基于綠色視角的機(jī)械設(shè)計(jì)研究

楊耀東

烏蘭察布職業(yè)學(xué)院機(jī)電技術(shù)系，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

當(dāng)今全球人類不得不面對(duì)的三大問(wèn)題是環(huán)境污染，人口膨脹和資源短缺。而在這些問(wèn)題的困擾下，人們又對(duì)生活水平提出了更高的要求，這使得社會(huì)的發(fā)展模式依然是以消耗大量能源和資源，來(lái)進(jìn)行高投入高輸出，這則會(huì)加劇上述三大問(wèn)題的惡化。所以，只有采用對(duì)能源高效利用的集約型的發(fā)展模式，才可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。而綠色設(shè)計(jì)理念正是以對(duì)能源的高效利用為出發(fā)點(diǎn)，使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中以及整個(gè)使用周期中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響減至最低，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色設(shè)計(jì)理念的內(nèi)涵

綠色設(shè)計(jì)也可以叫做生命周期設(shè)計(jì)，環(huán)境設(shè)計(jì)或者是生態(tài)設(shè)計(jì)，它是指從產(chǎn)品的整個(gè)使用周期來(lái)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(hù)性及可重復(fù)利用性，并且將這些屬性作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，而且同時(shí)也要保證產(chǎn)品具有應(yīng)有的功能，以及滿足產(chǎn)品的質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)和使用壽命的要求。綠色設(shè)計(jì)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(jìn)行分類回收并且循環(huán)再生或者重新利用。

2 綠色設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 綠色材料的選擇管理

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與選用的材料密切相關(guān)。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(duì)資源與能源耗損較少，對(duì)環(huán)境污染較小，利于人類健康，而且可反復(fù)再生或者可以降解進(jìn)行循環(huán)使用。選擇綠色材料時(shí)，不光要考慮材料的工藝性能，機(jī)械性能及經(jīng)濟(jì)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(lái)實(shí)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(jìn)行材料管理時(shí)，先要標(biāo)記好材料，對(duì)異種性能的材料要進(jìn)行分類存儲(chǔ)，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(duì)使用壽命已盡的產(chǎn)品，回收其可以再次利用的部分，對(duì)不可用的部分進(jìn)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(kù)，對(duì)材料的性能和環(huán)境負(fù)荷等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，指派專人管理。

2.2 機(jī)械產(chǎn)品的回收性設(shè)計(jì)

回收性設(shè)計(jì)就是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)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(jià)值大小，回收處理結(jié)構(gòu)工藝性以及與可回收性相關(guān)的一些問(wèn)題，來(lái)達(dá)到零部件和材料資源的高效利用，并且如何在回收過(guò)程中將對(duì)環(huán)境的污染降為最小的設(shè)計(jì)思想與方法。首先要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品中可以回收的零部件進(jìn)行標(biāo)記，然后在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部研制出對(duì)回收而來(lái)的零部件進(jìn)行處理的工藝方法，并且考慮好回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要遵循以下幾條準(zhǔn)則，一是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)便于拆卸維修和調(diào)整，二是使可重用零件便于識(shí)別，三是盡量選用可翻新的零件，四是對(duì)回收零件的清潔化，五是盡量去減少材料的種類，六是進(jìn)行系列化和模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)易于制造與裝配

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，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(hù)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(guò)程中產(chǎn)生的污染，這可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)清潔化。此環(huán)節(jié)需要遵循以下幾條準(zhǔn)則，一是優(yōu)化產(chǎn)品的性能，對(duì)工業(yè)進(jìn)行改進(jìn)，以提高產(chǎn)品的合格率；二是簡(jiǎn)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(jī)械產(chǎn)品的成本分析

對(duì)綠色機(jī)械產(chǎn)品而言，只對(duì)其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)上的“綠色”考慮是不夠的，還要進(jìn)行成本分析和核算。對(duì)綠色機(jī)械產(chǎn)品的成本分析不同于傳統(tǒng)的成本分析，這是因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)的最開(kāi)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(jìn)行成本分析的時(shí)候，就一定要考慮污染物替代成本，產(chǎn)品拆卸成本，重復(fù)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(jì)效益，直接取決于機(jī)械產(chǎn)品的成本高低，所以要在每一個(gè)設(shè)計(jì)的決策時(shí)都要進(jìn)行綠色成本分析，以便設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)械產(chǎn)品，不僅“綠色程度”非常高，還消耗了最低的成本。

3 機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)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(jī)械產(chǎn)品不僅會(huì)加速能源消耗，還會(huì)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(shè)計(jì)的機(jī)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(duì)環(huán)境的影響也降低了，讓人們?cè)谧非笪镔|(zhì)生活的同時(shí)，也開(kāi)始追求生態(tài)生活，也就是追求綠色的生活方式。

3.2 促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新

綠色設(shè)計(jì)理念要求同時(shí)對(duì)社會(huì)，經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益進(jìn)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(jì)社會(huì)進(jìn)行連接，讓其成為一個(gè)共同發(fā)展的整體，讓環(huán)境與資源既可以滿足當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)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(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)提出了更高難度的要求，進(jìn)而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新。

3.3 滿足國(guó)際貿(mào)易需求

綠色設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品，具有節(jié)約能源、無(wú)毒害化學(xué)物質(zhì)、合理包裝和產(chǎn)品報(bào)廢后方便處理等特征。這就使機(jī)械產(chǎn)業(yè)大大的提升了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力與可持續(xù)發(fā)展的能力。并且在國(guó)際貿(mào)易中，也符合了出口產(chǎn)品綠色化的要求，使我國(guó)生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品能進(jìn)入到更廣闊的國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)中去，也使這些產(chǎn)業(yè)有資本去和一些發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

總而言之，機(jī)械產(chǎn)品引用綠色設(shè)計(jì)理念之后，一定會(huì)產(chǎn)生一系列的優(yōu)勢(shì)，特別是中國(guó)融入國(guó)際市場(chǎng)后,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的綠色化會(huì)有更高的要求。雖然各個(gè)國(guó)家面臨的國(guó)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(shè)計(jì)方法在不斷完善和發(fā)展的,但要真正要實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì),還需要社會(huì)各界人士廣泛參與進(jìn)行更多的試驗(yàn)與探索。以此來(lái)順應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時(shí)，也能獲得更廣闊的國(guó)際市場(chǎng)，不僅為企業(yè)自身帶來(lái)效益，也為地球的生態(tài)保護(hù)提供了保障。

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