基于綠色視角的機械設計研究

楊耀東

烏蘭察布職業(yè)學院機電技術系，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

當今全球人類不得不面對的三大問題是環(huán)境污染，人口膨脹和資源短缺。而在這些問題的困擾下，人們又對生活水平提出了更高的要求，這使得社會的發(fā)展模式依然是以消耗大量能源和資源，來進行高投入高輸出，這則會加劇上述三大問題的惡化。所以，只有采用對能源高效利用的集約型的發(fā)展模式，才可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。而綠色設計理念正是以對能源的高效利用為出發(fā)點，使產(chǎn)品在設計過程中以及整個使用周期中對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響減至最低，從而來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色設計理念的內(nèi)涵

綠色設計也可以叫做生命周期設計，環(huán)境設計或者是生態(tài)設計，它是指從產(chǎn)品的整個使用周期來考慮產(chǎn)品的一些環(huán)境屬性，比如可拆卸性，可回收性，可維護性及可重復利用性，并且將這些屬性作為設計的目標，而且同時也要保證產(chǎn)品具有應有的功能，以及滿足產(chǎn)品的質(zhì)量，經(jīng)濟和使用壽命的要求。綠色設計的核心就是不僅要減少材料和資源的消耗，減少排放有害的物質(zhì)，還要使產(chǎn)品及其零部件可以方便的進行分類回收并且循環(huán)再生或者重新利用。

2 綠色設計中的關鍵技術

2.1 綠色材料的選擇管理

機械產(chǎn)品的設計與選用的材料密切相關。所謂的綠色材料，是指其本身具有優(yōu)良的使用性能與功能，對資源與能源耗損較少，對環(huán)境污染較小，利于人類健康，而且可反復再生或者可以降解進行循環(huán)使用。選擇綠色材料時，不光要考慮材料的工藝性能，機械性能及經(jīng)濟性，還要考慮環(huán)境屬性。選擇的原則是優(yōu)先選擇可再生材料，盡量選擇容易回收，耗能較低，污染較少，環(huán)境兼容性好的材料，并提高資源的回收率，來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。注意要避免選擇有毒害和有輻射的材料。進行材料管理時，先要標記好材料，對異種性能的材料要進行分類存儲，以免發(fā)生材料間的相互耗損。然后要做好材料的回收工作，對使用壽命已盡的產(chǎn)品，回收其可以再次利用的部分，對不可用的部分進行專業(yè)降解處理，以免影響環(huán)境。最后，建立材料的數(shù)據(jù)庫，對材料的性能和環(huán)境負荷等數(shù)據(jù)進行記錄，指派專人管理。

2.2 機械產(chǎn)品的回收性設計

回收性設計就是指在產(chǎn)品設計的時候，要充分去考慮產(chǎn)品零部件和材料的回收的可能性，回收的處理方法，回收的價值大小，回收處理結構工藝性以及與可回收性相關的一些問題，來達到零部件和材料資源的高效利用，并且如何在回收過程中將對環(huán)境的污染降為最小的設計思想與方法。首先要對機械產(chǎn)品中可以回收的零部件進行標記，然后在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部研制出對回收而來的零部件進行處理的工藝方法，并且考慮好回收的經(jīng)濟價值。在對機械產(chǎn)品的結構設計中，要遵循以下幾條準則，一是產(chǎn)品結構便于拆卸維修和調(diào)整，二是使可重用零件便于識別，三是盡量選用可翻新的零件，四是對回收零件的清潔化，五是盡量去減少材料的種類，六是進行系列化和模塊化的結構設計。

2.3 機械產(chǎn)品的設計應易于制造與裝配

機械產(chǎn)品的設計，不僅要讓產(chǎn)品更容易制造與裝配，提高其品質(zhì)與可維護性，減少零部件的數(shù)量，還要更有利于去減少制造與裝配過程中產(chǎn)生的污染，這可以實現(xiàn)生產(chǎn)清潔化。此環(huán)節(jié)需要遵循以下幾條準則，一是優(yōu)化產(chǎn)品的性能，對工業(yè)進行改進，以提高產(chǎn)品的合格率；二是簡化工作流程，減少加工的工序；三是減少生產(chǎn)中廢物的排放。

2.4 機械產(chǎn)品的成本分析

對綠色機械產(chǎn)品而言，只對其設計方案進行技術上的“綠色”考慮是不夠的，還要進行成本分析和核算。對綠色機械產(chǎn)品的成本分析不同于傳統(tǒng)的成本分析，這是因為在產(chǎn)品設計的最開始，就要考慮到產(chǎn)品的回收再利用等其他環(huán)境屬性，因此，在進行成本分析的時候，就一定要考慮污染物替代成本，產(chǎn)品拆卸成本，重復利用零部件成本和特殊產(chǎn)品的環(huán)保成本等。企業(yè)是否可以獲得經(jīng)濟效益，直接取決于機械產(chǎn)品的成本高低，所以要在每一個設計的決策時都要進行綠色成本分析，以便設計出來的機械產(chǎn)品，不僅“綠色程度”非常高，還消耗了最低的成本。

3 機械產(chǎn)品進行綠色設計的重要意義

3.1 讓人們的生活方式綠色化

人們生活中的各種高耗能機械產(chǎn)品不僅會加速能源消耗，還會代謝出一些影響生態(tài)平衡的廢物，危害人們的生存環(huán)境。所以使用綠色設計的機械產(chǎn)品，不僅給人們提供了同等的物質(zhì)享受，還減少了能源的消耗，對環(huán)境的影響也降低了，讓人們在追求物質(zhì)生活的同時，也開始追求生態(tài)生活，也就是追求綠色的生活方式。

3.2 促進科學技術進步與創(chuàng)新

綠色設計理念要求同時對社會，經(jīng)濟和生態(tài)效益進行考慮，使這三者可以和諧統(tǒng)一的發(fā)展。它可以將生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟社會進行連接，讓其成為一個共同發(fā)展的整體，讓環(huán)境與資源既可以滿足當前的經(jīng)濟發(fā)展需求，又可以滿足我們子孫后代的生存需求。而這就在一定程度上對機械產(chǎn)品的研發(fā)提出了更高難度的要求，進而推動科學技術的進步和創(chuàng)新。

3.3 滿足國際貿(mào)易需求

綠色設計的機械產(chǎn)品，具有節(jié)約能源、無毒害化學物質(zhì)、合理包裝和產(chǎn)品報廢后方便處理等特征。這就使機械產(chǎn)業(yè)大大的提升了市場競爭的能力與可持續(xù)發(fā)展的能力。并且在國際貿(mào)易中，也符合了出口產(chǎn)品綠色化的要求，使我國生產(chǎn)的機械產(chǎn)品能進入到更廣闊的國際貿(mào)易市場中去，也使這些產(chǎn)業(yè)有資本去和一些發(fā)達國家進行競爭。

總而言之，機械產(chǎn)品引用綠色設計理念之后，一定會產(chǎn)生一系列的優(yōu)勢，特別是中國融入國際市場后,對機械產(chǎn)品的綠色化會有更高的要求。雖然各個國家面臨的國情不同,發(fā)展水平不一致,但都有解決環(huán)境、資源和可持續(xù)發(fā)展的共同要求。雖然綠色設計方法在不斷完善和發(fā)展的,但要真正要實現(xiàn)機械產(chǎn)品的綠色設計,還需要社會各界人士廣泛參與進行更多的試驗與探索。以此來順應我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時，也能獲得更廣闊的國際市場，不僅為企業(yè)自身帶來效益，也為地球的生態(tài)保護提供了保障。

[1]馬林，張偉東.綠色設計在工程機械中的應用[J].工程機械與維修，2009(7).

[2]賀智博.基于機械產(chǎn)品綠色設計的研究[J].機電技術，2010(4).

[3]張建峰，姜峰，賀成柱.綠色設計——現(xiàn)代制造領域可持續(xù)發(fā)展的新趨勢[J].機械研究與應用，2010(4).

[4]尚華.淺談機械產(chǎn)品的綠色設計[J].科技致富向導，2010(11).