論機械產品的綠色創新設計

安雁鋒

摘 要：機械產品的綠色創新是在各國資源競爭、市場競爭和人類環保意識有所提高的前提下形成，滿足了機械創新發展的需求。提出了機械產品的綠色創新設計的理念和意義，具體闡述了綠色創新設計的方法，并對綠色產品、綠色設計基本思想和綠色材料進行了具體地分析。

關鍵詞：機械產品；綠色；創新設計

1.綠色機械創新設計

1.1綠色設計

綠色設計是指借助產品生命周期中與產品相關的技術信息、環境協調性信息、經濟信息等，利用并行設計等各種先進的設計理論，使設計出的產品具有先進的技術性、良好的環境協調性以及合理的經濟性的一種系統設計方法。綠色設計要求產品具有以下屬性：節能、可拆卸和可維修性、產品報廢后的可回收和可再利用、不含有害物質、廢棄物的處理過程經濟或不會對環境、安全和身體健康造成危害等。

1.2創新設計

創新設計，要求設計者充分發揮創造性思維，吸收最新科技成果，運用現代設計理論和方法，設計出更具競爭力的新穎產品。機械產品創新設計類型可分為三種：原創設計、變異設計和反求設計。現代公司必須致力于開發新產品，必須學習如何有效的創新，從產品概念到投放市場，都必須融合新的“設計”。產品設計可以看成是一種以解決問題為直接目標的活動，需要一系列復雜而系統的努力，包括：提出拓展設計概念，修改細節，評價合理的解決方案等。

1.3綠色創新設計

綠色創新設計是綠色設計與創新設計互相交合后產生的一種具有綠色特點的創新設計。目前產品開發中，有的綠色設計是創新設計，有的綠色設計不是創新設計；綠色設計與創新設計不應互為排斥，而要互相交合，形成綠色設計中有創新設計，創新設計中有綠色設計，構成綠色創新設計。綠色創新設計是綜合考慮環境影響和資源效率，應用創造性思維，進行創新設計的一種方法。

2.機械產品綠色創新設計的特點

機械產品綠色創新設計指的是在設計過程中，通過綠色材料應用，采用綠色制造、綠色設計、綠色包裝方式，以節約能源，降低能耗，促進設計水平提高，體現綠色設計理念在機械產品設計過程中，不僅強調完成設計任務，還注重保護環境，要求機械產品對周圍環境實現“零污染”。另一方面是產品全生命周期。傳統機械產品設計所考慮的內容不全面，只對產品使用屬性和使用功能進行考慮，忽視設計、生產、廢棄等全生命周期考慮。而落實綠色設計理念，推動產品設計創新，提高環保意識，不僅能提高設計水平，還能確保產品整個生命周期內避免污染環境，從而取得更好的綜合效益。

3.綠色機械產品的創新設計方法

3.1生命周期設計法

機械產品生命周期包括市場分析、設計開發、生產制造、銷偉、使用及廢棄后的同收處理等環節在具體設計過程中，根據某種評價函數來選擇設計方案，這種評價函數包括產品基本屬性、資源有效利用、勞動保護、企業策略、環境屬性以及生命周期成本等因素。所謂生命周期設計法就是指以此來進行綠色機械產品設計的方法。傳統的機械產品設計有這樣的觀點：產品生產制造只有企業重視，用戶重視使用情況，社會重視報廢后的處理與同收。而綠色機械產品設計把生產制造、使用情況、報廢后的處理與同收這些問題由生產廠家、用戶和社會共同來重視。使得綠色機械產品在整個生命周期內資源優化利用、環境污染減少或消除得以實現，這正是綠色機械產品利用生命周期法進行設計的主要任務。其設計包括：（1）綠色機械產品創新設計是面向生命周期的全過程，也就是說，綠色機械產品設計的環節包括從原材料的采集到廢棄后的處理。（2）環境需求分析在綠色機械產品設計的初級階段中就開始進行。也就是說，在綠色機械產品設計的初級階段

就對其系統的環境要求進行歸納，而不是在末端進行處理，要對環境、成本、功能和美學等設計要求和準則進行綜合考慮，在多目標之間進行權衡，最終把設計決策制定出來。（3）實行多學科跨專業的合作開發

設計。對于綠色機械產品生命周期的各個階段和各環境問題，生命周期設計法都涉及到了，例如，減少廢棄物排放、新產品開發等，由此可知，綠色機械產品設計涉及到很多歌知識領域，是需要多科學合作開發來進行設計的。

3.2并行工程法

并行工程實際上就是集成地、并行地設計產品及其零部件和相關各種過程的一種系統方法。并行工程法要求開發人員在設計的一開始就對產品生命周期全過程的國有因素進行考慮。綠色機械產品中采用

并行工程法不僅能夠滿足創新設計的需求而且能夠快速響應市場的需求。其設計包括：人員的集成組織多個專業人員對整個機械產品設計進行負責，例如，材料專業人員、設計專業人員、市場營銷專業人員，在采用綠色協同工作組的模式下進行（2）信息與技術的集成。就是把綠色機械產品設計的生命周期的全過程所涉及到的信息的獲取、傳播、操作都集成在一起并且形成統一的管理系統。（3）模塊化設計法。對于在綠色機械產品設計的全過程中的所有功能進行分析，劃分并設計出系統功能模塊，然后為了滿足市場的不同需求，通過模塊的選擇和組合構成不同的成品對于產品品質規模、設計制造周期和生產成本之間的矛盾，可以通過模塊化設計很好的得以解決，不僅如此模塊化設計還能夠使產品快速更新換代，能夠使產品質量得到較大的提高，并且維修方面也比較方便，對于產品廢棄的拆卸同收有很大幫助，同時為增強產品的競爭力也提供了必要的條件。

4.結語

綠色機械產品設計是一項復雜且龐大的系統工程，除了要有可行的技術支持，還需要具有前瞻性的綠色理念的保障。綠色機械產品創新設計可能在設計初期成本相對高，但是隨著技術的完善和發展，其成本也再不斷地降低，并且對社會產生的效益也是不可低估的目前，機械產品綠色化己經成為社會發展的必然潮流，綠色機械產品為企業提高了市場競爭力，更重要的是促進了機械產品的快速發展。

參考文獻

[1]姜光.TRIZ工具集驅動的產品綠色創新設計方法研究[D].湖南大學，2016.

[2]照日格圖，孟根岱.綠色環保理念下的機械產品創新設計淺探[J].科技風，2011（20）：24.

[3]程楓桐，劉云峰.淺談綠色機械產品的創新設計[J].科技資訊，2011（06）：2.

[4]張洪斌.談綠色機械產品創新設計[J].價值工程，2010，29（33）：263-264.

[5]任澤彬，殷國富.以綠色為原型的機械產品創新設計方法[J].機械制造與自動化，2009，38（01）：87-90.

[6]倪小青，殷國富，楊洋，彭奧蕾.基于綠色原型的機械產品創新設計方法[J].煤礦機械，2007（07）：15-18.

（作者單位：齊齊哈爾工程學院）