基于机械产品绿色设计的研究
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绿色设计理念在煤矿机械设计与制造中的应用作者:汪璐来源:《城市建设理论研究》2013年第17期摘要:阐述了绿色设计概念的内涵,探讨了绿色设计理念对煤矿机械产品设计与制造的影响,阐述了绿色制造工艺技术的主要内容,指出了将绿色设计与制造技术应用到煤矿机械行业中, 可以达到节约资源、保护环境和实现煤炭企业可持续发展之目的。
关键词:绿色设计;煤矿机械;设计与制造;工艺技术中图分类号TD402文献标识码:A文章编号:1 绿色设计的内涵绿色设计是通过借助于产品生产过程中的技术、环境协调以及经济性等多方面的信息情况,力求所设计产品不仅技术先进,经济合理,而且具有相当好的环境协调性的过程。
在设计中, 除考虑产品的功能、性能、寿命、成本等技术和经济属性外, 还要重点考虑产品在生产、使用、废弃和回收的过程中, 实现对资源的循环利用、降低能源消耗和最大程度地减小产品制造和使用对环境的影响, 实现企业可持续发展的目标。
其基本内涵包括:(1)在产品设计的全过程中, 产品的基本技术性能属性与环境资源属性、经济属性并重, 且环境资源属性优先。
(2)在设计阶段应充分考虑产品在使用废弃后的可拆性和回收利用性。
(3)提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任。
即对大宗工业产品, 企业不但要生产产品, 同时, 还应在可能的范围内, 承担产品回收和再利用的义务。
(4)它是对传统设计方法、设计理念的发展和创新, 体现了人类对机械产品设计学科认识的深化。
传统的机械产品设计侧重的是产品的性能、质量、成本等产品的基本技术与经济属性, 对产品的考虑最多到产品使用报废为止。
按传统的机械产品设计理念, 在产品使用报废后, 就成了一堆废铁和垃圾,与制造企业也没有任何关系, 报废产品金属零件的回收利用主要采用回炉冶炼方式, 很少直接利用,因而是一种“从摇篮到坟墓”的过程。
所以, 绿色设计与传统设计的根本区别在于:绿色设计要考虑产品的整个生命周期, 从产品的构思开始, 在产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中对环境、资源的影响, 希望以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环。
企业机械产品绿色加工的分析与研究[摘要]绿色机械产品符合可持续发展的要求,也是科技发展的必然趋势,应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。
绿色机械产品将会给企业及其产品树立良好形象,带来不可估量的社会和经济效益。
本文从企业机械绿色产品的设计、绿色产品切削技术进行简述,探讨了绿色机械加工的现状和发展趋向。
[关键词]企业绿色机械产品加工中图分类号:tg506文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)21-0000-01随着经济的迅速发展,企业工业化发展的步伐越来越快,而对环境的破坏也越来越厉害。
机械制造业在促进了社会发展的同时也产生了大量的污染,使资源日益枯竭,地球环境恶化,给人类的生存和发展造成了威胁。
开发环保节能的绿色机械产品将是机械发展趋势的主流。
绿色机械产品符合可持续发展的要求,也是科技发展的必然趋势,应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。
绿色机械产品将会给企业及其产品树立良好形象,带来不可估量的社会和经济效益。
绿色制造加工技术是以传统的加工技术为基础,以保护环境、节约资源、降低成本为目标,并结合了环境科学、能源科学、表面技术、材料科学、控制技术等的先进制造技术。
资源利用率最高,并使企业在不危害环境的同时保持较高的经济效益与社会效益。
一、企业机械绿色产品的设计绿色设计的含义就是在产品的整个寿命周期内,绿色设计主要应考虑产品本身的绿色设计,采用绿色材料,实现零部件的标准化、模块化,提高产品的可拆卸性,便于产品的回受和重复使用,在产品全寿命周期内,实现产品的再循环利用。
降低资源消耗,加强机械产品对能源的综合利用效率,在生产和使用过程中不给社会带来危害。
1、应用开发新的动力能源;绿色设计从根本上是倡导研制、开发新的清洁能源。
如电动叉车,从环保角度看,明显优于内燃叉车。
在成功研制体积小、电量足、行驶里程长、充电是短、可靠性高的新型电池,掌握剩余电量显示等技术后,电力作为工程机械的动力源是发展方向,同时有广阔的应用前景。
浅谈绿色机械产品的创新设计摘要:绿色已经是现代社会发展的时代潮流,产品绿色化也已经成为机械产品所追求的目标。
绿色机械产品不仅符合了时代发展的潮流,更重要的是它促进了机械产品的发展,提高了市场的竞争力。
本文主要对绿色机械产品以及绿色机械产品创新设计方法进行分析。
关键词:绿色机械产品创新设计1 绿色机械产品所谓绿色机械产品就是指符合环境标准要求的机械产品,也就是说采用绿色材料,通过绿色设计、绿色制造、绿色包装而生产的一种节能、降耗、减污的环境友好型机械产品。
对于产品的整个生命周期,绿色机械产品的设计制造全过程都要对其进行认真的考虑,并且以产品的环境资源属性为核心,这就要求在产品设计时,在考虑产品的功能、成本、寿命等技术和经济属性的基础上,还要对产品在生产、使用、废气和回收的过程中重点考虑环境和资源的影响。
符合以下三个方面的要求就属于绿色机械产品的范畴:(1)在机械产品生命周期全过程中,机械产品与标定的环境保护要求相符,并且不存在危害人类的因素以及对环境没有任何影响或者有极小影响。
(2)在不降低产品功能的前提下,机械产品结构尽可能简单,原材料尽可能消耗少,并且在制造使用过程中尽可能消耗少的能源。
(3)机械产品在结束了自身的使用寿命时,其零部件还可以进行回收和利用。
总之,只要符合上述条件的机械产品都可以成为绿色机械产品。
绿色机械产品的创新设计就是扩展产品的生命周期,机械产品的设计、制造和使用是基础的功能,除此之外,绿色机械产品创新设计还包括废弃后的回收和利用。
机械产品创新设计与绿色机械产品的创新设计的最主要区别就是绿色机械产品从根本上来防止污染以及节约资源。
绿色机械产品创新设计具有非常大的意义,其具体表现如下:(1)绿色机械产品设计能够实现生态环境与经济社会作为一个协调发展的有机整体这一目的,因此,对于当前经济发展的需要与人类长远生存的需要,绿色机械产品创新设计都能够使环境和资源得以满足。
(2)绿色机械产品设计实现了主动控制生命周期的全过程,并且实现了废弃物的减量化、资源化和无害化,从而使机械产品的绿色程度得到了大大的提高,同时企业的市场竞争能力和可持续发展能力也得到很大的提高。
机械设计与制造中绿色设计法的体现作者:张伟来源:《商品与质量·消费视点》2013年第11期摘要:随着社会的不断发展,环境问题、资源短缺问题越来越困扰着人类社会的进一步发展。
因此绿色环保设计法这一概念的提出,很好的为我国机械制造行业向绿色制造模式的转型提供了思路。
本文对绿色制造技术的主要阶段模式作出了简要的介绍,并探讨了绿色设计理念在机械设计制造中的应用,希望能为机械制造行业提供参考。
关键词:机械制造;绿色制造;应用一、引言随着社会的不断发展,由于人们片面的追求经济的发展,而忽略了因为经济发展带来的一系列环境问题,以及日益减少的资源问题,这种情况并不符合我国提出的可持续发展计划。
当前情况下,我国的制造行业无论是在设备上,还是在工艺技术上,都比较落后,常常是投资成本高,而回收利益低,还带来了很多的环境污染问题。
随着社会的不断进步,对环境保护以及资源节约提出了更高的要求,因此如何把绿色设计法应用在机械的设计与制造中,是机械制造行业应该研究的重要课题。
二、绿色制造技术的主要阶段模式1.绿色材料选择模式在过去,传统的机械制造技术在选材上,往往只考虑材料是否满足机械设计的基本性能要求,而忽略了材料的使用是否对环境有所影响这个问题,由于这种观念,在过去的机械制造中,给环境带来了很大的破会。
在绿色设计法的理念里,绿色材料的选择是关键环节,因此在选材的过程中,选材人员不仅要考虑到材料的基本设计性能要求,还要注意到选择的材料是否环保,是否能够回收来二次使用,这样就能从材料的选择上,减少了对环境的影响。
2.绿色设计模式(1)工艺技术。
在设计制造工艺时,设计人员应该设计出一种既能减少生产过程中给环境带来的污染,又能避免给技术工人带来危害的工艺方法。
以电镀为例,在电镀的过程中,电镀液是高危害物质,既威胁着技术工人的健康,如果处理不当就会给环境带来巨大危害,因此针对这些问题,在绿色设计中,就要有针对性的进行工艺设计。
绿色设计理念在机械设计制造中的应用摘要:对于中国现代的机械设计生产来说,运用绿色设计理念非常有必要,对于改善环保问题以及促进中国工业化发展都具有积极意义。
本章简要阐述绿色产品设计理念,分析在机械设计生产中使用的重要性,并就使用对策进行研究。
关键字:绿色产品设计理念;机械设计制作;应用;引言我国机械设计生产较为粗放,不重视生态环保和可持续发展,导致了相当严重的污染,从而给人体生命安全造成了很大危害。
在可持续发展思想指引下,有必要关注绿色发展思想的有效融合和运用,为机械设计制造产业的创新能力提升与长期发展夯实基石。
一、机械设计制造业应用了环保概念的价值1.1绿色设计理念应用的必要性在中国机械制造开发流程中,许多设计人员片面追求技术价值,对产品本身的绿色环保特性缺乏充分关注。
不仅花费巨大资金,造成其研发设计的生产运行耗费的资源较高,实质也是一个粗放式的设计开发方式。
新时期以来,通过提升机械制造设计的精细化水平,无论对绿色设计还是绿色制造、对环保使用,都能够产生一种全新的闭环效应,并融合了环境保护思想,从而提高了生产的精细化水平。
而合理的绿色机械制造设计是后期绿色制造和绿色设计发展的重要基石,唯有通过提升设计的精细化水平,才能降低生产在投入使用过程中的资金占用,并从可持续使用的高度,进一步提高了生产本身的附加值。
1.2绿色制造概念对机械设计与制造技术的提升意义首先,实施环保机械设计生产能够实现人类对经济效益的要求。
特别是在当前健康生活的社会条件中实施环保设计生产,能够降低物质利用成本,对曾经利用的机械制造的物质加以合理处理和使用。
从经济效益方面来说,有着广阔的成长前景,更为合理有效的实施机械制造设计,有助于生产企业降低成本。
其次,运用环保设计思想能够推动企业的可持续经营和精细化管理,积极响应我国提倡的环保生产号召。
二、绿色设计理念2.1绿色生态机械设计制造定义绿色设计理想的主要含义,是为了达到对各种资源的重复使用、降低环境污染以及提高利用资源的效率,因而又可理解为自然环境产品设计理想和生态产品设计理想等。
浅谈工业中绿色机械设计思路研究摘要:随着社会经济的不断发展,工业生产力不断增加,逐渐让环境污染问题显现出来,企业大量的废弃物不断增加,尤其在工业机械生产过程中很可能会产生出有害于人类身体健康的物质,因此要尽快将绿色技术融入到机械设计与日常生产中,进而不但提高了工业机械的生产效率,并且也能够符合现代绿色环保的产业标准。
笔者对当前工业中绿色机械设计探讨,以期为社会环保事业作出贡献。
关键词:社会经济工业生产力绿色技术机械设计产业标准针对当前我国自然生态环境来说,我国遭受着十分严重的生态危机,为了加大力度发展节能环保产业,实现国家可持续发展,我国加强了各个行业的绿色环保管理工作的力度,尤其针对当前工业来说,更是要全面发展绿色生产技术,进而减少现代工业生产对自然环境的污染与破坏现象。
传统的制造中只会注重了对于成品的功能,部分产品在自身的生产制造过程中会融入了对人体有一定害处的物质成分,让用户在享受诸多功能过程中也不断付出了健康的代价。
针对这些问题,国际社会上引起了反思,并且努力地想要探索并改善产品设计问题,让人们能够在舒适的环境中畅享绿色生活。
1绿色制造技术方法概述1.1快速成型技术概述这种技术是一项结合了计算机技术、激光技术、数控技术等多种先进技术为一体的先进机械制造技术,主要依据了材料中“逐层堆积”的基本原理,能够根据工业产品的相关计算机数据信息,迅速地制造出具有一定结构与多元功能工业产品,进而节约资源,并减少工业废弃物的排放与处理,达到良好的经济效益。
1.2干式切削技术概述当前干式切削技术需要我们深入研究,去寻找少了使用或者不使用的切削液,进而转变切削条件,适应现代加工需求的方式。
而在实际制造过程中不使用切削液的方式有:首先,全部不使用切削液——即全干式切削(高速干式切削法);其次,使用大量气体混合微量润滑剂代替切削液——全部使用半干式切削都使用的是润滑技术方法,让一切工具都要保持干燥状态。
1.3工艺模拟技术概述一般这种的技术会普遍用在热加工方面的过程,会借助数值模拟、物理模拟、专家系统等方面结合来确定出最准确的工艺数值,进而实现方案的优化,能够在加工过程中预测出问题与缺陷,从而能够有效控制机械加工的质量,并且在最大限度上减少环境污染。
绿色制造技术在机械设计中的应用在当今社会,环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点。
制造业作为经济发展的重要支柱,也面临着转型升级的压力。
绿色制造技术作为一种创新的理念和方法,正逐渐在机械设计领域得到广泛应用,为实现制造业的可持续发展提供了有力支持。
绿色制造技术,顾名思义,是指在产品设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,综合考虑环境影响和资源利用效率,使产品对环境的负面影响最小,资源利用效率最高。
在机械设计中应用绿色制造技术,不仅有助于降低能源消耗和环境污染,还能提高企业的竞争力,满足市场对绿色产品的需求。
一、绿色材料选择材料的选择是机械设计的基础,也是实现绿色制造的重要环节。
在选择材料时,应优先考虑可再生、可回收、低能耗、低污染的材料。
例如,使用铝合金、镁合金等轻质高强度材料,可以减轻机械产品的重量,降低运行能耗;选择生物可降解材料,如聚乳酸(PLA)等,可以减少废弃产品对环境的污染。
此外,还应考虑材料的来源和运输过程中的环境影响,尽量选择本地生产的材料,以减少运输过程中的碳排放。
二、节能设计节能是绿色制造技术在机械设计中的重要目标之一。
通过优化机械结构和运动方式,可以降低机械产品的运行能耗。
例如,采用合理的传动系统设计,如行星齿轮传动、谐波传动等,可以提高传动效率,减少能量损失;优化机械部件的形状和尺寸,减少摩擦和阻力,也能降低能耗。
同时,还可以利用先进的控制技术,如变频调速技术、智能控制系统等,根据实际工况实时调整机械的运行参数,实现节能运行。
三、可拆卸设计可拆卸设计是为了便于机械产品在报废后进行零部件的回收和再利用。
在设计过程中,应尽量减少零部件之间的连接方式,采用易于拆卸的结构,如螺纹连接、卡扣连接等。
同时,还应考虑零部件的通用性和标准化,以便在不同的产品中重复使用。
可拆卸设计不仅可以降低资源浪费,还能减少废弃物的产生,对环境保护具有重要意义。
四、绿色包装设计包装是机械产品运输和销售过程中的重要环节,但传统的包装材料往往对环境造成较大的污染。
机械制造业的环境保护与可持续发展研究报告近年来,随着全球环境问题的日益严重,环保和可持续发展已成为世界各国的重要议题。
机械制造业是国民经济的重要支柱,其生产和发展对环境的影响也越来越受到关注。
本文对机械制造业在环保和可持续发展方面的现状和前景进行了研究和分析。
一、机械制造业的环保状况机械制造业是典型的重工业,生产的机器设备和零部件对环境产生了很大的影响。
例如,机床、车床等加工设备需要大量的电能,这会造成能源的浪费和二氧化碳的排放;金属加工液和润滑油等化学品的使用和废弃也会给环境带来危害。
此外,机械制造业在生产过程中产生大量的噪音、粉尘、废气等污染物,这些污染物对人体健康和环境造成了严重的影响。
二、机械制造业的生态趋势机械制造业在环保和可持续发展方面采取了很多措施。
首先,通过技术创新和管理创新实现了生产过程的节能减排和废弃物的减少。
例如,采用高效节能的机器设备,优化生产流程,减少过程中的能源浪费和废弃物产生。
其次,机械制造业重视产品质量和环保标准,通过提高产品环保性能、实现绿色生产等措施,为提高企业的环保形象和市场竞争力打下了坚实的基础。
最后,机械制造业在经营和管理方面注重循环利用资源、减少污染等方面,形成了环保和可持续发展的企业文化。
三、机械制造业面临的环保和可持续发展问题尽管机械制造业在环保和可持续发展方面已经取得了很多成就,但仍面临一些问题。
首先,由于行业内企业规模、技术水平和管理水平的不同,一些小规模的企业环保意识薄弱,难以达到标准化和规范化的要求。
其次,市场需求的不稳定、国家政策的不确定性和环保成本的高企,也增加了企业采取环保措施的难度和成本。
最后,机械制造业在绿色供应链和环保管理等方面仍存在一定的薄弱环节,需要进一步改进和完善。
四、机械制造业的环保和可持续发展的建议为了进一步提高机械制造业的环保和可持续发展水平,可以从以下几个方面入手。
首先,加强政府监管和法律法规的制定,加大对非法排放和环境污染的处罚力度,形成良好的环保市场环境。
绿色制造技术在机械制造中的运用探析摘要:随着我国经济的不断发展,资源短缺、环境污染等问题日益凸显,绿色环保理念受到人们越来越广泛的关注,在此背景下,绿色制造技术在众多行业领域得到推广运用,其中也包括在机械制造中的运用。
本文通过对绿色制造技术内涵特征分析,阐述了绿色制造技术在机械制造中的实际运用,并探讨了机械绿色制造技术的发展趋势,以期为促进机械制造企业的可持续健康发展提供一些帮助。
关键词:绿色制造技术、机械制造、再利用、发展趋势1 引言随着经济社会的不断发展,社会大众不断提高了对资源环保保护的关注度、重视度。
与此同时,随着科学技术的飞速发展,在机械制造行业发展中,绿色制造技术的应用成为该行业发展的一大方向,究其原因在于,通过将绿色制造技术引入至机械制造中,不仅可保障机械制造的标准,还可降低企业生产投入及对环境的影响,促进收获更理想的综合效益。
基于此,本文将对绿色制造技术在机械制造中的运用进行探讨分析。
2 绿色制造技术概述传统机械制造表现出显著的重工业特征,并存在粗放性、高污染性等不足,还应很大程度上束缚企业的发展,难以适应现代社会发展要求。
同时,在传统机械制造过程中产生的废弃物及其他污染物,会对空气、河流造成不同程度的污染,以及会对人们的日常生活造成不利影响。
随着科学技术及绿色制造理念的不断发展,在机械制造中,绿色制造技术得到了越来越广泛的运用,并在其中占据着越来越重要的地位。
绿色制造技术,主要指的是基于绿色理念的指导,通过对提升资源有效利用率、减少环境污染等方面的综合考虑所形成的一项制造技术。
相较于传统机械制造技术,绿色制造技术表现出突出的绿色化特征,即为在机械制造中产生的污染物更少,还可减少企业处理污染物的成本,能够更好的满足现代企业的发展要求。
3 绿色制造技术在机械制造中的运用优势在现代机械制造生产过程中,绿色制造技术的科学规范运用优势主要体现在以下几方面内容:(1)减少原材料与能源的消耗。
绿色制造技术在机械制造中的运用探析摘要:绿色制造是一个综合考虑资源、能源消耗和环境影响的现代制造模式,而智能制造则是融入机械制造和运营决策过程中,做到“精准、高效、优质、低耗、安全、环保”,全面提升发展水平,实现机械行业高质量发展。
在新时期,随着国家政策的调整以及企业自身发展的需要,绿色制造已成为制造业发展的主要方向,国内目前对绿色制造技术系统性的研究较少,企业绿色制造框架模式并不完善。
为此本文针对制造业低碳化绿色化技术的应用进行分析,对绿色制造技术的概念、技术特点,以及相关技术的应用进行分析论述,希望对绿色制造技术的推广应用有所帮助。
关键词:绿色制造技术;机械制造;运用引言绿色制造技术主要目的是降低单位生产能耗,减少对环境的影响,绿色制造技术作为先进的机械加工技术手段,是人类实现可持续发展的重要方式。
该技术主要是在传统机械加工技术基础上与绿色生产技术相结合,运用绿色加工的原理制定科学的生产方案,降低机械加工成本。
如在制造生产过程中,将原材料或半成品直接转化,提高原材料尺寸精度,减少不必要的资源消耗,妥善处理机械加工制造过程中的污染问题,提高生态环境的保护效果。
绿色制造技术在机械制造领域的应用具有现实意义,具体运用仍需要结合实践过程进行分析。
1绿色制造绿色制造是指制造业在生产过程中实现低碳、节能、环保、循环的目标,提高资源利用效率和环境友好性,满足社会对可持续发展的需求。
绿色制造涉及制造业的全生命周期,包括产品设计、工厂生产、供应链管理、产品使用及回收等各个阶段。
根据这一定义,可以归纳出绿色制造具有以下几个显著特征:低碳是绿色制造的目标。
低碳是指在制造业生产过程中尽可能减少温室气体的排放,降低对全球气候变化的影响,实现碳达峰和碳中和。
低碳可通过采用清洁能源、优化能源结构、提高能源效率等方式实现。
节能是绿色制造的手段。
节能是指在制造业生产过程中尽可能减少能源的消耗,提高能源利用率,降低能源成本。
节能可通过采用先进工艺、改进设备、监测数据等方式实现。
《机电技术》2010年第4期 综述与专论 基于机械产品绿色设计的研究 . 贺志博 (贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司,贵州贵阳550000) 摘要:随着科技的进步与发展,现代机械设备的绿色设计作为机械制造业可持续发展的关键技术已经成为人们的共 识。文章简述了机械产品的绿色设计理念及其重要性,以及绿色设计的关键技术和常用设计方法等。 关键词:机械产品;绿色设计;关键技术;设计方法 中图分类号:TH122 X22 文献标识码:A文章编号:1672--4801(2010)04--136--03
随着社会的发展,资源短缺、环境污染和人 发展战略的重要组成部分,有着重大意义:其一, 口膨胀成为当今全人类面临的三大问题。由于世 有利于保护环境,维护生态系统平衡;其二,可 界人口的不断增多和人们对物质生活越来越高的 以减少不可再生资源的消耗;其三,减少了废弃 要求,以大量消耗资源、能源为代价的高投入高 物数量及其处理的棘手问题;其四,是消除绿色 输出的发展模式已不能适应社会的发展;只有采 贸易壁垒的最有效途径;其五,是人类实现可持 用以资源的高效利用为特色的集约型发展模式, 续发展的必然选择。 耄 篓 篓李堂 复 同 :., 2机械产品中的绿色设计 量开采与低效利用也造成了大量废弃物,恶化了 ” 一 一。~一一一 人类生存环境,甚至威胁到人的身体健康乃至生 2.1机械产品绿色设计的关键技术 ・命。而绿色设计正是以资源的高效利用为根本出 2.1.1绿色材料及其选择管理 发点,使产品制造过程及整个生命周期对环境的 (1)绿色材料 不良影响降低到最小,从而实现人类的可持续发 产品设计与材料使用密切相关。然而过去人 展。目前,以绿色设计和制造为主要特征的绿色 们只是孤立地设计产品,即仅就产品的使用和性 浪潮正在席卷全球。 能来选材,很少考虑材料对环境的影响。绿色材 机械产品中的绿色设计理念及重贾陛 端 ’
绿色设计也称为生命周期设计、环境设计或 再生利用率高或可降解循环利用,在制备、使用、 生态设计等,是指在产品的整个生命周期内着重 废弃直至再生循环利用的整个过程中,都与环境 考虑产品的环境属性(可拆卸性、可回收性、可维 协调共存的材料。它有三个显著特征:①良好的 护性、可重复利用性等),并将其作为设计目标, 使用性能;②较高的资源利用率;③对生态环境 在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功 无副作用(环境负荷值最小)。 能、经济、质量和使用寿命等要求。其核心是“3R”, (2)选择方法和管理 即Reduce(减少)、Recycle(再生)、Reuse(重新使 绿色材料的选择不仅应考虑到材料的机械性 用),就是不仅要尽量减少物质和能源的消耗、减 能、工艺性能和经济性,而且要把环境属性作为 少有害物质的排放,而且要使产品及零部件能够 重要因素考虑在内。其原则是优先选用可再生材 方便地分类回收并再生循环或重新利用。 料,尽量选用易回收、低能耗、少污染、环境兼 工业设计在为人类创造了现代生活方式和生 容性好的材料,提高资源回收率,实现可持续发 活环境的同时,也加速了资源、能源的消耗,并 展,避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。在 对地球的生态平衡造成了巨大的破坏。要从根本 进行绿色设计时,不仅要正确选择材料,还要重 上防止或减少污染、节约资源,关键在于设计与 视材料的管理。首先,要做好材料的标识标记, 制造,不能等产品产生了不良的环境后果再采取 对不同种类、性能的材料要分类归存和管理,不 措施(现行的末端处理End—to__Pipe即是如此), 能把含有害成分与无害成分的材料混放,以免引 要预先设法防止产品及工艺对环境产生的副作 起材料间的交叉感染;其次,要做好材料的回收 用,然后再制造。机械产品绿色设计作为可持续 利用工作,对于达到生命周期的产品,其有用部 综述与专论 《机电技术》2010年第4期 分要充分回收利用,不可用部分要采用一定工艺 方法进行处理,使其对环境的影响最小;再次, 要建立材料数据库,包括材料性能数据库和材料 环境负荷数据库,开发材料计算机管理系统。 2.1.2回收性设计 所谓回收性设计,就是在产品设计时,充分 考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收处理 方法、回收价值大小、回收处理结构工艺性,以 及与可回收性有关的一系列问题,以达到零部件 及材料资源、能源的有效利用,并在回收过程中 对环境污染降为最小的一种设计思想和方法。其 内容主要包括:可回收材料及其标志、可回收工 艺及方法、回收经济性问题、可回收零件结构工 艺性设计。其设计准则为:①产品结构易于拆卸、 维修与调整;②可重用零件材料易于识别与分类; ③尽量选取可翻新的零件;④被回收件清理的清 洁化;⑤尽量减少材料种类;⑥系列化、模块化 的结构设计。 2.1.3 易于制造和装配的设计 机械产品的结构设计,不仅要使产品更易于 制造和装配,提高产品的品质和可维护性,充分 减少零件数量,而且要更利于减少制造和装配过 程所产生的环境污染,实现清洁生产。其设计准 则为:①优化产品性能,改进工艺,提高产品合 格率;②简化产品加工流程,减少加工工序,煤 球生产过程中废料最少化,避免不安全因素;③ 减少生产过程中的污染物排放,如减少切削液的 使用或采用干切削加工技术。仍然以环境为最终 目标,减少零件数量,把产品造得简单些和提高 产品质量,延长使用寿命,都能减少产品对环境 的影响。 2.1.4可拆卸性设计 可拆卸性设计,是指从产品或部件上有规律 地拆下可用零部件,同时保证拆卸过程不造成损 伤的~种设计方法学。它研究如何设计产品才能 高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸及材料 的分类拆卸,以便重新使用及回收,它要求在产 品设计的初级阶段就将可拆卸性作为结构设计的 一个评价准则,使所设计的结构易于拆卸,维护 方便,并在产品报废后可重用部分能充分有效地 回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境 的目的。其设计准则有:拆卸工作量最少、易于 l37 拆卸、易于分离、减少零件的多样性、产品结构 的可预估性准则。 2.1.5绿色产品设计数据库与知识库 绿色设计数据库与知识库是一个庞大复杂的 系统,由于绿色设计涉及产品生命周期全过程, 因而设计所需的数据和知识是产品生命周期各阶 段所得的数据和知识的有机融合与集成,包括产 品生命周期中与环境、经济、技术、对策等有关 的一切数据与知识,如材料成分,各种材料对环 境的影响值,材料自然降解周期,人工降解时间、 费用,制造、装配、销售、使用过程中所产生的 附加物数量及对环境的影响值,环境评估准则所 需的各种判断标准,设计经验等。该数据库对机 械产品的绿色设计过程起着举足轻重的作用。 2.1.6绿色产品成本分析 对绿色产品而言,只考虑其制造设计方案的 技术绿色性是不够的,还需要进一步进行成本分 析与核算。绿色产品设计的成本分析与传统的成 本核算截然不同。由于在产品设计的初期,就必 须考虑产品的回收、再利用等性能,因此,成本 分析时,就必须考虑污染物的替代、产品拆卸、 重复利用成本、特殊产品相应的环保成本等。企 业的价值增值直接取决于产品成本的高低,因 此,在每一项设计决策时都应进行绿色产品成本 分析,以便设计出的产品“绿色程度”高且总成本 低。 2.2常用的设计方法 2.2.1生命周期设计 绿色机械产品的生命周期设计是多学科融 合的综合科学,并涉及许多新兴学科和现代先进 技术。机械产品生命周期是指从原料生产、产品 生产、包装、运输、销售、使用直至回收利用及 处理所涉及的各个阶段的总和。生命周期设计的 要求是以预防污染和节约资源为核心,设计要素 控制的关键是将环境与资源效益的分析方法运 用到产品的设计中,实现产品的功能性、环境性 和成本性相协调,以达到最佳的环境效益与经济 效益。 2.2.2并行工程设计 并行工程作为产品开发的新模式,把计算机 辅助设计、制造、管理和质量保证等有机地集成 为一体,实现信息集成、信息共享、过程集成。 并行工程设计是绿色机械产品开发的一种模式和 《机电技术》2010年第4期 综述与专论 系统方法。它以利用并行工程技术,综合考虑机 械产品绿色设计中的各方面因素,随时在设计过 程中各环节间进行信息交流和反馈,实现多因素、 多目标、闭环设计过程的全局最优化。 2.2.3模块化设计 模块化设计以面向模块和功能分析为主要特 征,能够通过模块的选择与组合快速形成绿色机 械产品系列。绿色机械产品模块化设计在对一定 范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规 格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出 一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不 同的产品。它既可以很好地解决产品品种规格、 设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产 品快速更新换代,提高质量,增强竞争力提供 必要条件。 2.2.4面向对象的设计 面向对象的设计(Design for X,DFX)是针对 产品生命周期内同时存在多种需求的情况下实施 的一种设计方法。其采用的基本方法是基于约束 的设计方法,即以多个代表产品生命周期内需求 的约束条件剪裁设计空间,在满足约束的情况下, 优化求解设计空间。 2.2.5长寿命设计 长寿命设计是指在对产品功能分析的基础 上,采用各种先进的设计理论和工具,使产品能 满足当前和将来相当长一段时间内市场需求的设 计方法。由于用户对产品性能的要求是不断变化 的,因此,要在动态满足用户需求的前提下实现 这种设计还有较大难度。
3结束语 机械制造业是国民经济的支柱产业,也是影响 环境的主要因素之一,实施机械产品的绿色设计, 不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念 上的变革,它要求设计人员以一种更为负责的方法 去创造产品,这样才能更有效利用资源,减少对环 境的污染,最终避免和消除制造业恶性循环并顺应 社会和谐发展的需要。绿色设计是人类实现可持续 发展、拥有高质量生存环境、享受健康生活的必然 要求,也是未来技术经济发展的大势所趋。
参考文献: [1]张鄂.现代设计理论与方法[M].北京:科学出版社,2007. [2]张铁,李琳,李杞仪.创新思维与设计[M】 京:国防工业出版社,2005 [31 ̄lJ光复.绿色设计与绿色制造[M】.北京:机械工业出版社,2007. [4】李思益等.现代设计方法[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.
作者简介:贺志博(1982年一),女,主要从事企业管理工作。