輕工機械的綠色設計研究

謝飛鵬

摘要：綠色設計是一種新型環保的設計方式，以獲得綠色產品為最終目的。在輕工機械的研發過程中綠色設計理念的運用，在很大程度上改變了以往設計方面“從搖籃到墳墓”的單向性、不可逆的做法。文章從綠色設計的角度出發，研究綠色設計在輕工機械中的應用和發展前景。

關鍵詞：綠色設計；輕工機械；機械設計研發；綠色產品

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）12-0018-02

綠色設計是20世紀80年代末出現的一股國際設計潮流，不僅反映了人們對于現代科技文化所引起的環境及生態破壞的反思，而且體現了設計師道德和社會責任心的返璞歸真。綠色設計在輕工機械中的應用和發展，不僅有利于輕工機械的發展，而且有助于我國資源節約型、環境友好型社會的建設。

一、關于綠色設計的概述

（一）綠色設計的含義

綠色設計（生態設計、環境設計）是指在產品及其壽命周期全過程的設計中，要充分的考慮對資源和環境的影響，在考慮產品的功能、質量、開發周期和成本的同時，要優化各種相關因素，使得產品及其制造過程中對環境的總體影響減到最小，使得產品的各項指標符合綠色環保的要求。

（二）綠色設計的特點

1．設計目標特征。綠色設計的設計目標除了要考慮產品的功能、性能、質量、成本等因素，還要考慮產品在制造、銷售、使用及報廢之后對環境的影響，運用環境評價準則約束制造、裝配、拆卸、回收等設計過程，使之擁有良好的經濟性和環保性。

2．設計方法特征。綠色設計的方法中除了傳統常規的設計方法之外，還有模塊設計、可回收設計、拆卸設計等創新型的設計方法。

3．設計程序特征。綠色設計的程序是系統化的并行閉環設計，包括環境規章評價、環境污染鑒別、環境問題的提出、較少污染、滿足用戶要求的替代方案、替代方案的技術和商業評估等。

4．設計評價特征。從原材料的提取、加工、制造及產品包裝、運輸、使用、廢棄、處理等全生命周期為出發點，評價可能對環境產生的總負荷量，以實現輕工機械的優化設計。

二、綠色設計的方法和關鍵技術

（一）綠色設計的方法

1．并行工程設計。并行工程設計就是充分利用并行工程的技術，全面考慮產品在綠色設計過程中的各種各樣的因素，在設計的各個環節中隨時隨地進行信息交流與反饋，從而實現綠色設計的最終目標。

2．生命周期設計。生命周期設計（生態設計）是從產品性能、環境保護、經濟可行性的角度，考慮產品開發全生命周期（包括產品設計、原材料的提取、產品的制造、包裝、銷售和使用、用后的回收與處置全過程）的污染預防要求，多級使用資源與能源，以降低產品生產和消費過程對環境的影響，確保滿足產品的綠色屬性要求。

3．模塊化設計。模塊化設計是指將產品的某些要素組合在一起，構成一個具有特定功能的子系統，將這個子系統作為通用性的模塊與其他產品要素進行多種組合，構成新的系統，產生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產品。

（二）綠色設計的關鍵技術

1．綠色產品的結構設計。對于輕工機械來說，除了滿足基本的產品功能以外，還應考慮其結構的易拆卸性、易回收性、易處理性。在產品的拆卸和回收過程中，采用模塊化設計和容易拆裝的連接方法，減少材料表面的涂渡處理。因此，拆卸是可以確保廢物回收利用的基礎，而回收則是實現廢物再利用的有效途徑。具體研究內容主要包括以下幾方面：（1）產品的拆卸設計方法；（2）建立拆卸結構的模塊；（3）完善拆卸評價的指標體系；（4）材料和零部件的分類編碼、系統識別。

2．綠色產品的材料選擇。在材料的選擇方面與管理方面，首先要將含有有害成分和無害成分的材料區分開來，分別存放；其次對于達到壽命周期的產品，充分回收利用又用的部分，采取特殊工藝處理一些不能用的部分，降低這些材料、對環境的影響。包括對于環境中可以降解或者生物降解的材料設計，積極開發應用天然材料。有關材料的選擇，應奠定在綠色產品基礎上，研究指標主要包括：（1）材料選擇的經濟性、合理性；（2）材料選擇是否對環境產生影響；（3）分析材料的相容性及配備技術；（4）綠色材料的綜合評價。

3．綠色產品的工藝程序。在設計過程中，要注意將工藝流程簡化，減少不必要的原料消耗，將生產過程中產生的廢棄物、輔料、副產品進行綜合利用、回收再生，從而實現整個程序的零排放或者低排放。

4．綠色產品的資源性能。一方面，不同的輕工機械產品對環境產生的影響有所不同，在設計過程中，應結合產品性能特點，盡量與環境要求相適應。如冰箱生產過程中，不能應用發泡劑或者制冷劑，減少磷化或者酸洗過程中可能產生的環境污染問題，降低噪音與能耗；另一方面，為了實現產品資源的優化配置，應主要研究以下兩大指標：其一，在產品生產過程中，資源的消耗量；其二，在產品生命周期之內，資源的消耗量。

5．綠色產品的環境成本。輕工機械中的綠色設計所要進行的環境成本與社會成本的評估包括：環境污染的治理成本、廢棄物的回收成本、人體健康受到損壞的醫療成本。

6．綠色產品的數據庫建立。在綠色設計的整個過程中，要注意對數據的收集與分析，其包括材料的性能數據、能源利用利用和環境負荷數據、量化評級標準、計算機輔助工具等。

三、綠色設計技術在輕工機械中的發展前景

（一）提升輕工機械產品的競爭力和企業實力

綠色設計的本質特征就是在不影響輕工機械產品功能、使用周期、產品質量的前提下，通過科學管理和先進技術的合理運用以提高資源利用效率、降低能源消耗。綠色設計技術可以在一定程度上降低產品在原料采購、加工、產品銷售、廢棄物回收再利用、環境保護等方面的成本，提升產品的市場競爭力，為企業創造更大的經濟利益、社會效益與環境效益。

（二）減輕企業在發展過程中的環境風險與壓力

隨著科學技術的不斷進步和人們環保意識的增強，社會對環保的要求也越來越高。一些輕工行業，例如制糖、釀造、皮革、洗滌等原料消耗大，對環境污染嚴重的企業的環保壓力逐漸加大。如若不及時的采取綠色設計的輕工機械，這些企業就會面臨著被并、轉、關、停的危險，阻礙企業的發展。因此，企業采取綠色設計技術制造的輕工機械進行生產，對企業實現清潔生產，創造一個穩定、健康、高效的發展空間。

另外，綠色設計技術在輕工機械中的應用，不僅有助于改進輕工機械的生產技術、產品性能、產品質量，而且可以提升輕工機械的產品競爭力，促進整個輕工機械行業的健康發展，為未來的輕工機械的發展注入新的活力和動力。

四、結語

綠色設計在輕工機械中的廣泛應用，是時代進步、社會發展、人們思想觀念轉變的一個縮影。人們意識到綠色設計技術的發展，對于社會經濟的發展有巨大推動力，對于節約資源、保護環境意義重大。綠色設計技術應用到輕工機械中，不僅可以降低企業生產成本，而且可以降低噪音，使得人機界面處于友好的狀態，提高生產效率，促進企業的

發展。

參考文獻

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（責任編輯：王書柏）