轻工机械的绿色设计分析

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欢迎访问e展厅 展厅 8 CAD硬件/先进制造技术展厅 图形工作站, 绘图仪/大幅面打印机, 3D控制器/3D鼠标, ... 1 背 景 绿色设计，简言之，是指以高效利用资源和能源获得绿色产品为目的的设计。绿色产品则是指在具有特定功能的前提下，对环境（包括其中的动、植物）和人体健康不造成危害的产品。 绿色设计是20世纪90年代初国际上兴起的一种先进的设计思想。其直接背景是国际社会对可持续发展和人类健康越来越深人的关注. 在过去的二百多年里，世界获得了飞速的发展，其发展模式基本是以大量消耗资源、能源（尤其是一次性资源、能源）为代价来取得的。但地球上的一次性资源、能源毕竟有限，随着世界人口的日益增多和人们对物质生活越来越高的要求，这种高投人高输出发展模式能否持续下去、还能持续多久，已成为国际社会的重点研究课题，并出现了四倍因子理论、发展极限理论等一系列与此有关的理论学说。分析论证表明：改变高投人高输出的传统粗放型发展模式，采用以资源、能源的高效利用为特色的集约型发展模式，是实现可持续发展的根本出路，而绿色设计正是以资源、能源的高效利用作为其根本出发点的。 与此同时，资源、能源的大量开采与低效利用，也造成了大量的废弃物（包含诸多有毒有害物质）进人环境，形成了以十大环境问题为代表的一系列环境难题，恶化了人类及其它动、植物赖以生存和获得高质量生活的环境质量，并对人的身体健康乃至生命安全形成了威胁。此外，由于传统中只偏重产品功能，某些产品在生产制造过程中引人了对人体有害的物质成分，如农药、挥发性有机溶剂乃至放射性物质等，使人们在享受其功能的同时，也在付出健康的代价。这一系列问题，都正在引起国际社会的反思，并积极在产品目标、产品设计与制造模式、人类的消费生活方式等方面进行探索，以期在不远的将来，人类可以在绿色的环境中享受健康、舒适、方便的绿色生活。绿色设计是实现上述理想的起点和最重要的一环。 综上，绿色设计是人类实现可持续发展、拥有高质量生存环境、享受健康生活的必然要求，也是未来技术经济发展的大势所趋。 2 绿色设计的内函 2．1 绿色设计的定义 绿色设计是这样一种设计，即在产品的整个生命周期内（设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理），着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、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基本功能、使用寿命、经济性和质量等。 2．2 绿色设计的特点 （1）设计目标 设计目标中除考虑功能、性能、质量、成本等方面外，还必须考虑产品在整个生命周期过程中与环境和人的友好性； （2）设计技术 除常规设计方法外，还必须人可拆卸设计、可回收设计、模块化设计等新的设计思想和方法; （3）设计评价 全面考虑从原材料提炼、材料加工、部件制造、产品装配、产品包装、产品运输、产品使用、产品废弃后的回收、重用和处理等整个生命周期中对环境造成的总负荷为最小； （4）设计流程 是并行闭环设计。绿色设计中产品废弃后并不是作为垃圾排人环境，而是考虑通过重用、修理、再加工、回收等手段重新应用于新产品的制造过程，从而使理想的绿色产品可以接近实现对环境的零排放。 （5）设计目的 兼顾需求和环境。 2．3 绿色设计的关键技术 （1）绿色材料设计 包括在环境中易光降解或生物降解材料的设计技术和天然材料的开发应用； （2）材料选择与管理 尽量减少材料种类、尽量少用有毒有害材料和贵重稀缺材料、尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用； （3）产品的可拆卸、易回收设计 尽量采用模块化设计、采用易于拆卸的连接方法、尽量减少材料表面的涂渡处理等； （4）绿色工艺流程设计 通过流程简化、原料及生产制造过程辅料和副产品的综合利用与回收再生，实现低排放甚至零排放； （5）绿色用能方案的设计 尽量采用可再生能源，提高能源利用率，加强能源的综合利用及余热回收； （6）环境与社会成本评估 包括环境污染治理成本、环境恢复成本、废弃物社会处理成本、造成人体健康损害的医疗成本等； （7）废弃物再生、处理及其资源化 包括废弃物的减量化、无害化，废弃物的再生重用技术、废弃物的深加工资源化技术等； （8）绿色设计数据库、知识库及绿色设计集成工具等 包括材料性能数据库、材料环境负荷数据库、能源生产及利用环境负荷数据库、国内外法律法规及标准、量化评估指标体系、计算机辅助绿色设计工具等。 2．4 典型绿色设计方法 （1）生命周期设计 即综合考虑调研、研制、设计、制造、销售、使用、回收、处理等生命周期中各环节对环境及人的影响的设计方法； （2）并行工程设计 利用并行工程技术，综合考虑产品绿色设计中的各因素，并在设计过程中随时在各环节间进行信息交流和反馈，实现多因素、多目标、闭环设计过程的全局最优化； （3）模块化设计 由此可实现功能和结构的集成，进而实现绿色产品的快速开发及易拆卸、易回收的要求。 3 轻工机械进行绿色设计所需的特殊性工作分析 轻工机械涵盖造纸、塑料、酿造饮料、乳品、皮革、服装、陶瓷、制糖、洗涤、日用化工、日用玻璃、木工家具、刀片、包装装潢钟表、五金、电池、照明电器、制盐机械等（引自"中国轻工机械通讯"）。 由此可见，轻工机械涵盖的行业众多，各种机械所处理物料的类型千差万别，因此，要实现轻工机械的绿色设计，除前述绿色设计所需的基本关键技术之外，还需如下一些基础性工作： （1）纸浆、塑料、乳品、玻璃等物料的物性数据研究和物性数据库建设； （2）钟表、五金、照明电器等用户直接消费型轻工机械，应充分运用人机工程学的研究成果，实现方便、美观、保健兼顾的目标； （3）及时了解轻工行业与环境相关的法律法规及标准信息，把握其发展动态，随时应对社会对轻工产品、轻工行业越来越高的环保要求所导致的对轻工机械绿色设计要求的提高； （4）轻工机械生产、使用过程中系列数据的获取与整理； （5）开发造纸、酿造、乳品、皮革等行业废液及废气的回收处理、再生和资源化新技术和新设备。 4 绿色设计在轻工机械设计中的应用前景展望 4．1 轻工机械绿色设计可提高轻工机械产品及企业竞争力 绿色设计的本质特征之一是在不影响产品的功能、寿命、质量等传统指标的前提下，通过技术和管理 两个途径，提高资源、能源利用率的一种先进设计方法。从经济学的意义上讲，绿色技术是一种产品降低成本，使技术或资源、能源相对增值的技术，即在同量资源、能源的前提下，绿色设计技术是力图比传统设计方法获得更多更好产品、使生产过程由粗放型转向集约型的充满生命力的先进设计技术。随着中国融人世界市场，轻工机械产品的市场竞争将会日趋激烈，绿色设计技术则是提高产品及企业竞争力的有力武器。 4．2 轻工机械的绿色设计可有效减少企业发展中的环境风险 随着社会对环保要求的不断提高，造纸、制糖、皮革、酿造、洗涤等一系列废弃物处理任务较重的轻工企业，如果不采用绿色设计的高性能机械，则随时有着因环境问题被关、停、并、转的危险，使企业的发展存在严重的隐患。反之，如果企业采用以绿色设计为基础的轻工机械而实现清洁生产测可为企业创造一个持续、稳定、高效发展的空间。 此外，采用绿色设计的轻工机械还由于低噪声、人机界面友好等，也可为现场工作人员提供良好的工作环境，提高工作效率 综上，轻工机械采用绿色设计技术之后所拥有的一系列优势表明，轻工机械的绿色设计具有良好的应用前景。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/14/2005)