time:a Conceptual Architecture for21st Century Enterprises ZHO U Bo sheng(Beijing U niver sity of A ero na ut ics&A str onautics,Beijing,China) FA N Do ng ping p89-92,113
Abstract:In t his paper it is discussed the fiv e Zer o T ime Rules based o n V ert ical T ime,Neg ativ e T ime and Zer o T ime,w hich ar e first presented by Ray mond T. Y eh and K er i E.Pear lso n.T he concept ual ar chit ect ur e for21st centur y ent erprise are descr ibed,and the stra te-gy,disciplines and a ppro aches t o Zer o T ime Enter pr ise ar e also indicat ed.In the end,sev er al issues are pointed out,w hich should be paid att ent ion t o when appro aching to Zero T ime Ent erprise.
Key words:v ertica l time neg ativ e time zer o tim e zer o time rules zer o t ime enterpr ise
Digital Factory-Manufacturing Industry in the Informa-tion Age L I Y ongbin(T he Ho ng K ong P olytechnic U-niver sity,Hong Ko ng,China) p93-96
Abstract:With the advances in inno vative info r ma-tio n and mana gement too ls,the co re of manufact ur ing has shifted fro m the physical pro ductio n of go ods to t he sy s-tematic pr ocessing o f kno w ledge.T he dig ital facto ry pro-vides an int er activ e co mput er simulatio n pla tfor m to r e-duce the pr oduct development cy cle,optimize the manu-facturing pro cesses and pro ductio n log istics in a dig ital envir onment prior to act ua l pr o ductio n,and also link up g eo g raphically dispersed enter pr ises,supplier s and cus-tomer s in the vir tual market space.T he successful launching o f the digital factor y r elies no t only o n techno-lo gical issues but also a fundamental change in the oper a-tio n model o f modern business.T he future com peti-tiv eness o f t he manufacturing business depends on a close matching of the physical factor y and the digit al facto r y.
Key words:digit al facro ty da ta facto ry know ledge pro cessing pro duct dev elo pment v ir tu-al m arket
The Next Generation Manuf acturing of USA and the Strategies of China Z HA N G Shu(T ongji U niver sity, Shanghai China) p97-100
Abstract:T he inf luence of know ledg e-based eco-nomics o n ma nufacturing indust ry and tr ends o f its g lo b-aliza tio n ar e discussed.Histo ry and state-of-t he-art of manufact ur ing mo de,fr om mass pro ductio n to lean pro-ductio n and for w ard to ag ile manufact ur ing hav e been r e-viewed.T he nex t generat ion manufactur ing pro ject in-clude its str ateg y and imper ativ es in U nite Stat es are in-tr oduced.T he challeng es of Chinese manufacturing en-ter pr ise faced in nex t deca de ar e considered.F our sug-gestions including innov ation,kno w ledge manag ement, system int eg r atio n a nd new mat eria ls,pr ocesses and e-quipment for guiding the w ay to deal w it h t he situation ar e pr esent ed.
Key words:nex t g enerat ion manufact ur ing know ledge based eco nomics pro ductio n mode Research On Network-based Agile Manuf acturing Y AN Junqi(Sha ng hai Jiaot ong U niv ersit y,Shanghai, China) N I Y anro ng M A Deng zhe p101-104 Abstract:With the development o f netw or k technol-og y,info r matio n becomes no t only the crucial do minate factor o f manufact ur ing but also the activ e driving factor of manufact ur ing.U nder t he backg r ound,this paper analy ses t he infor matio n demands o f manufa ct ur ing and clar ifies the act ua lit y in agile manufacturing.T he paper also br ings for war d how car r y the ag ile manufacturing scheme into ex ecut ion.T he scheme includes some key technolog ies.
Key Words:info rmation ag ile manufacturing netw or k
On State-of-the-Art of Green Manuf acturing L IU F ei (Cho ngqing U niv ersity,Cho ng qing,China) CA O Hua-jun HE N ailjun p105-110
Abstract:T he inv estig atio ns on g reen manufacturing ar e incr easing v er y quickly during r ecent y ears.In this paper,the st ate-o f-the-art on the investig ations is sum-marized and the system fr amewo rk of the r esearch co n-tents on gr een manufactur ing is bro ught for w ard.T he de-veloping tr ends on g reen manufactur ing ar e analyzed fro m six aspect s:g lobal g reen ma nufacturing,social suppo r t-ing system,gr een integ ra ted manufacturing,g reen co n-cur rent eng ineer ing,r ole o f intelligent manufactur ing on g reen manufa ct ur ing and g reen new indust ries.
Key words:g r een manufactur ing state-of-the-ar t enviro nment r esour ce
Sustainability?Knowledge-Base?Digitization?Visual-ization——on the innovation strategy f or manuf acturing technology in the21st century BIN Hongzan (Huazhong U niver sity of Science&T echno lo gy,Wuhan, China) p110-113
Abstract:It is po inted out that NC machining and M IM(mat erial incr ease manufacturing)ar e two break thr ough inno vation achievem ents in the field of manufac-
CHINA M ECHANICAL ENGINEERING V ol.11,No.1-2,2000
精益生产与绿色制造的现状和发展趋势 Xxxxxxxxx Xxxxxxxxxxxxx 摘要：本文在总结国内外现有研究状况的基础上论述了我国目前企业应用精益生产与绿色制造的现状和发展趋势。 关键词：精益生产，绿色制造 1.精益生产的现状和发展趋势 1.1观念的问题 企业信息化是一种将企业的人、财、物等资源进行优化配置的一种管理手段。"眼见为实"的传统观念障碍在一些企业还未能突破。 1.2管理的问题 企业信息化涉及企业长远的发展目标战略，组织机构的调整和业务流程的重组，而一些企业还残留着计划经济时代落后的经营体制和管理方式，这已经成为企业进行信息化的主要障碍。突破现存的落后的管理方式，重组组织机构和业务流程，才能为企业信息化的顺利进行铺平道路。信息技术带动传统制造业升级的同时，先进的管理理念和信息化的融合才能给企业带来质的飞跃。这些都是在企业高层介入下才能完成的，企业的高层领导必须重视并参与信息化工作，特别是在信息资源规划阶段。因为信息是企业的重要资源，资源的规划直接关系到如何发挥信息资源的作用，此外信息资源规划涉及企业长远的发展战略，只有高层领导才能决定这些重大的事情。 1.3认识的误区 许多汽车生产企业把信息化规划看成是有计划地购买管理系统，在其规划方案中主要体现出来的是财务系统、ERP系统、SCM系统、CRM系统等投资计划，好像经过若干年后，这些系统都购买齐全之后，企业的信息化也就达到一个高度了。其实这也是一种误解。 实际上企业信息化的目标需要不仅体现在信息管理系统的实施和效益指标上，信息化的效果要体现在全面的投资上面，信息规划不仅仅要考虑到信息管理系统和投资效益，除了规划问题之外还要解决好人力资源问题、安全问题等。 1.4信息资源规划问题 在汽车生产企业内部，不论产品的设计、材料配件的采购、加工制造和总装，还是销售和客户服务等过程，无不充满着信息的产生、流通和应用。传统企业各个部门各自为政，这些信息并没有得到有效的组织和开发利用。即使各个部门引进或者开发了自己的应用系统，但由于缺乏统一的信息资源规划，各个部门之间形成了许多"信息孤岛"，根本无法发挥信息
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
产品数据管理 结课论文 绿色制造 学院： 专业： 姓名： 学号： 日期：
绿色制造 摘要：在可持续发展的背景下，制造业实行绿色制造技术势在必行。本文介绍了绿色制造的概念与国内外研究现状。绿色制造技术主要包括：干切、准干切、少无切削加工和产品全生命周期制造。绿色制造的发展趋势：全球化、社会化、集成化、并行化和智能化。 关键词：绿色制造；绿色技术；发展趋势 20世纪60年代以来，全球经济以前所未有的高速度持续发展，但由于忽略了环境污染，带来了全球变暖、臭氧层破坏、酸雨等恶果。大量消费品因生命周期的缩短，造成废旧产品数量猛增。各国已经意识到环境问题的重要性，并相继提出了环境治理的方法和措施，但传统的环境治理方法是末端治理，不能从根本上实现对环境的保护。要想彻底解决这些环境污染问题，必须从源头上进行治理。具体到制造业，就是要考虑产品整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源，减少有害废物和固体、液体、气体的排放物，改进操作安全，减轻对环境的污染。 目前制造业存在着一下弊端：旧机床的改造与更新，随着制造技术的飞速发展机床的更新速度也在加速，带来许多机床的老旧与闲置，造成资源浪费；材料与能源的浪费，机械制造业中能源和原材料的浪费现象较为明显，满地的切屑、小零件与油污；环境保护意识淡薄，由于观念、资金或技术等方面的原因，一些中小企业对环境的污染还比较严重；产品的回收利用率低，长期以来我们沿袭的生产模式是：生产、流通、消费、废弃的开式循环模式。 当前，世界上掀起一股“绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，并列入世界议事日程，制造业将改变传统制造模式，推行绿色制造技术势在必行。随着人们环保意识的增强，那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业，将会在市场竞争中被淘汰，使发展绿色制造技术势在必行。 1绿色制造的概念与研究现状 1.1绿色制造的概念 绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
论绿色制造的发展现状和发展趋势 摘要：当今世界随着社会发展水平的日益提高，人与自然的矛盾变得日益突出，资源，人口之间的问题越来越严重，并且对后续人类社会的发展产生日益重大的 影响。因此“绿色制造”的概念应运而生。本文从绿色制造产生的背景，当前工业 发展中的绿色制造应用现状和未来的发展趋势三方面讨论了“绿色制造”。探讨了 我国目前的绿色制造发展研究情况，探讨了绿色制造技术与其他的先进制造方法 的结合情况等。 关键词：绿色制造现状趋势 一、“绿色制造”工业生产概念的产生背景 人类进入工业社会已经有百余年的历史，工业的发展会需要大量的自然资源，尤其是近年来工业对自然资源的剥夺日益严重，伦敦“光化学烟雾”，中国雾霾等 环境问题日益突出，所以环境保护迫在眉睫。如何解决人类社会与环境保护的关 系成为了大家关注的焦点问题。有关国家的能源部通过实验和检测得出结论：人 类社会的资源消耗在未来的几年将以每年20%的速度增长，这个比例在发展中国 家甚至更高，并且有数据显示，环境污染方面废料大多数来自于制造业，它们每 年产生约75亿吨的废料，这其中有害废料甚至高达10亿吨，并且更新速度越来 越快，报废产品的数量越来越多，越来越惊人。末端治理的方法常常被传统制造 业采用来解决环境污染问题。但是这种方法有其弊端，就是投资大，成本高并且 又消耗了大量的能源和资源。因此，在这种大背景下，绿色制造便应运而生，借 此解决人类社会发展延续和自然环境之间的关系。绿色制造，其英文名称为Green Manufacturing, 绿色制造又被人们称之为环境意识制造，是指在保证产品成本，质量和功能的前提下，综合考虑环境影响和效率的现代制造模式，其目标是 使得产品从设计，制造，包装，运输，使用到报废处理的整个产品生命周期中， 对环境的负面影响最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。 二、当前绿色制造技术的发展情况 绿色制造技术具有系统性，突出预防性，保持合适性，符合经济型和有效性 和动态性的特点。绿色制造技术的理念和要求贯穿了原材料开采，原材料生产， 产品加工，产品装配，产品绿色包装，用户，产品使用及维护，产品报废等各个 环节，并且在回收材料分类中能够做到对可再利用的零部件充分利用，不可再生 的废弃物无害化处理等要求。在绿色制造发展应用中始终贯穿着绿色设计技术， 绿色制造工艺，绿色包装技术等技术环节。能够遵循环境原则，性能原则，收益 原则和美学原则，降低资源消耗，减少废物排放，降低影响安全健康的风险，对 于不可回收的报废产品尽量做到生态降解。对于绿色制造的产品，必须有着优良 的性能，做到可靠性和适应性俱佳。对于企业来说，绿色制造能够保证让他们减 少产品成本，实现利润最大化。对于消费者而言，能够让产品符合消费者的审美 观和审美品位。随着智能化的发展，绿色制造技术变得更加人性化，它能够在分 析现有工艺的基础上，开发出新型工艺技术，替代工艺技术或者是优化现有的工 艺技术，在此基础上明确用户要求及市场需求与限制，设计出新型机床及加工系统，并在企业实施制造。对于废料，能够做到使得环境污染降到最低，回收利用 率提到最高，废弃物最少的原则，最终生物降解或掩埋或者是焚烧。综上所述， 绿色制造技术能够实现资源优化和环境保护的要求，最终做出的绿色产品结构尽 量简单并且符合特定的环境保护要求，对人体无害或者是影响最小。能够实现最 大限度的环境保护和资源利用。据不完全的资料显示，在经济方面，使用绿色制
机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展，已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展，必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形
目录 摘要 (3) Abstract (4) 0文献综述 (5) 0.1 发展绿色制造的背景 (5) 0.2 绿色制造的内涵 (5) 0.3 绿色制造的特点 (6) 0.4 绿色制造发展现状及趋势 (7) 0.5 结语 (9) 1 引言 (9) 2 绿色制造的概念 (10) 3 绿色设计 (11) 3.1 绿色设计的概念 (11) 3.2 绿色设计的内容 (12) 3.3 绿色设计的方法 (12) 3.3.1 产品生命周期设计法 (12) 3.3.2 并行工程法 (13) 3.3.3 模块化设计法 (16) 3.4 绿色设计的研究现状 (17) 3.5 绿色设计理念在机械实践中的体现 (20) 4绿色材料 (22) 4.1 绿色材料的概念 (22) 4.2 绿色材料的分类 (23) 4.3 绿色材料的发展现状 (23) 4.4 绿色材料的发展趋势 (24) 5 绿色制造工艺技术 (25) 5.1 绿色制造工艺技术的概念 (25) 5.2 绿色制造工艺技术的具体内容及应用 (26)
5.2.1 干式加工 (26) 5.2.2 准干式加工 (29) 5.2.3 风冷却切削技术 (29) 5.3 绿色制造工艺技术的发展趋势 (30) 6 产品的绿色包装技术 (30) 6.1 概念阐述 (30) 6.2 绿色包装材料的种类 (31) 6.3 绿色包装的发展现状 (32) 6.4 发展绿色包装技术的意义 (33) 7 产品的可拆卸、可回收技术 (33) 7.1 产品回收利用概念 (33) 7.2 影响产品拆卸回收利用的因素 (34) 7.3 我国产品回收利用现状 (34) 8 绿色制造的研究方向 (35) 9 实施绿色制造的措施 (36) 9.1 加紧绿色制造关键技术的研究 (36) 9.2 提高公众和企业的环境意识 (38) 9.3 政府立法并加大执法力度 (38) 10 结论 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)
摘要：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计,制造,包装,运输和使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调化。综述了绿色制造国内外研究现状，指出绿色制造的研究正在全球制造业兴起，分析和总结了绿色制造研究的阶段特点：然后论述了绿色制造未来发展战略问题，包括绿色制造认识问题，完整理论体系实用技术体系，社会法律，标准及金融体系，绿色制造人才战略。 关键词：绿色制造资源环境现状战略
Abstract: Green manufacturing (GM) is a modern manufacturing mode integrating environmental impacts and resource consumption, with its ultimate goal of minimizing environmental impacts and maximizing resource utilization ratio during product life cycle, which includes design, processing, packaging, transportation, usage, and disposal of discarded products, and harmonizing economic and social benefits. The state-of-art of GM is reviewed to show that GM has become a hot issue both in the academy and the industry. Furthermore, the phase attributions of GM are analyzed and summarized from five aspects. Finally, the development strategies in the future are discussed from four points, including the enterprise understanding of green manufacturing, theory system establishment, practical technology system development, social law and finance system, education of green manufacturing. Key words: Green manufacturing Resource Environment State-of-art Strategies
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
装备制造业发展现状与趋势分析 前言 (一) 制造业、装备制造业的内涵 1. 制造业内涵及构成 制造业是指对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工和再加工,以及对零部件装配的工业部门的总称。普遍认为，制造业是由装备制造业和最终消费品制造业构成。 制造业包括食品、饮料、烟草、服装、纺织、木材、造纸等制造业；石油、化学、医药、橡胶、非金属矿、黑色金属有色金属加工业以及机械电子、武器弹药制造业等29类行业。 2. 装备制造业的内涵及构成 这概念在我国正式出现是见诸于1998年中央经济工作会议明确提出的“要大力发展装备制造业”(中央经济工作会议:《经济日报》，1998年12月10日，第1版)。装备制造业是制造业的核心组成部分。装备制造业是为国民经济和国家安全提供技术装备的工业总称。—“生产机器的机器制造业”。它覆盖了机械、电子、武器弹药制造业中生产投资类产品的全部企业。分七大类。金属制品业主要包括：切削工具、模具、集装箱、焊条等制造业。通用设备制造业主要包括：锅炉、内燃机、金属切削机床、泵、风机、压缩机、冷冻设备、阀门、轴承、液压件、铸锻件等制造业。
专用设备制造业主要包括：冶金、矿山设备、石化设备、轻纺设备、农林牧渔、水利机械、环保机械等制造业。 交通运输设备制造业主要包括：铁路运输设备、汽车、船舶、飞机制造业。 电气机械及器材制造业主要包括：电动机、发电机、输配电及控制设备、电线电缆、蓄电池制造业。 电子通信设备制造业主要包括：通信设备、雷达、电子计算机、半导体器件、集成电路制造业。 仪器仪表及文化、办公用机械制造业主要包括：工业自动化仪表、电工仪表、光学仪器、气象仪器、复印机及胶印机、量具量仪制造业。 (二) 装备制造业的地位和作用 ——国民经济的脊梁。 ——财政收入的大户。 ——经济增长的动力。 ——实现就业的市场。 ——高新技术的载体。 ——产业升级的手段。 ——外贸出口的主力。 ——国家安全的保障。 一、我国装备制造业发展现状及问题
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
我国绿色物流的发展现状与趋势研究
毕业设计论文 题目 我国绿色物流的发展现状与趋势研究 一一 二○一三年十二月 学院 浙江商业职业技术学院 专业 物流管理 班级 物流1201 学号 学生姓名 指导教师
摘要 当代社会的经济高度发展，我们人类的生活物质和精神物质开始大大的提高，然而全球可以用的资源开始逐渐减少，我们生活的坏境以及我们的地球母亲受到了来自于坏境污染的严重破坏。在20世纪90年代，政府提出了要以可持续、可塑性和绿色化发展为目标在每个行业和每个领域中开始慢慢改革起来。现而现在物流开始成为炙手可热的行业，它的发展与坏境有着密切相关的联系，因此我们不仅要全面贯执行实施这一科学的发展观，而且要走在每个行业和领域的最前端，推动和发展别的经济的发展，起到带头作用。此文以中国发展绿色物流产业中存在的问题，以及发展绿色物流的必然性和可行性进行了分析，并且从政府角度、企业角度提出了相应的对策与建议。 关键词：绿色物流；现状；发展趋势；对策
目录 引例 (6) 第1章绪论 (8) 第2章绿色物流发展的必要性及可行性 (11) 2.1 绿色物流的特点 (11) 2.2绿色物流的必要性分析 (11) 2.3绿色物流的可行性分析 (13) 第3章实施绿色物流的意义 (15) 第4章绿色物流的发展现状以及问题 (16) 4.1绿色物流的发展现状 (16) 4.2绿色物流的未来发展趋势 (17) 第5章总结 (22) 5.1总结 (22)
5.2建议 (22) 参考文献 (24)
引例 情景一：“汽车尾气”成为大气污染的罪魁 迄今为止，全世界已有八亿多辆汽车，而每年总铅量的排放就早已大大超过了40万吨，造成了严重的大气污染源，这样的尾气污染就是“无形杀手”。经过调查发现，交通运输业方面所造成的污染占据我国大气污染的10%左右。一些城市地区出现的光化学烟雾，重要原因就是汽车排放的碳氢化合物和氮氧化合物，通过阳光紫外线作用，形成有毒烟雾。它严重刺激了人体眼睛和上呼吸道粘膜，引起发炎，严重的引起哮喘，头疼、肺气肿等疾病，甚至使视力和中枢神经等受到损害。而时至今日，由于环境污染而引发的中国地区雾霾状况十分严重，已经深深危及到了人类的生存。 情景二：“绿色经济”崭露头角 众所周知，21世纪的主导食品是绿色食品。随着人们经济水平的提高，人们对食品的需求已从“温饱型”向“营养健康型”转变，绿色食品对于人们的需求不断上升，比如：无土蔬菜、野生菌菇。与此同时，大家开始渐渐意识到我们的生存环境正受到严重的破坏和污染，渴望有一个干净舒适的生活环境，于是开始出现了“绿色经济”，并渐渐成为人类生活中的重要发展趋势。 在这样的现实社会情况之下，绿色物流管理已经成为我们的首当其冲的解决问题。目前，中国物流与国外物流相比还是相差很多距离。那么怎么做才能进一步缩小与国外发达国家的差距，减少物流成本在GDP中的比重呢？我认为在我国物流发展初期就引入绿色物流概念，对于保护环境、节约能源都有着十分重要的意义。 从20世纪90年代初期开始，欧洲国家的企业家们和他们物流学术界的学者们提出了绿色物流（Green Logistics或Environmental Logistics）这个新型的概念，事实上绿色物流是指在商品流通的整个过程中减少对环境所造成的污染排放，达到实现物流净化的目的，让物流资源得到最大化的利用，将浪费资源降到最小程度。其目标是将环境管理导入物流业
徐淑英《光明日报》（ 20１1年07月29日１1 版) 过去2０多年来，中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论，并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释，这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”（即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论，很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加，而且那些处于新兴经济体（比如俄罗斯、印度和中国）中的公司，由于在国际市场上扮演越来越重要的角色，也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JameｓMａrch（詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度，也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。
科学研究总是有目的的：执著于寻找真相（realiｔy)和追求真理(trｕth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性（rｉgor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性（ｒe ｌevａnce）标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上，尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究，说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献，因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论，而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为，科学的目的是发表文章，而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研
绿色制造技术及其发展趋势 李海胜 海南省高级技工学校 海南省 海口市 571100 摘要：绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现，绿色制造技术的发展为人类社会发展起着非常重要的作用。本文阐述了绿色制造的概念和特点，介绍了绿色制造的相关技术和关键技术，并展望绿色制造技术的发展动态及趋势。 关键词：绿色制造发展趋势 环境、资源、人口是当今世界面临的三大主要问题, 日趋严重的生态问题对人类的生存与发展构成严重威胁。制造业在将制造资源转变为产品以及产品的使用和处理过程中, 产生的废弃物是污染环境的主要根源。有效地控制制造业产生的环境污染是当前制造科学亟需解决的问题【1】。传统的环境治理方法是终端治理,全球生态环境恶化的现实证明,这种治理方法不能从根本上实现对环境的保护。要想解决该问题,必须要求考虑产品整个生命周期对环境的影响,最大限度地利用原材料、能源,减少有害废弃物和排放物,选用绿色材料,实施绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色使用和绿色回收。 1、绿色制造的概念 绿色制造（Green Manufacturing，GM）【2】，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Mannufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的先进制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，不产生环境污染或环境污染最小化，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，资源利用率最高，是实现制造业可持续发展的重要生产方式。绿色制造具有非常丰富和深刻的内涵。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造是多领域、多学科的交叉和集成,主要涉及产品制造领域、环境领域和资源领域。其图如下【3】：
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将
国外教学设计研究现状与发展趋势 教学设计过程所产生的问题的讨论、教学设计研究的发展趋势等方面对国外教学设计研究的现状与发展趋势进行了系统阐述。 随着科学技术的发展，心理学、教育学理论研究的深入，教学设计近年来成为国内外教育界关注的课题之一。考察国外教学设计的研究成果，对我们深化课堂教学改革，全面推行素质教育，提高教学效率将有莫大的启发。 一、国外教学设计研究的现状 如何提高课堂教学质量和教学效率一直是教学研究的核心问题。为了解决这个问题，许多教育工作者或从改变教学媒体、方法，或从精选教学内容，或从改进评价方式和课堂管理等进行深入的研究，但同时他们又感到单一方面的改革其效果不能令人满意。因此，他们开始重新思考教学设计的问题，并借鉴认知理论、技术学等新成果；从更为系统的角度探索问题，以找到在整体上提高教学效益的突破口。 1．学设计的概念 什么是教学设计？为了更清楚的理解这个概念，让我们先了解什么是教学和设计。美国的教育学家史密斯（P.L. Smith ）和拉根（T. J.Ragan）认为，教学就是信息的传递及促进学生达到预定、专门学习目标的活动。它是教育的一个分支，包含了学习、训练和讲授等活动。所谓设计，是指在进行某件事之前所作的有系统的计划过程或为了解决某个问题而实施的计划，它可以从精确性、细致性、系统性等方面去判断其效果的好坏。设计者必须以高度的精确和谨慎态度，具有系统计划一个方案的才能进行设计，否则，会导致时间的误用、资源的浪费甚至无效、沉闷和缺乏动机的学习。因此，设计应考虑许多可能影响实施计划或受计划实施所影响的因素。如，设计者要考虑可能影响教学成功的因素，通过上课，把预先设计好的视觉、听觉及其他传递形式的信息传递出去。所以，教学设计的特点除上面谈到的精确、细致和系统之外，还应有形象性、创造性、工艺性、扩展性和自然性等特点。由此可见，教学设计就是把教学原理转换成教学材料和教学活动计划的系统过程，是指为了达到预期教学目标而运用系统观点和方法，遵循教学过程基本规律，对教学活动进行系统计划的过程，是教什么（课程和内容等）与怎么教（组织、方法、策略、手段及其他传媒工具的使用等）的过程。具体来说，一方面它象工程那样需要以过去成功的原理为基础来计划他们的工作，不仅在功能方面，而且以生动的、吸引人的方式来设计事情或活动，建立用以指导他们决策、解决问题的程序。另一方面，这个系统过程是以一种书面的形式把将要完成的事情或活动的结果写下来，而不是变成实际的产品或结果。因此，当教学媒体不仅仅是教师时，系统的计划就显得尤其重要。好的教师有能力根据学生的需要马上调节教学。但当教学媒体不能迅速加以调节时（如印刷体的材料、录像材料、以电脑为基础的教学），以教学原理为基础的设计就显得相当重要。所以，教学设计过程主要依据三个方面进行设计：第一，教学的目标是什么？第二，教学策略和教学媒体有哪些？第三，我们如何检验所达到的结果？如何评价和修改教学材料？ 韦斯特（Charles K. West ）等人则从认知科学的角度来探讨教学设计。他们认为教学就是以系统的方式传授知识，是关于技术程序纲要或指南的实施。它也是指教师的行动、实践或职业活动。设计是计划或布局安排的意思，是指用某种媒介形成某件事情的结构方式。所以教学设计的研究应从以下几个方面出发：（1）在当今复杂的社会里，人们需要学会如何学习。这种需要大大地扩大了教学的目标，它应该包括学习者将能够了解并适当地运用认知策略；（2 ）教学设计应该使用认知策略作为教学的手段；（3 ）教师将充当教学传递活动中运用认知策略和奖励认知策略运用的模范；（4）把认知策略的知识、适当的应用以及对认知策略