摘要：機(jī)械設(shè)計與制造屬于工業(yè)設(shè)計與制造范疇，人們熟知，工業(yè)生產(chǎn)加工對自然資源的使用與消耗非常大，而其帶來的污染也非常嚴(yán)重。當(dāng)今社會的主流趨勢就是節(jié)能環(huán)保，綠色之風(fēng)深入到各行各業(yè)。對于機(jī)械設(shè)計與制造中的綠色理念也自然形成了。面對世界自然環(huán)境的要求，國家發(fā)展的長遠(yuǎn)要求，機(jī)械的綠色設(shè)計理念以及綠色的制造理念都在慢慢的成熟起來。機(jī)械制造業(yè)帶來的強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)利益，是一些其他行業(yè)無法比擬的。但是其帶來的環(huán)境問題也非常嚴(yán)重。因此，綠色設(shè)計與制造的理念，在機(jī)械工業(yè)中急需實(shí)行。

關(guān)鍵詞：綠色理念;機(jī)械設(shè)計制造;應(yīng)用

前言

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造，由于缺乏一定的環(huán)保意識，對于資源的使用以及后期加工廢品的處理等方面都缺乏相關(guān)的理論支持與實(shí)際經(jīng)驗。造成了自然環(huán)境的破壞，對于機(jī)械設(shè)計制造的長期發(fā)展極為不利。因此，在當(dāng)代科技高度發(fā)達(dá)的今天，人們開始重視了綠色設(shè)計與制造的理念。

1.機(jī)械設(shè)計制造中綠色理念的優(yōu)勢分析

綠色的機(jī)械設(shè)計與制造理念其優(yōu)勢分析，主要在于優(yōu)先于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造理念。近年來，我國對于綠色機(jī)械設(shè)計的研究比較多，發(fā)展的也比較深入。對于綠色機(jī)械設(shè)計理念而言，從某種程度上可以理解為自然環(huán)境設(shè)計、生態(tài)設(shè)計以及環(huán)境意識設(shè)計等等。其主要的內(nèi)涵在于對制造所需要的自然資源進(jìn)行循環(huán)再利用，減少對環(huán)境的影響以及機(jī)械的循環(huán)利用等等。機(jī)械的產(chǎn)品設(shè)計要滿足可回收、可拆裝并能夠重復(fù)利用等等，這是綠色機(jī)械設(shè)計理念的新要求。

而傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品都是從產(chǎn)品的功能以及壽命等產(chǎn)品的基本屬性進(jìn)行考慮的，產(chǎn)品在設(shè)計與開發(fā)的過程中，先是進(jìn)行市場分析，然后再進(jìn)行圖紙的設(shè)計以及方案的制定。此外，還需要反復(fù)的修改以及審定，最終才能真正的進(jìn)行生產(chǎn)。這樣的設(shè)計理念，造成了較長的設(shè)計與制造周期，產(chǎn)品生產(chǎn)后拆卸較為困難，回收的難度也較大。有些產(chǎn)品在報廢后，甚至不能進(jìn)行回收，造成了大量的資源和能源的浪費(fèi)，甚至?xí)廴居绊懎h(huán)境。

通過與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計進(jìn)行對比，可以了解到綠色的機(jī)械設(shè)計理念的優(yōu)勢在于綠色的設(shè)計理念能夠根據(jù)自然環(huán)境以及原料的合理選擇等多個方面進(jìn)行設(shè)計。不僅能夠發(fā)揮傳統(tǒng)設(shè)計中的優(yōu)勢，更能降低原料的損耗以及資源的合理使用，便于回收，并滿足持續(xù)性發(fā)展的要求。

2.綠色理念在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用

2.1 綠色設(shè)計的材料選擇

（1）綠色材料的概念及選擇

綠色材料又稱環(huán)境協(xié)調(diào)性材料或生態(tài)材料，是指那些具有良好使用性能或功能，并對資源和能源消耗少，對生態(tài)與環(huán)境污染小，有利于人類健康，再生利用率高或可降解循環(huán)利用，在制備、使用、廢棄直到再生循環(huán)利用的整個過程中，與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的一大類材料。

傳統(tǒng)的材料選擇方法已不能適應(yīng)綠色產(chǎn)品及綠色設(shè)計的要求，必須從更廣泛的角度考慮材料的選擇，不僅應(yīng)考慮基本性能要求，更要著重考慮材料的環(huán)境屬性。環(huán)境材料應(yīng)具備先進(jìn)性、環(huán)境協(xié)調(diào)性和舒適性的特點(diǎn)。環(huán)境材料所追求的不僅僅是優(yōu)異的使用性能，而且在材料的制造、使用，廢棄直到再生的整個壽命周期中，必須具備與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)共存性。

（2）綠色材料的評價

產(chǎn)品設(shè)計中所選材料是否為綠色材料，綠色程度有多大，這對材料的比較和選擇具有重要作用，其選擇決策就是綠色材料評價。如何正確評價材料的環(huán)境屬性，即判斷材料是否是綠色材料有許多不同的方法，其中最常用的有生命周期評價法、模糊層次法及材料的再生循環(huán)利用度評價法等。

2.2 產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計

所謂拆卸就是從產(chǎn)品或部件上有規(guī)律地拆下可用零部件的過程，同時保證不因拆卸過程而造成該零部件的損傷。面向拆卸的設(shè)計是一種使產(chǎn)品最容易拆卸并能從材料回收和零件重新使用中獲得最高利潤的設(shè)計方法，它研究如何設(shè)計產(chǎn)品才能高效率、低成本地進(jìn)行組件、零件的拆卸以及材料的分類拆卸，以便重新使用及回收，產(chǎn)品的可拆卸性是產(chǎn)品回收再生產(chǎn)的前提。

2.3 產(chǎn)品的可回收性設(shè)計

回收設(shè)計就是在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計初期，充分考慮產(chǎn)品零部件及材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與可回收有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料資源和能源的充分有效利用，并在回收過程中對環(huán)境污染為最小的一種設(shè)計思想和方法。

2.4 綠色設(shè)計評價

綠色產(chǎn)品設(shè)計評價最重要的環(huán)節(jié)就是研究開發(fā)對產(chǎn)品整個生命周期進(jìn)行評價的方法和工具。綠色設(shè)計評價可以利用各種工具，如DFDA（計算機(jī)輔助拆卸分析）、LCA 及各種數(shù)據(jù)庫等，以支持生命周期各個階段設(shè)計過程的進(jìn)行，其中最為有效的方法為生命周期評價。生命周期評價或稱“環(huán)境協(xié)調(diào)性評價”是對產(chǎn)品系統(tǒng)在整個生命周期中物質(zhì)和能源的投入產(chǎn)出和潛在的環(huán)境影響進(jìn)行定量分析和評價的一種方法，是對綠色產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證的最有效方法。

2.5 綠色制造

綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

綠色制造領(lǐng)域研究的主要原則是強(qiáng)調(diào)采用能減輕對環(huán)境產(chǎn)生有害影響的制造過程，包括減少有害廢棄物和排放物、降低能量消耗、提高材料利用率及增加操作安全性等。簡言之，綠色制造應(yīng)是在不犧牲質(zhì)量、成本、可靠性、功能或能量利用率的前提下，盡量減少工業(yè)活動對生態(tài)環(huán)境造成的影響，綠色制造的結(jié)構(gòu)層次框圖如1 所示。

圖1 綠色制造結(jié)構(gòu)框圖

從圖1中可以看出，要實(shí)現(xiàn)綠色制造目標(biāo)，必須使用綠色能源，采用綠色制造過程，最終生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。在這個過程中必須考慮能源利用率、綠色材料、綠色制造工藝、綠色制造設(shè)備與工藝裝備、生產(chǎn)成本及環(huán)境影響等因素。

3.結(jié)束語

總之，綠色理念是一種符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要發(fā)展戰(zhàn)略，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造產(chǎn)品的低耗能、低成本、高利用率以及高回收率，大大的提高機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值以及社會價值，推動我國可持續(xù)發(fā)展觀的實(shí)施路徑，是未來世界發(fā)展的主流。

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作者簡介：

關(guān)錦榮（1992.03.07-），本科，邵陽學(xué)院機(jī)械系。