新時期機械設計與制造中的綠色設計法探析

陳楚金

江蘇省靖江中等專業(yè)學校 江蘇靖江 214500

在工業(yè)生產發(fā)展的新時期，有效實施機械制造和自動化，對工業(yè)化的發(fā)展具有重要意義。但在實踐中，機械自動化生產能夠有效地減少資源消耗，因此，在未來機械生產和自動化的發(fā)展必須始終滿足能源發(fā)展的需要，有效地實現工業(yè)發(fā)展的環(huán)保要求。把綠色設計理念在機械工程的發(fā)展中進行有效的運用，能夠更好地滿足社會主義市場經濟的發(fā)展，為未來的產業(yè)結構調整提供有利條件。

一、綠色設計概述

(一)綠色設計概念的含義

綠色設計主要關注的是在產品設計和制造過程中，在不對外部環(huán)境造成破壞和污染的情況下，更好地對環(huán)境進行保護，有效提升材料的使用效率，減少浪費資源。綠色設計的理念必須遵循在設計產品時降低成本的原則，在確保產品質量和運營以及服務化的延伸模式的基礎上，盡可能降低產品的生產成本，延長產品的使用壽命，盡可能減少產品的使用次數，減少環(huán)境污染，實現綠色設計理念的基本目標。

(二)綠色設計概念的原則

在運用綠色設計概念的過程中，需要嚴格按照以下原則：第一，在運用綠色設計理念的過程中，必須始終堅持系統(tǒng)性原則，確保各個環(huán)節(jié)和步驟都按照綠色設計理念進行，以確保機械設計和制造過程的生態(tài)化。第二，綠色設計需要將動態(tài)以及靜態(tài)評估進行相結合，綠色設計需要隨著產品設計技術的變化進行改變，綠色理念有利于推動機械制造業(yè)的快速發(fā)展。第三，綠色設計理念需要以科學原則為基礎，綠色技術與科學產品進行結合的設計，能夠有效地提升產品的活力以及功能。

(三)綠色設計理念的特點

綠色設計理念主要是在機械制造的過程中，減少噪聲污染和空氣污染對環(huán)境所造成的影響，因此應采取切實措施減少機械制造過程中產生的污染物對環(huán)境的影響。綠色概念在機械設計和制造中的引入和應用提供了減少影響的建議，并充分考慮了成本、生產率和產品質量等因素。機械設計與生產同綠色理念的緊密結合對環(huán)境保護具有重要意義。綠色理念的主要特點是注重機械產品的回收利用。將綠色理念應用于機械產品的設計和生產，不僅可以回收產品和原材料，還可以減少機械制造過程中原材料的消耗，并將機械產品的生產成本降至最低。因此，綠色設計的概念應與設計和機械工程緊密聯(lián)系，以有效降低機械產品的生產成本。

(四)在機械設計與制造中應用綠色設計法的必要性

這是社會發(fā)展的必然要求?，F階段，環(huán)境污染的問題越來越嚴重，環(huán)境保護成為經濟發(fā)展中必須要考慮的問題。機械制造業(yè)在我國的工業(yè)發(fā)展中占據非常重要的地位，對推動我國經濟發(fā)展也有著非常關鍵的作用。同時，機械制造業(yè)在解決就業(yè)問題方面也發(fā)揮了重要作用，但此行業(yè)也很容易出現為了獲得更大的經濟利益，忽視環(huán)境保護的情況。因此，在制造業(yè)中加大綠色設計理念的推廣仍具有非常重要的意義。

(五)在機械設計和制造中應用綠色設計的優(yōu)點

首先，能夠有效地實現廢物回收的目標。在一些機械的設計和制造中合理運用綠色理念，可以達到廢物回收利用和資源高效利用的效果。一般來說，在傳統(tǒng)機械制造業(yè)的發(fā)展過程中，企業(yè)往往會產生大量無法再利用的廢物。造成這種情況的主要原因是企業(yè)在開發(fā)和運營過程中沒有對環(huán)境保護給予應有的重視，在企業(yè)生產中沒有有效利用報廢的設備，導致許多原材料無法再利用。綠色理念的有效應用可以顯著改善這一問題，并可以科學地應用于機械的設計和制造，以達到廢物回收的目的。其次，通過選擇這些方法，可以有效地保護自然環(huán)境，并從根本上控制成本。從宏觀上看，企業(yè)在發(fā)展過程中不可避免會產生制造過剩的浪費，這類廢物具有很高的回收價值，經過回收，可以進一步提高經濟效益。

二、我國機械設計與制造的發(fā)展現狀

制造業(yè)在我國的國民經濟中是屬于支柱性產業(yè)，對國民經濟的發(fā)展起著重要的推動作用。隨著環(huán)保理念的引入，一些公司也開始創(chuàng)新，但真正改變的公司仍然很少，也很少有公司可以進行清潔生產。在制造機械的過程中會產生大量的油煙、工業(yè)廢水、電磁波和噪聲，不僅污染環(huán)境，同時也危害勞動者的身心健康。隨著機械制造業(yè)的長期發(fā)展，必須加強研究、優(yōu)化綠色設計。

三、綠色設計理念在機械設計和制造中的具體應用

(一)可拆卸產品設計

對于已經報廢的機械，還有很多可利用之處。例如，有些零件仍然完好無損，如果機械制造的產品不能進行拆卸，這些零件資源很容易出現浪費情況，這與環(huán)境保護的理念不統(tǒng)一。必須充分地運用綠色設計的理念，對產品進行可拆卸設計。產品具備了拆卸功能，不僅能夠對資源進行有效的利用，而且也極大地提升了產品運輸的便利性。同時，在可拆卸設計中，需要確保拆卸的零件具備規(guī)則、有序和完整的特點，以便拆卸的零件可以實際用于其他產品的裝配，還應確保簡化分解過程，以便綠色回收過程和組件的回收能夠創(chuàng)造更大的價值和效益。設計人員必須選擇最佳可拆卸設計，并制訂各種方案，以最大限度地提高分解效率，使綠色回收更有效。

(二)在機械設計階段充分運用節(jié)能技術

在機械制造中，設計工作是第一步。在進行設計的過程中，需要做好全面規(guī)劃工作，需要對能源損耗的部分進行預測。

首先，在選擇發(fā)動機時，應選擇低油耗、低噪聲和高性能的發(fā)動機，以最大限度地降低總體能耗。

其次，在液壓系統(tǒng)設計中，避免液壓系統(tǒng)損耗對環(huán)境的影響，在以前的設計和制造模型中，液壓系統(tǒng)可能存在泄漏問題，嚴重影響了生產效率，阻礙了企業(yè)的長期發(fā)展。設計科學合理的液壓系統(tǒng)設計方案，能夠提升機械工程的整體水平，可以顯著改善液壓系統(tǒng)的環(huán)境性能，特別是在特定設計時期融入綠色概念。同時，在液壓系統(tǒng)的具體設計中，優(yōu)化了物理加工過程，豐富了加工過程，所以工作過程不會影響周圍的環(huán)境。多方面考慮各種回收因素，強化系統(tǒng)的各個組成部分，提高液壓系統(tǒng)的附加值。

再次，機械視覺環(huán)境的設計。在設計機械視覺時，必須考慮產品的形式和類型，而不是按照想象機械地設計產品。外包裝必須實用和符合現實情況，而不是只強調風格以及層次。在綠色設計的過程中必須使用更多的綠色元素和自然資源，避免人工加工或模擬，這將影響產品的整體視覺效果。通過簡單的包裝設計，提高了整個產品的友好性和自然度。例如，充氣紙板可用于機械產品外包裝的設計，以減少運輸過程中的振動損失和對產品的不利影響，并通過運輸后的卡片處理優(yōu)化資源的使用。同時，在視覺設計過程中，機械產品的概念和技術應根據自然形象進行展示。

最后，機械接口系統(tǒng)的設計以保護環(huán)境為主。隨著人機交互水平的提高，現代機械產品正朝著數字化方向發(fā)展。優(yōu)化接口方案對于提高環(huán)境保護效率也非常重要。設計師需要減少未知用戶界面引起的管理問題，減少機械產品出現問題和故障的可能性。機械的產品界面是根據簡單的原則設計的，因此復雜而繁重的操作不會影響用戶體驗。在實際的應用程序場景中，合并頁面圖標和其他相關的大小和顏色值。如果操作按鈕太小或顏色與其他按鈕混合，則可能會失敗。此外，產品界面的總體設計應考慮用戶習慣，特別是具體的發(fā)電機控制器、數字接口設備、停止按鈕等，減少用戶的反應時間，更好地控制機械在特殊情況下的工作效率。

(三)轉變設計理念

近年來，人們真正感受到綠色生產的迫切性和重要性。在過去，人們非常關注材料的成本效益和性能，而忽略了它們對環(huán)境的影響。在新時代，必須盡可能選擇綠色建材或污染較少的替代品，在實際生產過程中必須安裝相應的凈化器，以減少污染排放，減少有害物質對工作人員的損害。如果選擇綠色材料，很容易回收，減少對環(huán)境造成的破壞。

(四)應用系統(tǒng)的開發(fā)

目前，需要把機械設計和所有生產環(huán)節(jié)作為一個整體進行觀察，并以機械設計和制造所涉及的材料等設計要素為基礎，構建綠色設計概念應用系統(tǒng)。設計、生產流程、營銷轉型技術(加快營銷流程也可以減少“庫存”，以提高周轉率，并在減少庫存的基礎上提高資源利用率)。每一個生產環(huán)節(jié)都有具體的要求，即制定設計標準，落實新的綠色應用框架的規(guī)范和規(guī)定，以指標的形式響應評價制度的運行機制。

(五)充分考慮機械的工作環(huán)境

綠色環(huán)保的理念首先將先進技術集成到機械設計和生產中，其次是操作環(huán)境、廢水處理和機械效率。還必須考慮機械的未來使用及其工作環(huán)境，這種環(huán)境要求嚴格控制這種污染，并采取一些處理方法，這些必須從設計和生產機械中移除。

(六)做好產品成本分析

機械設計完成后，還需要做好對產品的分析工作。要做到這一點，需要綜合分析產品的回收、再利用以及拆卸等成本，才能選擇最佳環(huán)保產品，機械產品的設計不僅充分運用了綠色設計理念，而且也確保了其利潤與公眾利益的有效平衡，可以為制造業(yè)帶來真正的綠色設計。在我國內燃機的運行方面，柴油消耗量約為3.6千克/千米，除操作方面的原因外，還存在柴油分子霧化不良以及燃燒不足的問題。

(七)優(yōu)化加工工藝，提高節(jié)能效率

優(yōu)化加工技術能夠有效地解決在制造過程中的高功耗、高污染問題。在實際的生產過程中，為了更好地符合環(huán)保節(jié)能理念，應該限制使用低成本、污染性方面的生產工藝。生產設備的設計對機械制造和生產自動化有比較大的影響，因此，在生產過程中，有必要明確生產線的實際狀況。較短的生產線使實際生產結構相對簡單，造成了生產過程中的能量損失和一些資源的浪費。然而，設計理念的不靈活往往導致資源的流失和整個生產過程的高成本。因此，在結構設計過程中，設計人員必須充分考慮實際工作的要求，對設計理念進行調整，結合生產自動化和生產節(jié)能的理念，改變原有的生產方式，將更好地推動機械制造和自動化的發(fā)展。

(八)綠色產品設計數據庫

在設計綠色產品的過程中，需要創(chuàng)建一個數據庫，其中應包含材料的基本成分和特性、不同材料對環(huán)境的影響、產品的生命周期、經濟性、環(huán)境保護和其他環(huán)境數據。材料劣化和循環(huán)條件、材料安裝成本和其他相關性能，以及組裝、銷售和使用過程中產生的一些基本條件。綠色產品設計數據庫在更新產品性能和選擇最佳產品方面起重要作用。同時，這種設計方法是計算機技術在新時代的有效應用，也是綠色設計方法發(fā)展的主要趨勢之一。

(九)將綠色概念應用于配套設計

綠色設計理念在機械工程行業(yè)的應用必須深入機械設計制造的各個環(huán)節(jié)，建立相應的配套設施。主管部門應建立完善的支持政策和體系，更充分地調動社會、商業(yè)和其他資源，確保綠色理念與機械設計和生產的融合。此外，必須更加重視人才的培養(yǎng)，相關設計師必須不斷提高自身的綜合能力，將綠色理念滲透到機械設計和生產中。在實際工作中，學校和企業(yè)應共同努力，使更多的學生獲得理論知識，更好地在實踐中貫徹這一理念，培養(yǎng)更多的人才，促進機械設計和生產的更好發(fā)展。研發(fā)機構也應加強這方面的研究，科學有效地展示綠色理念的作用，進一步優(yōu)化機械設計和生產運作，為機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎。

(十)液壓系統(tǒng)應用

以前的設計和制造方法生產的液壓系統(tǒng)可能存在泄漏問題，這會顯著影響生產和制造效率，阻礙企業(yè)的長期發(fā)展，所以制訂了科學合理的液壓系統(tǒng)設計方案，以保證機械設計制造的整體水平。這個方案可以極大地改善和進一步提高液壓系統(tǒng)的環(huán)境性能，尤其是在特定設計時期融入綠色概念時。同時，在液壓系統(tǒng)的具體設計中，優(yōu)化了物理處理工藝，豐富了處理方法，使運行過程中不影響周圍環(huán)境。并且根據國家及行業(yè)相關法律法規(guī)，多方面考量各種回收因素，極大地強化系統(tǒng)中各個零部件的提煉效果，持續(xù)增加液壓系統(tǒng)的附加值。

結語

隨著經濟的快速發(fā)展，各國都面臨資源短缺和環(huán)境問題。因此，在機械工程中引入綠色概念，提高產品使用效率，減少資源的不合理利用，減少環(huán)境污染，已成為確保機械系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。因此，我國必須正確認識到應用綠色概念的重要性，并采取有效措施將其應用于機械工程。在綠色機械的設計過程中，要不斷發(fā)揮自身優(yōu)勢，合理利用生態(tài)資源，將綠色設計理念引領經濟發(fā)展，盡最大努力保護環(huán)境。