绿色设计与制造范文
时间：2023-11-21 18:14:05
导语：如何才能写好一篇绿色设计与制造，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1 引言
制造业在为人类提供巨大财富的同时， 也在不断地产生污染物， 对环境造成严重的影响。船舶在制造过程中也存在材料选用不当而造成资源的浪费，以及对空气、土壤和水体等环境的污染问题。因此，在20世纪90年代中期出现了“绿色船舶”的概念。
2 绿色船舶的内涵
“绿色船舶”概念的核心内容是在其全寿命周期中（包括设计、制造、营运、报废拆解），通过采用先进技术，能经济地满足用户功能和使用性能的要求，并节省资源和能源，减少或消除环境污染，且对劳动者（生产者和使用者）具有良好保护的船舶。
绿色船舶的绿色度主要取决于设计人员的环境意识、以人为本的设计理念和营运过程中的管理力度。当前绿色船舶在设计、建造和运营过程中主要体现在以下几方面：
设计中，广泛采用绿色无污染材料、标准化和模块化零部件或单元；充分考虑加工制造过程中材料利用率，同时还须考虑船舶产品在营运寿命终止后，报废、拆解不会对环境造成负面影响，以及部分材料、零部件和设备能够再生利用；尽量简化工艺，优化配置， 提高整个制造系统的运行效率，使原材料和能源的消耗最少；减少不可再生资源和短缺资源的使用量， 尽量采用各种替代物资和技术。
制造中，采用绿色制造工艺，即从技术入手，尽量采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。目前最有效的绿色制造工艺包括：绿色加工工艺、绿色焊接工艺和绿色涂装工艺。其中，绿色加工工艺包括净成形制造、干式加工、工艺模拟技术、网络技术、虚拟现实技术与敏捷制造等；绿色焊接工艺即选择使用节能焊机，采用高效、无弧光、无粉尘污染的焊接材料和方法；绿色涂装工艺即通过合理选择涂料，减少涂料品种，简化工序，提高工时效率，采用移动式涂装系统和环保型分段涂装房，实现环保型涂装作业的目标。
运营中，减少发动机氮氧化物、硫氧化物等温室气体的排放；防止燃料油、有害液体的泄漏；合理进行垃圾、污水处理；严格控制舱底油的卸载等。
通过对绿色船舶的内涵的探讨，我们可以得出，绿色船舶产品是指在其全寿命周期中（包括设计、制造、营运、报废拆解），通过采用先进技术， 能经济地满足用户功能和使用性能的要求， 并节省资源和能源， 减少或消除环境污染，且对劳动者（生产者和使用者） 具有良好保护的产品。
而船舶绿色制造技术是一种在船舶设计、制造中融入“绿色”理念，在保证船舶产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造技术。绿色造船技术使船舶产品在设计、制造、管理过程中对环境的污染小，资源利用率高，能源消耗低，符合可持续发展的要求。绿色造船技术是融设计、生产、管理于一体的综合制造技术。
3 绿色船舶的设计
开展绿色造船，设计是先导。传统的船舶设计仅从结构和功能、外观造型、加工制造、生产管理等角度考虑，设计概念是以市场需求为基础，技术方案也是重点考虑设计与制造两个领域的问题，设计过程中缺乏环境保护的意识。因此，设计人员必须具备良好的环境意识。
3.1 船舶优化设计
3.1.1 船型优化设计
优化船体结构功能，如对万吨级散货船充分考虑环保的要求，在总体设计中大胆地将传统设计中的燃油舱从双层底搬到顶边舱，并在舷侧设置隔离空舱，这样可有效地减少燃油泄漏的可能性。优化主尺度和型线，涉及空船质量、稳性、阻力、舱容等技术指标。它不但影响船舶的装载量、航速、能耗等经济指标，而且从根本上影响船舶的安全性能。通过优化主尺度和型线，使船舶在制造和未来的营运中，实现节能、环保和提高经济效益。
3.1.2 消除冗余功能设计
在设计阶段，从系统导向型的合同设计、初步设计到区域导向型的详细设计、生产设计，强化设计的节约意识，树立简约化的 设计理念，全过程地推行功能成本分析。对船舶设备选型、管系布置、电缆走向等专业设计进行优化分析，全面消除不必要的冗余功能，降低制造成本和资源消耗。
3.1.3 动力节能设计
船舶动力节能设计体现在以下几个方面：一是探寻船舶新型动力能源，用其他能源辅助或取代石油作为动力能源，如太阳能、风能及波浪能等；二是改进推进效率的节能方式，例如柴电联合动力推进方式，使能效转换效率最大化；三是利用主机废气节能技术、应用新型燃油添加剂、采用燃油电喷技术；四是综合使用电子技术和网络技术，通过对动力装置和船舶各参数实时监控，使其处于最佳运行状态，最大限度降低能耗和排放。
3.2 从设计源头提高钢材利用率
运用船舶设计软件的套料功能，合理调整船体零件套料排列，在板材零件的开孔中套补板零件等其他零件，以提高整板的利用率和生产效率；通过利用船体设计软件中的材料管理程序，从余料数据库中调取合适的余料进行再次套料，以提高余料的利用率。
3.2.1 材料的选择原则
在船舶全寿命周期中，对环境影响最大的，一是制造过程中的焊接、涂装作业； 二是船舶拆解后废弃的舱室绝缘材料。 因此材料的选择对船舶的绿色性能具有重要的影响，在材料选择时应注意下述几点：
（1） 选用便于回收、生产过程简便、易于加工的材料，产生的废料不污染环境；
（2） 选用无毒无害材料，避免生产过程对人体健康造成危害和对环境造成污染；
（3） 选用可再生的材料；
（4） 选用较少种类的材料，简化设计，尽可能少用复合材料；
（5） 选用工艺性能优良的材料，以降低零件加工的难度与废品率，节约加工过程的能源消耗。
3.2.2 各类材料的选择重点
（1） 焊接材料。焊丝（焊条） 的添加助焊药剂，在电弧高温燃烧下，随焊接烟尘一起向空气中扩散，对操作人员和环境构成危害。因此，设计人员在生产设计上，应首先选用高效焊接工艺和低毒低烟焊丝（焊条）。
（2） 舱室绝缘材料。由于具有防火、隔音、保温等优良性能和可加工性， 矿棉、玻璃棉被用于船舶舱室的内装。在船舶营运寿命结束后的拆解过程中，这些保温材料由于没有再生利用价值而被大量抛弃。矿棉、玻璃棉的不可降解性，使这些废弃的材料直接导致周围的水质和土质的恶化。因此，选用保温材料，不仅要考虑其技术性能，还应考虑环保性能，研制一种高效、环保的绝缘材料也将成为完善绿色造船技术的一项重要工作。随着硅质纳米孔绝热保温材料、聚酰亚胺泡沫材料等新型节能环保绝热保温材料的开发与应用，传统舱室绝缘材料将逐步被替代。
（3） 涂装材料。船舶涂装工艺分为钢板预处理（在钢材预处理车间完成） 和二次除锈涂装（在涂装房内进行）。先进造船国家一般较少进行二次除锈涂装，这不仅减少了资源浪费，而且生产效率大大提高。我国在引入区域造船方法的同时，也在尝试减少二次除锈涂装，采用跟踪补涂技术。传统溶剂型涂料因其对人体的危害和对空气的污染已无法满足绿色造船的要求，取而代之的应是一些无污染、省资源、省能源的绿色涂料。如水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。另外，船舶外板水线以下涂料，应具有只驱赶而并不杀灭海洋生物的性能，是既能防止海洋生物附着， 但又不污染海洋的绿色环保涂料。
3.3 标准化、模块化设计
随着科学技术的进步，各国对海洋保护意识日益提高，对船舶结构、性能提出更高的要求。由此，船舶更新换代的周期越来越短。为了避免由此造成的不良后果， 船舶在设计时， 有必要采用标准化、模块化的设计。
（1）通过标准化、模块化设计，可以简化船体结构。采用功能多样化与复合化的零件以及简单的连接方法，使整体装置的零件数减少；合理地设计产品中零件、支撑、载荷的布置，确定适当的整体尺寸，提高材料利用率；设计结构符合工艺性与加工性，以减少加工过程中的材料损耗与能源消耗；设计的结构便于回收，实现资源的重复利用；设计的结构便于维修，延长产品使用寿命。
（2）通过标准化、模块化设计，船舶设备可以有效地避免舾装件逐件装船， 从而降低舱室内的污染和噪声危害，提高工作效率和工作质量，还可使劳动量和资金的消耗大大减少。而且船舶设备的标准化、模块化设计，也较好地满足了设备更新拆装的互换要求。
（3）标准化设计可以提高零部件的通用性，提高零部件的重复性。标准化设计亦可以促进专业化生产。
3.4 并行设计
根据并行工程的思想，由设计者、制造者和环保工程师参与船舶的初步设计、详细设计和生产设计整个过程，通过相互协调，综合考虑船舶由初步设计到报废拆解的整个寿命周期中影响资源利用与环境污染的所有因素，优化各个设计环节，提高整个制造系统的资源利用率， 降低废品率，节约资源。另外， 还应综合考虑产品的结构设计、材料选择、制造环境设计、工艺设计、回收处理设计等各个方面，实现并行式绿色制造设计。
4 绿色船舶的制造
4.1 绿色加工工艺
4.1.1 净成形制造
成形制造技术包括铸造、塑性加工等技术。成形制造技术正从接近零件形状向直接制成工件形状即精密成形或净成形方向发展。成形的零件有些可以直接或稍加处理即可用于组成产品， 这可以大大减少原材料和能源的消耗。
4.1.2 干式加工
加工过程中不采用任何冷却液。干式加工简化了工艺、减少了成本，而且消除了冷却液所带来的一系列问题，如废液处理和排放等。目前，干式加工在国外已经得到局部应用，如干车削、干磨削、干镗削等。我国还刚开始研究，作为一种新型的加工工艺，有望在船舶制造中发挥其应有的作用。
4.1.3 无余量制造。
无余量制造是船体建造过程中以加放尺寸精度补偿量以取代余量，通过设计合理的建造公差，采用有效的工艺技术与原理，对船体零部件、结构进行尺寸精度控制的一项精度控制技术。这项技术在减少作业量、降低建造成本、提高产品质量、缩短制造周期上将发挥更大作用，也会为企业带来经济效益。
4.1.4 工艺模拟技术
工艺模拟技术主要用于水火弯板等热加工过程。过去通常必须做大量的实验才能初步控制和保证加工工件的质量。采用工艺模拟技术将数值模拟、物理模拟和专家系统相结合确定最佳工艺参数，优化工艺方案， 预测加工过程中可能产生的缺陷并采取防止措施， 从而有效地控制和保证加工工件的质量。
4.1.5 网络技术、虚拟现实技术与敏捷制造
虚拟现实技术主要包括虚拟制造技术和虚拟公司两部分。虚拟制造技术就是在真正产品生产之前在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的真实样品进行实验，对其性能和可制造性进行预测和评估，从而减少损耗，降低成本。虚拟制造技术和网络技术相结合就可根据市场需求，将产品所涉及到的不同公司临时组建成一个由计算机网络联系的虚拟公司。各造船企业和设计院所可通过因特网建立制造资源信息网络来实施敏捷制造。
这些工艺和技术或减少了原材料和能源的耗用量，或可缩短开发周期、减少成本，而且有些工艺改进对环境起到保护作用，所以都被归于绿色制造工艺。
4.2 绿色焊接工艺
4.2.1 高效焊接电源
高效、节能是焊接电源的发展方向。逆变焊接电源具有节能、高效、直流输出稳定、焊接质量高等优点，成为焊接电源的发展方向。随着微电子技术和计算机技术的发展，数字焊接电源日趋成熟，如与数字送丝机相配，能获得最佳的焊接与节能效果。
4.2.2 高效焊接工艺
高效焊接熔敷效率高、速度快、操作方便且易于自动化作业， 具有生产效率高、焊接质量好、节约能源和材料等特点。常用的高效焊接方法主要有气体保护焊，包括熔化极活性气体保护焊（MAG焊）和熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）和埋弧焊、电渣焊、气电自动焊、电子束焊和激光焊等。高效焊接在造船企业已成为船体建造中提高焊接生产效率和质量、节约资源和降低对环境负面影响的重要技术之一。
4.2.3 高效焊接装备
例如，横向对接焊缝焊机是针对船体垂直位置横向对接焊缝的自动化焊接设备，具有施工效率高、焊缝质量好的特点。有效地解决了横向焊缝采用手工焊接所无法解决的焊缝成形质量差、生产效率低、作业条件差、劳动强度大等问题。门架式双丝埋弧焊接装备是拼板焊接的专用设备，其焊接速度高、反面焊接不需清根，既使工艺简化，又压缩了作业时间，是一款高效环保拼板焊接装备。
4. 3 绿色涂装工艺
4.3.1 应用现代造船理念， 实现涂装环保作业
实现船舶绿色涂装，应根据现代造船理念，从全局出发，以系统工程的思想加以实施。应按照船体分道、区域舾装、区域涂装的原则，深化涂装生产设计，注重钢材预处理质量，缩短分段制造周期，提高预舾装率和分段完整性，加强涂装生产的动态管理，通过环保型的涂装工艺、涂装设施的应用，以及跟踪补涂等措施，实现环保型涂装作业的目标。
4.3.2 合理选择涂料，优化施工工艺
采用高性能专用涂料，减少热加工区域的涂膜损伤，以提高保护效果和生产效率：采用长效型车间底漆，减少分段制造期间的锈蚀；采用厚膜型涂料，减少涂装次数；采用低表面处理涂料，选择合理的除锈等级；采用万能型底漆，减少涂料品种，简化工序，提高工时效率。
4.3.3 推进标准化和计算机辅助管理
以壳舾涂一体化为目标，完善涂装设计、施工、质量管理、物料管理等标准，严格按涂装作业计划和标准要求施工作业。同时广泛应用计算机辅助涂装生产管理，特别是计算机辅助涂装工程动态管理，提高工时利用率，降低物料消耗。
4.3.4 推广移动式涂装系统和环保型分段涂装房
移动式涂装系统，以模块化设计为指导思想，以轻钢彩板结构为主体，辅以各类专用系列接扣件、钢架件以及多种专用紧固件。涂装系统装置，可根据工程需要的容积在指定地点按要求快速搭建。工程一旦完工，又可方便地拆卸并运至下一个工程所在地再行搭建， 继续涂装施工。
移动式涂装系统，设有各种标准的设备接口模块，主要有进气管道模块、除尘设备接口模块、除漆雾接口模块、喷砂设备接口模块、吸砂设备接口模块、温湿度控制设备接口模块、传感系统接口模块、动力设备接口模块等。
环保型分段涂装房内的空气温度和湿度可自动控制，为船体分段涂装提供适宜的环境条件，全天候作业。同时，采用粉尘和漆雾分离技术，有效控制有机溶剂排放，实现环保型的分段涂装。
4.3.5 室内造船
受技术和资金等因素的限制，目前分段建造，尤其是曲面分段建造仍然以手工电弧焊为主，而且大多数在露天平台上施工，施工过程中的弧光、烟尘是影响环境的主要因素。随着国家对环境的生态要求越来越高，这就要求我们改变传统的露天作业方式，建立扩大室内分段建造比例，最大限度地减少露天焊接作业量，使焊接尽可能控制在室内，并通过空气循环处理系统净化焊接烟尘， 把对环境的不良影响在室内消除掉。
此外，为了更快地推进绿色船舶的发展进程，国际海事组织（IMO）、欧盟以及其它一些国家也都纷纷出台各种规范、标准，从制度上确保全球海洋环境或区域海洋环境尽可能地免受污染。因此，绿色船舶在设计、建造、营运以及后期的报废拆解过程中都要严格地遵守各项规范、标准的要求，同时还须密切关注未来将要颁布、执行的各项规范、标准。
5 结束语
绿色船舶是船舶工业发展的大趋势，绿色船舶的设计与制造技术，能够成为贯彻国家“节能减排”方针的重要措施，也将为全面提高我国船舶工业的国际竞争力，为船舶工业的持续发展提供重要的推力。
参考文献：
[1] 胡爱玲. 绿色制造及其关键技术[J]. 沈阳： 沈阳航空工业学院学报， 2006
[2] 徐兆康. 船舶建造工艺学[M].人民交通出版社， 2000
[3] 王世明. 绿色船舶的现状及发展前景分析[J]. 中国造船， 2008.10
篇2
一、当前我国工程机械的设计与制造的现状和特点
1、我国虽然是发展中国家，但是我国的经济发展速度非常快，当前我国的工程机械销售量和销售额已经远远超越美国、日本、德国位居世界第一位。工程机械的飞速发展不是一朝一夕就能实现的，我国在重工业发展行业投入大量了人力物力和财力才使工程机械行业获得今天的成就。另外，我国的工程机械自给率也从“十五”期间的70%左右，提高到80%以上，我国已经不是当初那个仅仅靠借鉴其他国家技术来进行制造工程机械的中国了，我国已经开始了自主的研发与创造，成为了真正的世界工程机械制造大国。
2、绿色设计和绿色制造是当前任何一个行业都在学习和考虑的全新开发理念。新产品和新技术的研发和创造将带来更高的经济效益。那么什么是绿色设计和制造呢？就是指该产品从设计、制造、包装、使用到报废处理的整个产品生命周期中，能够对环境的负面影响最小，与此同时还能保证获得最佳的经济效益，保障企业的经济效益和效益的协调优化。主要特点有：
（1）工程机械的绿色设计。绿色设计具体就是指在机械的设计之初就充分考虑产品生命周期的各个环节（比如机械产品的可回收性、可维护性、循环利用性等）。绿色设计的方法是非常复杂的，工程机械的设计制造者需要拥有非常强烈的绿色设计理念以及制造技术，同时还要充分考虑到产品被使用全过程的所有可能发生的意外事件，其中包括工程机械产品使用过程中的质量问题以及用户要求等。
（2）在进行工程机械制造时，使用绿色环保的制造材料。当前社会越来越多的行业已经加入到了开发和制造绿色健康环保的产品行列中，那么工程机械制造行业自然也不能落后于其他产业。绿色环保材料主要是指在进行机械制造时选用无污染易回收的绿色可循环利用的环保材料。但是还要注意在进行工程机械绿色制造的材料选择时要确保经济效益与工程机械制造的质量相协调。
（3）后期工程机械的废物回收以及绿色环保处理。科学合理的废物回收再利用能够大大降低废弃物对环境的污染，有效促进工程机械产业的绿色健康发展，为社会带来更大的经济利益。
二、工程机械的绿色设计与制造的重要性
1、工程机械在制造产品的过程中，会产生大量的工业废液以及固体废气物等污染物。另外，随着当前人们环境保护意识的提高以及对生活水平的要求也逐渐提高，不环保的工程机械制造模式已经不能满足人们对生活环境的要求了，这也就使整个工程机械行业面临着巨大的挑战。因此，只有相关工程机械的设计和制造者能够积极研发符合环保要求的低污染绿色工程机械，采取相应的绿色设计和制造，才能更好更快的适应社会发展的要求，促进企业的经济效益与社会效益共同提高的健康环保模式逐渐遍布整个工程机械制造行。
2、超低消耗的绿色设计：只有从根本上找到解决方法，才能大大减少原材料的消耗，。因此，工程机械行业应当聘请秉承绿色设计和制造理念的设计者对工程机械进行绿色设计和监督制造。并且由相关工程机械制造企业提供所需的绿色环保材料，进一步大大降低对不环保材料的使用。与此同时，也应当积极推广减少资源消耗的绿色技术。当前的环境污染源正在逐步增多，工业废气废弃物的排放等都使环境受到日益严重的破坏，绿色材料的使用能够大大减少废弃物，绿色材料在工程机械制造过程中也不会产生大量的废气废液等的排放，非常有利于生态环境的改善和产品的回收利用。
三、如何更加高效的进行工程机械的绿色设计与制造
1、在工程机械的设计方面进行全新理念的可循环利用的绿色设计方案，将工程机械产品的后期市场开发出最大的潜力，大大提高产品的使用效益。工程机械的绿色设计是非常复杂的。工程机械的绿色设计还应当一步一步通过实际操作应用到真正的工程机械制造中，并且将工程机械的功能发挥到最大程度，同时还要保障工程机械高效的环保效益。
2、在绿色设计的基础上大大提高绿色制造的技术。工程机械的绿色设计也就是无污染、可循环的生态设计，只有最大程度上的保证整体设计能够使产品在保护环境的基础上进行运行，并且也能保证达到和满足人们对工程机械的需求就可以，这样就已经达到了工程机械的绿色设计理念。另外，还应当实施以缓解甚至解决环境问题的创新式设计，当前越来越多的产品已经意识到在保护环境的基础上进行研发和制造新产品，与此同时也还能将产品的经济效益达到最大，这种全新的工程机械的绿色设计方法是当前绿色设计者所想要达成的目标。绿色设计是工程机械绿色制造的核心，当前我国的工程机械在绿色设计方面的主要内容：在进行工程机械的设计时，根据绿色环保的理念进行设计，并且要明确在即将进行的产品制造中所指定需要的绿色材料和制造材料。另外，如果企业条件比较优越，可以使用自我研发的绿色健康材料进行工程机械的制造，企业可以自己设计和研发绿色健康的工程机械制造所需的零部件以及相关设备，这样能够最大程度上保证工程机械的绿色环保功能正常运行和实施，其中，在进行绿色健康零部件的制造和实施中，也应当采用节能、节水、省料等的最优化绿色环保产品。
3、对工程机械进行绿色包装和后期的绿色维护以及回收处理。绿色环保的包装能够有效吸引消费者的眼球，当前人们的生活水平越来越高，更加追求健康环保，因此，绿色环保的包装能够拥有更多的消费者。另外，工程机械产品的后期维修是非常重要的环节，如果不能正确及时的处理，就会给环境带来负面影响，只有通过正确的方式及时进行后期的工程机械的管理和维修，才能有效提高工程机械的使用寿命，并且大大提高产品的使用效率。
四、总结
篇3
关键词：绿色理念；机械设计；机械制造；应用分析
中图分类号：F407文献标识码： A
分析我国经济的发展现状以及未来的发展趋势，“绿色环保”、“节能”是我们必然的选择，也是实现可持续发展的唯一、有效策略，目前绿色理念已经渗入到各行各业的发展战略。机械制造业是我国工业发展的重要标志，从某种程度上而言，机械制造的水平代表了一个国家、地区的经济发展水平以及科学技术水平，在我国的经济发展中占有举足轻重的地位。绿色理念设计是一种全新的发展战略，符合当前时代的发展需求以及人们的生活要求，传统的机械设计制造并没有融入环保意识，不仅造成资源的严重浪费，后期加工废品也并未得到正确的处理，极大的破坏了自然环境，也极大的限制了机械制造业的长久、健康发展，因此在机械设计制造中注入绿色设计这一全新元素，显得非常重要，也非常必要。
1 绿色理念设计的基本概念以及内容
机械设计是机械生产的第一步，机械设计水平直接决定机械性能，其主要是结合机械产品的使用要求，对产品的结构、零件材料、零件形状、零件大小、运作原理、运行方式、能量传递等各方面内容进行分析和精密的计算，进而设计出符合使用要求的机械产品。绿色设计理念贯穿于产品生命周期的全过程，在考虑产品的质量、性能、成本以及开发周期等问题的同时，充分考虑设计产品对资源以及环境的影响，以产品的可循环使用为导向优化产品设计的各方面因素，最大限度的降低产品及其制造过程中消耗资源总量以及对环境的危害程度。绿色设计主要将产品的设计眼光投放在未来的可持续发展上，将绿色产品设计的要求作为设计约束条件，提倡无废物、可回收的产品设计技术。绿色设计的核心内容是减少环境污染，降低能源消耗，实现产品以及零部件的回收以及循环利用，降低机械的更换频率，大体可概括为“Reduce（减少）”、“Recycle（循环）”以及“Reuse（重新利用）”--3R理念。
2 基于绿色理念的机械设计制造的重要性
近年来，我国机械制造业对于绿色机械设计的研究内容比较多，研究的深度和广度也不断拓宽，很多人将绿色机械设计也称为“生态设计”、“自然环境设计”、“环境意识设计”等。和传统的机械设计制造理念相比，在产品的设计与开发过程中，传统的机械设计制造首先立足于市场需求分析，根据市场需求设计产品的使用功能、使用寿命等基本属性，并且需求反复的修改，往往会导致设计过程以及产品制造周期延长，生产后不易拆卸，产品以及回收难度较大，部分产品在报废之后，可能无法回收，造成资源大量浪费以及环境污染。绿色设计的重要性主要表现在可节省原材料，减少能源消耗，减少使用过程中废水、废气、废料的排放，进而保护自然生态环境。更加符合可持续发展要求主题，实现更大的经济价值以及社会价值。
3 绿色理念在机械设计中的具体应用分析
3.1 绿色设计方案
目前比较常用的绿色理念设计方案包括生命周期设计、可拆卸性设计以及模块化设计三种，生命周期设计主要是基于环境保护、机械产品的成本需求以及产品性能等方面考虑，包括产品的回收、再利用成本、产品代替以及污染物的处理等问题；可拆卸性设计主要是在保证产品功能不受影响的前提下，进行有规律拆卸，主要针对产品的再利用设计以便产品生产后期的维护；模块化设计主要是考虑产品的功能以及模块，通过产品模块的重新组合从而形成新的系统，既可以实现产品的更新换代，也可以提高零部件的充分利用率。最后应建立健全绿色机械设计数据库，设计人员可将机械设计制造过程中用到的数据以及需要的数据进行系统化储存，以便日后查询以及绿色设计的理论基础。
3.2 绿色机械设计制造中的材料选择
材料是绿色设计的主要内容，在机械设计制造过程中应首选环保、健康的制造材料，综合考虑材料与材料之间的相容性、材料的经济性和安全性，分析材料对环境的影响。传统的机械制造产品材料主要包括汞、铅等特殊的有害化学物质构成，产品在使用报废后，回收利用率低，对环境有极大的损害，为了实现绿色机械制造工艺，应从源头开始抓起，慎重选择机械制造材料。机械设计的绿色选材应选择能够满足产品需求的基本性能，保证材料的可用性，选择高温性能、抗冲击性能以及耐腐蚀性能材料，避免选择有毒材料。其次应加强绿色材料的管理工作，认真审核材料的性能、根据不同的材料进行分类管理并加以标注，在材料投入实际生产后应实现材料的动态管理，及时回收和有效利用设计中产生的副产品以及废弃物。
4 绿色机械设计实现的基本要求
在机械设计制造中，若想要真正实现绿色理念设计，需要国家政策的支持、产品设计人才以及先进的设计技术，人才是实现绿色设计的核心力量，首先应加强对机械设计人才的培养，重点培养的对象应该是高中职院校中机械设计专业的学生，加强绿色理念设计的概念，让他们重视绿色设计。其次，国家应制定相关的绿色机械产品支持政策，加强社会以及广大群众对机械产品设计的监督力度。同时应不断学习、引进一些先进发达国家先进的技术，积极实现产品的创新，尽量优化设计方案。
综上所述，绿色理念是一种符合当前经济社会发展的重要发展战略，可以实现机械制造产品的低耗能、低成本、高利用率以及高回收率，大大的提高机械机械产品的经济价值以及社会价值，推动我国可持续发展观的实施路径，是未来世界发展的主流。
参考文献
[1]张生泉.机械产品绿色设计与制造技术[J].中国科技纵横，20I2（9）：288-288.
篇4
关键词：绿色理念；机械设计制造；绿色发展
一、绿色理念阐述
在党的十八届五中全会上，提出了创新、协调、绿色、开放、共享的“五大发展理念”绿色发展是其中的重要内容，也是十三五时期的基本理念之一。绿色理念就是以节约资源和保护环境为宗旨的设计理念，强调以人为本，走可持续发展道路，注重自然生态的保护。
二、机械设计制造绿色理念的优势分析
绿色机械设计和制造理念相对于传统机械设计制造理念来说具有很大的优势，并且目前我国正在加大对绿色机械设计制造的研究，在某种程度上可以理解为自然生态设计、绿色环境意识设计等，目的在于对自然资源进行循环利用，减少对环境造成的负面影响，机械产品能够满足可回收、再利用的目的，这也是绿色机械设计理念提出的最新要求。
传统机械设计制造都是以产品性能、勖为基准，在产品设计制造过程中首先需要考虑市场需求，然后再制定设计方案，并进行反复修改和完善，最终实现产品生产，但是这一设计理念不仅造成设计制造周期家常，同时也加大了产品生产装卸的难度，有些产品报废后还不能回收，大量资源和能源也被迫浪费，污染了周围环境。
与传统机械设计制造相比，绿色机械设计制造理念优势在于综合考虑自然环境保护性、原材料合理选择性等，不仅发挥传统设计理念中的优势，还能够降低原材料的损耗、提高资源的可利用率，满足可持续发展的需求。
三、绿色理念在机械设计制造中应用的重要性
详细来说，绿色理念在机械设计制造中应用的重要性主要包括：
第一，提升机械设计制造的环保性。如果机械设计制造没有充分重视环境保护问题，那么生产的产品必然会造成环境污染。虽然我国科技水平发展比较迅速，但是与预期相比还有一定差距，部分机械设计制造行业在生产过程中仍然采用传统的方式，单纯追求经济利益，造成环境污染、资源浪费的该问题。将绿色理念融入到机械设计制造领域能够综合全面考虑环境污染问题，将可能产生环境污染的因素排除，提升机械设计制造的环保性。
第二，提高废弃绿色机械产品的可回收率。机械产品日益成为人们生活不可或缺的物品，但是随着机械制造技术的发展，产品换代也在不断提升，导致废弃产品量与日俱增，严重影响生态环境，如果机械产品采用传统方式进行设计和制造，那么废弃品再利用率比较低，但是在绿色理念背景下，机械设计制造产生的废弃产品能够进行二次回收，环境污染也比较少，实现资源二次利用，降低了废弃机械产品对环境的危害。
四、绿色理念在机械设计制造中的应用对策
通过以上分析我们能够认识到绿色理念融入到机械设计制造中发挥着巨大的作用，本文认为更好将这一理念运用于机械设计制造中的对策主要包括：
（一）设计方案中应用绿色理念
在机械绿色设计制造中，可拆卸性设计、模块化设计和生命周期设计是目前比较常见的设计技术。可拆卸性设计优势在于后期产品维护方面，可以通过拆卸来提升产品后期维护的便利性，但是前提条件是产品可以正常使用。模块化设计优势在于将产品分为多个模块，并形成一个新的系统，不同模块拥有不同的功能，每个零件在产品废弃后都可以再利用，并且每个零件都可以随时更换来提升产品性能。生命周期设计是综合考虑各方面因素，延长产品的生命周期来完成设计，可以根据产品特点选择最为适宜的绿色方案，降低产品污染，提升材料可利用率。
（二）选择使用绿色环保的制造材料
绿色理念融入到机械设计制造方面首先需要考虑材料的选择，确保其绿色环保，同时还要对材料的安全性、经济学、相容性等进行考虑。传统机械制造使用的贡等化学物质会污染环境，材料可回收率也比较低，所以绿色机械设计制造应该提高材料选择的合理性、科学性，从设计源头应用绿色理念。首先需要考虑材料的实用性，满足制造产品的性能，比如材料是否抗冲击、耐高温等，不能选择对人体有伤害的原材料；其次需要采用有效措施加强对绿色材料的科学管理，进行合理科学分类并管理，严格审核材料的性能，加强对生产过后产生的废弃品进行合理回收，最大限度提高原材料的使用价值。
（三）提高绿色理念配套措施的应用
在机械设计过程中，应该将绿色理念融入到每个参与机械设计制造的个体，加强设计理念的推动作用，提升从业人员的整体素质。另外一方面，国家政策支持是行业发展的重大动力，所以应该制定一系列可持续发展制度，提倡绿色设计理念，加强社会监督作用，增强制造业透明度。科技是社会发展的第一生产力，也是机械设计制造的重要推动力，所以需要提高科技创新力，有效使用先进技术，实现机械设计制造的绿色和可持续发展。
（四）加强绿色产品设计
在产品设计过程中应该注重产品的环境属性，包括可持续性、可循环使用性、可维护性等，将绿色设计作为产品设计的主要目标，在保证产品质量的基础上降低资源效率、减少环境污染、提高产品及相关零部件的重复使用率。在机械设计过程中应该对设计者提出更高要求，保证设计方案能够满足广大消费者的实际需求。在产品可拆卸性设计方面，机械产品是由多个部分共同组合而成，保证产品相关零件可以顺利拆卸，零部件不会受到任何损坏，提高材料的利用价值。可回收性也是绿色设计理念中的重要内容，设计者应该充分考虑资源的使用，保证产品在废弃后不会对环境造成严重污染。
（五）实施绿色机械设计制造的措施
绿色机械设计制造最终还是需要人才和技术的支持，我国应该加强绿色机械教育建设，提供相应配套措施推动其发展。比如可以在高校中增加绿色机械课程，吸引更多人才加入到绿色产品设计和制造中。另外一方面，企业也是绿色机械设计制造的重要推动力量，所以应该鼓励广大企业引入绿色理念，坚持可持续发展战略，从社会效益、生态效益、经济效益等层面综合考虑设计理念。
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关键词：机械制造 绿色制造 绿色设计 绿色产品
引 言
机械制造业作为我国经济发展的支柱和核心产业，其行业发展对我国国民经济及社会的发展都发挥着重要的推动作用。但是，在推动经济发展的同时，也造成了环境的污染和破坏。在20世纪，人类社会生产力以前所未有的速度迅猛发展，与此同时，地球的生态环境也在以前所未有的速度急剧恶化。物质文明的发展所带来的损害，令人们反省过去漠视环境的保护的后果，从宏观到微观，环境保护意识已经渗透到人类生产、生活、生存的方方面面。此外，随着人类社会的发展和进步， 经济、资源、市场、政治及军事等方面的激烈竞争，使得人们对自然资源的利用极尽所能。人们在越来越充分地利用自然的同时，其实也给人类生命和财产的安全， 生产、生活必不可少的自然资源，造成了越来越多而且越来越严重的隐患。近年来，运输工具与机械设备（如汽车、飞机、列车、船舶等）日益向大型、重载和高速方面发展，消耗与使用了大量的原材料与能源。
在此背景下，绿色理念正是为了防范制造业发展所带来的负面影响而全面实施的新的发展战略理念。在绿色理念的贯穿下，开发及应用机械制造技术成为机械制造行业贯彻可持续发展战略的必由之路。已经颁布实施的ISO9000 系列国际质量标准和ISO14000 国际环保标准为制造业提出了一个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程（绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理）生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时原材料和能源的利用效率能达到最高。制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。
一、绿色制造的国内外发展现状
（一）国外发展
绿色制造相关内容最早可追溯到20世纪30年代，但直到1996年才由美国制造工程师学会（SME）在其发表的关于绿色制造的专门蓝皮书中比较系统地提出绿色制造的概念、内涵和基本内容。1998年SME 在国际互联网上发表了绿色制造的发展趋势的网上主题报告，对绿色制造的重要性和相关问题作了进一步的介绍。
近年来，西方国家绿色制造及其相关问题的研究相当活跃，尤其是在美国、加拿大、德国等发达国家。在美国，包括国家重点实验室和国家研究中心，以及著名的麻省理工学院和加州大学，绿色制造研究规模庞大。卡奈基梅隆大学的绿色设计研究所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研究和教育工作， 并与政府、企业、基金会等广泛合作。加州大学伯克利分校不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页。许多企业也进行了大量研究。1996年在美国SME 学会召开的绿色制造研究圆桌会议上，来自企业界的代表占大多数。美国AT&T公司还在企业技术学报上发表了许多有关绿色制造的研究论文。美国国家科学基金会也对绿色制造研究高度重视。如美国国家科学基金会1999年资助课题报告会所资助的与绿色制造相关的研究课题多达十余项。加拿大Windsor 大学建立了环境意识设计和制造实验室（ ECDM Lab）和基于网上信息库，出版《国际环境意识设计与制造杂志》，对环境意识制造中的环境性设计、生命周期分析等进行了深入研究。在欧洲，国际生产工程学会CIRP 近几年每年均有许多论文对绿色制造相关问题进行研究。英国可持续中心（The Center for Sustainable Design） 对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究，并出版《可持续生产设计杂志》。总之，绿色制造的研究己在全世界迅速展开。特别是近年来国际标准化组织ISO的环境管理体系ISO14000系列标准，大大推动了绿色制造的迅速发展。
（二）国内发展
目前，我国的机械制造业大多采用的还是高投入的粗放型发展模式，资源和能源消耗大，效率低，“三废”排放量大，环境污染严重。在各类产品的加工过程中，所产生的各类污染物相当惊人。另外，传统制造业一般是纯粹从经济效益的角度去实施制造过程的，在设计产品时着力考虑产品的功能与品质，制造产品时片面追求高效益和低成本，注重的是如何以最低的成本高效率地产出产品，加上不断涌现的新颖高效的先进制造技术，推动了制造业的快速发展，产品更新换代周期不断缩短，加速了材料的消耗和工艺装备的淘汰；同时也产生了更多的废弃物，从而使人类赖以生存的环境不堪重负，严重制约了社会经济及人类文明的可持续发展。
我国近年来在绿色制造及相关领域也进行了大量的研究。国家自然科学基金和国家863 计划/ CIMS 主题均支持了一定数量的绿色制造研究课题，并己取得了一定研究成果。国内一些高校和科研机构对绿色制造的理论体系、专题技术等进行了大量的研究。1996 年成立了国家环保总局华夏环境管理体系审核中心， 专门负责IS014000 系列标准在我国的实施。ISO14000 环境管理体系标准己引起了我国众多企业的高度重视，至今己有包括厦门ABB 开关有限公司、青岛海尔电冰箱股份有限公司等多家企业获得ISO14000 标准认证。
二、 绿色设计
研究表明，产品性能70%～80%是在设计阶段形成的，而设计本身的成本，仅为产品总成本的10%。产品的设计阶段造成的对生态环境的破坏程度，远远大于由设计过程本身所造成的对生态环境的破坏。因此只有在设计的初期阶段，按照绿色产品的特点规划、设计产品、即进行绿色设计，才能保证产品最终的“绿色”。因此，要想从根本上解决问题，只有从设计阶段着手，才能最终实现从粗放型向集约型的发展模式转变，实现国民经济持续、健康、稳定发展。
在传统设计过程中，设计人员主要是根据产品的性能、品质和成本要求等指标进行设计，对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及处置，以及对生态环境考虑得较少，甚至根本就不考虑。这样生产出来得产品，会影响人类的生活品质和生态环境，造成资源和能源的大量浪费，影响其发展的持续性。
绿色设计是这样一种设计，即在产品的整个寿命周期内（ 设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理），着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标， 在满足环境目标要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。简言之，绿色设计是指以高效利用资源和能源获得绿色产品为目的的设计。
绿色设计是绿色制造中的关键技术，绿色设计的一个重要趋势就是与并行工程结合， 形成一种新的产品设计和开发模式——绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计， 是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法，以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程，力求使产品开发人员在设计开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素， 如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。
绿色产品设计，主要涉及以下方面的内容：
（1）环境保护。主要考虑产品生命周期内对环境所产生的影响。
（2）工作条件。在产品的设计阶段考虑产品在制造、使用和废弃/回收再生过程中诸如噪音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人的健康的损害。
（3）资源优化。不仅研究在制造过程中物资和能量的有效利用，还要研究在销售、使用和废弃/回收再生过程中物资和能量的有效利用。
（4）产品成本。在产品成本核算的过程中，不仅要考虑设计、制造和销售成本的核算，还有考虑包括使用和废弃/回收再生过程中用户和社会所承担的成本。
三、绿色制造流程
（一） 绿色制造工艺技术
绿色制造工艺技术是以传统工艺技术为基础，并结合环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。从节约资源的工艺技术方面来说， 在机械加工中， 绿色制造工艺技术主要应用在少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术3个方面。
1、干式加工
干切削加工方法有很多种，如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。干式加工就是在加工过程中不用冷却液的加工工艺。这种工艺方法从原理上讲并不新。且已在生产中有较长时间的应用（如铸铁的干铣削等），但其内涵却与以往有很大不同。因为这里的干式加工已不仅局限于铸铁材料的加工。而是力图在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目
前来看，干式加工范围还较为有限，但其研究和应用已成为加工领域的一个新热点。近年来.美国在制造业广泛采用了干式加工。在欧洲已有一半的企业采用了干切削加工技术，尤其在德国，应用更为广泛。准干式加工或最少切削液切削加工是一种介于湿式加工与干式加工之间的加工技术。准干式加工是将压缩空气和少量切削液混合气化后喷射到加工区，对刀具与工件之间进行的加工部位进行。它所使用的切削液很少，约占湿加工的六万分之一，但其效果却十分明显。它弥补了完全干式加工应用范围的局限性和完全湿式加工的诸多不足，结合了两者的优点.既满足了加工的要求，又使与切削液有关的费用降至最低.并可取得与完全干式加工相同的效果。准干式切削技术只要使用适当，刀具、工件和切削必然是干燥的，因而可避免切削液的处理过程。
2、刀具技术
干式加工对刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性，良好的耐磨性耐热冲击和抗粘结性，现在立方氮化硼、聚晶金刚石、超细晶粒硬质合金等超硬材料已经广泛应用于干切削。经研究表明，高速钢和硬质合金经过PVD涂层处理后也可以用于干切削。在对刀具的几何参数和结构设计时。要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性材料的加工来说，断屑是很关键的，目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术已经比较成熟，可针对不同的工件材料和切削用量很快设计出相应的断屑槽结构与尺寸，并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。
3、机床技术
干式加工在切削区域会产生大量的切削热，如果不及时散热，会使机床受热不均而产生热变形，这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要因素。因此机床应配置循环冷却系统，带走切削热量，并在结构上有良好的隔热措施。实验表明，干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下进行.这样可以减少传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时产生的切屑是干燥的。这样可以尽可能地将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖板用绝热材料制成.在机床上配置过滤系统排出灰尘.对机床主要部位进行隔离。
（二）实现绿色机械加工的主要途径
1、 网络化
制造的网络化， 特别是基于Internet/ Intranet 的制造已成为重要的发展趋势。作为机械制造重要基础的绿色机械加工也需要大力推进网络化。通过企业局域网将各个分散的加工中心、数控设备等联接起来， 可便于机械加工控制中心对整个加工进程进行总体监控， 同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成， 便于优化决策。
2、 信息化
绿色机械加工的追求目标是实现整体最优化加工， 即从系统的观点出发， 全面考虑企业和整个社会的综合成本， 综合分析不同的材料、零部件、设备等加工因素， 优化选择冷却方式、冷却介质及用量、加工参数等， 确定最合理的加工方案， 以实现加工时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。信息化是实施绿色机械加工的关键要素及有效手段。为实现整体最优化加工， 需要建立加工设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械加工数据库， 采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械加工方法（ 如高速切削、干切削、硬切削、MQL 等） 进行建模、仿真、虚拟加工和决策， 并通过Intranet 与企业的其它数据库系统互联共享， 实现并行设计与生产。
3、柔性化
现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产， 要求生产企业能够根据市场变化作出敏捷反应， 快速适应市场需求。绿色机械加工的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。加工系统应能实现快速重构， 对新产品开发及产品更新换代具有快速响应能力， 以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。
四、绿色产品
（一） 绿色产品的定义及特征
根据绿色设计的要求， 最终产品应该是绿色产品。绿色产品则是指在具有特定功能的前提下，对环境（包括其中的动、植物）和人体健康不造成危害的产品。例如，作为绿色产品的绿色汽车应该满足以下条件：
（1） 在车型开发之前应该建立基于环境因素的设计规范，以保证制造装配过程、产品的运输销售过程、消费者使用过程、回收再生过程都不会引起的环境问题。
（2） 在生产制造过程中不得对环境产生损害，包括噪声、振动、热、化学物质、电辐射等等。
（3） 汽车的能耗要低，效率要高，对环境影响要少。
（4） 汽车报废时要能够方便地拆卸和回收。
（二）基于生命周期视角的绿色产品开发过程分析
首先，开发过程要对生命周期内的产品有清晰的决策目标。在传统的产品开发中，开发目标主要集中于最终产品和制造过程中的质量Q、成本C、时间T，使开发出的产品质量尽可能高，成本尽可能低，制造时间尽可能短。绿
色产品开发的目标则在此基础上有所扩展，即除了质量、成本、时间这3项外，还重视环保方面的因素，这方面包括两个目标：资源消耗R和污染排放P。绿色产品开发中要考虑使产品在制造、使用过程中的资源消耗和污染排放最小化。资源消耗主要包括：原材料消耗、能源消耗、制造中的物料消耗、包装消耗、运输中的能源消耗、使用中的能源消耗等。污染排放则包括：废弃物、废水、废气、粉尘排放、噪声干扰等。这5个目标应该作为绿色产品开发过程中创意筛选、方案选择、工艺设计以及每一个决策环节所要考虑的因素和追求的目标，并作为产品开发人员思考的主线与原则。
其次，在绿色产品开发中最好采用并行工程（CE.Concurrent Engineering）的开发模式。并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。我们知道，新产品开发必须经过一系列阶段，包括创意来源——方案遴选——概念与产品测试——试产——正式投放市场。长期以来的一种模式是各个阶段呈顺序或串行方式进行，这种开发模式的缺陷是设计阶段无法预见或考察后续制造过程中可能出现的问题，导致设计与制造脱节”1。而在并行工程的模式下产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）内各阶段的因素（如功能、制造、装配、质量、成本、能耗、环保等），并强调各部门的协同工作，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，以避免或减少那些导致方案运行到后期不得不返工的设计错误。它要求绿色企业必须关注其产品生命周期的各个阶段，主要包括产品设计、制造和回收，并对每一过程进行优化。运用并行工程进行绿色产品开发不仅能缩短研发周期、减少研发及制造费用，还能充分考虑产品全生命周期内的各项因素，从而提高产品的质量、绿色度，更好地满足顾客需求，增强产品的竞争能力。可见。并行工程理念本身也包含了绿色产品开发所要求的对产品全生命周期因素的考虑，绿色产品开发对应用并行工程模式具有较强的契合度和需求度。
绿色产品的开发尤其要考虑其生命周期内的资源消耗和污染排放。为了达到减少资源消耗和污染排放这两个环保目标，必须在开发阶段进行产
品生命周期内的分析和设计。这种分析的工具就是生命周期评估（LCA，Life Cycle Assessment）。IS014040环境管理TC 207 SC5将其定义为：汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的直接的和潜在的影响的方法。生命周期评估包括以下4个阶段：①目的与范围确定（Goal and Scope Definition）。将生命周期评估研究的目的及
范围予以清楚地确定，使其与预期的应用相一致；②清单分析（Inventory Analysis）。编制一份与所研究的产品系统有关的投入产出清单，包含资料搜集及运算，以便量化一个产品系统的相关投入与产出，这些投入与产出包括资源的使用及对空气、水体及土地的污染排放等；③影响评估（Impact Assessment）。采用生命周期清单分析的结果，来评估与这些投入产出相关的潜在环境影响；④解释说明（Interpretation）。将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果合并在一起，形成结论与建议。生命周期评估要对生命周期内的每个阶段进行评估，其评估结果又对每个阶段具有指导意义。它不仅能显示当前产品的状况，还能提供未来开发方案的改进方向。因此生命周期分析应该持续地进行，而不是只在一个产品开发项目里进行。在产品生命周期分析的基础上，结合企业的战略对产品进行生命周期的设计，主要包括：绿色材料设计、绿色工艺设计、绿色包装设计、回收处理设计、面向产品使用的设计哺]。其中每一个技术方案的确定都应该以生命周期评估的结果为基础，同时结合企业的产品战略，制定出当前采取的方案和未来改进的方向。例如，企业当前的产品在市场上占据领先地位，而且尚未面临政策性限制和市场壁垒等环保压力，那么近期的开发方案可以优先考虑降低成本、提高质量、增加柔性等方面，根据生命周期评估的绿色改进方向确定未来一段时间内提升产品绿色性的方案。再如，产品处于市场追随者地位的企业，在近期的开发方案上应该大幅度提高产品的绿色性，开发出差异化产品，从而提高产品竞争力，抢占市场份额，在短期内可以允许成本提高等其它因素的影响，在未来的改进方案中再解决这些问题。
五、结语
随着人类对环境污染问题的重视度的提高，机械制造企业需转换产业运行方式。现代机械制造业应实施可持续发展的发展模式，从而适应全球化经济的发展要求。在技术领域中，随着绿色理念的渗入及技术的进步，绿色制造技术的进步对社会和经济具有重大的意义。因此，我国的机械制造业应抓住发展机遇，把握现代机械制造技术的发展动向，使我国的机械制造业得到持续稳定的进步与发展。■
参考文献
[1] 宋健. 制造业与现代化[J]. 机械工程学报，2002，（12） ：1- 9.
[2] 宋小欣.基于绿色制造的机械加工生产模式的研究[J].机械，2004（S1）.
[3] 刘飞，李聪波.基于产品生命周期主线的绿色制造技术内涵及技术体系框架[J].机械工程学报，2009，45（12）：115-120.
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关键词：绿色制造 机械制造 可持续发展
一、绿色制造技术的特点
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点：
1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为一个重要的指导原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性：它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈，从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。
2.绿色材料。绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染，易回收的材料。为此，一是要多开发绿色材料，并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
3.绿色工艺。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
4.绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理，一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计，如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法；二是发展绿色再制造技术，如再制造加工、过时产品的性能升级等。
二、企业实施绿色制造技术的原则
实施绿色制造技术过程中，企业必须遵循以下原则:(1)依据ISO14001 的要求事项，建立、实施并不断完善环境管理体系，定期对体系进行评审，确保体系有效实施;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标，进行环境保护;(3)控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质，推进污染预防。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用，降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理，减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动，合理利用能源资源。
三、我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径
1.建立并遵守环境保护体系，重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系，并且致力于同ISO9001质量体系一体化，便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。通过建立环保体系，使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别，并积极采取措施加以预防和有效处理，使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。通过建立“善待环境”的工厂，谋求与地球环境、需求者、地域社会的共生，从而实现工厂与社会的可持续发展。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训，以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解，充分认识到绿色生产的社会责任。
2.注重绿色设计，实施绿色制造工艺技术。绿色设计是绿色制造技术的核心，设计阶段是产品生命周期的源头，从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。
目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计，选择绿色工艺和设备进行加工，用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式，对材料进行标识，优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序是一种表示产品绿色程度的方式，主要是通过第三方采用随机抽样方法，由顾客对同行业同类产品的能耗、美感、安全、健康、警示、适用的性能、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析，将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑，但可作为顾客选购产品时的参考，因此也是顾客对企业产品满意度的一种体现，成为企业进行绿色改进的信息来源。
3.创新技术工艺，发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中，才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气、烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况，可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗，节约了生产成本，而且还有利于降低对环境污染，有利于操作人员的劳动保护。
四、结束语
在大力倡导环保主题的今天，基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究，重视绿色制造技术的应用，促进我国机械工业的可持续发展，推进我国机械加工企业的国际化成长。
参考文献:
[1]刘飞曹华军张华等:绿色制造的理论与技术[M].科学出版社，2005，1
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【关键词】纺织机械；绿色制造；绿色产品
1.绿色制造的含义
绿色制造也可称为环境意识制造，是一种对环境保护和资源利用效率进行综合考量的现代制造技术模式，其目标是要使产品在整个制造过程和生命周期中，资源合理利用率最高，产生的废弃物最少，对环境的污染程度最小，使得企业在获得利益的同时又能与社会利益进行协调优化。绿色制造以可持续发展为基点，产品制造以绿色环保为标准，既能符合社会发展需要，又不会带来环境污染与资源的浪费，推动社会或企业走上可持续发展的道路。
2.纺织机械行业实行绿色制造的必要性
科学意义和发展前景。
（1）绿色制造隶属国际制造前沿技术，其研究价值巨大；是保障可持续发展的有力武器，其带来的社会效益重大。
绿色制造所涉及的领域为现代科学的制造领域，交叉多学科的制造科学，将会极大促进制造科学的进步与发展。绿色制造是可持续发展观在制造业最好的表现形式，它将环境、资源与经济发展有机的统一起来，既满足经济发展需求，又符合人类长期生存和社会长期发展需要，是全面性、综合性的长期发展战略。由此可看出，绿色制造为社会带来了重大效益。
（2）纺织机械中实行绿色制造有利于新世纪的纺织机械制造企业获取更大的经济效益。绿色制造的实施可以使资源得到更加合理有效的利用，减少资源消耗，降低生产制造成本；另外，绿色制造可以减少有害物质的排放，减少对环境的污染，减少或防止因环境问题而产生的罚款；同时，绿色制造对于企业环境的美化有重要作用，可以为企业员工创建一个优质的工作环境，从而充分提高员工的工作积极性和主观能动性，更好的为企业发展尽职尽力；绿色制造符合未来绿色产品市场的发展形势；所以，绿色制造对整个企业的发展都是一种机遇。
（3）绿色制造是科学制造技术中极其重要的内容。2002年，在全国企业科学技术创新会议中，国家经贸委提出“十五”期间要着重推进重点高科技产业，“先进制造”被列入其中，“先进制造”中就包含绿色制造、网络制造、数字化制造、虚拟制造、工业智能化、精密制造、快速反应制造，这些制造技术被列为先进制造的六大研究内容。
（4）纺织企业中实行绿色制造，可以消除纺织机械企业在国际绿色贸易中的壁垒，可以有效提升我国企业在国际上的地位。近年来，各国对进口产品的要求为绿色性认定，规定要有“绿色标志”。尤其是发达国家，通常以保护环境为理由，制定严苛的产品质量指标，用以抑制外来产品尤其是发展中国家所造的产品流入本国，这就是“绿色贸易壁垒”。绿色制造将极大地提升我国纺织企业产品的绿色性。虽然国际上对纺织机械行业设置的贸易壁垒较少，但是在世界绿色制造研究如火如荼之际，开拓绿色研究领域，可以为未来的绿色市场占领先机，决不能等到别国的企业先占领市场后再趁势追赶，那时将是事倍功半。所以，我们要在纺织机械行业中全面深入的进行绿色制造研究，为中国的纺织机械企业树立国际新形象。
3.纺织机械行业实行绿色制造的基本途径
3.1政府给予支持并制定相应的法规
绿色制造在企业与社会之间形成双赢局面，但是由传统的制造过渡到绿色制造，期间必定会产生一系列问题，这就需要政府给予支持，并且依靠相关的法律法规予以推动。国外很多国家逐渐在本国开展主题为环境保护的“绿色计划”。从1991年开始日本开展“绿色行业计划”以来，加拿大、美国、德国也陆续推出“绿色计划”，我国也在《21世纪议程》中，将环境保护纳入可持续发展的规划之中，并开展一系列包含“绿色计划”的环保行动，并提出有关“绿色产品”的开发生产工作。同时我国的《资源利用法》中，也对环境的污染、资源的使用及废弃物的回收利用等资源、环境问题制定了法律规范。另外，政府应制定出合理的经济政策，使纺织机械行业的绿色制造在市场经济的指引下走向正确的发展道路。
3.2宣传绿色制造，提高环保意识
企业的管理高层要树立正确的绿色制造观念，纺织机械行业产出的废弃物、排放的污水、制造的噪音，其造成的环境污染是显而易见的，而且也造成了巨大的资源浪费。在这样的形势下，要严格规范治理措施，从源头开始治理，积极主动开展绿色制造。对于广大消费者而言，应建立绿色消费新理念，凭借市场的自主调节推动绿色制造在纺织机械行业正常有序的发展。在很多发达国家，不仅政府开展一系列环保行为或活动，而且广大消费者也越来越钟情于购买绿色产品，绿色消费逐渐成为主流消费思想和新型市场动向，在很大程度上推动力绿色制造的进步与发展。并且逐步建立起了绿色标志制度，凡有绿色标志的产品，就可以表示该产品的生产过程是符合环保规范的，而且不会对环境带去危害，资源可以进行有效的回收和利用，不仅为企业产品开辟了广阔的市场，打开了销路，更为企业占据国际市场竞争先机提供了保障。
3.3建立科学规范的绿色制造系统
绿色制造是系统的、全面的、集成的科学工程，全面的理论基础，完善的制造规划，具备符合国情和贸易行情的设计方案。以此为前提，制定绿色设计方法与理论，创建设计指标评价；在企业中，找出纺织机械产品中的典型代表，建立绿色产品示范点。
3.4坚定绿色制造思想
对于环境和污染问题，关键在于企业产品的设计和制造上，绝不能采取先污染后治理的方法。要对纺织机械产品及其产出的废物对环境的影响进行预测，在进行设计制造，依据预测对产品的再设计进行新的安排和规划，结合产品的回收和处理。纺织机械行业的产品制造要贯彻绿色制造精神，以其为指导思想，对纺织机械产品进行高效、节能、环保的绿色制造，以绿色制造全面推广节能环保新技术，从本质上保护环境，防止污染，有效提升资源利用效率，为未来纺织机械企业在国际市场中占领更多的市场份额。
4.结语
我国作为纺织品生产大国，出口贸易占重要比重。纺织机械的生产，是纺织工业发展的基础，对纺织工业产业的升级、调整产业结构都发挥着重要作用。对绿色制造的研究，可以进一步提升纺织机械产品在国际市场中的地位和竞争力，打破贸易壁垒，为企业未来的发展指明方向，更好的适应现代社会和国际对制造绿色产品的要求和趋势。[科]
【参考文献】
［1］李聪波.绿色制造运行模式及其实施方法研究[D].重庆大学,2009.
［2］王其来,刘华平.纺织品绿色制造的途径和措施[J].江苏丝绸,2011（02）.
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关键词：绿色理念；机械设计；制造
中图分类号：TH122
在工业的生产加工过程中，其往往需要较大量的自然资源，并耗费相当数量的能源，还会伴随有一定的环境污染。现如今社会快速发展主流理念就是能够节能环保，绿色之风深入到各行各业。对于机械设计与制造中的绿色理念也自然形成了。面对世界自然环境的要求，国家发展的长远要求，机械的绿色设计理念以及绿色的制造理念都在慢慢的成熟起来。
一、绿色设计
机械设计指的是依照机械使用要求，对机械的运动方式、工作原理、结构、各个零件形状和材料、尺寸、能量传递等构思、分析和计算，并将其作为机械制造依据的过程。机械设计是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素，在机械工程中起着重要作用。绿色设计则指的是在一个产品从开发到处理的整个生命周期内，以产品的可循环使用性作为设计方向，最大程度上降低产品设计对环境的危害，而且要尽可能保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。绿色设计的核心是3R：Reduce（减少）、Recycle（再生）和Reuse（重新使用），即减少环境污染、减小能源消耗、产品和零部件的回收再生循环。
二、绿色理念在机械设计制造中的概念
1、特点
因为受制于传统环保理念的影响，传统机械设计制造对资源使用及后期废品加工处理等相关理论和经验不足，结果造成了自然环境的破坏，对机械设计制造长期发展不利。因此，在当代科技高度发达的今天，人们开始重视了绿色设计与制造的理念。首先，绿色设计是基于机械设计为出发点的，主要为了能够合理保护自然资源，对于资源进行循环再利用，实行可持续发展的机械设计理念。其次，废物排放要尽量减少，通过加强资源使用以及废物排放等相关设计，将废物的产生降到最低，并减轻垃圾处理的负担。最后，绿色的机械设计理念，是要最大程度上降低机械的更换频率，即能够增加机械产品的使用周期，提高产品使用质量，减少报废的机械数量。总之，对于绿色的机械设计以及制造理念而言，其具有独特的特点，对于现代化的科技发展要求而言，满足节能减排的理念。
2、优势
对于绿色机械设计理念而言，从一定程度上来说能够理解为生态设计、自然环境设计及环境意识设计等。其主要的内涵在于对制造所需要的自然资源进行循环再利用，减少对环境的影响以及机械的循环利用等。机械产品设计要满足可回收、可拆装并能够重复利用等，这是绿色机械设计理念的新要求。而传统的机械产品都是从产品的功能以及寿命等产品的基本属性进行考虑的，产品在设计与开发的过程中，先是进行市场分析，然后再进行图纸的设计以及方案的制定。此外，还需要反复的修改以及审定，最终才能真正的进行生产。这样的设计理念，造成了较长的设计与制造周期，产品生产后拆卸较为困难，回收的难度也较大。有些产品在报废后，甚至不能进行回收，造成了大量的资源和能源的浪费，甚至会污染影响环境。通过与传统的机械设计进行对比，可以了解到绿色的机械设计理念的优势在于绿色的设计理念能够根据自然环境以及原料的合理选择等多个方面进行设计。不仅能够发挥传统设计中的优势，更能降低原料的损耗以及资源的合理使用，便于回收，并满足持续性发展的要求。
三、绿色理念在机械设计制造中的应用
1、绿色理念的机械设计应用
机械设计关键是前期设计方案，对绿色机械设计而言，其主要内容则包含了机械产品设计理论，依靠先进技术及设计理论，并适应自然环境、节约资源、实现可持续发展。其主要目的在于从综合的角度出发，考虑其环境性、实用性以及经济性等。为了满足以上绿色设计的要求，绿色理念的机械设计需要从以下几个方面进行良好应用。首先、绿色机械产品的成本需求分析。机械产品的制造需要前期进行合理的设计，尤其是在产品的初期，要考虑到其回收以及再利用等方面的问题。因此，绿色理念下的机械产品成本分析要考虑到产品的回收、再利用成本、污染物处理以及代替等。其次、机械产品的再利用以及可拆装设计分析。绿色理念的机械设计对于机械的可拆装性有很大程度上的改善。为了节约成本，减少资源浪费。对于机械产品采用可回收性、便于拆装性的设计理念，充分利用可用资源，并实现绿色的设计理念。最后，建立完善的绿色机械设计的数据库。数据库是一种能够充分掌控设计数据的一种方式。在数据库中，设计人员可以将机械制造过程中所需要的所有相关数据都备份下来。设计的数据进行系统化的存储与分析，就能够将机械设计中的相关开支以及资源的选用等进行数据化的呈现，以此作为绿色设计的理论基础。
2、绿色设计中材料的选择应用
材料对于机械设计非常重要，材料选择首先要保证环保与健康。传统选材过于注重产品工艺性能及环境属性，而忽略安全性。机械设计与制造中总会出现一些含有特殊化学物质的材料，如铅、汞等有害物质。这些物质的选用必然会对未来造成一定的环境问题。如果后期处理不当，对于环境的伤害还是非常大的。因此，对于材料的选择要非常慎重。这也是绿色机械设计理念中的最为重要的一个环节。此外，对于机械设计的绿色选材要保证以下三项基本要求：材料的选择首先要满足机械的基本设计性能要求，这是对于材料的最基本的要求；材料的结构以及形状要有相应的可实现性，即要求产品成型后要能够与相关工艺有所联系，确保材料的可用性；根据机械产品工作环境的需求，选择的材料一定要具有最基本的高温性能、耐腐蚀性能、抗冲击性能等。
3、绿色理念与机械制造中的应用
制造建立在设计之上，绿色机械制造需要能从整体范围对资源及制造模式考虑。绿色制造最终目标是将产品整个流水线及生命周期内负面影响降到最小，但资源利用率要达到最高。简单的说，绿色的机械制造就是要保证高质量、低成本、高度的可靠性以及完善的功能等各个方面都要达到一定程度的标准。
4、配套措施
在进行机械产品的设计时，我们需要秉承绿色理念，同时还要有相应的配套措施进行辅助，比如说一定的政策支持、人才支持、科技支持等。首先，加大对绿色设计人才的培养力度，尤其是加大高职和中职院校学生的培养，让他们掌握最先进的绿色设计理念；其次，要加强对绿色产品设计的政策支持，政府要制定相应的制度，提倡绿色设计和绿色环保理念，要加强社会和公众对机械设计的监督；再次，要加强技术创新，优化机械设计的工艺方案，采用先进技术，如虚拟设计技术进行机械设计产品的创新。
四、结论
经济的腾飞让机械制造业在我们的日常生活中有了非常广泛的应用与普及。对于现如今社会的环保主流来说，机械制造业必须要紧跟时展潮流，将绿色理念融入到机械设计与制造的过程中。绿色理念的应用要从设计入手，从资源的节约、材料的选择及循环利用等进行实际应用。总而言之，将绿色理念应用到机械设计与制造中，是时代的要求，也是技术的一次革新。
参考文献：
[1] 章志荣，苏纯.面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究[J].软件导刊.2011（12）
[2] 照日格图，孟根岱.绿色环保理念下的机械产品创新设计浅探[J].科技风.2011（20）
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关键词：绿色再制造；设计流程；并行工程
中图分类号：F27 文献标志码：A 文章编号：1673-291X （2013）20-0231-03
一、绿色再制造的传统串行设计流程
绿色再制造的串行开发设计流程是指产品从概念设计到详细设计、工艺设计、原形制造及检测、生产制造、上市销售及使用、废旧产品回收、绿色再制造，直至绿色再制造产品再次上市销售等全过程是一个串行的过程，产品开发工作是按照顺序一步步完成的，上一环节的全部工作完成后才开展下一个环节的工作（见图1）。
在绿色再制造的传统串行设计流程中，首先是概念设计，如果方案通过，则转入设计流程的下一个环节——详细设计和工艺设计阶段。由设计部门负责对产品原型进行设计，并进行产品生产中使用的工具及设备的开发工作。
其次，由制造部门进行产品原型制造和模拟使用测试。如果原型不能满足所期望的产品性能，则反馈给设计部门进一步修改完善，然后重复“设计—产品原型制造—模拟使用测试—设计改进”的循环活动，直至产品性能达到期望的要求。
再次，产品上市销售，消费者在使用后将意见反馈给企业，企业结合用户意见对产品概念设计或详细设计、工艺设计等作进一步的改进，以便使下一次上市销售的产品更符合用户的需求。
产品在第一次服役期满后，由绿色再制造企业的物流部门将废旧产品进行回收、清洗、拆卸和检测，然后将有再制造价值的废旧产品和零部件运送到绿色再制造部门。物流部门也将其回收、清洗、拆卸、检测和运输等过程对产品设计方面的改进意见和建议反馈给概念设计和详细设计部门，以便进一步改进产品设计，使其满足物流环节的运输、拆卸和检测等的需要。
第四，绿色再制造部门在对有再制造价值的废旧产品和零部件进行绿色再制造加工时，结合工艺、设备状况及再制造加工的需要，将对产品设计方面的改进意见和建议反馈给概念设计和详细设计部门，以便进一步改进产品设计，使其满足绿色再制造加工环节的需要。
最后，绿色再制造产品的营销部门结合销售需要和用户反馈意见，将对产品设计方面的改进意见和建议反馈给概念设计和详细设计部门，以便进一步改进产品设计，使其满足绿色再制造产品销售和用户需求的需要。
二、绿色再制造的传统串行设计流程存在的问题
从绿色再制造的传统设计流程图可以看出，其采用的是串行模式。产品开发工作包含一系列按时间先后顺序排列的、相对独立的步骤，由绿色再制造企业的不同职能部门分别负责实施。这种传统的串行设计流程存在以下问题。
（一）各部门之间信息交流不畅通
绿色再制造的传统串行设计流程采用的是一种“我设计，你制造”和“我设计，你销售”的所谓“隔墙抛砖法”的设计流程和工作模式。这种开发过程是一种静态的、顺序的和相互分离的流程，各部门之间隔着隐形的“墙”。除了在设计的后期和制造阶段发现问题后将意见反馈给设计等部门以外，设计部门和上下游各部门之间不存在经常的信息交换，尤其是事前的信息交换。
（二）设计流程周期过长
由于串行模式下的产品开发工作是按照顺序一步步完成的，上一环节的全部工作完成后才开展下一个环节的工作，设计流程周期本身就较长。再加上由于各部门之间信息不通畅，尤其事前信息沟通不足，导致这个串行设计流程的下游发现问题需要修改设计方案时，整个流程要重新进行，即发生返工状况。这又会造成产品开发周期变长，成本增加。
（三）缺乏对设计流程全过程的统一管理
一个完整的绿色再制造设计流程所包含的各项任务分散由各个职能部门分别完成，缺乏对设计流程全过程的统一管理。例如，产品概念开发由营销部门负责，详细设计和工艺设计由设计部门负责，原型制造及测试有制造部门负责，废旧产品回收由物流部门负责，等等。其结果是各部门只关心本部门的工作和利益，没有人真正关心其设计是否满足下一环节操作的需求、是否有助于提高企业的整体效益或是否真正满足顾客的需求。缺乏对设计流程全过程的统一管理，还使得各部门在衔接中浪费大量的等待时间和增加很多不必要的重复性劳动，最终大大增加任务完成的费用、延误任务完成的时间，造成产品推迟上市或缺乏竞争力。
三、构建基于并行工程的绿色再制造的设计流程
绿色再制造的传统串行设计流程存在各部门之间信息交流不畅通、设计流程周期过长和缺乏对设计流程全过程的统一管理等问题，这就需要对以往的设计流程进行优化，构建基于并行工程的绿色再制造的设计流程。
（一）并行工程的内涵
并行工程（Concurrent Engineering）是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统化方法。它将传统的串行工作模式尽可能地并行，在产品开发前期就全面考虑后期的各个环节的需求，重视产品的装卸性、可回收性等要求。它运用交叉职能集成的思想，把产品开发的各个活动看成是一个集成过程，并从全局优化角度出发，组织协调各环节有效运行，对集成过程进行管理和控制。
并行工程的集成表现在以下方面：（1）过程集成。采用并行工程进行新产品的开发设计，可以在产品设计的前期就充分考虑产品全生命周期各环节的设计需要，从产品全生命周期的角度设计产品及其相关过程（包括制造过程、再制造过程和支持过程）。（2）人员集成。在对产品开发过程进行优化的同时，并行工程也有助于实现多部门、多领域、多学科专家群体的协同工作。来自设计部门、制造部门、再制造部门、物流部门、营销部门的人员，甚至供应商、销售商和消费者代表，可以形成一个集成的开发团队，增强产品开发的合理性。（3）功能集成。并行工程设计方法强调产品设计环节不仅要考虑制造环节、工程技术环节的需要，重视产品的可拆卸性、易装配性、可再制造性等的设计，还要对用户需求、成本、质量和进度计划等进行综合分析和评价，确保设计方案在各个方面都做到既合理又可行。（4）信息集成。采用并行工程，借助强有力的信息技术，可以在产品设计的各个环节实现双向的信息沟通和数据共享，参与设计的各方人员既能接受信息，又能为他人提供信息，有助于产品设计的成功。
并行工程的并行表现在以下方面：（1）各设计工序可并行进行。传统的串行设计方法是各个设计工序按时间序列有顺序、孤立地开展设计工作，上一工序的全部工作完成后才开展下一个工序的工作，设计流程周期本身较长。而并行工程设计方法是将产品设计周期分解成若干时间段，但各个时间段之间有一部分重叠，即设计过程可以同步进行，从而可以大大缩短产品开发周期。（2）各领域专家设计活动的并行协作。各领域专家的设计活动不是简单的叠加，而是借助先进的计算机网络平台彼此进行信息沟通，实现思想的碰撞和设计活动的并行协作，最大程度地发挥集体的智慧。
（二）基于并行工程的绿色再制造设计流程的具体框架
绿色再制造企业为了提高产品设计的合理性，有效缩短产品开发周期，确保产品及再制造产品市场推广的成功，应将产品设计和工程技术设计同步进行，构建一个基于并行工程的绿色再制造产品设计和工程技术设计流程框架（见图2）。
绿色再制造企业在进行新产品开发时应组织跨部门、跨专业的项目组，将产品设计人员、制造/绿色再制造工程技术人员、新产品/绿色再制造产品的营销人员，甚至供应商、销售商、消费者等一起组成团队小组，依托先进的信息技术平台和消费者数据库等进行充分的信息沟通和并行开发，以提高产品开发的成功率，杜绝不必要的返工浪费。在产品的设计开发期间，应该将概念设计、具体设计、细部设计、最终需求等结合起来，简化组织机构和信息传递，提高系统柔性，降低资源投入和消耗，缩短产品开发时间，保证以最快的速度按要求的质量完成。此外，可利用现代CIM（ Computer Integrated Manufacturing的缩写，指计算机集成制造）技术，在产品的研制与开发阶段，辅助项目进程的并行化。
从图2可以看出，基于并行工程的绿色再制造设计流程框架中既包含横向的并行，也包含纵向的并行。
横向的并行是：产品设计与工程技术设计同步进行，以产品设计为主体，工程技术设计为产品设计提供强有力的技术咨询和支持。另外，营销部门负责的新产品/绿色再制造产品的市场推广设计也可以同步进行，为产品设计和工程技术设计提供咨询和建议。
纵向的并行是：新产品开发的各个阶段同步进行，如概念设计与具体设计同步进行，具体设计与细部设计同步进行。上一个工序还在进行工作时，下一个工序就已开始本工序的准备了。这种做法大大缩短了传统串行设计模式所需的设计周期。
参考文献：
[1] 刘润本.再制造产业化发展趋势[J].再生资源与循环经济，2010，3（3）： 30-33.
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1.1绿色理念的概念和内容
机械设计在机械生产中处于基础地位，设计水平会直接影响机械性能。这就要求全面分析和研究机械的设计，要考虑到产品的结构，零件材料，零件的形状、大小和运行原理等内容。绿色的设计理念在产品设计的过程中发挥着重要的作用——全面分析机械设计的产品质量、性能、成本和开发周期，在设计中重点考虑产品设计对资源的消耗、对环境造成的影响和产品在可循环利用方面是否能够体现出绿色的观念，要最大限度地降低能源消耗和对环境造成的危害。绿色的设计理念就是要将眼光放在长远的发展上，走可持续发展的绿色道路，将绿色产品设计的要求作为设计的约束条件。绿色设计的核心内容是减少环境污染，降低能源消耗，实现产品和零部件的回收、循环利用，不断提高机械的可利用率，降低机械的更换频率。
1.2绿色理念的重要性
目前，我国机械制造业对绿色理念的使用和研究还在不断深入，很多绿色理念在机械产品的设计和制造过程中被称为是生态设计或环境意识设计。在传统的机械设计制造业中，最关注的是市场需求分析，而忽视了对机械设计制造的能源消耗、环境污染方面的分析。在机械的使用功能方面，并没有探讨机械的使用寿命和产品的拆卸等问题，这就大大增加了产品在报废以后的回收难度，而产品更换频率比较高则引发了能源消耗的问题。引入绿色设计理念后，在机械的设计和制造过程中，要注意节省材料，减少能源消耗，减少制造过程中废水、废气的排放，最大限度地保护周围的生态环境，走可持续发展道路，提高机械制造和设计中的经济价值和环保价值。
2绿色理念的具体应用
2.1绿色理念的机械设计应用分析
在机械设计中，绿色理念的植入主要针对的是前期方案的设计，在设计的方案中要体现环境保护、资源节约、降低能源消耗的思想。在机械设计中，绿色理念具体表现在以下3方面：①绿色机械产品的成本分析。机械产品的前期规划设计就是要分析产品的回收利用情况及其成本、污染物处理等。②机械产品的再利用和可拆装设计的分析。改善拆装的难度，节约成本，减少资源浪费，将可回收、便于拆装的设计理念融入产品中，充分利用资源。③建立完善的绿色机械设计信息数据库。该数据库能够充分掌控设计数据，设计人员可以根据数据中的相关信息分析机械制造过程，并将自己的设计数据也进行系统化的存储和分析。这样做，能够将机械设计中的相关开支和资源的选用呈现在数据库中，而这些数据都是绿色设计的理论基础。
2.2关于材料的选择分析
材料的选择对于机械制造是非常重要的，在选择材料和使用材料时，首先要考虑材料是否符合健康环保的标准。在传统的设计制造过程中，在选材时，往往只关注材料的使用属性，常常忽视了材料的环保性能。因为材料中会含有一些化学物质，例如铅、汞等，如果产品材料中包含这些有害物质，就会对环境造成严重的伤害。在产品的后期使用中，还会加重对环境的污染。在选择材料时要注意以下3点：①材料的选择必须满足机械设计的性能要求，这是选择材料时应遵循的最基本的原则；②材料要具有可塑性和工艺性，即产品成形后要能够与其他工艺有一定的联系；③将绿色理念植入机械设计和制造中后，所选的材料要具有耐高温、耐腐蚀的性能，要拥有较好的冲击性。
2.3绿色理念在机械制造中的应用
机械制造是从机械设计上发展起来的，对于绿色的机械制造，要在绿色理念的支持下全面分析制造资源，创造绿色工艺、绿色制造手段和绿色制造目标。绿色制造是要将整个制造过程中的负面影响降到最低，提高资源利用率。它致力于保证质量、降低成本、降低消耗、保护环境，提高产品的可靠性，不断完善产品的功能，使机械制造的各方面都达到绿色标准。
2.4其他配套设施的绿色理念分析
机械产品的设计、制造都离不开绿色理念的支持，但是，相应的胚胎设施也能起到一定的辅助作用。在绿色理念下，政策支持、人才支持、科学技术支持在制造业中发挥着积极的作用。在绿色理念的引导下，要对绿色设计人员进行培训，提高设计开发人员对绿色理念的认识，特别是企业的新进职工，要通过培训提高他们对绿色设计理念的认识。与此同时，我国政府相关部门要在政策上扶持绿色产品的设计，建立健全相关的制度体系，完善社会对企业的监督机制，保证绿色设计理念的开展。另外，在企业中，要不断投入更多的科学技术，使传统劳动密集型企业向技术密集型企业转变，为建立资源节约型、环境友好型社会而努力。在优化机械设计方案时，要学习相关企业先进的绿色技术手段，降低成本，减少能源消耗，在原有设计制造的基础上不断创新和完善自己的设计和制造工艺。
3结束语
