淺析綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

方 蕾，李金方

（海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽 蚌埠 233012）

1 機械設(shè)計制造綠色設(shè)計理念概述

1.1 綠色設(shè)計的概念

所謂的綠色設(shè)計就是指產(chǎn)品生產(chǎn)以及使用過程中要充分考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性，以實現(xiàn)產(chǎn)品的可拆卸、可回收、可維護(hù)以及可重復(fù)利用等目標(biāo)［1］。在保證產(chǎn)品的質(zhì)量、功能以及使用壽命等基本要求之后，最大限度地滿足其環(huán)境屬性。綠色設(shè)計的核心為3R 原則——Reduce、Recycle、Reuse，即減少環(huán)境污染、減少能源消耗、產(chǎn)品的回收再利用。從一定意義上來說，綠色設(shè)計理念符合可持續(xù)發(fā)展的理念，是當(dāng)今社會發(fā)展的主要趨勢，在今后的生產(chǎn)和生活中必將得到廣泛的應(yīng)用和體現(xiàn)。

綠色理念的形成經(jīng)歷了一個漫長的階段，在人類社會進(jìn)入工業(yè)化階段之初，人們將目光放到了經(jīng)濟(jì)利益的追求上，因而忽略了這種利潤的取得是以環(huán)境的破壞為代價的，當(dāng)人們回過頭來總結(jié)經(jīng)驗時才發(fā)現(xiàn)，人們?yōu)榇烁冻隽司薮蟮拇鷥r，因此人們開始反思工業(yè)化的發(fā)展道路，綠色設(shè)計也逐漸受到了人們的重視。在今后的發(fā)展過程中，為了經(jīng)濟(jì)建設(shè)得又好又快發(fā)展，也為了貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，綠色設(shè)計定會成為指導(dǎo)工業(yè)化發(fā)展的重要理念。

1.2 機械設(shè)計制造綠色理念

在機械設(shè)計制造的發(fā)展之初，人們盲目地追求利潤和效率，忽略了對環(huán)境的保護(hù)，以至于導(dǎo)致了大量的資源浪費。機械設(shè)計和制造是一個完整的加工制造環(huán)節(jié)，從最初的設(shè)計到進(jìn)行加工生產(chǎn)并最終形成一個合格的產(chǎn)品，綠色設(shè)計理念對其中每個環(huán)節(jié)都提出了非常高的要求，已達(dá)到核心目的。首先，機械生產(chǎn)的第一步就是進(jìn)行設(shè)計，通常來講，機械的設(shè)計要求非常高，因為產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀以及運作方式等環(huán)環(huán)相扣，必須得出精密準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才能保障產(chǎn)品的質(zhì)量。而綠色理念的應(yīng)用可以幫助設(shè)計者在綜合考慮了各種因素之后，最大可能地減少原材料的消耗。其次，綠色設(shè)計要求設(shè)計者必須將眼光放得更長遠(yuǎn)，將當(dāng)前利益和長遠(yuǎn)利益相結(jié)合，傳統(tǒng)的機械設(shè)計追求的都是眼前的利益，但不論是從經(jīng)濟(jì)的角度還是可持續(xù)發(fā)展的角度來看，綠色設(shè)計理念無疑是最好的。

2 在機械設(shè)計制造中推廣綠色設(shè)計理念的意義

2.1 可以有效提高經(jīng)濟(jì)效益

在不斷的實踐當(dāng)中我們可以看出，綠色設(shè)計理念才是現(xiàn)今社會所真正需要的。它要求我們在機械設(shè)計制造的過程中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下要最大限度地減少原材料的浪費，而在產(chǎn)品使用之后還可以回收加工再次利用，避免了一次性產(chǎn)品的浪費，地球所賜予我們的資源是有限的，在現(xiàn)代化建設(shè)的過程中也要兼顧長遠(yuǎn)利益，想到我們的子孫后代，瘋狂的資源開采和浪費之后，留下得只會是滿目的瘡疤。追求經(jīng)濟(jì)并不是一件壞事，但是不能以這種野蠻的、破壞環(huán)境的方式取得。按照綠色設(shè)計的理念，既可以減少材料的浪費，還可以提高資源的使用效率，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，因此來說綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中的推廣也是十分必要的。

2.2 符合科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的要求

綠色設(shè)計理念所提出的基本內(nèi)涵就是在追求經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上要考慮到環(huán)境的保護(hù)、資源的節(jié)約等問題。一件機械產(chǎn)品從設(shè)計開始，工作者便努力通過各種辦法反復(fù)進(jìn)行試驗，以尋找最佳的設(shè)計方案，進(jìn)而照此設(shè)計生產(chǎn)產(chǎn)品。如此一來不僅可以改善傳統(tǒng)機械設(shè)計的缺陷，還能最大限度地合理使用資源，降低損耗。我國在現(xiàn)代化建設(shè)的過程當(dāng)中一直在強調(diào)要立足于我國國情，堅持科學(xué)發(fā)展觀的引導(dǎo)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)［2］。隨著社會的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求必將導(dǎo)致工業(yè)化建設(shè)的迅速發(fā)展，隨之而來的便是資源的大量開采利用、環(huán)境的污染等問題，那么終有一天我們將面臨一場巨大的自然災(zāi)難，因此為了避免這一問題，就必須堅持綠色設(shè)計的理念，形成一種新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，既滿足人們的要求又能避免環(huán)境的污染，實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀的目標(biāo)。

3 綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

3.1 機械制造中綠色材料的選擇

和傳統(tǒng)的設(shè)計理念相比較而言，綠色設(shè)計理念要求在機械設(shè)計制造的全過程當(dāng)中都要加以貫徹，因此給設(shè)計者提出的要求也就更高。為了滿足產(chǎn)品整個周期中綠色的設(shè)計理念，首先從材料的選擇上就要做好協(xié)調(diào)工作。所謂的綠色材料、是指在原材料的采集、產(chǎn)品的制造、再循環(huán)利用以及廢物處理等環(huán)節(jié)中能夠與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，有利于人類的身體健康的材料。它強調(diào)的是對材料的實用性的追求，美麗的外表或許能夠第一時間吸引人們的目光，但是真正能夠得到人們青睞的依然是那些對人的身體沒有毒害，對環(huán)境沒有污染的健康材料。

要想完成一件合格的機械產(chǎn)品，需要用到很多種材料，有些材料的危害性極大，最終生產(chǎn)的機械產(chǎn)品很容易造成環(huán)境污染。因此在機械產(chǎn)品的產(chǎn)生過程中，我們首先面臨的便是材料的選擇，傳統(tǒng)的選取材料的方法大多是從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，選取一些廣受大家歡迎的材料，甚至?xí)诓牧仙厦嬷圃煲恍┼孱^，吸引人們的目光。但是，從社會的發(fā)展變遷以及實踐的證明中我們可以看出，產(chǎn)品最終的作用是為人的生產(chǎn)生活所服務(wù)，只有真正對人們的生活以及生態(tài)社會的發(fā)展有益的材料才是正確的選擇。機械設(shè)計的完美與否，最關(guān)鍵的一步就是材料的選擇，一件好的產(chǎn)品必須具備先進(jìn)性、安全性以及健康性，只有滿足了這些基本的性能要求后，才能真正的實現(xiàn)綠色設(shè)計的理念。在機械產(chǎn)品的整個壽命周期中，材料所發(fā)揮的作用非常大，即使在產(chǎn)品不能使用之后，針對其中的一些零部件仍然可以加以拆卸，循環(huán)利用，實現(xiàn)真正的綠色選材，健康發(fā)展。

3.2 產(chǎn)品的綠色設(shè)計

如果將綠色設(shè)計應(yīng)用到機械設(shè)計當(dāng)中，在機械產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性，例如產(chǎn)品的可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性以及可重復(fù)利用性等，并以此作為產(chǎn)品設(shè)計的目標(biāo)，不僅要保障產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，還要實現(xiàn)減少環(huán)境污染、減少資源消耗以及產(chǎn)品、零部件的循環(huán)利用?；诜N種此類要求，給設(shè)計者的工作也提出了更大的挑戰(zhàn)。因為設(shè)計者所提出的方案在滿足消費者基本的需求之后，還要考慮產(chǎn)品的自然屬性。

從機械產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計來看，一個完整的機械產(chǎn)品是由多個部分組成的，保障產(chǎn)品的各個零件可以從產(chǎn)品上順利地拆卸下來而不被損壞，可以最大限度地實現(xiàn)材料的回收再利用，防止資源的浪費，此外還可以節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效益［3］，因此設(shè)計者在進(jìn)行設(shè)計時要充分考慮到這一點。產(chǎn)品的可回收性也是綠色設(shè)計理念的重要內(nèi)容之一，在開始設(shè)計方案的時候，如何最大限度地保障產(chǎn)品的可回收性是設(shè)計者所要考慮的關(guān)鍵問題，實現(xiàn)資源的充分利用，減少產(chǎn)品廢棄后可能給環(huán)境帶來的一系列污染。此外還要結(jié)合產(chǎn)品的可維護(hù)性和可重復(fù)利用性等因素，產(chǎn)品在使用時難免會出現(xiàn)故障需要維修，考慮到這一點之后就要盡量滿足這一要求，一次性的產(chǎn)品會給資源造成極大的浪費，不符合經(jīng)濟(jì)效益的提高也不符合生態(tài)社會發(fā)展的需求，因此在設(shè)計中要充分地融入綠色理念，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.3 實現(xiàn)綠色制造

產(chǎn)品的設(shè)計在經(jīng)過反復(fù)的實踐和檢驗之后滿足了最初的設(shè)計目標(biāo)，便開始著手準(zhǔn)備投入生產(chǎn)。而在制造這一環(huán)節(jié)中，我們所要努力實現(xiàn)的就是減少不必要的浪費，緊縮資金的投入，將綠色理念融入到產(chǎn)品的整個生命周期中。如今的很多企業(yè)在設(shè)計產(chǎn)品時為了吸引消費者的目光，往往會加入一些并沒有使用價值的設(shè)計，一方面增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時對環(huán)境也會造成一定的破壞。例如包裝對于產(chǎn)品并沒有任何使用價值，但是為了能夠吸引消費者增加銷售量，產(chǎn)品的包裝往往過于花哨，不符合綠色設(shè)計的理念，隨著社會環(huán)境的不斷變化，人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識到這一問題，因此在產(chǎn)品的制造過程中盡量將重點放到產(chǎn)品的質(zhì)量上，而減少了這些外在因素的影響。此外，產(chǎn)品的制造中會使用各種的材料，尤其是在機械用品當(dāng)中，金屬和化學(xué)產(chǎn)品的比例較高，其中有一些產(chǎn)品在使用的過程中可能會造成環(huán)境的污染以及不必要的浪費，如果按照綠色理念的引導(dǎo)來制造，可以盡量用其他的無色無污染的材料來替代，進(jìn)而保證整個過程可以實現(xiàn)綠色制造［4］。

3.4 實現(xiàn)綠色機械設(shè)計制造的措施

機械設(shè)計制造是一個相當(dāng)繁雜的工作，實現(xiàn)綠色設(shè)計并不是光靠幾句口號便能夠?qū)崿F(xiàn)的，需要人才和技術(shù)的支持，我國目前已經(jīng)在逐步實現(xiàn)這一目標(biāo)。今后的社會將是科技型的社會，教育是基礎(chǔ)，人才是核心，綠色設(shè)計理念的推廣需要國家的大力支持，并提供相應(yīng)的配套措施以推進(jìn)這一目標(biāo)。例如，在我國的一些高等院校中增加機械課程，吸引一些人才加入到機械產(chǎn)品綠色設(shè)計人才的隊伍當(dāng)中。相信在國家、社會以及企業(yè)等多方面的努力之下，在機械設(shè)計制造中成功地推廣綠色理念，建設(shè)資源的浪費，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

4 結(jié)語

綠色設(shè)計理念將成為今后機械設(shè)計制造的主流思想，如何實現(xiàn)綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計中的推廣，減少資源的浪費，提高經(jīng)濟(jì)效益是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展觀的重要途徑，相信在各方的共同努力之下一定能實現(xiàn)這一目標(biāo)。

［1］張生泉.機械產(chǎn)品綠色設(shè)計與制造技術(shù)［J］.中國科技縱橫，2012（9）：12－13.

［2］韓軍霞.機械制造過程中綠色制造技術(shù)的應(yīng)用［J］.科技資訊，2011（36）：25－26.

［3］周兵.綠色制造理念下的機械制造工藝研究［J］.華章，2011（14）：38－39.

［4］李金明.淺析綠色制造技術(shù)在機械制造過程中的應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?012（9）：17－19.