本文以會展家具拆卸回收模型與評估系統為主要研究內容,通過對會展家具的裝配拆卸及回收利用的模型和評估系統進行分析,進一步的說明了在產品開發設計階段采取裝配設計和拆卸設計對于會展家具降低生產成本,提高產品的適用性和集成度,提升會展家具的綜合質量有著重要的經濟價值和生態意義。
關鍵詞:會展家具;拆卸回收;評估系統;研究
拆卸設計與裝配設計概述
裝配與拆卸設計(Design for Assembly and Disassembly, DFADFD)的基本含義是:在會展家具開發的早期就兼顧可裝配性能和可拆卸性能,立足于產品的整個生命周期設計(Life Cycle Design),從家具性能、拆卸組合、回收利用等角度,充分考慮產品的裝配與拆卸環節以及其相關的各種因素的影響,以便在保證會展家具功能要求的前提下,使產品裝配與拆卸的成本最低。
1.實施裝配與拆卸設計的意義
在產品設計的早期實施裝配與拆卸設計具有重要的意義,主要表現在以下幾個方面:
(1)有利于降低生產成本,提高產品利用率,通過運用DFADFD方法對產品的整個結構進行優化,在設計開發的早期進行糾錯,從而提高會展家具使用效率,并節約開發的開發成本。
(2)有助于會展家具設計集成和綜合質量的提高,從家具性能,結構,裝配,回收等角度對產品進行DFADFD的設計,能夠使設計出來的會展家具不僅滿足可裝配的要求,而且在其整個生命周期中,能多次折疊拆卸回收利用,從而系統的提高產設計的綜合質量。
(3)能夠方便產品的維修和回收處理,延長產品的使用周期,良好的可拆卸性(DFA)性能,是會展家具能夠進行維修或再利用的前提條件,通過對拆卸與裝配設計的研究,可以推遲新的廢棄物產生的時間,方便廢棄物的處理,既可節約資源又有益于環境保護。
2. 面向拆卸與裝配的家具設計
拆卸與裝配是設計和使用和回收家具的過程中正好相反的兩個過程,裝配設計(DFA)與拆卸設計(DFD)之間既有相同點又有不同點。單純依照裝配設計(DFA)設計原則設計出來的產品不一定便于拆卸,反之,依照拆卸設計(DFD)原則設計出來的產品也不一定便于裝配。
拆卸就是從家具的部件上有規律的拆下可用的零部件的過程,同時保證不因拆卸過程而影響后續工藝對零部件性能的要求。其主要的應用領域包括:家具的折疊,拆裝,組合,再利用,維修、回收等。拆卸按方式進行分類,可以分為以下幾種:破壞性拆卸(Destructive Disassembly)、部分破壞性拆卸( Partial Destructive Disassembly )和非破壞性拆卸(Non-destructive Disassembly)三種。本文主要集中于非破壞性拆卸的研究。拆卸在實際的設計應用中,可以作為實現有效回收策略的重要手段,它不僅有助于實現材料的回收,而且有助于零部件的重用和再制造。對資源的綜合利用和可持續制造有重要的意義。
會展家具拆卸與回收模型的建立
1.可拆卸式會展家具的優點
可拆卸式會展家具不僅在設計、生產、運輸、銷售、儲存、安裝等方面能夠適應現代化大工業生產方式,而且從生態環保的角度,它對環境保護具有重要的意義,有著一般會展家具難以比擬的優點:
(1)產品結構模塊化、統一化,使產品有較大的可預測性;
(2)減少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量;
(3)拆卸分離簡單快捷;
(4)拆下的零部件易于手工或自動化處理;
(5)回收材料及殘余廢棄物易于分類和處理。
2.會展家具拆卸與回收模型
會展家具的拆卸回收應該充分利用已有的產品裝配模型。在綜合設計和決策人員的知識以及經驗基礎上,交互式建立產品拆卸回收分析模型。在已有模型的基礎上,針對維修和回收的特點,研究新的、更有效的產品拆卸回收模型。
(1)生命周期模型
生命周期設計(Life Cycle Design)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)。生命周期的設計是從產品概念設計階段一開始就要考慮產品周期的各個環節,以提高產品綜合性能,滿足產品的綠色屬性要求。
(2)并行工程模型
并行工程模型是指在家具設計的初期就考慮產品從概念形成到產品報廢各階段的因素,并在設計過程中隨時進行信息交流和反饋,實現多因素,多目標、閉環設計過程的產品最優化。使后續環節中可能出現的問題在設計的早期階段就被發現,并得到解決,從而使會展家具在具有良好的可制造性、可裝配性、可維護性及回收再生等方面的特性。
(3)模塊化模型設計
模塊化模型設計是指人們用各種連接件或插接結構將零部件組裝而成、可以反復拆卸和安裝,設計并劃分出一系列基本功能模塊、輔助功能模塊和備選功能模塊。力求以盡量少的模塊組成盡可能多的產品,并在滿足要求的基礎上使產品精度高、性能穩定、結構簡單、成本低廉。其目的在于用有限的產品品種和規格來最大限度又經濟合理地滿足用戶的要求。
會展家具拆卸與回收模型的評估系統
會展家具的拆卸回收,應該根據企業的設備情況、當地的資源、能源等因素選擇不同的拆卸方法和回收流程。因此回收工藝流程的評價指標要能盡可能地涵蓋回收流程決策評價中的各種因素。
1.動態性。會展家具拆卸與回收模型的評估指標應是動態的,可以后續根據會展企業或參展商的實際需求和使用情況,及時進行調整和修改:增加、刪減、調整或修改指標體系中的任一指標。
2.靈活性。該指標系統的框架要求會展家具的拆卸和回收具有可移動性和可擴展性。即拆卸與回收指標體系中的子指標可以獨立成為新的評價指標方案,同時各個子結構之間可以互相調換和重組。
3.唯一性。會展家具拆卸與回收模型中的評價指標不能隨意替換,體系中的任一指標都不允許重復出現在同一個評價指標方案中,即該指標體系中的評價指標具有唯一性。
4.層次性。拆卸與回收的指標評估體系中的每一個指標都可以由若干個子指標構成,這樣有利于更加全面的描述某項評價因素的復雜內容。
5.順序性。會展家具拆卸與回收的指標體系有嚴格的順序性,層級和順序已經確定的評價指標不能再和它的父級或子級交換位置,以此保證整個指標體系具有一致方向。
隨著國民經濟的快速發展,會展家具的可回收和再利用的程度,逐漸成為人們關注的焦點,也決定了我國的會展產業能否持續和健康發展,會展家具的可裝配性和拆卸性是產品能夠再生的重要前提,面向拆卸的設計是解決產品回收和再利用的有效設計方法。在產品的設計過程中適當的采用拆卸和裝配設計,對提高拆裝零部件的效率,降低拆裝費用和提高會展家具的回收利用率具有十分重要的意義。
參考文獻:
[1] 徐濱士. 中國再制造產業及再制造技術新進展[J]. 熱噴涂技術. 2010(03)
[2] 李雪蓮.家具模塊化設計方法研究與設計實務[D].南京林業大學碩士學位論文,2007:24
[3] 陳志偉,徐鴻翔. 面向拆卸設計的可拆卸性評價指標研究[J]. 制造業自動化. 2003(07)
(作者單位:南京工業大學)
作者簡介:周波(1979-),男,籍貫:江蘇南京,南京工業大學副教授,南京林業大學博士研究生,研究方向:展示設計、室內設計。
江蘇省教育廳高校哲學社會科學課題:當代中國文化會展中的可拆卸家具設計實踐研究。課題編號:11SJB760007