盧建 李曉瑞 王磊

關鍵詞：工業(yè)設計 生態(tài)設計 產(chǎn)品 全生命周期 供應鏈

引言

百年來，工業(yè)設計不斷地為人類創(chuàng)造新生活方式，與此同時也加速了資源和能源的消耗，對地球的生態(tài)平衡造成了破壞。工業(yè)設計與供應鏈管理關系密切，從工業(yè)設計角度研究綠色供應鏈建設是事半功倍的，可使供應鏈成員企業(yè)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和核心能力，合力開發(fā)綠色產(chǎn)品。

一、工業(yè)設計的內(nèi)容與現(xiàn)狀

工業(yè)設計是綜合運用工學、美學、經(jīng)濟學等相關知識，對產(chǎn)品的功能、形態(tài)、結(jié)構、表面等進行協(xié)調(diào)優(yōu)化處理的創(chuàng)新性活動，廣泛應用于各類工業(yè)產(chǎn)品的設計開發(fā)。它是多種學科、技術和審美觀念的綜合，不僅致力于研究產(chǎn)品的實用功能、性能，而且還研究其形態(tài)、色彩等美學問題。

工業(yè)設計的商業(yè)價值已得到企業(yè)界較為廣泛的認同，甚至成為了創(chuàng)新的商業(yè)戰(zhàn)略。企業(yè)通過工業(yè)設計開發(fā)出創(chuàng)新的產(chǎn)品和系統(tǒng)，因為能給消費者帶來更好的生活品質(zhì)而受歡迎，企業(yè)與消費者均從中受益。雖然工業(yè)設計面對的是一款款具體的產(chǎn)品，但每款產(chǎn)品可能會生產(chǎn)百萬件，人類現(xiàn)代生活的物質(zhì)基礎正是由數(shù)不清的工業(yè)產(chǎn)品構成的。

傳統(tǒng)工業(yè)設計往往只關心設計是否具有創(chuàng)意，成本是否低廉，往往忽視了產(chǎn)品對環(huán)境的影響。生態(tài)設計（綠色設計）是在產(chǎn)品設計開發(fā)階段考慮原材料選用、生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理等各個環(huán)節(jié)對資源環(huán)境造成的影響，力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用有毒有害的原材料，減少污染物產(chǎn)生和排放，從而實現(xiàn)環(huán)境保護的活動[1]。中國現(xiàn)階段的生態(tài)設計水平從整體上看處于初級水平，還有長期發(fā)展的空間?！?016中國綠色設計報告》中把綠色設計水平劃分為七個階段，中國沒有地區(qū)進入前四個階段。有5個地區(qū)（北京、上海、天津、浙江、江蘇）的綠色設計水平處于第五級“微綠”階段，2個地區(qū)（甘肅、新疆）的綠色設計水平處于第七級“初綠”階段，其余地區(qū)的綠色設計水平均處于第六級“漸綠”階段[2]。

二、國內(nèi)供應鏈建設現(xiàn)狀

供應鏈是以客戶需求為導向，以提高質(zhì)量和效率為目標，以整合資源為手段，實現(xiàn)產(chǎn)品設計、采購、生產(chǎn)、銷售、服務等全過程高效協(xié)同的組織形態(tài)[3]。制造企業(yè)幾乎不可能獨自掌握經(jīng)營所需的一切資源，而是需要與供應鏈上的企業(yè)密切合作，提高效率，放大競爭優(yōu)勢。市場競爭不僅靠企業(yè)自身的力量，而各自供應鏈的水平顯得更加重要。

綠色供應鏈是綜合考慮企業(yè)經(jīng)濟效益與資源節(jié)約、環(huán)境保護、人體健康安全要求的協(xié)調(diào)統(tǒng)一的供應鏈系統(tǒng)。綠色供應鏈能將環(huán)保要求傳導至上下游供應商和合作伙伴，實施綠色供應鏈管理是提升企業(yè)競爭力，實現(xiàn)企業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的有效途徑[4]。

（一）國內(nèi)綠色供應鏈發(fā)展現(xiàn)狀最新公布的2020年CITI指數(shù)前10名上榜企業(yè)名單里中國品牌只有1個，相比于發(fā)達國家跨國公司在綠色供應鏈體系建設方面的成就，國內(nèi)品牌處于劣勢地位。制造業(yè)通常被認為是國家和地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)，其對于增加就業(yè)、發(fā)展工業(yè)、發(fā)展科技具有十分重要的意義。放眼世界，中國制造規(guī)模與消費規(guī)模都排在前列，但中國企業(yè)在推進供應鏈綠色升級方面的積極性并不高，這是不協(xié)調(diào)的發(fā)展狀態(tài)。

（二）宏觀政策與導向綠色供應鏈管理作為環(huán)境管理的創(chuàng)新手段，在推動企業(yè)自覺履行主體責任、促使環(huán)保約束由外部驅(qū)動向內(nèi)生驅(qū)動轉(zhuǎn)變、推動行業(yè)自律和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級方面具有重要作用[5]。近年來，國家和地方相關部門積極推進治理體系現(xiàn)代化建設，密集出臺相關政策引導經(jīng)濟綠色發(fā)展、推動供給側(cè)改革?！熬G水青山就是金山銀山”，新時期協(xié)同推進新型工業(yè)化發(fā)展，建設環(huán)境更優(yōu)美的新發(fā)展格局是歷史的必然選擇。企業(yè)應從發(fā)展綠色供應鏈入手實現(xiàn)提質(zhì)增效，提高產(chǎn)品的競爭力，構建綠色發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。

三、工業(yè)設計與供應鏈管理環(huán)環(huán)相扣

1996年美國密歇根州立大學制造研究協(xié)會提出：綠色供應鏈要將環(huán)境因素整合到供應鏈中的產(chǎn)品設計、采購、制造、組裝、包裝、物流和分配等各個環(huán)節(jié)中[6]。產(chǎn)品設計作為綠色供應鏈中的第一環(huán)，具有重要的意義。產(chǎn)品設計是工業(yè)設計的一個子集，是狹義的工業(yè)設計。

牛文元研究員創(chuàng)制的“綠色設計貢獻率函數(shù)”圍繞著綠色設計的本底度（基礎維）、推進度（發(fā)展維）、覆蓋度（空間維）設計，從宏觀上表征各地區(qū)綠色設計的基礎水平、發(fā)展?jié)摿瓦x擇策略[7]。本底度表示一個國家或地區(qū)綠色設計的基礎能力，其中的重要組成部分是GDP質(zhì)量指數(shù)，而GDP質(zhì)量指數(shù)對于判斷綠色供應鏈的整體建設水平也具有重要價值。推進度表征對區(qū)域綠色設計狀態(tài)施加的影響，其中的重要因子是污染物排放與能源消耗量的關系，這也是綠色供應鏈建設重點關注的環(huán)節(jié)。綠色設計覆蓋度表征區(qū)域內(nèi)綠色設計產(chǎn)業(yè)的分布情況，其中重要統(tǒng)計數(shù)據(jù)是各地區(qū)工業(yè)節(jié)能和清潔生產(chǎn)企業(yè)的情況統(tǒng)計分析，這也是與綠色供應鏈研究直接相關的數(shù)據(jù)。從中可以看出綠色工業(yè)設計與綠色供應鏈的密切關系，是環(huán)環(huán)相扣的。

（一）設計工作須在合作交流中進行工業(yè)設計作為供應鏈中的一個環(huán)節(jié)不能是孤立工作的，綠色產(chǎn)品創(chuàng)新中的合作非常重要，因為它們具有更高層次的復雜性和新穎性，需要集成多個知識庫。通過合作，企業(yè)可以獲得不同的知識資源，對提高企業(yè)的綠色設計能力很重要[8]。設計部門與企業(yè)內(nèi)部其他部門的合作交流是工作順利進行的保障，與管理、研發(fā)、裝配、銷售、售后服務機構等部門跨職能合作，提升綠色產(chǎn)品設計開發(fā)的能力。新技術、新材料以及環(huán)境的知識主要來源于供應商，與供應商良好的合作與交流是最重要的。

全鏈條合力開發(fā)綠色產(chǎn)品是產(chǎn)業(yè)結(jié)構升級和環(huán)境意識強化使然，核心企業(yè)要整合供應鏈上不同單位的生產(chǎn)資料、知識、技術、規(guī)則等，共同為綠色產(chǎn)品設計開發(fā)所用。工業(yè)設計工作所需的交流與合作見圖1。

工業(yè)設計的最終產(chǎn)物是消費者手中的產(chǎn)品，所以顧客需求應該被視為設計的重要依據(jù)，收集客戶的反饋是重要的調(diào)研工作。當前的產(chǎn)品往往都集成了多種功能，對于其中客戶需求量較小的功能可以取消以節(jié)約成本，對于消費者期盼的功能則應加入或加強?？蛻舫嗽诋a(chǎn)品的功能和價格上有所期望外，對產(chǎn)品的環(huán)保屬性也有想法，例如喜歡油耗更低的汽車、工作更安靜的破壁機等。

一些企業(yè)沒有自己的設計團隊，完全依靠工業(yè)設計公司提供設計方案，然而設計公司對于行業(yè)和企業(yè)的了解深度有限，不能很好地把握設計的重點。在企業(yè)中設置工業(yè)設計部門與專業(yè)設計公司合作是較好的做法，既充分立足于企業(yè)實際，又能得到設計公司的新鮮理念和專業(yè)服務。

（二）工業(yè)設計在綠色供應鏈建設中處于“源頭”地位越來越高的環(huán)保標準給企業(yè)帶來了新的壓力：如何使產(chǎn)品具有卓越的商業(yè)價值，又具備綠色屬性？通過工業(yè)設計來解決這個問題是事半功倍的，因為工業(yè)設計是在正式生產(chǎn)活動實施之前的系統(tǒng)規(guī)劃，處于供應鏈的“源頭”。處在起點環(huán)節(jié)的工業(yè)設計能夠?qū)⒕G色發(fā)展改革動力傳導到供應鏈上的每個環(huán)節(jié)，帶動上下游協(xié)同推進環(huán)境管理，高效地推進綠色供應鏈建設。工業(yè)設計賦予產(chǎn)品新的結(jié)構、材料、形態(tài)、色彩、表面加工以及裝飾等屬性，其中每一項都可能會對環(huán)境產(chǎn)生影響。工業(yè)設計在供應鏈中所影響的環(huán)節(jié)見圖2。

工業(yè)設計工作應基于產(chǎn)品的全生命周期進行思考，對整個供應鏈上的各相關環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)設計，將鏈條上的重要因素綜合進設計工作中，在產(chǎn)品設計之初就考慮到產(chǎn)品生產(chǎn)和售出之后的問題。例如什么樣的材料既性能好又有回收價值;什么樣的造型既藝術又能清潔生產(chǎn);什么樣的表面處理既顯品質(zhì)又無毒害;什么樣的配置既能保證功能又節(jié)能環(huán)保;什么樣的構造容易維修替換;哪些保養(yǎng)、維護可以通過設計降低工作難度等。

四、基于綠色供應鏈視角的工業(yè)設計工作內(nèi)容

從工業(yè)設計角度研究供應鏈綠色升級是行之有效的創(chuàng)新路徑，綜合考慮環(huán)境、功能、美學等設計原則，進行多方面權衡，做出最優(yōu)化的設計決策。使產(chǎn)品在應有的功能、性能、品質(zhì)、美觀和經(jīng)濟性的基礎上，對環(huán)境的影響降至更低。

通過工業(yè)設計盡量減少產(chǎn)品所需的物質(zhì)和能源消耗、減少有害物質(zhì)的排放，而且要使報廢產(chǎn)品及零部件具有再次使用、循環(huán)利用的價值和可行性。對工業(yè)設計各個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)優(yōu)化，包括材料選擇、結(jié)構設計、制造加工、可拆卸性、綠色包裝、物流、回收利用等。此外，還可從多用途產(chǎn)品設計、長壽命產(chǎn)品設計，以及引導消費者的環(huán)保意識等方面開展工作。

基于綠色供應鏈理論和相關規(guī)范文件建立不同類型產(chǎn)品的生態(tài)設計評價模型，是指導和評價設計的有效方法。產(chǎn)品的評價指標體系應從功能屬性、美觀屬性、資源屬性、能源屬性和環(huán)境屬性五個方面進行評價。各項指標會涉及到產(chǎn)品生命周期中不同的階段，包括生產(chǎn)階段、使用階段、廢棄階段。對設計方案各項進行打分，達到預定分數(shù)則視為合格的綠色產(chǎn)品，達不到分數(shù)則繼續(xù)修改設計。基于綠色供應鏈視角的工業(yè)設計評價指標體系見表1 。

（一）工業(yè)設計與供應鏈前端（售前）1.材料：綠色材料不僅要滿足產(chǎn)品功能和性能的要求，并且有較好的環(huán)境兼容性，具有環(huán)保優(yōu)勢。相比普通材料，綠色材料對資源消耗更小、生產(chǎn)過程所需能耗更低，材料制備和加工過程中的廢氣、廢料、廢水等排放指數(shù)更低。設計產(chǎn)品時可根據(jù)上游供應商提供的材料數(shù)據(jù)、證明文件和聲明等做出選擇。

減少礦物和化石等非再生材料的使用，提高使用再生料或可再生料的比例。例如塑料部件盡量使用熱塑性塑料來代替熱固性塑料，因為前者具有更好的回收利用價值。在設計時除了選擇原材料的類型之外，還應注意減少所使用材料的種類和數(shù)量，實施減量化設計。

2.結(jié)構與工藝：通過可拆卸的模塊化設計，能使產(chǎn)品更方便裝配、維修和拆卸。每個模塊都承擔一定的功能，模塊間可以靈活地組合形成一個完整的產(chǎn)品，從而簡化產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，縮短開發(fā)周期。模塊可在產(chǎn)品族中替換或重用，提高產(chǎn)品、零部件和材料的利用率，降低產(chǎn)品回收利用成本。

在外觀設計方面既要美觀時尚又要盡量避免高污染工藝，盡量用機械方法、物理方法代替化學和電化學方法進行表面處理。使用可去除的有機涂料進行表面處理，用可回收的金屬、塑料等材料進行裝飾。提倡“少即是多”理念，簡化外觀設計也是避免污染的有效方法。

3.生產(chǎn)加工：生產(chǎn)過程控制是整個供應鏈中的重要環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中物料和能源的消耗，污染的排放問題集中，對環(huán)境的影響大。生產(chǎn)階段的污染類型主要有空氣污染、水體污染、土地污染、聲光污染等，污染物的排放從參數(shù)上應低于國家和地方的相關法規(guī)。

生產(chǎn)加工與工業(yè)設計方案有直接關系，不同的設計有不同的生產(chǎn)要求。在符合產(chǎn)品功能和外觀的基礎上，運用設計手段能降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程的環(huán)境危害性，避免需要高污染、高消耗生產(chǎn)的設計。

4.包裝與運輸：包裝應遵循減量化設計、可多次周轉(zhuǎn)使用的原則，而且優(yōu)先選擇可回收利用的或易降解的包裝材料。包裝設計與產(chǎn)品設計都屬于工業(yè)設計范疇，兩者也具有因果關聯(lián)，例如可折疊的產(chǎn)品、可疊套的產(chǎn)品會大大節(jié)約包裝的使用量?？刹鹧b的家具產(chǎn)品可使用平板包裝，顯著節(jié)約包裝和物流成本，降低運輸環(huán)節(jié)對環(huán)境造成的影響。

（二）工業(yè)設計與供應鏈后端（售后）綠色供應鏈是以綠色制造理論和供應鏈管理技術為基礎的，產(chǎn)品交付消費者之后的環(huán)節(jié)企業(yè)則難以掌握。產(chǎn)品生命周期中的后半階段，脫離了企業(yè)的控制，往往成為綠色供應鏈的缺憾。產(chǎn)品是否耐用、是否容易維修、淘汰后的處置方式等都是在消費者手中發(fā)生的問題。然而通過工業(yè)設計可以提前考慮到這些狀況，盡量保障產(chǎn)品全生命周期的綠色屬性，從而完善綠色供應鏈。

1.用戶使用：設計時通減少使用或不使用有毒、有害物質(zhì)，采用新技術方法等避免對人體健康造成危害。用戶使用階段的污染類型主要有空氣污染和聲光污染，污染物的排放從參數(shù)上應低于國家和地方的相關法規(guī)。新科技和巧妙的工業(yè)設計都可能會降低用戶使用階段的能源消耗和有害物質(zhì)排放。

通過工業(yè)設計延長產(chǎn)品的使用期限能切實提高資源的利用率、減少環(huán)境壓力。將工匠精神引入產(chǎn)品設計與制造中，不斷改進和完善，有助于實現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的突破。精益求精的態(tài)度開發(fā)出的產(chǎn)品是功能完善且可靠耐用的，產(chǎn)品不易損壞，從客觀上實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的延長。產(chǎn)品采用易用性設計、符合人機工程學要求，用戶會更樂于使用產(chǎn)品，從主觀上延長產(chǎn)品的生命周期。產(chǎn)品設計體現(xiàn)出卓越的設計感和美學價值讓用戶心生喜歡，不易被淘汰，也能主觀上延長產(chǎn)品的生命周期。

2.維修與服務：減少維修與服務所需的人力、物力是供應鏈綠色升級的重要入手點。模塊化設計和易拆卸結(jié)構設計有助于降低產(chǎn)品的維修難度、保養(yǎng)難度和升級難度，甚至一些工作可由用戶自行完成。簡化這三項工作不僅可以節(jié)約勞動時間，而且節(jié)約物質(zhì)材料和所需費用。模塊化設計有助于快速鎖定問題所在，對于損壞模塊的更換十分方便，避免破壞其他結(jié)構。通過設計可簡化產(chǎn)品的保養(yǎng)工作，例如產(chǎn)品內(nèi)部清潔、潤滑和更換耗材等。對于某些產(chǎn)品而言，可以方便地替換原有組件實現(xiàn)產(chǎn)品的升級，以適應用戶需求的變化，無需更換整機。

3. 回收利用：再制造與制造新品相比，節(jié)約成本50%，節(jié)能60%，節(jié)材70%，大氣污染物排放量降低80%以上，幾乎不產(chǎn)生固體廢物[9]。通過工業(yè)設計賦予產(chǎn)品回收價值，有助于落實生產(chǎn)者責任延伸制度，提高循環(huán)經(jīng)濟質(zhì)量。企業(yè)可以選擇由生產(chǎn)企業(yè)承擔回收處理工作，整合資源。也可將相關業(yè)務交由專業(yè)從事回收處理業(yè)務的公司，專業(yè)化協(xié)同。

工業(yè)設計師通過對材料的選擇、結(jié)構和工藝的設計，能夠更加充分地發(fā)揮資源的價值。通過設計可降低廢棄物的處理難度，提高回收利用率，降低回收處理成本。根據(jù)報廢產(chǎn)品的損壞程度和殘值不同，首先考慮重用產(chǎn)品或零部件，而后是材料再利用，最后無重用價值的部分則采用環(huán)保方式處置。還可實現(xiàn)產(chǎn)品或零部件的功能轉(zhuǎn)換，喪失了原有功能的產(chǎn)品可能會成為裝飾品、容器、工具或玩具等。

（三）新時代的新思路通過新型經(jīng)濟模式、互聯(lián)網(wǎng)技術、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代技術，能夠提高資源利用率，降低使用消耗，創(chuàng)新綠色供應鏈格局。2017年國務院辦公廳印發(fā)《關于積極推進供應鏈創(chuàng)新與應用的指導意見》，要求以供應鏈與互聯(lián)網(wǎng)深度融合為途徑，以信息化、標準化、信用體系建設為支撐，創(chuàng)新發(fā)展供應鏈的新理念、新技術、新模式，打造大數(shù)據(jù)支撐、網(wǎng)絡化共享、智能化協(xié)作的智慧供應鏈體系[10]。

1.信息技術：信息技術的發(fā)展催生了大量新興產(chǎn)業(yè)，也在不斷地改造著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。信息技術的運用不但能降低產(chǎn)品成本、提升產(chǎn)品附加值，還能推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)革新，帶有明顯的綠色特征。工業(yè)設計是不斷發(fā)展變化著的學科，世界進入信息時代，工業(yè)設計也產(chǎn)生了新的理念和方法。

網(wǎng)絡智能化產(chǎn)品與人、環(huán)境的交互不僅依靠用戶端硬件實現(xiàn)，而越來越依靠軟件、云計算、云存儲等技術拓展新方式。這類產(chǎn)品無論在生產(chǎn)制造還是工業(yè)設計上都有其新要求。結(jié)合信息技術設計出科技含量高的產(chǎn)品，能有效減少產(chǎn)品生命周期中的環(huán)境破壞，有助于建設綠色供應鏈。

2.共享經(jīng)濟：共享經(jīng)濟的特征是將產(chǎn)品的所有權與使用權分離開，優(yōu)化了資源配置，提供給人們更加便捷、經(jīng)濟的生活方式。共享產(chǎn)品充分利用資源的特點符合綠色發(fā)展的理念，是生態(tài)設計的新探索。供應鏈核心企業(yè)與共享產(chǎn)品運營商合作，是提升供應鏈綠色程度的創(chuàng)新之舉，也是保護生態(tài)的新途徑。

共享產(chǎn)品的用戶多且使用環(huán)境復雜，所以產(chǎn)品要采用可靠的材料和堅固的結(jié)構，不易被損壞。免維護設計可保障產(chǎn)品長期穩(wěn)定運行，減少維護成本。共享產(chǎn)品需適應性廣泛，以滿足用戶的不同需求。結(jié)合共享經(jīng)濟特點設計出實用、易用、耐用、智能、低成本的共享產(chǎn)品，有助于優(yōu)化共享產(chǎn)品的使用體驗、降低運維成本、增強市場競爭力。美好的設計令人賞心悅目，美觀又具有識別度的設計可增加共享產(chǎn)品的吸引力，幫助建立良好的品牌形象。

結(jié)語

工業(yè)設計的作用可分從微觀、中觀與宏觀三個層面認識。微觀層面主要研究產(chǎn)品的外觀與功能創(chuàng)新等具象化的設計;中觀層面，工業(yè)設計幫助企業(yè)以創(chuàng)新的思路打造綠色供應鏈，助力產(chǎn)業(yè)升級;宏觀層次則會涉及到供給側(cè)結(jié)構性改革，影響城市、地區(qū)甚至國家的發(fā)展戰(zhàn)略。

高水平開放、高質(zhì)量發(fā)展是時代的主旋律，與聯(lián)合國2025規(guī)劃同向同行。制造業(yè)需要從綠色供應鏈創(chuàng)新上尋求路徑，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)設計從產(chǎn)品開發(fā)的前期開始對功能、審美、能源、資源、污染等進行總體制約，是提高產(chǎn)品附加值、提升企業(yè)供應鏈管理能力的重要環(huán)節(jié)。綠色工業(yè)設計是符合可持續(xù)發(fā)展觀念的現(xiàn)代設計潮流，應納入到企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，協(xié)同推進供應鏈綠色升級，有助于形成環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的新平衡。