绿色设计在现代生产中的应用研究

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1、绿色设计在现代生产中的应用研究1研究背景1.1产品的绿色设计需求市场经济情况下，工业企业为了满足不断增长的物质需求，开发出品种更多、质量更好、性能更强的产品。然而，企业追求最髙生产利润的本质，先天性地决定了其较少考虑生产中的环境问题，这导致了掠夺式的资源消耗以及废物排放等活动的发生，激化了工业产品与地球资源、环境保护之间的矛盾，最终使人类的发展难以为继。因此，人们提出了可持续发展的需求，要求产品须达到节约资源和能量、保护环境、保护人体健康三方面的要求，而在实际生产活动中，这些需求又衍生出各类次生需求，包括遵守环保法规、应对绿色贸易壁查、迎合绿色消费等，它们之间的关

2、系如图1-1所示。绿色设计(GreenDesign，GD)便是为应对产品的绿色需求而产生的设计方法，也称为生态设计(EcologicalDesign，ED)、环境化设计(DesignforEnvironment，DFE)、生命周期设计(LifeCycleDesign，LCD)或环境意识设计(EnvironmentalConsciousDesign，BCD)等，虽然说法不同，但其含义大体一致，即在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性(可拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等)并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的功能、使用寿

3、命、质量等要求。绿色设计是传统产品设计的延伸，如图1-2所示，它所面向对象不再是产品本身，而是整个产品系统。产品系统涵盖了产品从原材料获取、设计制造、包装流通、使用维护，一直到拆卸回收和报废处置的整个生命周期，绿色设计便是在产品系统的层面来考虑资源的消耗以及对环境的影响，寻找并釆用尽可能合理和优化的结构和方案，使资源的消耗以及环境的负面影响降到最低。因此，绿色设计的涉及面更广，包括T能减排设计、产品可回收设计、产品再制造设计、包装运输设计等，这些内涵之间却由于在设计方法和理念等方面存在较大的差异，无法融合成统一的技术体系，显得庞杂。同时，绿色设计的也需求比较模糊，

4、更依赖于人的经验。例如，在电子产品的包装设计中往往要求采用纸质包装来确保环保性，但是只有经验丰富的设计者才能意识到可以通过點胶取代钟钉，并要求供应商保证翁胶成分中不含有害物质来进一步提高产品环保性，而一般设计任务书中难以提出如此明确、细致的需求。绿色设计和传统设计在设计过程、设计目标、考核指标、知识内容、设计成果以及设计效益等方面存在着很大的不同，表1-1为绿色设计和传统设计的比较。这些差异导致了绿色设计在企业中难以实施，设计人员普遍不了解绿色设计知识，不知道如何寻找、利用绿色设计知识，因此有必要对绿色设计知识展开研究。1.2国内外研究现状近二十年来，绿色设计已逐

5、步成为设计领域的研究热点，国内外学者都对其展开了全面深入的研究，绿色设计的理论体系也随着各专家学者的研究处于逐步完善的过程中[1-3]。绿色设计过程是一个典型的面向产品全生命周期的设计过程，如图1-2所示:1.2.1国外绿色设计研究现状国外尤其是欧美国家和日本的相关研究机构对绿色设计研究比较早，作了大量的研究工作，取得了不错的研究成果，并且这些国家在绿色设计方面的推行力度比较大，绿色设计研究理论成果能够很好的与企业的生产相结合。这方面，已经走在了世界的前列。(1)国外绿色材料选择研究现状对于机电产品绿色设计的材料选择方面的内容，国外学者进行了大量的研究，取得一定的

6、研究成果。R。VenkataR[4]针对给定工程组件的材料选择进行了详细的研究，提出了“材料适应性指数”的概念，并提出了基于图论和矩阵的材料多目标选择决策模型。KalpeshManiya与M。G。Bhatt[5]提出了一种基于“偏好指数(PSI)“的材料选择方法，并对该方法进行了一致性检验，实验研究表明PSI方法是一种合理适用的材料选择方法。R。JeyaGirabha，s。vinodh[6]针对汽车组件的材料选择提出了一种基于模糊VIKOR和环境影响分析的材料选择模型，对汽车组件的材料进行了合理的选择。(2)国外拆卸性设计研究现状拆卸设计是产品绿色设计的又一项重要

7、内容，拆卸性能的好坏直接影响到产品后期的回收工作，一个具有良好拆卸性能的机电产品，当产品报废后，能够简化产品的回收重用过程，节省拆卸时间，从而达到节约资源，减少环境污染的目的。因此，在这方面，国外学者也对相关内容进行了研究。例如，Rahman等[7]针对报废汽车产品采用遗传算法对其拆卸序列进行优化。日本东京大学在1996年提出了逆生产理论，该理论主要用于针对产品的拆卸及拆卸下来的零部件的回收利用和再制造处理等，从而更好的解决废旧产品的处理问题。Shinichiro[8]提出了基于LCA的废旧家电产品主动拆卸技术，为家电产品的设计提供了理论支撑，简化了家电产品报废后

8、的拆卸过程