《綠色設計與綠色制造》課程教學設計

戢磷

【摘要】隨著綠色設計、制造與清潔化生產的新技術、新理論、新方法不斷涌現，全面推行綠色制造，是“中國制造2025”的戰略任務;強化產品全生命周期綠色管理，大力推行綠色設計，推廣綠色制造技術、分享綠色設計案例。遞進展開項目化教學設計，推廣和應用光電、風電新能源技術。提倡綠色消費，即是指人類的消費活動無害于環境，即無污染或最小污染的消費。

【關鍵詞】中國制造2025 綠色設計 綠色制造 綠色能源技術 綠色消費

綠色設計與綠色制造課程是按綠色設計與綠色制造理論、關鍵技術、相關環境管理體系標準和法規遞進展開項目化教學設計。主要內容包括基于綠色制造的多生命周期工程、產品綠色設計技術、面向綠色制造的工藝規劃與清潔化生產技術、面向綠色制造的材料選擇技術、綠色包裝技術、廢舊產品回收與再制造技術。而綠色消費則要求改變原有消費觀念，重構生態設計和制造，使用對環境有利或無害的綠色產品。

一、高職《綠色設計與綠色制造》課程描述

該課程是全面推行綠色設計、制造和消費，綠色設計是在理論與實踐上都需要不斷探索與完善，助力“中國制造2025”戰略實施，推動綠色產業發展，探索中國制造業綠色轉型升級的路徑和模式，引領綠色消費理念和綠色生活模式。《綠色設計與綠色制造》課程可作為機械設計與制造專業及高職制造類選修課。

二、課程目標

通過本課程的學習，目標是使學生明確工業產品綠色設計與制造領域技術學習、實踐與創新。推廣綠色技術、分享綠色案例。

技能目標是學會使用節省資源的生產技術，面向環保的產品包裝技術，產品可拆卸、可回收技術，推廣和應用光電、風電新能源技術。

三、《綠色設計與綠色制造》學習項目教學設計

依據《綠色設計與綠色制造》對高職制造業人才培養要求，進行項目化課程內容設計。綠色設計是綠色產品開發的重要基礎和手段，是按照全生命周期的理念，在產品設計開發階段系統考慮原材料選用、生產、銷售、使用、回收、處理等各個環節對資源環境造成的影響，力求產品在全生命周期中最大限度降低資源環境影響

《綠色設計與綠色制造》工作項目教學設計：

項目一：以任務驅動開展綠色設計理論與方法、拆卸設計理論教學和實訓教學，工業產品的全生命周期綠色設計，重點進行汽車的全生命周期綠色設計。

教學要求：明確綠色設計理論與方法。明確拆卸操作安全技術規程和遵守使用規則，遵守安全文明生產，學會拆卸操作。

實訓一：試擬定汽車拆卸和分類回收方案，學會汽車拆卸和分類回收操作。

對汽車開展可回收性綠色設計技術的研究及應用，采取與公司合作，研究轎車的回收工程問題;與物資再生利用公司合作，探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性。以汽車為對象，提供可回收、可拆卸成套技術，并與企業結合，建立汽車回收示范點。

實訓二：工廠常見的廢舊設備改造和利用，拆卸、回收舊機床。與企業結合選擇若干典型產品，建立產品綠色制造及廢舊設備拆卸回收示范點。

實訓三：試進行廢舊工業產品及家電拆卸操作。電視機、計算機設備、收音機、測量儀器拆卸操作。并與企業結合，建立舊工業產品及家電拆卸示范點。

實訓教學的基本要求：學會工業產品的全生命周期綠色設計，汽車的全生命周期綠色設計。掌握舊工業產品拆卸操作方法。會應用節省資源的生產技術，面向環保的產品包裝技術，產品可拆卸、可回收技術。

采用綠色制造能最大限度地減少對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率能達到最高。促進綠色制造工藝和先進技術應用，從學生開始培養設計人員良好的環境意識，廣泛采用無害化、標準化、模塊化的零部件，充分考慮產品報廢時的回收利用便利性，報廢產品容易拆卸和分解，并可加以回收或再生。

項目二：推廣光電、風電新等能源技術，促進綠色制造工藝和先進技術應用。學習應用綠色制造工藝、干式加工、工藝模擬和虛擬現實技術。

實訓一：推廣和應用光電、風電新能源技術，學會太陽能光電設備的制造、安裝和維護，學習風電設備的制造、安裝和維護技術。

實訓二：綠色制造工藝的應用。成形制造技術正向凈成形方向發展。成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等方面，精密成形或凈成形（Net Shape Process）方向發展。采用工藝模擬技術，控制和保證熱加工工件的質量。工藝模擬技術主要應用于熱加工過程模擬，預測加工過程中可能產生的缺陷和防止措施，從而能有效控制和保證加工工件的質量。

實訓三：開展干式加工的應用。干式加工簡化了工藝、減少成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。目前干式加工的主要應用領域是機械加工行業，如干切削加工、干磨削加工等。

項目三：養成綠色消費的習慣，養成購買綠色產品的習慣。

崇尚綠色消費。人們的吃、穿、住、用、行、游等消費活動都是在一定環境條件下進行的，但其消費對環境的污染最小化，購買環境無害產品是綠色消費的新動向，促進了綠色設計和制造的發展。產品的綠色標志制度相繼建立，凡產品標有“綠色標志”圖形并利于資源的再生和回收。改進學生的生活方式，提高學生的生活質量，使之與環境承載能力相適應。綜合利用是指按照資源的多種使用屬性和功能加以利用，不要用其一點而不計其余，造成資源的浪費。

引導學生在日常消費中養成購買綠色產品的習慣，所有產品都將進入綠色設計家族，可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環利用。

通過本課程的學習，學生學習并掌握綠色設計理論與方法、拆卸設計、回收設計、產品包裝設計，面向環境、面向能源、面向材料的綠色制造技術。會應用綠色制造的工藝規劃與清潔化生產技術、面向綠色制造的材料選擇技術、綠色包裝技術、廢舊產品回收與再制造技術、與綠色制造實施相關的環境管理體系標準和相關法規。

參考文獻：

[1]劉光復，劉志超主編.綠色設計與綠色制造.機械工業出版社，2018.

[2]劉光復，劉志超主編.綠色設計.機械工業出版社，2017.

[3]趙汝嘉主編.先進制造系統導論.機械工業出版社，2018.