基于綠色視角的機械設計研究

楊耀東

烏蘭察布職業學院機電技術系，內蒙古烏蘭察布 012000

當今全球人類不得不面對的三大問題是環境污染，人口膨脹和資源短缺。而在這些問題的困擾下，人們又對生活水平提出了更高的要求，這使得社會的發展模式依然是以消耗大量能源和資源，來進行高投入高輸出，這則會加劇上述三大問題的惡化。所以，只有采用對能源高效利用的集約型的發展模式，才可以實現可持續發展的目的。而綠色設計理念正是以對能源的高效利用為出發點，使產品在設計過程中以及整個使用周期中對環境產生的負面影響減至最低，從而來實現可持續發展。

1 綠色設計理念的內涵

綠色設計也可以叫做生命周期設計，環境設計或者是生態設計，它是指從產品的整個使用周期來考慮產品的一些環境屬性，比如可拆卸性，可回收性，可維護性及可重復利用性，并且將這些屬性作為設計的目標，而且同時也要保證產品具有應有的功能，以及滿足產品的質量，經濟和使用壽命的要求。綠色設計的核心就是不僅要減少材料和資源的消耗，減少排放有害的物質，還要使產品及其零部件可以方便的進行分類回收并且循環再生或者重新利用。

2 綠色設計中的關鍵技術

2.1 綠色材料的選擇管理

機械產品的設計與選用的材料密切相關。所謂的綠色材料，是指其本身具有優良的使用性能與功能，對資源與能源耗損較少，對環境污染較小，利于人類健康，而且可反復再生或者可以降解進行循環使用。選擇綠色材料時，不光要考慮材料的工藝性能，機械性能及經濟性，還要考慮環境屬性。選擇的原則是優先選擇可再生材料，盡量選擇容易回收，耗能較低，污染較少，環境兼容性好的材料，并提高資源的回收率，來實現可持續發展。注意要避免選擇有毒害和有輻射的材料。進行材料管理時，先要標記好材料，對異種性能的材料要進行分類存儲，以免發生材料間的相互耗損。然后要做好材料的回收工作，對使用壽命已盡的產品，回收其可以再次利用的部分，對不可用的部分進行專業降解處理，以免影響環境。最后，建立材料的數據庫，對材料的性能和環境負荷等數據進行記錄，指派專人管理。

2.2 機械產品的回收性設計

回收性設計就是指在產品設計的時候，要充分去考慮產品零部件和材料的回收的可能性，回收的處理方法，回收的價值大小，回收處理結構工藝性以及與可回收性相關的一些問題，來達到零部件和材料資源的高效利用，并且如何在回收過程中將對環境的污染降為最小的設計思想與方法。首先要對機械產品中可以回收的零部件進行標記，然后在產業內部研制出對回收而來的零部件進行處理的工藝方法，并且考慮好回收的經濟價值。在對機械產品的結構設計中，要遵循以下幾條準則，一是產品結構便于拆卸維修和調整，二是使可重用零件便于識別，三是盡量選用可翻新的零件，四是對回收零件的清潔化，五是盡量去減少材料的種類，六是進行系列化和模塊化的結構設計。

2.3 機械產品的設計應易于制造與裝配

機械產品的設計，不僅要讓產品更容易制造與裝配，提高其品質與可維護性，減少零部件的數量，還要更有利于去減少制造與裝配過程中產生的污染，這可以實現生產清潔化。此環節需要遵循以下幾條準則，一是優化產品的性能，對工業進行改進，以提高產品的合格率；二是簡化工作流程，減少加工的工序；三是減少生產中廢物的排放。

2.4 機械產品的成本分析

對綠色機械產品而言，只對其設計方案進行技術上的“綠色”考慮是不夠的，還要進行成本分析和核算。對綠色機械產品的成本分析不同于傳統的成本分析，這是因為在產品設計的最開始，就要考慮到產品的回收再利用等其他環境屬性，因此，在進行成本分析的時候，就一定要考慮污染物替代成本，產品拆卸成本，重復利用零部件成本和特殊產品的環保成本等。企業是否可以獲得經濟效益，直接取決于機械產品的成本高低，所以要在每一個設計的決策時都要進行綠色成本分析，以便設計出來的機械產品，不僅“綠色程度”非常高，還消耗了最低的成本。

3 機械產品進行綠色設計的重要意義

3.1 讓人們的生活方式綠色化

人們生活中的各種高耗能機械產品不僅會加速能源消耗，還會代謝出一些影響生態平衡的廢物，危害人們的生存環境。所以使用綠色設計的機械產品，不僅給人們提供了同等的物質享受，還減少了能源的消耗，對環境的影響也降低了，讓人們在追求物質生活的同時，也開始追求生態生活，也就是追求綠色的生活方式。

3.2 促進科學技術進步與創新

綠色設計理念要求同時對社會，經濟和生態效益進行考慮，使這三者可以和諧統一的發展。它可以將生態環境和經濟社會進行連接，讓其成為一個共同發展的整體，讓環境與資源既可以滿足當前的經濟發展需求，又可以滿足我們子孫后代的生存需求。而這就在一定程度上對機械產品的研發提出了更高難度的要求，進而推動科學技術的進步和創新。

3.3 滿足國際貿易需求

綠色設計的機械產品，具有節約能源、無毒害化學物質、合理包裝和產品報廢后方便處理等特征。這就使機械產業大大的提升了市場競爭的能力與可持續發展的能力。并且在國際貿易中，也符合了出口產品綠色化的要求，使我國生產的機械產品能進入到更廣闊的國際貿易市場中去，也使這些產業有資本去和一些發達國家進行競爭。

總而言之，機械產品引用綠色設計理念之后，一定會產生一系列的優勢，特別是中國融入國際市場后,對機械產品的綠色化會有更高的要求。雖然各個國家面臨的國情不同,發展水平不一致,但都有解決環境、資源和可持續發展的共同要求。雖然綠色設計方法在不斷完善和發展的,但要真正要實現機械產品的綠色設計,還需要社會各界人士廣泛參與進行更多的試驗與探索。以此來順應我國可持續發展戰略的同時，也能獲得更廣闊的國際市場，不僅為企業自身帶來效益，也為地球的生態保護提供了保障。

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