機械產品綠色設計理念

劉向麗，董峰

（1.山西大同大學教學實驗與實訓中心，山西 大同 037000；2.北京天地瑪珂電液控制系統有限公司，北京 100013）

機械產品綠色設計理念

劉向麗1，董峰2

（1.山西大同大學教學實驗與實訓中心，山西 大同 037000；2.北京天地瑪珂電液控制系統有限公司，北京 100013）

基于可持續發展的機械產品綠色設計理念是我們當代社會以及子孫后代賴以生存和發展的基礎，本文圍繞綠色設計理念的提出和其對現代機械產品設計的影響進行闡述，通過和傳統設計理念比較，突出綠色設計理念的創新性和全面性等特點。

可持續發展；綠色設計；設計理念

目前，綠色設計及綠色制造的理念不僅僅是可持續發展對生態資源保護而提出的硬性要求，也因其能為國家經濟謀取長久的利益而深入人心。人們希望借助綠色設計和綠色制造實現資源的重復利用、減少環境污染和生態破壞，這要求設計者和企業家在生產制造的設計階段，就要考慮所設計產品對材料的再制造、資源的零浪費和環境的零污染等問題。基于可持續發展的機械產品綠色設計理念是我們當代社會以及子孫后代賴以生存和發展的基礎。下面，主要從機械產品綠色設計的概念和綠色設計對現代機械產品設計影響的角度出發，探究綠色設計理念對機械產品設計過程的影響。

1 機械產品綠色設計的概念

在制造業大背景下，隨著并行設計和再制造等概念的提出，機械產品綠色設計也逐漸成為國內眾多學者關注和研究的重點。機械產品綠色設計主要是指針對產品生命周期的每一個環節，具體包括產品的設計、生產、使用、廢棄和回收等五個環節，充分考慮產品的功能、壽命、環保、成本等經濟屬性和社會屬性，在增加其使用價值的同時，將其對生態環境的破壞和資源利用的浪費減小至最低。總之，機械產品綠色設計是一種更全面、更經濟、更先進和更生態的設計理念。

在以往的產品設計環節中，受產品的功能屬性直接決定其經濟價值和產品的質量直接決定其使用壽命等影響，設計者和企業家更加注重產品的功能、質量和成本，而容易忽視產品對資源的消耗和廢棄后對環境的破壞。為了解決傳統設計模式帶來的種種問題，綠色設計應運而生。它從長遠角度出發，在關注產品經濟屬性的同時，更加關注產品在生產、使用和廢棄等環節中對資源的利用和環境的保護問題。當產品報廢時，綠色設計不是簡單的將其金屬零件回爐冶煉，而是針對其各個零部件進行區別處理，實現在產品使用周期內零部件的再利用。此外，綠色設計對設計者和企業家提出了社會責任的要求，即要求他們在設計和生產的諸多環節中必須關注產品對資源和環境的影響。從通俗上來看，綠色設計是一種以最小的資源浪費和最少的生態破壞實現最多的經濟利益，是傳統設計的革命性升級與創新。

2 機械產品綠色設計理念的重要性

在全球經濟建設飛快發展的今天，人類在共享工業革命創造的財富的同時，也自食著由于一味發展經濟所造成的資源枯竭、環境污染和全球變暖等惡果。當這些問題嚴重威脅人類及子孫后代的生存和發展時，人類逐漸開始意識到經濟、資源和環境的可持續發展是多么的重要。縱觀人類經濟文明的發展歷史，可以清楚得看到，可持續發展計劃是一項功在當代、惠及千秋后世的戰略方針，其核心是以人為本，充分考慮子孫后代的生存空間和發展需求，構筑社會經濟發展、資源利用和生態環境協調發展的道路。

作為人口總量占據世界人口 1/5，資源平均占有率不足世界平均水平 1/2的發展中國家，在相當長時間內處于社會主義初級階段是我國的基本國情，切實以經濟發展為目標導向依舊是我國制定各項國家大計所必須遵循的基本方針。但是，從實行改革開放使新中國發生翻天覆地的變化，到如今綜合國力位居世界前列，我國在經濟建設快速發展的同時，卻忽略了經濟建設與生態文明及資源利用的和諧發展，造成大量的生態破壞與資源浪費。當大量尾氣和秸稈燃燒排放造成 PM2.5指數嚴重超標，當煤炭燃燒使得霧霾天氣嚴重威脅到人們的出行，當工廠肆意排放污水導致我們的生活用水也間接受到嚴重污染時，政府和廣大人民都深刻意識到只顧著發展經濟所帶來的危害。實踐表明，經濟的建設和發展需要以資源的循環利用和生態系統的良性發展為基礎，而粗放型的經濟發展模式勢必會違背資源循環利用和生態良性發展的初衷。鑒于此，黨中央提出了人與自然和諧發展的可持續發展觀，這也就是要求我們國家和政府，企業家和普通人民在謀取經濟利益的同時，擔負起保護資源和生態環境的責任。

3 綠色設計理念在現代機械產品設計中的應用

先進的設計理念和設計方法可以指導實際生產，從而推動社會經濟的發展。綜觀人類機械產品設計理念和產品設計技術的發展進程可以看出，設計理念的進步對產品設計和制造有著重要的影響。近代機械設計學方法的發展主要體現在“功能”思想、“人機學”思想和“工業設計”理念發展三個方面。設計方法服務于產品設計理念，正是因為這三個設計學理念的提出，才出現了后來的優化設計、計算機輔助設計和可靠性設計等設計方法。早期，人們更注重產品的功能屬性，比如美國人麥爾斯認為，顧客購買的主要是產品的功能價值，而不是產品自身。這種功能思想逐漸被人們認可，設計人員在產品設計時主要通過變更設計原理及機械結構實現產品的功能化，因而拓展了機械設計原理和其結構的研究。隨著“人機學”思想的提出，人們開始注重機器、人和環境的相互作用，這主要是因為以往的產品忽視了以人為本的核心設計理念，在產品使用過程造成操作困難，在廢棄過程中造成環境污染。“人機學”的發展促使工作研究和測量方法的提出，這一過程更加以人為主體，側重于機械產品操作的便捷性和操作環境的舒適性。隨著物質生活水平的提高，人們追求更加美觀時尚的產品，而“工業設計”理念的提出正是針對產品的外觀屬性進行進一步優化和改進，其設計的產品更能符合人們的審美標準，具備更加時尚的屬性。

綠色設計理念和設計方法的發展時間雖然較短，還需要進一步完善，但是它彌補了傳統設計方法的不足，讓設計人員深刻意識到產品設計對資源利用和環境保護的重要性。綠色設計理念的提出是機械設計學發展史上的革命性飛躍，其主要體現為以下三個方面：

其一，首次從人類長遠利益的角度出發，突出設計者、制造企業在人類社會資源保護和可持續發展等方面需要承擔的責任。這就要求國家立法部門制定相關的法律法規，強調制造企業堅決執行如尾氣、污水等排放的法律和法規，要求企業家在獲取利潤和實現企業自身利益的同時，考慮生產制造過程對環境和資源的影響，而不是對社會利益置若罔聞。資源枯竭和環境污染成為當今社會的突出問題，這不是某一個企業或行業的行為造成的，而是整個國家在長期發展過程中以犧牲環境和浪費資源造成的。綠色設計理念從思想道德層面約束設計者和制造企業，要求他們考慮子孫后代的生存空間和發展需求，走可持續發展道路。

其二，設計階段是產品生產制造的首要環節，在傳統的設計理念中，在很大程度上忽視生產制造對環境破壞和資源浪費等問題。和傳統設計最主要的區別就是，綠色設計在產品設計、生產、使用、報廢和回收的整個生命周期內，重點關注產品對社會經濟長久發展的影響，綜合考慮機械材料的選擇、再利用和再回收。因此是傳統設計理念的革命性創新和升級。

其三，在傳統的產品報廢和回收環節中，可能會對產品采取簡單粗暴的處理方式，比如完全廢棄擱置、全部回爐冶煉。可以說，中粗放式的處理方式不僅會造成環境的污染，也會導致資源的嚴重浪費。毋庸置疑，廢棄的產品仍然包含可利用資源，比如廢棄的機械機床中含有可以再利用的齒輪，刀架等。從這個角度出發，綠色設計理念更加重視對物理報廢和性能報廢的產品的回收和再利用。綠色設計在廣泛采用系列化、模塊化和標準化等現代設計技術的基礎上，在產品的設計環節考慮其零部件的技術和結構的繼承性。

4 結語

與傳統的設計理念相比，綠色設計理念可謂是貫徹和落實可持續發展過程中取得的重要進步，是對傳統設計理念突破性升級與創新。它面向整個產品生命周期，除了關注產品的功能屬性，更加關注其社會屬性，能夠讓制造企業以最小的資源浪費和最少的生態破壞實現最大的經濟價值和社會價值。隨著先進的設計理念和設計方法逐漸深入人心，其對機械產品設計和制造的影響也日漸凸顯。綠色設計理念為綠色設計方法和綠色產品制造提供了堅實的理論基礎，相信綠色產品設計一定能成為主流的設計方法，進而為人類創造美好幸福的明天。

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1671-0711（2017）07（下）-0206-02