第8章綠色設(shè)計(jì)

第8章綠色設(shè)計(jì)

ⅧGreenDesign*1大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心內(nèi)容簡(jiǎn)介

第8章綠色設(shè)計(jì)

隨著世界能源的過(guò)度消耗和環(huán)境污染的日益加劇，綠色設(shè)計(jì)已日益受到各國(guó)政府和工程設(shè)計(jì)界的重視，現(xiàn)已發(fā)展成為一種新的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。

本章主要介紹了如下方面內(nèi)容：

綠色設(shè)計(jì)的概念綠色產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法綠色設(shè)計(jì)流程*2大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心1、什么是綠色設(shè)計(jì)？核心？特點(diǎn)？2、什么是綠色產(chǎn)品？特點(diǎn)3、綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容。4、綠色設(shè)計(jì)的方法？5、綠色設(shè)計(jì)的流程？6、綠色設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)8.1概述

綠色設(shè)計(jì)（GreenDesign，簡(jiǎn)稱GD），也稱為生態(tài)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、生命周期設(shè)計(jì)或環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)。盡管各國(guó)的提法不同，但其內(nèi)涵大體一致。綠色設(shè)計(jì)現(xiàn)已發(fā)展成為一種新的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。

綠色設(shè)計(jì)基本思想是：在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響為最小。

綠色設(shè)計(jì)的核心是”5R”,即節(jié)約資源,減少污染(reduce);綠色生活,環(huán)保評(píng)估(reevaluate);重復(fù)使用,多次利用(reuse);分類回收,循環(huán)再生(recycle);保護(hù)自然,萬(wàn)物共存(rescue).*4大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心圖8-4

其它國(guó)家的綠色標(biāo)志

德國(guó)藍(lán)色天使標(biāo)志加拿大環(huán)境選材標(biāo)志*5大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心當(dāng)今，“綠色”一詞已成為人們關(guān)注的重要問(wèn)題和向往的未來(lái)。在國(guó)際貿(mào)易中,綠色標(biāo)志就像一張”綠色通行證”,發(fā)揮越來(lái)越重要的作用.德國(guó)綠色標(biāo)志產(chǎn)品已達(dá)7500多種，占全國(guó)產(chǎn)品的30%；圖8-3

中國(guó)的綠色標(biāo)志（太陽(yáng)、山、水環(huán)境）*6大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心我國(guó)綠色標(biāo)志產(chǎn)品涉及七個(gè)方面:家用電器、建筑材料、兒童玩具、紡織品、食品飲料、辦公用品、汽車。

(1)綠色設(shè)計(jì)是針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期

傳統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期是從產(chǎn)品的生產(chǎn)到投入使用，綠色設(shè)計(jì)將產(chǎn)品的生命周期延伸到了產(chǎn)品使用結(jié)束后的回收重用及處理。

(2)綠色設(shè)計(jì)是并行閉環(huán)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是串行設(shè)計(jì)過(guò)程，其生命用期是指從設(shè)計(jì)、制造直至廢棄的各個(gè)階段，而產(chǎn)品廢棄后如何處理處置則很少被考慮，因而是一個(gè)串行開環(huán)過(guò)程。而綠色設(shè)計(jì)的生命周期除傳統(tǒng)生命周期各階段外，還包括產(chǎn)品廢棄后的拆卸回收、處理處置，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生命周期階段的閉路循環(huán)，而且這些過(guò)程在設(shè)計(jì)時(shí)必須被并行考慮。因而，綠色設(shè)計(jì)是并行閉環(huán)設(shè)計(jì)。

綠色設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為如下方面：*7大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

(3)綠色設(shè)計(jì)有利于保護(hù)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡

綠色設(shè)計(jì)有利于保護(hù)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡。設(shè)計(jì)過(guò)程中分析和考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性是綠色設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特征之一。

綠色設(shè)計(jì)可以減少不可再生資源的消耗。由于綠色設(shè)計(jì)使構(gòu)成產(chǎn)品的零部件材料可以得到充分有效地利用，在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中能耗最小，因而減少對(duì)材料資源及能源的需求，保護(hù)了地球的礦物資源，使其合理持續(xù)利用。(4)綠色設(shè)計(jì)可以減少不可再生資源的消耗*8大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

(5)綠色設(shè)計(jì)的結(jié)果是減少了廢棄物數(shù)量及其處理的棘手問(wèn)題

綠色設(shè)計(jì)的結(jié)果是減少了廢棄物數(shù)量及其處理的棘手問(wèn)題。工業(yè)化國(guó)家每年要生產(chǎn)大量的垃圾。垃圾處理則成為頗為棘手的問(wèn)題。通常采用的填埋法不僅占用了大量土地，而且還會(huì)造成二次污染。發(fā)展中國(guó)家要處理大量的垃圾，不僅技術(shù)上而且經(jīng)濟(jì)上都有—定的難度。

綠色設(shè)計(jì)將廢棄物的產(chǎn)生消滅在萌芽狀態(tài)，可使其數(shù)量降低到最低限度，大大緩解了垃圾處理的矛盾。

*9大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心表8-1綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較

比較因素傳統(tǒng)設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品提出的功能、性能、質(zhì)量及成本要求來(lái)設(shè)計(jì)依據(jù)環(huán)境效益和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)與產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量及成本要求來(lái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)人員很少或沒(méi)有考慮到有效的資源再生利用及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響要求設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品構(gòu)思及設(shè)計(jì)階段，必須考慮降低能耗、資源重復(fù)利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)工藝在制造和使用過(guò)程中很少考慮產(chǎn)品回收，有也僅是有限的材料回收在產(chǎn)品制造和使用過(guò)程中可拆卸、易回收，不產(chǎn)生毒副作用及保證產(chǎn)生最少的廢棄物設(shè)計(jì)目的為需求設(shè)計(jì)為需求和環(huán)境設(shè)計(jì)，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求產(chǎn)品傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品

綠色產(chǎn)品或綠色標(biāo)志*10大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心8.2綠色產(chǎn)品

綠色產(chǎn)品（GreenProduct，GP）又稱為環(huán)境協(xié)調(diào)產(chǎn)品，是相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品而言。

綠色產(chǎn)品是綠色設(shè)計(jì)的最終體現(xiàn)，它是產(chǎn)品綠色程度的載體。目前國(guó)內(nèi)外雖對(duì)綠色產(chǎn)品尚無(wú)確切的定義，但較多的學(xué)者認(rèn)為：所謂“綠色產(chǎn)品”是指：使用綠色材料、通過(guò)先進(jìn)的綠色設(shè)計(jì)及制造方法、采用綠色包裝生產(chǎn)的一種節(jié)能、減耗、減污或無(wú)污的環(huán)境友好型產(chǎn)品。在其生命周期全過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極小，資源利用率最高，能源消耗最低的產(chǎn)品。1.綠色產(chǎn)品的概念*11大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

●

節(jié)約資源和能源；

●

保護(hù)生態(tài)環(huán)境，

●

有利于人類的安全與健康。*12大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心2.綠色產(chǎn)品特點(diǎn)■

環(huán)境友好性

綠色產(chǎn)品的友好性通常用“綠色程度”來(lái)表明，這種友好體現(xiàn)在產(chǎn)品的生命周期全過(guò)程，而不是產(chǎn)品的某一局部或某一階段。

具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

①優(yōu)良的環(huán)境性能，即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄回收處理的各個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害最??；

②充分有效地利用材料資源，即綠色產(chǎn)品應(yīng)盡量減少材料的使用種類和數(shù)量，特別是稀有貴重材料和有毒有害的材料。在滿足產(chǎn)品功能的條件下，盡量簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，盡可能使產(chǎn)品中的零部件能最大限度地再利用；

③有效利用能源，綠色產(chǎn)品在其生命周期的全過(guò)程中應(yīng)充分有效利用能源，盡量減少能源消耗。

*13大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心■

生命周期的“多代性”綠色產(chǎn)品的生命周期是對(duì)普通產(chǎn)品生命周期的擴(kuò)展，綠色產(chǎn)品的生命周期除設(shè)計(jì)、制造、使用外，還應(yīng)包括廢棄（或淘汰）產(chǎn)品的回收、重用及處理處置階段。

它是包括產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的閉環(huán)系統(tǒng)，一般主要包括五個(gè)過(guò)程：

①綠色產(chǎn)品規(guī)劃及設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程；

②綠色產(chǎn)品的制造與生產(chǎn)過(guò)程；

③綠色產(chǎn)品使用過(guò)程；

④產(chǎn)品維護(hù)和服務(wù)過(guò)程；

⑤廢棄淘汰綠色產(chǎn)品的回收、重用及處理處置過(guò)程。*14大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心■

時(shí)效性■區(qū)域性

綠色產(chǎn)品是一定時(shí)代的產(chǎn)物。隨著科技發(fā)展不斷提高，人們的要求不斷提高，產(chǎn)品的環(huán)境行為改善，綠色產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的閾值也將提高，原有的綠色產(chǎn)品在一定的時(shí)期內(nèi)符合綠色產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，而經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)期，就不再是“綠色產(chǎn)品”。

目前，由于各國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)存在一定的差距，綠色產(chǎn)品衡量標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，雖然在一些國(guó)家或者地區(qū)，某產(chǎn)品按本國(guó)或者地區(qū)的綠色產(chǎn)品衡量標(biāo)準(zhǔn)是“綠色產(chǎn)品”，但是到另外一個(gè)國(guó)家或地區(qū)，可能就不是“綠色產(chǎn)品”。

*15大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心8.3綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

8.3.1綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容

綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括如下方面：

◆

綠色材料及其選擇

◆

產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)

◆

產(chǎn)品的可拆卸設(shè)計(jì)

◆

綠色包裝設(shè)計(jì)

◆

綠色產(chǎn)品的成本分析

◆

綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)*16大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心1.綠色材料及其選擇

綠色材料選擇的三個(gè)原則是：

▲

優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料，提高資源回收率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；

▲

盡量選用低能耗、少污染的材料；

▲

避免選用有毒、有害和有輻射特性的材料;

▲易加工或加工過(guò)程中無(wú)污染或污染小;

▲盡量選用能自然分解并為自然界吸收的材料。

綠色材料是指在滿足一般功能要求的前提下，具有良好的環(huán)境兼容性的材料。

綠色材料在制備、使用以及用后處置等生命周期的各階段，具有最大的資源利用率和最小的環(huán)境影響。*17大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

2.產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)可回收性設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期應(yīng)充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價(jià)值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性、回收經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等與回收性有關(guān)的一系列問(wèn)題，最終達(dá)到零件材料資源、能源的最大利用，并對(duì)環(huán)境污染為最小的一種設(shè)計(jì)思想和方法。*18大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心3.產(chǎn)品的可拆卸設(shè)計(jì)

可拆卸性設(shè)計(jì)要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級(jí)階段就將可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)易于拆卸，維護(hù)方便，并可在產(chǎn)品報(bào)廢后可重用部分充分有效地回收和重用，以達(dá)到節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境的目的。*19大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

可拆卸性設(shè)計(jì)的主要策略有：

(1)減少拆卸的工作量；

(2)產(chǎn)品構(gòu)造簡(jiǎn)單；

(3)易于拆卸；

(4)易于分離；

(5)減少零件的多樣性。

4.綠色包裝設(shè)計(jì)

綠色包裝是指采用對(duì)環(huán)境和人體無(wú)污染，可回收重用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。

綠色包裝具有以下特點(diǎn)：

(1)材料最省，廢棄物最少，反節(jié)省資源和能源；

(2)易于回收利用和再循環(huán)；

(3)包裝材料可自行降解且降解周期短；

(4)包裝材料對(duì)人體和生物系統(tǒng)應(yīng)無(wú)毒無(wú)害；

(5)包裝產(chǎn)品在其生命周期全程中，均不應(yīng)產(chǎn)生環(huán)境污染；*20大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

綠色包裝設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容如下：

(1)研制開發(fā)無(wú)毒、無(wú)污染、可回收利用、可再生或降解的包裝原輔材料；

(2)研究現(xiàn)有包裝材料有害成分的控制技術(shù)與替代技術(shù)，以及自然“貧乏材料”的替代技術(shù)；

(3)優(yōu)化包裝結(jié)構(gòu)，減少包裝材料消耗；

(4)加強(qiáng)包裝廢棄物的回收處理。*21大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心5.綠色產(chǎn)品的成本分析

綠色產(chǎn)品生命周期成本一般包括以下幾個(gè)方面：

(1)設(shè)計(jì)成本

包括市場(chǎng)調(diào)研、可行性分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試驗(yàn)、修正設(shè)計(jì)、編寫設(shè)計(jì)文檔等費(fèi)用支出。

(2)制造成本

包括生產(chǎn)成本和環(huán)境成本。

生產(chǎn)成本包括：材料消耗、能源消耗、設(shè)備工時(shí)、勞動(dòng)工時(shí)、在制品的運(yùn)送與存放、產(chǎn)品測(cè)試與檢驗(yàn)等物料轉(zhuǎn)換生產(chǎn)費(fèi)用支出。

環(huán)境成本包括：污染排放控制系統(tǒng)成本、排放廢棄物的理成本和生態(tài)稅成本。*22大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

(4)使用成本

包括運(yùn)行成本、維修成本和使用過(guò)程導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題而需支付的環(huán)保費(fèi)用；

運(yùn)行成本是用戶為產(chǎn)品在使用期間所耗費(fèi)的人、財(cái)、物而支付的費(fèi)用；

維修成本是在使用期限內(nèi)，為維護(hù)產(chǎn)品正常功能而進(jìn)行維護(hù)、修理或零件更換所需花費(fèi)的費(fèi)用。

(5)回收處理成本

回收處理成本是報(bào)廢產(chǎn)品的收集、運(yùn)輸、拆卸、再生、再造和填埋等的費(fèi)用支出。

(3)營(yíng)銷成本

包括產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及廣告促銷等費(fèi)用。*23大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

6.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)

綠色沒(méi)計(jì)數(shù)據(jù)是指在綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的相產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

綠色設(shè)計(jì)知識(shí)是指支持綠色設(shè)計(jì)決策所需的規(guī)則。

綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)應(yīng)包括：

產(chǎn)品生命周期中與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、對(duì)策等有關(guān)的一切數(shù)據(jù)與知識(shí)。如：材料成分，各種材料對(duì)環(huán)境的影響值，材料自然降解周期，人工降解時(shí)間、費(fèi)用，制造、裝配、銷售、使用過(guò)程中所產(chǎn)生的附加物數(shù)量及對(duì)環(huán)境的影響值，環(huán)境評(píng)估準(zhǔn)則所需的各種判斷標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等。*24大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心8.3.2綠色設(shè)計(jì)方法●生命周期設(shè)計(jì)●模塊化設(shè)計(jì)●面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)●集成化設(shè)計(jì)●長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)方法主要有：*25大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心1.生命周期設(shè)計(jì)

產(chǎn)品生命周期又稱生命循環(huán)或壽命周期，指產(chǎn)品從自然中來(lái)、到自然中去的全過(guò)程，即產(chǎn)品“從搖籃到墳?zāi)埂钡恼麄€(gè)生命過(guò)程各個(gè)階段。產(chǎn)品生命周期包括從自然中獲取最初資源，經(jīng)過(guò)開采、加工、再加工等生產(chǎn)過(guò)程形成的最終產(chǎn)品，又經(jīng)過(guò)產(chǎn)品存儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售、使用等過(guò)程，直至產(chǎn)品報(bào)廢或處置，構(gòu)成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一個(gè)生命周期。

生命周期設(shè)計(jì)又稱為生態(tài)設(shè)計(jì)，即利用生態(tài)學(xué)的思想，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)優(yōu)先考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性，除了考慮產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和成本外，還要考慮產(chǎn)品的回收和處理，同時(shí)也要考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、功能性和審美等因素。生命周期設(shè)計(jì)實(shí)際上是面向產(chǎn)品生命周期所有環(huán)節(jié)、所有方面的設(shè)計(jì)，涉及的問(wèn)題十分廣博。*26大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心2.模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)就是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求。

產(chǎn)品模塊化對(duì)綠色設(shè)計(jì)具有重要意義。主要表現(xiàn)在以下方面：1)模塊化設(shè)計(jì)能夠滿足綠色產(chǎn)品的快速開發(fā)要求。2)模塊化設(shè)計(jì)可將產(chǎn)品中對(duì)環(huán)境或?qū)θ梭w有害的部分、使用壽命相近的部分等集成在同一模塊中，便于拆卸回收和維護(hù)更換等。3)模塊化設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

*27大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心3.面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)（DesignforX,DFX）是針對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)同時(shí)存在多種需求的情況下實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要方法之一。其中X代表產(chǎn)品設(shè)計(jì)中除功能要求之外的其它需求，如可制造性、可裝配性、可維護(hù)性、可回收性等。除了目前研究較深入的DFM(DesignforManufacturing)和DFA(DesignforAssembly)之外，還有DFD，DFR，DFC，DFQ，DFS，DFMC，DFE等。

DFX采用的基本方法是基于約束的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終必須滿足來(lái)自產(chǎn)品生命周期的各種需求，在形式上可以表現(xiàn)為約束。

DFX的實(shí)質(zhì)是以多個(gè)代表產(chǎn)品生命周期內(nèi)需求的約束條件剪裁設(shè)計(jì)空間，在滿足約束的情況下，優(yōu)化求解設(shè)計(jì)空間的問(wèn)題。*28大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心4.集成化設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與產(chǎn)品綠色屬性的有機(jī)集成。

產(chǎn)品的綠色屬性涉及制造、使用和報(bào)廢等產(chǎn)品生命周期階段，因此，在產(chǎn)品開發(fā)階段，采用模擬仿真方式，構(gòu)建虛擬的制造、使用和報(bào)廢等數(shù)字化環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品綠色性實(shí)施評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)未來(lái)產(chǎn)品綠色特性，修正影響綠色性的不合理設(shè)計(jì)，最終使所開發(fā)的產(chǎn)品達(dá)到預(yù)定的綠色目標(biāo)，這一過(guò)程的基礎(chǔ)便是產(chǎn)品數(shù)字化模型。因此，結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、信息無(wú)冗余、面向生命周期全過(guò)程的產(chǎn)品集成模型是實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。*29大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心5.長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)

長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)是指在對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和工具，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能滿足當(dāng)前和將來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的市場(chǎng)需求。產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)能有效地減少各種原材料、資源的使用，并相應(yīng)地減少產(chǎn)品報(bào)廢、產(chǎn)品處理的費(fèi)用。一方面，長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)通過(guò)分析產(chǎn)品及其零部件實(shí)效的原因，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而提高產(chǎn)品可靠性和維修性，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命；另一方面，利用模塊化設(shè)計(jì)、可維修性設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法最大限度的減少產(chǎn)品過(guò)時(shí)和淘汰，減少產(chǎn)品報(bào)廢數(shù)量。*30大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心綠色設(shè)計(jì)的流程*大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心31綠色產(chǎn)品規(guī)劃綠色產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品材料選擇綠色設(shè)計(jì)方法與技術(shù)系統(tǒng)綠色產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品回收處理技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性環(huán)境性市場(chǎng)需求環(huán)境保護(hù)要求選擇綠色材料避免過(guò)度使用生命周期設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)集成設(shè)計(jì)包裝材料選擇包裝造型設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包裝工藝設(shè)計(jì)包裝印刷設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化構(gòu)件布置改善構(gòu)件受力狀況回收工藝回收經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)8.3.5綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)1.綠色設(shè)計(jì)指標(biāo)

傳統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)主要考慮三個(gè)方面：

質(zhì)量(Q)、成本(C)和時(shí)間(T)。相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)而言，綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)還必須滿足環(huán)境屬性要求，其評(píng)價(jià)一般應(yīng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等方面進(jìn)行。綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括四個(gè)方面：

環(huán)境屬性指標(biāo)；

資源屬性指標(biāo)；

能源屬性指標(biāo)；安全屬性指標(biāo)等。*32大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

資源消耗量(R)主要受3個(gè)方面的影響：①資源種類，所用資源種類包括主要原材料和輔料，要考慮它們屬可再生資源還是不可再生資源，是稀有資源還是豐富的資源；②資源特性，包括資源的化學(xué)特性和物理特性，可利用或可再生特性，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響特性等；③資源消耗狀況，包括消耗量、利用率、損耗率和再生利用率等。

環(huán)境影響(P)指標(biāo)主要指：①對(duì)水環(huán)境的影響，即產(chǎn)品在生命周期全過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生的水體影響。②對(duì)大氣質(zhì)量的影響；③對(duì)土壤的影響；④產(chǎn)生的固體廢棄物等。*33大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心

能源消耗量(E)指標(biāo)主要受3個(gè)方面的影響：①能源種類。所用能源種類包括一次能源和二次能源，要考慮它們屬可再生能源還是不可再生能源，是短缺能源還是豐富能源等；②能源特性。重點(diǎn)考慮的是能源的可利用或可再生特性，在使用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響特性等；③能源消耗狀況。包括消耗量、利用率、再生利用率等。

安全性(A)指標(biāo)主要受兩個(gè)方面的影響：①對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，產(chǎn)品在生命周期全過(guò)程中可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的平衡造成的影響；②對(duì)人體健康的影響。

*34大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心2.綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

目前的綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自兩方面：

一是依據(jù)現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及某些地方性法規(guī)來(lái)制定相應(yīng)的綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)是絕對(duì)性標(biāo)準(zhǔn)；

二是根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展和用戶的需求，以現(xiàn)有產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)確定參照產(chǎn)品，用新開發(fā)產(chǎn)品與參照產(chǎn)品的對(duì)比來(lái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的綠色程度，這種標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)性標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，也可采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)與絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的方式制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。*35大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心8.3.6綠色設(shè)計(jì)的效益和應(yīng)用分析

綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施是一項(xiàng)社會(huì)化的系統(tǒng)工程。綠色設(shè)計(jì)實(shí)施的最終將產(chǎn)生一定的社會(huì)效益和環(huán)境效益。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)節(jié)約資源和能源，實(shí)現(xiàn)資源的永續(xù)利用。

(2)減輕環(huán)境污染。

(3)實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的健康協(xié)調(diào)發(fā)展。1.綠色設(shè)計(jì)的社會(huì)效益和環(huán)境效益企業(yè)采用綠色設(shè)計(jì)帶來(lái)的效益：

一方面表現(xiàn)為社會(huì)效益和環(huán)境效益，另一方面則表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)效益，*36大連交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化教研中心除社會(huì)效益外，綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施還會(huì)為企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：