浅析机电产品的绿色设计

机电产品的绿色设计

摘要：绿色设计已成为我国机械制造业实现可持续进展的有效途径，具有广泛的应用前景。绿色设计中不仅要考虑企业自身的经济效益，而且还要从可持续进展观点动身，考虑产品全生命周期的环境行为对生态环境和社会所造成的阻碍，通过节约材料，优化设计方案，对材料的回收再利用等方法，最终取得良好的经济效益、生态效益和社会效益。本论文以材料选择、可拆卸性设计为主进行的设计。

关键词：机电产品；材料选择；绿色设计；

1 引言

进入21世纪以来，以爱护环境、实现人与自然和谐进展为目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中，是可持续进展战略思想在工业产品设计领域的重要体现，将对人类社会的进展具有特不深远的意义。

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进展的同时，却产生了对能源和原材料的巨大消耗和白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、德国等取得了许多成果。我国的资源并不丰富，但环境污染问题己经特不突出。我国的工业进展至今仍然沿

用高能耗、高投入的粗放型工业进展模式，单位能耗比发达国家高出1-3倍，“三废”排放量大，污染严峻，严峻阻碍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)，能够预见，在不久的今后，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已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／CAM）、销售及售后服务等几个时期，而且设计也要紧是从企业自身的进展和经济利益动身，仅仅考虑如何满足用户要求，满足产品的差不多属性（如差不多功能、质量、寿命、成本等），而不考虑或专门少考虑环境属性，其设计指导原则是只要产品易于制造，同时具有要求的功能、性能即可。按传统设计生产的产品在达到其使用寿命后差不多上成了一堆垃圾，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了社会的进展，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、经济的飞速进展，传统设计差不多无法满足社会进展和环境爱护的要求，采纳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，采纳全生命周期评价、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阻碍，然后在设计中加以解决。设计中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、可回收性、可制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，在使用过程中能耗最低，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后，对环境和资源消耗的总体阻碍减到最低[1]。

由于产品成本的80﹪～90﹪取决于设计时期，因此绿色设计决定了绿色制造系统的效率，是绿色制造的核心。

图1产品的生命周期过程

与传统设计相比，绿色设计的内涵更加丰富，要紧表现在：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。图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，系统不断地从外界汲取能源和资源，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中，其目的是获得真正的绿色产品。由于绿色设计将产品生命

周期中的各个时期(包括原材料制备、产品设计制造、产品使用维护、回收处理及再利用等)看成是一个有机的整体，并从产品生命周期整体性动身，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、质量和成本等差不多性能的条件下，充分考虑产品生命循环周期各个环节中资源和能源的合理利用、环境爱护和劳动爱护等问题。因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，从全然上达到爱护环境、爱护劳动者和优化利用资源与能源的目的。

2.绿色设计的特点

1.节约资源和能源：绿色产品设计从整体上优化了产品性能，使组成产品的零部件和材料得到充分、有效的利用，减缓了资源消耗。

2.从源头上减少了环境污染：绿色产品设计减少了废弃物产生，减少了处理垃圾带来的种种棘手问题。

3.有利于生态系统的平衡和实现可持续进展是绿色设计的核心所在：绿色设计力图将产品制造和使用对环境产生的负面阻碍降到最小。

综上所述，绿色设计的目的确实是利用并行设计的思想，综合考虑在产品生命周期中的技术、环境以及经济性等因素的阻碍，使所设计的产品对社会的贡献最大，对制造商、用户以及环境负面阻碍最小[2]。3.绿色设计所遵循的原则

绿色设计与传统设计相比较，应该遵循以下要紧原则.

l)资源、能源最佳利用原则

该原则包含两层意思，一是在考虑选用时，应尽可能选用可再生的资源、能源；

另一方面，在设计上应尽可能保证在产品的整个寿命周期中得以最大限度的利用资源及能源。

2)“零污染”原则

绿色设计应完全抛弃传统的“先污染、后治理”的末端治理环境爱护方式，而实施“预防为主，治理为辅”的环境爱护战略，因此设计时就应充分考虑如何消除污染源，从全然上防止污染。产品寿命循环周期中环境污染趋于零为最佳状态，是绿色设计所追求的最终目标。

3)“零损害”原则

确保产品寿命周期中对操作者良好的劳动爱护是绿色设计必须遵循的设计原则。从设计上不仅要从产品制造和使用环境以及产品的质量和