浅谈机械产品绿色设计理念摘要：随着人类社会的发展和进步，生态环境的破坏也在加剧。

传统的机械产品已经不能满足人与自然和谐相处的要求，违背了可持续发展原则。

为此，基于绿色设计理念的机械产品应运而生，这也是我们当今社会发展的必然。

本文首先介绍了我国机械制造业在环保方面存在的主要问题，接着说明了机械产品绿色设计概念，阐述了机械产品设计中应考虑的主要因素。

最后举例说明绿色设计在汽车工业中的应用。

关键词：生态环境，可持续发展，机械产品，绿色设计。

Abstract: with the development and progress of human society, the destruction of the ecological environment is intensifying. Traditional mechanical products have been can't meet the requirements of harmony between man and nature, in violation of the principle of sustainable development. Therefore, based on the concept of green design of mechanical products arises at the historic moment, which we must in today's social development. This article first introduces our country mechanical manufacturing industry on the main problems of environmental protection, and then illustrates the mechanical product green design concept, this paper expounds the main factors should be considered in the design of mechanical products. Finally, an example is given to illustrate application of green design in automobile industry.Key Words：the ecological environment, sustainable development, mechanical products the mechanical product green design.1.引言工业革命以来,人类社会经过100多年的快速发展, 目前已经面临社会发展与环境和资源之间的深刻矛盾。

在人类对自己长期以来采用较为粗放的、大规模工业发展模式及由此而引起的资源枯竭、环境恶化等问题的反思之后, 如何选择一条适合该国国情的可持续发展道路, 实现人与自然的和谐相处,成为世界大多数国家的共识。

作为人类社会可持续发展的重要标志, 是使子孙后代拥有与当代人相同, 甚至比当代人还多的人均财富和生存发展空间。

这就要求当代人要有对历史和子孙后代负责的精神, 切实地改变现在传统的发展思维模式以及由这种思维模式而产生的生产、生活和经济发展方式, 特别是在这么一个经济快速增长、人口众多、人均资源不到世界平均水平1/2的发展中国家更是如此。

应该看到, 由于中国经济基础薄弱, 技术相对落后,发展大部分是通过以自然资源和劳动力为主要的投入手段所推动的, 是一种粗放型的经济增长方式。

这种发展的结果, 是现在面临越来越严重的资源短缺和生态环境恶化问题。

随着当前世界经济的飞速发展，机械产品生产数量以及迅速的换代速度导致越来越多的废弃产品，资源的浪费与过度开发对当今生活环境和生态带来严重的破坏。

实施机械产品的绿色设计和制造，能在有效利用资源的同时降低废弃物的生成，提高产业效率，降低成本，减少污染，避免制造业的恶性循环，形成可持续发展生产模式，因此以绿色设计 和绿色制造为主要特征的绿色浪潮正在席卷全球。

本文主要介绍绿色设计理念在机械产品制造上的体现。

2.我国机械制造业在环保方面存在的主要问题目前，我国的机械制造业大多采用的还是高投入的粗放型发展模式，资源和能源消耗大，效率低，“三废”排放量大，环境污染严重。

在各类产品的加工过程中，所产生的各类污染物相当惊人。

目前在环境保护方面，制造业主要存在以下问题[2]：（1）废旧或闲置设备回收和再利用率低。

近年来，由于数控机床、加工中心及FMS/CIMS 的应用，大多数传统机床逐步被废弃。

如何改造这些旧设备，成了摆在面前的一大课题。

（2）能源和原材料的浪费现象十分严重。

目前，我国制造业工艺水平不高，多数企业缺乏环保意识。

落后的制造工艺，使得能源与资源的利用率不高，而且浪费也十分严重。

（3）产品的回收利用率低。

长期以来，传统的生产模式是按照“生产－流通－废弃”的开式循环。

制造业的生产，基本上不考虑废弃产品的回收利用，特别是机械制造业的回收利用率更低。

（4）制造过程中产生的废弃物得不到无公害处理。

许多企业在产品制造过程中，注重的是如何以最低的成本高效率地产出产品，而很少关心加工过程中使用的工具及原材料等对环境的污染。

高能耗、重污染的工艺，仍然在生产中得到广泛的应用；而先进的环保型工艺由于成本高而被搁置，企业不愿在治理废弃物方面有所花费。

这样一来，在企业获得较高利润的同时，人类生存的环境却遭到了前所未有的破坏。

绿色设计理念是21世纪开始兴起的一种新的设计理念。

随着世界经济的发展，21世纪将成为“绿色世纪”，即要求企业在开发新产品的时候，必须作出有利于环境保护和生态平衡的技术选择。

要想持久利用资源，就必须改变粗放型的发展模式。

3.机械产品绿色设计概念有关机械产品绿色设计概念方面的研究, 国内近年来进行得比较多[3][4]。

机械产品绿色设计的概念可归纳为:机械产品绿色设计是一种基于产品整个生命周期, 并以产品的环境资源属性为核心的现代设计理念和方法, 在设计中, 除考虑产品的功能、性能、寿命、成本等技术和经济属性外, 还要重点考虑产品在生产、使用废弃和回收的过程中, 对环境和资源的影响。

其基本内涵有[5]：(1)在产品设计的全过程中, 产品的基本技术性能属性与环境资源属性、经济属性并重, 且环境资源属性优先。

(2)在设计阶段应充分考虑产品在使用废弃后的可拆性和回收利用性。

(3)提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任。

即对大宗工业产品, 企业不但要生产产品,同时,还应在可能的范围内,承担产品回收和再利用的义务。

(4)它是对传统设计方法、设计理念的发展和创新, 体现了人类对机械产品设计学科认识的深化。

传统的机械产品设计侧重的是产品的性能、质量、成本等产品的基本技术与经济属性, 对产品的考虑最多到产品使用报废为止。

按传统的机械产品设计理念, 在产品使用报废后, 就成了一堆废铁和垃圾, 与制造企业也没有任何关系, 报废产品金属零件的回收利用主要采用回炉冶炼方式, 很少直接利用，这就造成了资源的极大浪费。

4.机械产品设计应考虑的主要因素对于一件机械产品，绿色设计所提出的基本要求就是在追求经济效益的基础上要考虑到环境的保护、资源的节约等问题。

既可以减少材料的浪费，还可以提高资源的使用效率，实现经济效益的最大化，因此来说绿色设计理念在机械设计制造中的推广也是十分必要的。

在机械产品绿色设计考虑的因素有很多，主要有以下几方面：❶材料选择选材在机械设计中占据非常重要的地位，对于材料的选择，首先是要确保其环保与健康。

传统的选材方式过度的在乎产品的工艺性能以及环境属性，而忽略了其安全性。

机械的设计与制造过程中，总会出现一些含有特殊化学物质的材料，如铅、汞等这些有害物质。

这些物质的选用必然会对未来造成一定的环境问题。

如果后期处理不当，对于环境的伤害还是非常大的。

因此，对于材料的选择要非常慎重。

这也是绿色机械设计理念中的最为重要的一个环节。

另外为了实现可持续发展，采用可再利用或再循环的材料。

❷可拆卸性和可回收性设计。

可拆卸性设计DFD(design for dismantle) 是一种使产品最容易拆卸并能从材料的回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法。

可回收性设计DFR (design for reclaim) 是指在进行产品设计时充分考虑产品的各种材料组成的回收再利用的可能性、回收处理方法( 再生、降解等)、回收费用等与产品有关的一系列问题，从而达到节约材料、减少浪费、对环境污染最小的目的的一种设计方法。

面向拆卸的设计就是研究产品如何设计才能高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸,以便重新使用及回收,它要求在产品设计的初级阶段就将可拆卸性作为结构设计的一个评价准则,使所设计的结构易于拆卸, 因而维护方便,并可在产品报废后充分有效地回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的❸产品的生命周期评估产品的生命周期评估LCF(life recycle assessment)技术是定量分析产品系统环境特性的最重要的步骤和手段。

在进行产品的绿色设计时,要对产品从“摇篮到再现”这一周期进行系统的分析,使所设计的产品对社会的贡献最大,对环境的污染最小.对能源、资源无浪费,并使制造商、用户花成本最少。

机械制造人员要在产品设计的各个环节上综合考虑对产品整个寿命周期的影响,对产品技术的发展有科学的预测, 在现有产品、储备产品和研发产品之间有合理的技术继承和联系, 充分考虑由于产品款式、技术升级等因素引起的产品报废, 使产品具有合理的使用寿命, 而不一味地追求产品的经久耐用。

5.绿色设计在汽车工业中的应用随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭都买上了小轿车，它也成为人们心中备受欢迎的交通。

由此带来的环境污染问题日趋严重，例如汽车尾气的排放、噪音污染、汽车报废材料回收等。

现代社会绿色设计已经逐渐渗入到汽车设计的各方面，我们把它归结为如下：（a）在汽车材料方面的应用绿色设计要求汽车设计使用轻质、能耗低、噪声小、无毒和便于回收的绿色材料。

车内人造革和纺织品饰件中含有大量甲醛、苯、二甲苯等有害物质，汽车发动机产生的一氧化碳、汽油气味附着在车内，使空气质量下降。

所以在汽车设计中使用绿色环保材料是必要的。

目前在汽车上广泛使用的新材料有增强塑料、碳纤维和高强轻质合金等。

例如，美国通用汽车公司的轿车就采用高强、轻质且成型方便的碳纤维材料做车身，其圆润、流畅的造型使风阻系数非常理想，碳纤维也大大减少了汽车的整体质量和结构尺寸，使该车的效率大为提高。