1.3.3 绿色设计的步骤与方法
1.机械产品绿色设计的基本步骤
(1)对用户的要求进行分析,确定主要功能和次要功能。
(2)分析满足主要功能的技术可行性。对满足主要功能的技术进行调研、分析,然后根据这些可行性的技术,设计出相应的产品方案。在这个阶段会有若干个能够满足主要功能要求,并具有一定技术可行性的产品方案。
(3)分析和研究产品方案的潜在环境影响。对各个产品方案的潜在环境影响进行分析、研究,确定环境影响因素。
(4)开发“绿色产品”。把上述环境影响因素进一步细化为可操作、面向设计的环境影响指标要求,如最小化使用过程中的水耗、最小化生产和使用过程中的物料消耗、最小化使用过程的水污染、延长生命周期、面向再制造的理想结构设计、面向回收的理想结构设计、面向废物处理的理想结构设计,等等。
(5)检查“绿色产品”是否满足功能要求。设计过程根据辅助功能要求对各“极端产品”的方案进行评估和改进。综合各“绿色产品”的设计优势以及其他因素(如市场可行性、成本、消费者需求变化等)设计出理想的机械产品。
通过以上分析可以看出,机械产品绿色设计涉及机械制造、材料、管理学、社会学、环境科学等诸多学科,具有较强的学科交叉性。为此,机械产品绿色设计是设计方法和设计过程的集成,是一种系统设计方法。
2.常用的设计方法
(1)生命周期设计法机械产品生命周期包括市场分析、设计开发、生产制造、销售、使用及废弃后的回收处理等环节。在设计过程中,设计方案的选择是根据某种评价函数来进行的,这种评价函数包括产品基本属性、环境属性、劳动保护、资源有效利用、可制造性、企业策略和生命周期成本等因素。以此进行机械产品绿色设计的方法称为生命周期设计法。产品基本属性是指产品应具有的功能、质量、寿命、成本和服务等;环境属性是指产品在其生命周期内的任何一个阶段都不会造成环境污染;劳动保护是指产品在其生命周期设计中,分析评价各阶段的工作条件对劳动安全及人体健康的影响,并采取有效措施消除或减少这种影响;资源有效利用是指必须节约材料和能源,实现材料和能源的有效利用;可制造性是指产品的制造、装配、拆卸等工艺性能的好坏;企业策略是指企业为适应市场及用户需求而制定的若干特殊政策,如绿色设计准则、绿色产品战略、企业绿色形象等;生命周期成本是指包括设计成本、生产成本、使用成本、拆卸成本及处理成本等在内的综合成本。
生命周期设计方法解决了机械产品的生产制造是企业的事,使用是用户的事,报废后的处理和回收是社会的事的矛盾,变机械产品的设计只有生产厂家一家关心为生产厂家、用户和社会共同关心,从而来实现机械产品的绿色设计。
生命周期法设计的任务是谋求绿色机械产品在整个生命周期内资源优化利用,减少或消除环境污染。其设计包括:①面向生命周期全过程进行机械产品绿色设计。即机械产品绿色设计考虑从原材料采集到机械产品废弃后的处理全过程的所有环节。②在机械产品绿色设计的初级阶段就进行环境需求分析。
展开