机电产品的绿色设计

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1、机电产品的绿色设计1引言进入21世纪以来，以保护环境、实现人与自然和谐发展为口标的绿色浪潮正在全球全面兴起。在这股浪潮的推动下，一种全新的设计理念——绿色设计，成为设计领域人们关注的一个重点。将绿色设计融入机电产品的设计开发之屮，是可持续发展战略思想在工业产品设计领域的重要体现，将对人类社会的发展其宥非常深远的意义。当微电子技术、大规模集成电子技术和机械工业相结合，从而使古老的机械工业蓬勃发展的同吋，却产生了对能源和原材料的巨大消耗和浪费及对生态环境的日益破坏，使得全世界的技术人员和环保人士都在全力解决此类问题，美国、日本、德国等取得了不少成果。我M

2、的资源并不丰富，但环境污染问题己经非常突出。我W的工业发展至今仍然沿用高能耗、高投入的粗放型工业发展模式，单位能耗比发达岡家高出1-3倍，“三废”排放量大，污染严重，严重影响了我国产品在国际市场上的竞争能力。现在中国已加入WTO（世界贸易组织），可以预见，在不久的将来，国外的绿色产品将会大量充斥国内市场，我国的企业将会遭受更加激烈的竞争压力。因此，开展绿色设计与制造的研究与应用己成为我国迫在眉睫的任务。2机电产品绿色设计和传统设计的对比2.1传统设计在传统的产品设计中，设计仅涉及到产品寿命周期的市场分析、产品设计、工艺设计、制造（CAD/CAPP/C

3、AM）、销售及售后服务等几个阶段，而且设计也主要是从企业自身的发展和经济利益出发，仅仅考虑如何满足用户要求，满足产品的基本属性（如基本功能、质量、寿命、成本等），而不考虑或很少考虑环境展性，其设计指导原则是只耍产品易于制造，并且具宥要求的功能、性能即可。按传统设计生产的产品在达到其使用寿命盾基木上成了一堆垃圾，传统产品设计是从“摇篮到坟墓”的过程，传统产品的寿命周期具有开环性。长期以来，尽管这种开环运行模式曾经极大地推动Y社会的发展，但它是以破坏生态环境、加速资源枯竭为代价的。随着现代科技、经济的飞速发展，传统设计已经无法满足社会发展和环境保护的要求

4、，采用一种新的设计理念和方法来逐渐代替传统设计方法就成为解决上述问题的关键。2.2绿色设计1.绿色设计的含义绿色设计作为具有环保意识的设计，它不同于传统的从摇篮到坟墓的设计，而是一种从摇篮到再生的设计。它采取并行工程的思想，采用全生命周期评价、分析，将产品的设计、制造、使用和最终处理作为一个整体来加以重视，从产品的最初设计起就开始防治污染，预先考虑产品在制造、使用和最终处理（即产品的全生命周期）中可能给环境带来的负面影响，然后在设计屮加以解决。设计屮充分考虑产品的环境属性和资源属性，在考虑功能、质量、开发周期和成本的同时，也将可拆卸性、可冋收性、可制

5、造性等作为设计的目标，在产品设计时，选择与环境友好的材料、机械结构和制造工艺，在使用过程屮能耗最低，不产生或少产生毒副作用，使产品及其制造过程、使用过程和报废处理盾，对环境和资源消耗的总体影响减到最低m。由于产品成木的80%〜90%取决于设计阶段，因此绿色设计决定了绿色制造系统的效废气废水废渣他疲物与传统设计相比，绿色设计的内涵更加丰富，主要表现在：绿色设计将产品的生命周期拓展为从原材料制备到产品报废后的回收处理及再利用。阁1描述了一个产品的生命周期全过程，即从地球环境（土地、空气和海洋）中提取材料，加工制造成产品，并流通给消费者使用，产品报废后经拆

6、卸、回收和再循环将资源重新利用的整个过程。在产品整个生命周期过程中，系统不断地从外界吸收能源和资源，排放各种废弃物质。利用系统的观点，将环境、安全性、能源、资源等因素集成到产品的设计活动之屮，其目的是获得真正的绿色产品。由于绿色设计将产品生命周期中的各个阶段（包括原材料制备、产品设计制造、产品使用维护、冋收处理及再利用等）看成是一个有机的整体，并从产品生命周期整体性出发，在产品概念设计和详细设计的过程中运用并行工程的原理在保证产品的功能、质量和成本等基本性能的条件下，充分考虑产品生命循环周期各个环T中资源和能源的合理利用、环境保护和劳动保护等问题。因

7、此有助于实现产品生命周期中“预防为主，治理为辅”的绿色设计与制造战略，从根本上达到保护环境、保护劳动者和优化利用资源与能源的H的。1.绿色设计所遵循的原则绿色设计与传统设计相比较，应该遵循以下主要原则.1）资源、能源最佳利用原则2）“零污染”原则3）“零损害”原则4）技术先进原则5）整体效益最佳原则3机电产品的绿色设计2.1材料选择在机械产品生产制造过程屮，人类既期望获得大量高性能或高功能的各种材料，又耍求宥一个良好的生态环境，达到可持续发展的A的。从资源、能源和环境的角度出发，提取、制备、生产、使用、再生和废弃材料的过程实际上是一个资源消耗和能源消

8、耗及环境污染的过程。而在这个过程屮，材料选择是产品设计的第一步，其绿色特性对产品的绿色性能具有重要的影响。3