肖俊杰

【摘 要】將綠色理念應用到機械設計制造之中，能夠有效的推動“減少原料、物品回收、重新利用”3R目標的實現(xiàn)。本文首先介紹了在在機械設計制造中應用綠色理念的優(yōu)勢，隨后以生物質(zhì)環(huán)保材料為例，分析了綠色理念在機械設計制造中的具體應用。希望這些觀點能夠有效推動機械設計制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】綠色理念；機械設計制造；優(yōu)化設計

綠色理念也稱為生態(tài)理念，是指在生產(chǎn)制造的過程中，以人為本，善待環(huán)境，保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時提升產(chǎn)品的使用周期和利用效率。將綠色理念融合在機械設計制造之中，能夠推動機械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，從源頭優(yōu)化機械制造設計方案，為我國的供給側(cè)改革和生態(tài)文明建設提供有力支持。

一、在機械設計制造中應用綠色理念的優(yōu)勢

（一）優(yōu)化原材料的選擇

綠色設計理念是可持續(xù)發(fā)展理念的延伸，要求制造的機械能夠最大限度的減少對能源的消耗，降低對環(huán)境的破壞和污染，因此，挑選原材料的過程中，應明確環(huán)境、安全等多項指標，優(yōu)先選擇可循環(huán)使用的環(huán)保材料，削減原材料的種類，在保護環(huán)境的同時，降低對能源的消耗程度。

（二）優(yōu)化生產(chǎn)成本投入

綠色理念要求在進行機械設計的初期就考慮到機械的回收、再利用以及污染處理預案。因而其在設計的過程中必然會在保障生產(chǎn)質(zhì)量的同時，從源頭優(yōu)化材料的配置和相關(guān)產(chǎn)品設計，從而提高原材料的利用效率，以無毒無輻射的設計取代會給環(huán)境造成負擔的設計，從而減少能源和資本的投入，降低機械的生產(chǎn)成本，增強機械制造的經(jīng)濟效益。

（三）優(yōu)化產(chǎn)品設計

綠色理念優(yōu)化產(chǎn)品設計包含兩個方面：拆卸性設計和包裝設計。首先，在機械設計中采用可拆卸設計是對綠色理念的有力響應，應用可拆卸設計可以有效地保障機械產(chǎn)品的各個零件在機械報廢之后仍然能夠被回收使用，從而提升了機械零件的循環(huán)使用性能。此次，在包裝設計方面，應用綠色理念能夠減少包裝材料的使用量，降低對物質(zhì)材料的浪費和包裝材料堆積而給環(huán)境帶來的負擔。此外，出于對人民群眾身體健康的考量，在包裝材料的選擇上也應以綠色的可循環(huán)材料的為主。

（四）優(yōu)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫

應用綠色理念能夠有效的豐富機械設計數(shù)據(jù)庫中的資料，將機械的使用壽命、機械的節(jié)能環(huán)保性能以及機械的經(jīng)濟效益等多種信息錄入到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫中去，增強數(shù)據(jù)共享機制，方便維修養(yǎng)護人員根據(jù)客觀的數(shù)據(jù)參數(shù)，合理調(diào)整機械性能和工作方式，提高機械的使用效率，同時也為后期的環(huán)境影響調(diào)查提供便利。

二、綠色理念在機械設計制造中的具體應用——基于生物質(zhì)環(huán)保材料的機械設計

（一）生物質(zhì)環(huán)保材料

生物質(zhì)環(huán)保材料主要由玉米秸稈、稻草、花生殼、樹枝、鋸末等農(nóng)林廢棄物經(jīng)過粉碎、加壓、增密所形成的是一種價格低廉的可再生能源，相對于石油、煤炭等傳統(tǒng)的制造材料，生物質(zhì)環(huán)保材料能夠有效降低環(huán)境污染，節(jié)約經(jīng)濟成本。將生物質(zhì)環(huán)保材料與機械制造相結(jié)合，挖掘材料的特殊性能與機械加工方法之間的契合點，生產(chǎn)出來的機械產(chǎn)品能夠符合節(jié)能環(huán)保的要求，當產(chǎn)品超過壽命周期之后仍然可以回收再利用或者自動降解回歸土壤，避免對環(huán)境的破壞。例如，在汽車制造的過程中，可以將納米纖維這種生物質(zhì)材料運用到汽車輪胎的骨架設計之中，從而提高橡膠骨架材料的抗壓強度，增強其高阻燃性，從而延長汽車輪胎的使用壽命；在航空制造的過程中，將生物質(zhì)石墨化多孔碳材料應用到飛機制造的過程中，從而降低飛機兩翼的質(zhì)量，提升飛機的安全性能[1]。

（二）在設計方案中的應用

傳統(tǒng)的機械設計方案不利于減少原料（reduce）、物品回收（recycle）、重新利用（reuse）目標的達成。因而在應用生物質(zhì)環(huán)保材料進行機械設計時應遵綠色環(huán)保設計原則、綠色工藝設計原則、相適應性原則以及人性化原則。首先，綠色環(huán)保設計原則，要求設計人員在利用生物質(zhì)材料設計機械制造方案時，在保障機械產(chǎn)品性能完善的同時，減少其對環(huán)境的破壞程度，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品功能的優(yōu)化。利用生物質(zhì)材料能夠有效提高機械產(chǎn)品的輕便性和使用周期，從而達到低碳、節(jié)能、環(huán)保、循環(huán)的多維目標。其次，綠色工藝設計原則要求設計人員在挑選機械產(chǎn)品材料時注重生物質(zhì)材料的可降解性，在尊重整體機械制造協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)上，優(yōu)化其零件設計的可拆卸性，從而提升整個制造流程的層次性和有序性。此外，在機械制造的過程中還應注意的工藝廢棄物的回收和循環(huán)使用，從而增強制造業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。值得注意的一點是，在機械制造的過程中，要采取新技術(shù)、新工藝規(guī)避周圍環(huán)境噪音和振動對生物質(zhì)材料的影響，例如，在裝載機設計種，對動力裝置進行改進，降低動力裝置系統(tǒng)與周圍零件的碰撞程度，從而達到減小環(huán)境噪音的目的。再次，相適應原則要求設計人員要在綜合考量生物質(zhì)材料性能和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行機械設計。要依據(jù)機械產(chǎn)品生產(chǎn)的具體環(huán)境、具體原理、具體工藝等信息，因地制宜、因勢利導，尋找生物質(zhì)材料性與機械制造系統(tǒng)之間的契合點，合理調(diào)整生物質(zhì)材料的選擇。從而保障機械制造系統(tǒng)的整體與局部功能之間能夠相互匹配、相互適應、相互協(xié)調(diào)。最后，人性化原則要求設計人員在設計機械產(chǎn)品時，要遵循“以人為本”的理念。一方面要減少復雜和重復性的工藝操作，在保障機械產(chǎn)品質(zhì)量的同時，簡化機械制造系統(tǒng)的操作程序，減輕操作人員的工作壓力；另一方面，要精神考量生產(chǎn)材料的綠色可控性，規(guī)避含有輻射以及毒害材料對人體的損害，保障操作人員的生命財產(chǎn)安全。與此同時，生物質(zhì)材料的使用也能夠滿足人民群眾的審美需求，例如，玻璃中加入纖維素，能夠在有效提升汽車車窗使用性能的同時，優(yōu)化其外觀設計，強化人民群眾的用戶體驗，提升其生活質(zhì)量和水平。

（三）在配套設施中的應用

要想提升綠色理念在機械設計制造中的推廣深度和廣度，必須將綠色理念滲透到機械設計制造的配套設計之中。首先，政府部門要提供相應的政策扶持和資金投入，立足機制導向，對綠色生態(tài)機械的研發(fā)和生產(chǎn)做到應補盡補，敞開補貼，推動綠色理念在機械設計制造的中的應用。其次，機械設計生產(chǎn)企業(yè)要加強與相關(guān)高校和研發(fā)機構(gòu)的合作，不斷引進優(yōu)秀的具有綠色理念的設計人才和先進綠色制造的新工藝、新技術(shù)和新材料，從而保障綠色理念在機械設計制造中的實用性、可靠性和有效性。再次，要強化對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提升設計人員的專業(yè)技能和思想觀念，將綠色理念深入的扎根與設計人員的思想之中，明確綠色理念的意義和重要性，從源頭深化綠色理念與機械設計制造的融合。最后，社會要強化對綠色環(huán)保理念的宣傳力度，使得綠色理念深入人心，激發(fā)廣大人民群眾對綠色理念應用的重視程度，從而監(jiān)督機械制造業(yè)的良性發(fā)展，減少其對環(huán)境的污染程度。例如，近日，四川成都關(guān)工委充分發(fā)揮“五老”優(yōu)勢，在推進綠色發(fā)展理念進機關(guān)、進學校、進企業(yè)、進社區(qū)、進農(nóng)村之中，向人民群眾普及綠色文化和綠色發(fā)展理念并配合有關(guān)部門組織開展世界地球日、世界環(huán)境日、世界水日、全國節(jié)能宣傳周、全國低碳周等主題教育活動[2]。

三、結(jié)論

綜上所述，推動綠色理念在機械設計制造中的應用并不是一蹴而就，需要政府、社會、企業(yè)等多個方面的支持和努力。

【參考文獻】

[1]貫懷光.綠色設計理念在機械設計制造中的應用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（08）：254-255.

[2]蒲辰羽.綠色理念在機械設計制造中的應用研究[J].數(shù)字通信世界，2018（01）：164.