机械产品全生命周期设计方法概述

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1、产品全生命周期设计方法概述产品全生命周期设计方法概述张翔胡冰乐郑金凤(福建农林大学机电工程学院，福建福州350002)摘要：介绍全生命周期设计的基本概念及其内容，还有全生命周期的相关技术。产品的全生命周期设计融合多学科的内容,并涉及许多新兴学科和现代先进技术。给出了产品全生命周期设计实际应用中的相关要求。关键词：全生命周期设计;绿色设计;并行设计；产品设计中图分类号：TH122文献标识码：AProductLifeCycleDesignMethodOverviewZHANGXiang，HUBing-le,ZHENG

2、Jin-feng(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)Abstract:Describesthewholebasicconceptoflifecycledesignandcontent,aswellasfulllife-cycleoftherelatedtechnologies.Thedesignoftheproductlife-cycleinte

3、gratecontentofmulti-disciplinary,andinvolveanabundanceofemergingdisciplinesandmodernadvancedtechnology.GivingtherelevantrequirementsoftheproductlifecycledesigninthepracticalapplicationKeywords：Fulllifecycledesign;Greendesign;Concurrentdesign;ProductDesign1引言进

4、入廿十一世纪以来，随着全球经济的高速发展，人类在消耗自然资源、生产制造大量产品的同时，又在不断地加剧生态环境的恶化，地球日渐变暖、大气严重污染、陆地逐渐减少、水土大量流失、耕地瞬间沙化。我们人类正以自己的"聪明才智"，加速毁坏自身的家园，大自然在不断为人类提供丰富资源的同时，也带来了连年不断的灾难！以上这些人类共同面临的窘境，已引起世界上许多国家的高度重视，一股以保护环境、保护有限资源、保护人类健康为目标的绿色浪潮，正在全球兴起。在这绿色浪潮的带动下，相应的绿色产品的开发与设计方法也成为工业设计师们所关注的焦点[

5、1-3]。绿色设计(GreenDesign)是20世纪80末出现的一股国际设计潮流。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，同时也体现了设计师道德和社会责任心的回归。另外，现代产品或设备日趋复杂、庞大和昂贵，单靠用户经验和技能已很难保证它们正常工作，而由于故障所造成的损失也往往大到用户所不能承受的程度。日前，制造业正在“以产品为中心”的生产模式向“以用户为中心”的模式转变。必须体现一种全方位为顾客、为社会服务的精神。制造业对于环境保护的责任越来越大，因此，企业在其产品的设计阶段就必须充分考

6、虑产品在使用过程中和报废时对生态环境的影响。因此，今天的设计者必须考虑到他所设计的产品从方案论证到设计开发、零件制造、装配、销售、使用、售后服务直到报废回收的各个阶段所可能出现的各种问题及其解决方法。也就是说，今天的设计工作必须对所设计的产品“负责一辈子”。绿色设计也就是产品的全生命周期设计，全生命周期设计就是面向产品全生命周期全过程的设计,要考虑从产品的社会需求分析、产品概念的形成、知识及技术资源的调研、成本价格分析、详细机械设计、制造、装配、使用寿命、安全保障与维修计划,直至产品报废与回收、再生利用的全过程,

7、全面优化产品的功能/性能(F)、生产效率(T)、品质/质量(Q)、经济性(C)、环保性(E)和能源/资源利用率(R)等目标函数,求得其最佳平衡点[4-12]。但是，产品全生命周期设计方法概述产品的全生命周期与产品的寿命是不同的概念。产品的全生命周期包括产品的孕育期(产品市场需求的形成、产品规划、设计)、生产期(材料选择制备、产品制造、装配)、储运销售期(存储、包装、运输、销售、安装调试)、服役期(产品运行、检修、待工)和转化再生期(产品报废、零部件再用、废件的再生制造、原材料回收再利用、废料降解处理等)的整个闭环

8、周期。而产品的寿命往往指产品出厂或投入使用后至产品报废不再使用的一段区间,仅是全生命周期内服役期的一部分。由于传统的产品功能和性能主要在服役期实现,传统设计主要为产品的运行功能设计和产品的使用寿命以及近年来日益重视的产品自然寿命设计。基于产品的社会效应,全生命周期包括对产品的社会需求的形成,产品的设计、试验、定型,产品的制造、使用、维修以及达到其经济使用寿命之后的回收利用