7.1綠色技術(shù)的產(chǎn)生與內(nèi)涵7.2綠色產(chǎn)品7.3生態(tài)化設(shè)計（ED）

7.4清潔化生產(chǎn)

7.5再制造工程

第7章綠色設(shè)計與制造∨∧7.1.1綠色技術(shù)產(chǎn)生的背景7.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵7.1綠色技術(shù)的產(chǎn)生與內(nèi)涵

∧∨7.1.1綠色技術(shù)產(chǎn)生的背景

環(huán)境、資源、人口是當(dāng)今人類社會面臨的三大問題，其中環(huán)境、資源問題不僅是確保社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基本條件，而且直接涉及到人類的生存質(zhì)量。面對上述問題，一種集資源優(yōu)化利用與環(huán)境保護于一體的清潔化生產(chǎn)思想或綠色技術(shù)概念應(yīng)運而生，它是人們綠色消費浪潮的產(chǎn)物，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的有效途徑?！拧?.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵可以從三個角度理解綠色技術(shù)內(nèi)涵：從環(huán)境學(xué)角度，意指人類的消費活動是無污染或最小污染的消費。從資源學(xué)角度，意指人類的消費活動應(yīng)做到對自然資源的適度利用和綜合利用。從生態(tài)學(xué)角度，意指人類的消費活動應(yīng)符合生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流通規(guī)律，既能滿足人類營養(yǎng)和其他方面的需要，提高生態(tài)經(jīng)濟效益，又不至于造成生態(tài)經(jīng)濟學(xué)上的浪費?！拧?.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵綠色技術(shù)的定義：環(huán)境學(xué)上認(rèn)為它就是環(huán)境保護技術(shù)；生態(tài)學(xué)上認(rèn)為它就是生態(tài)技術(shù)；生態(tài)經(jīng)濟學(xué)上認(rèn)為它就是依據(jù)環(huán)境價值并利用現(xiàn)代科技的全部潛力的技術(shù)?！拧?.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵綜合這些定義，可以將綠色技術(shù)定義為：能夠最大限度地節(jié)約資源和能源，減少環(huán)境污染，有利人類生存而使用的各種現(xiàn)代技術(shù)、工藝和方法的總稱。∨∧7.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵綠色技術(shù)的內(nèi)涵主要表現(xiàn)在以下方面：①雖然人類蒙昧?xí)r代、野蠻時代、農(nóng)業(yè)文明時代的原始技術(shù)具有一定的綠色性，但不像今天所說的綠色技術(shù)那樣具有現(xiàn)代意義；作為一種現(xiàn)代技術(shù)體系，綠色技術(shù)并非專指某一種技術(shù)或產(chǎn)業(yè)部門的技術(shù)。②綠色技術(shù)是一種無害于人類賴以生存的自然環(huán)境的“無公害或少公害”技術(shù)。③綠色技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品有利于人類健康和福利，有利于人類文明進步。∨∧7.1.2綠色技術(shù)的內(nèi)涵從綠色技術(shù)角度看，要解決環(huán)境污染問題，必須進行三個層次的創(chuàng)新末端治理技術(shù)創(chuàng)新、綠色工藝創(chuàng)新綠色產(chǎn)品創(chuàng)新。∧∨

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點

7.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證

7.2.3綠色產(chǎn)品評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法

7.2.4綠色產(chǎn)品的評價指標(biāo)體系7.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO140007.2綠色產(chǎn)品∧∨

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點綠色產(chǎn)品（又叫環(huán)境協(xié)調(diào)產(chǎn)品）源于前聯(lián)邦德國，它意指那些在生產(chǎn)和使用過程中都符合環(huán)保要求，且對生態(tài)環(huán)境和人體健康無損害的商品。相對傳統(tǒng)產(chǎn)品而言，綠色產(chǎn)品能在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，保護藍(lán)天碧水，創(chuàng)建一個無煙、無塵、無毒、少噪音及無污染的清新世界?！拧?/p>

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點

目前，世界上公認(rèn)的綠色標(biāo)準(zhǔn)主要有三個方面：①產(chǎn)品在整個生產(chǎn)過程中，資源和能源消耗少；依據(jù)特定的環(huán)境保護要求而提出不污染或少污染環(huán)境，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少。②產(chǎn)品在使用過程中能耗低，不會對使用者造成污染性危害，也不會產(chǎn)生新的污染物。③產(chǎn)品使用后可以分解拆卸，盡量減少零部件，使原材料合理使用。當(dāng)產(chǎn)品生命完結(jié)后，其零部件經(jīng)過翻新處理后可以重新使用或安全廢置?！拧?/p>

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點按照這些綠色標(biāo)準(zhǔn)，綠色產(chǎn)品可定義為：在產(chǎn)品生命周期全過程中，能符合特定環(huán)境的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害很少，而生產(chǎn)中資源利用率最高，能源消耗最低的產(chǎn)品?！拧?/p>

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點綠色產(chǎn)品特點：綠色產(chǎn)品是采用綠色材料，通過綠色設(shè)計、綠色制造、綠色包裝而生產(chǎn)的一種節(jié)能、降耗、減污的環(huán)境友好型產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品的顯著特點是其環(huán)境友好性，這種友好性是其區(qū)別于一般產(chǎn)品的重要特征，而環(huán)境友好性通常用“綠色程度”來度量。綠色產(chǎn)品的“綠色程度”體現(xiàn)在產(chǎn)品的生命周期全過程，而不是產(chǎn)品的某一局部或某一個階段。綠色產(chǎn)品的生命周期呈閉環(huán)性，而普通產(chǎn)品的生命周期呈開環(huán)性。普通產(chǎn)品的生命周期是指產(chǎn)品從“搖籃到墳?zāi)埂钡倪^程，呈現(xiàn)開環(huán)特征。綠色產(chǎn)品的生命周期是指產(chǎn)品從“搖籃到再現(xiàn)”的過程，呈現(xiàn)閉環(huán)特征?！拧?/p>

7.2.1綠色產(chǎn)品的概念與特點綠色產(chǎn)品的生命周期可以分為六個階段：①確定綠色產(chǎn)品的概念和指標(biāo)，并完成產(chǎn)品規(guī)劃；②產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程；③產(chǎn)品生產(chǎn)過程；④產(chǎn)品銷售過程；⑤產(chǎn)品使用過程以及使用中的維修、服務(wù)過程；⑥廢棄淘汰產(chǎn)品的回收、再用、處理或處置過程。

∨∧7.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證綠色標(biāo)志（又稱環(huán)境標(biāo)志或生態(tài)標(biāo)志）是一種經(jīng)過嚴(yán)格檢查、檢測、綜合評定并經(jīng)國家有關(guān)專門機構(gòu)批準(zhǔn)使用的標(biāo)志。有了這種證明性標(biāo)志，產(chǎn)品將得到法律保護。國際貿(mào)易中，它就象一張“綠色通行證”，可作為貿(mào)易保護的有利武器，方便于產(chǎn)品的進出口，產(chǎn)品易于占領(lǐng)市場，參與世界經(jīng)濟大循環(huán)，增強生產(chǎn)企業(yè)的競爭力?！拧?.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證德國于1978年便率先開始在產(chǎn)品上采用“BlueAngel（藍(lán)色天使）”的綠色標(biāo)志。1988年開始，法國、日本、加拿大等國家相繼建立了自己的綠色標(biāo)志認(rèn)證制度。1989年，北歐國家（如瑞典、冰島、挪威、丹麥、芬蘭等）便開始實行國家之間統(tǒng)一的北歐綠色標(biāo)志。美國于1988年有了地方性組織的產(chǎn)品綠色標(biāo)志?！拧?.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證中國于1993年5月開始實行綠色標(biāo)志認(rèn)證制度，并且原國家環(huán)保局于同年8月正式頒布了中國的綠色標(biāo)志圖形。1994年5月正式成立的“中國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證委員會”是代表國家對環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品實施認(rèn)證的唯一合法機構(gòu)，為我國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品的認(rèn)證提供了組織保證。∨∧7.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證圖7-1展示了一些國家的產(chǎn)品綠色標(biāo)志圖案。圖7-1一些國家的產(chǎn)品綠色標(biāo)志圖案北歐委員會環(huán)境標(biāo)志日本生態(tài)標(biāo)志加拿大環(huán)境選擇標(biāo)志

中國綠色標(biāo)志∨∧7.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證目前，綠色標(biāo)志的認(rèn)證原則和策略主要有：1）對實行標(biāo)志制度的產(chǎn)品進行LCA（生命周期評價）。2）突出重點，分階段逐步擴大實施范圍。3）與國際綠色標(biāo)志工作接軌。4）保證質(zhì)量，盡量經(jīng)濟合理，建立適當(dāng)?shù)臉?biāo)志標(biāo)準(zhǔn)閾值。∨∧7.2.2綠色產(chǎn)品的認(rèn)證綠色產(chǎn)品涉及的范圍很廣，如綠色工業(yè)產(chǎn)品、綠色建筑產(chǎn)品、綠色食品等。目前，最典型的綠色工業(yè)產(chǎn)品包括綠色汽車、綠色電腦、綠色冰箱、綠色照相機、綠色紡織品等。以綠色汽車為例，它是一種不使用普通汽油作為燃料，使用過程中基本無污染、廢棄淘汰后回收率高的汽車，如電動汽車、用天然氣或甲醇或太陽能來驅(qū)動的汽車等均屬于綠色汽車，目前正在研制中?！拧?.2.3綠色產(chǎn)品評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法綠色產(chǎn)品的評價標(biāo)準(zhǔn)包括絕對標(biāo)準(zhǔn)和相對標(biāo)準(zhǔn)。１、絕對標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)現(xiàn)行的環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方性法規(guī)而制定的評價標(biāo)準(zhǔn)。２、相對標(biāo)準(zhǔn)意指依據(jù)市場發(fā)展和用戶要求，以現(xiàn)有產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)確定參照產(chǎn)品，用新開發(fā)產(chǎn)品與參照產(chǎn)品對比來評價產(chǎn)品綠色程度。參照產(chǎn)品包括功能參照產(chǎn)品和技術(shù)參照產(chǎn)品。其中，功能參照產(chǎn)品是現(xiàn)有的與待評產(chǎn)品具有相同功能的產(chǎn)品。技術(shù)參照產(chǎn)品是代表新產(chǎn)品技術(shù)內(nèi)容的一個產(chǎn)品集合?！?.2.3綠色產(chǎn)品評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法綠色產(chǎn)品是一個相對的概念，其綠色程度具有相對性，因而采用基于參照產(chǎn)品概念的相對標(biāo)準(zhǔn)更具科學(xué)性?；趨⒄债a(chǎn)品概念和評價目的，相對評價標(biāo)準(zhǔn)的制定可分兩種情形：①評價目的是為了判斷所設(shè)計的新產(chǎn)品相對原有產(chǎn)品在綠色程度上是否有改善。②評價目的是為了對產(chǎn)品的綠色程度進行環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證?！拧?.2.3綠色產(chǎn)品評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法綠色產(chǎn)品的評價方法包括：系統(tǒng)評價法：包括成本效益法、價值分析法、

加權(quán)評分法、層次分析法、模糊評價法、專家咨詢法和經(jīng)濟分析法?；谏芷诘木G色產(chǎn)品模糊層次評價法∨∧7.2.3綠色產(chǎn)品評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法實際中如何評價綠色產(chǎn)品或環(huán)境協(xié)調(diào)性產(chǎn)品呢？日本專家認(rèn)為，由于各種各樣的因素經(jīng)常復(fù)合交織在一起，要求實際產(chǎn)品在各個方面都很完美是不現(xiàn)實的。只要產(chǎn)品能夠在下列三個方面中任何一個具有明顯優(yōu)勢，可被認(rèn)為是環(huán)境協(xié)調(diào)產(chǎn)品或綠色產(chǎn)品。這三個方面是：①生態(tài)化設(shè)計技術(shù)要素。②產(chǎn)品生命周期。③創(chuàng)新?！拧?.2.4綠色產(chǎn)品的評價指標(biāo)體系目前尚無統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品評價指標(biāo)體系。體系制定的原則主要包括綜合性、科學(xué)性、系統(tǒng)性、動態(tài)指標(biāo)與靜態(tài)指標(biāo)相結(jié)合、定性與定量指標(biāo)相結(jié)合、可操作性、不相容性和層次性等方面。表7-1是按照這些原則制定的綠色產(chǎn)品評價指標(biāo)體系，分為4項一級指標(biāo)和14項二級指標(biāo)。每項二級指標(biāo)又分為多項三級指標(biāo)?！拧?.2.4綠色產(chǎn)品的評價指標(biāo)體系表7-1綠色產(chǎn)品的評價指標(biāo)體系一級指標(biāo)

二級指標(biāo)

三級指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量保證實用性；可靠性；可維護性；安全性；美觀性等技術(shù)可行性技術(shù)先進性；適應(yīng)性；可制造性；可裝配性；可拆卸性；可回收性；互換通用性；包裝運輸性等

經(jīng)濟指標(biāo)生產(chǎn)成本設(shè)計成本；資源成本；制造成本；儲運成本；營銷成本；服務(wù)成本等用戶成本使用成本；維護成本；修復(fù)再用成本等社會成本回收處理成本；污染防治成本；職業(yè)保健成本；廢棄處置成本等市場潛力價格；市場需求等

資源指標(biāo)物料消耗材料的種類；材料的單耗；材料的利用率；材料回收利用率；稀少材料的使用量；有毒有害材料的使用量等能源消耗能源的種類；單產(chǎn)品能耗；能源利用率；能源回收率；再生能源利用率；不潔率能源利用率等環(huán)境指標(biāo)廢氣與廢水與廢氣有關(guān)：二氧化硫；氮氫氧化物；氟化氫；顆粒物等。與廢水有關(guān)：第一類污染物①；第二類污染物②固體廢棄物。制造過程中的固體廢棄物；使用過程中的固體廢棄物；不可回收的產(chǎn)品零部件等噪聲及其他與噪聲有關(guān)：生產(chǎn)噪聲；使用噪聲等。與其他有關(guān)：振動；輻射；高溫等人體危害急性中毒反應(yīng)；發(fā)炎；過敏反應(yīng)；神經(jīng)毒性；生殖毒性；致畸性；致癌性等注：①第一類污染物：能在環(huán)境或植物體內(nèi)蓄積，并對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)不良影響的污染物。一律在車間或車間處理設(shè)施排放口取樣。②第二類污染物：其長遠(yuǎn)影響小于第一類的污染物，在排污單位排放口取樣?！拧?.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)是一個完整的國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)，它不具有法律約束力，但具有國際公平性和通用性，用它可向消費者推薦有利于保護生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)品，形成強大的市場和社會壓力，它是企業(yè)“通向世界市場的綠色通行證”。目前已有80多個國家和地區(qū)采用ISO14000國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)?！拧?.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000ISO14000的主要內(nèi)容包括：環(huán)境管理體系環(huán)境審計環(huán)境標(biāo)志環(huán)境行為評價生命周期評定術(shù)語、定義等。表7-2表明了ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)的具體結(jié)構(gòu)。∨∧7.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000表7-2ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)含義ISO14001~ISO14009環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)ISO14010~ISO14019環(huán)境審核和環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)ISO14020~ISO14029環(huán)境標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)ISO14030~ISO14039環(huán)境表現(xiàn)評價標(biāo)準(zhǔn)ISO14040~ISO14049產(chǎn)品生命周期評價標(biāo)準(zhǔn)∨∧7.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000ISO14000的主要特點可歸納為以下七個方面：①不以政府行為作為動力，是以消費者的消費行為為根本動力。②是一個自愿性標(biāo)準(zhǔn)，不帶任何強制性，不具有法律約束力。③它沒有絕對量的設(shè)置，只要求企業(yè)或組織依據(jù)自己的實際情況，對法律和法規(guī)的要求作出承諾，并提出自己的環(huán)境目標(biāo)指標(biāo)。∨∧7.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000④它潛意識地要求企業(yè)或組織全面考察其環(huán)境行為，有計劃地實施持續(xù)改進措施。⑤它要求管理過程程序化、文件化，管理行為和環(huán)境問題具有可追溯性。⑥它要求貫徹產(chǎn)品全生命周期的思想。它不僅強調(diào)企業(yè)或組織本身達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，還對其原材料供應(yīng)商提出環(huán)境要求，從而促進整個行業(yè)的環(huán)境狀況改善，尤其是那些污染較嚴(yán)重的原材料生產(chǎn)行業(yè)將為此付出代價?！拧?.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000⑦它具有廣泛適用性。由于它并不解決技術(shù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和絕對值問題，僅僅解決產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)是否符合環(huán)境保護法規(guī)、是否與承諾一致的問題，任何性質(zhì)企業(yè)或單位，發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家都可實施這一標(biāo)準(zhǔn)，因而它適合所有工礦企業(yè)、機構(gòu)、部門的環(huán)境管理?！拧?.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000實施ISO14000的意義有五點：①有利于實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于加強政府對企業(yè)環(huán)境管理的宏觀指導(dǎo)，有利于對污染物、排放物的總量控制。②有利于推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。③可加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進經(jīng)濟增長從粗放型轉(zhuǎn)向集約型，可鼓勵企業(yè)在整個生產(chǎn)過程中控制污染，積極開發(fā)無毒無污染的產(chǎn)品，積極采用節(jié)約原材料和能源的新工藝?！拧?.2.5國際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)ISO14000④有利于提高企業(yè)的整體管理水平，不僅節(jié)約能源和資源，而且降低生產(chǎn)成本，還可提高產(chǎn)品的環(huán)境價值，減少因污染或違反環(huán)境法律、法規(guī)所造成的環(huán)境風(fēng)險、費用開支。⑤可以提高企業(yè)的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，改善環(huán)境，提高員工的環(huán)境意識，提高企業(yè)形象，增強消費者的信心?！摹?.3生態(tài)化設(shè)計（ED）7.3.1ED的內(nèi)涵7.3.2生態(tài)材料選擇7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）7.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）

7.3.5生態(tài)包裝設(shè)計7.3.6生態(tài)化設(shè)計的兩個案例

∨∧7.3.1ED的內(nèi)涵

1.ED的定義

生態(tài)化設(shè)計(EcologicalDesign,ED）是在設(shè)計過程中考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期及成本同時，充分考慮生命周期過程對資源和環(huán)境的影響，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計因素，為實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)并生產(chǎn)出生態(tài)產(chǎn)品而提供全部信息。綠色設(shè)計——GreenDesign,GD

面向環(huán)境的設(shè)計——DesignforEnvironment,DFE

生命周期設(shè)計——LifeCycleDesign,LCD

環(huán)境意識設(shè)計——EnvironmentalConsciousDesign,ECD∨∧7.3.1ED的內(nèi)涵現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢是：在產(chǎn)品設(shè)計時努力追求:少用料（即小型化）、多功能（即一物多用且少占地）、可回收利用（即減少廢棄物數(shù)量和污染）；在生產(chǎn)技術(shù)上追求:節(jié)能、省料、無廢少廢，閉路循環(huán)等。

ED能有效地處理與產(chǎn)品全生命周期有關(guān)的各因素，考慮產(chǎn)品的計劃、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售與使用、報廢等全部循環(huán)過程，如圖7-2所示?！拧?.3.1ED的內(nèi)涵圖7-2

產(chǎn)品生態(tài)化設(shè)計產(chǎn)品特性生命周期設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品計劃產(chǎn)品銷售產(chǎn)品報廢產(chǎn)品使用公司政策易于制造環(huán)境保護資源優(yōu)化生命周期成本工作條件社會環(huán)境自然環(huán)境再制造∨∧ED的本質(zhì)：使產(chǎn)品及其制造過程對環(huán)境的總體影響減至最小7.3.1ED的內(nèi)涵2.ED與傳統(tǒng)設(shè)計的區(qū)別（1）傳統(tǒng)設(shè)計屬于粗放型設(shè)計，其生產(chǎn)模式是產(chǎn)品生命周期表現(xiàn)為“搖籃到墳?zāi)埂?。很少考慮環(huán)境屬性或者不考慮產(chǎn)品的后續(xù)生產(chǎn)、使用中的資源和能源消耗、廢棄對環(huán)境的影響，大量浪費了地球上的不可再生資源，這種方式單靠增加投入和加大消耗來實現(xiàn)發(fā)展，不惜犧牲環(huán)境的發(fā)展模式是不能持續(xù)的，甚至危及人類生存和發(fā)展?！拧?.3.1ED的內(nèi)涵（2）ED屬于集約型設(shè)計，是從搖籃到再現(xiàn)的過程。產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用、廢棄后的回收、再用、處理等各個階段都必須考慮從根本上防止污染。從經(jīng)濟學(xué)觀點看，它是以最小代價取得最大報酬?！拧?.3.1ED的內(nèi)涵3.ED的特點①拓展了產(chǎn)品生命周期。②并行閉環(huán)設(shè)計方式。③有利于環(huán)境保護和維護生態(tài)系統(tǒng)平衡。④在三個不同層次上進行動態(tài)設(shè)計。這三個層次是：治理技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計（如可回收性設(shè)計等）清潔預(yù)防技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計為價值而設(shè)計∨∧7.3.1ED的內(nèi)涵4.ED的準(zhǔn)則與內(nèi)容

ED的準(zhǔn)則實際上是在傳統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)準(zhǔn)則、成本準(zhǔn)則、人機工程學(xué)準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，再考慮納入環(huán)境準(zhǔn)則，而且環(huán)境準(zhǔn)則置于優(yōu)先考慮地位。表7-3列出了ED的準(zhǔn)則?！拧?.3.1ED的內(nèi)涵表7-3生態(tài)化設(shè)計的準(zhǔn)則

準(zhǔn)則

內(nèi)容

環(huán)境準(zhǔn)則①降低物料消耗；②降低能耗；③有利于職業(yè)健康和生產(chǎn)安全；④環(huán)境污染最小技術(shù)準(zhǔn)則①具有規(guī)定的功能；②保證產(chǎn)品質(zhì)量；③具有預(yù)期使用壽命經(jīng)濟性準(zhǔn)則①費用最低；②利潤最大人機工程準(zhǔn)則①良好的使用性能；②滿足消費個性∨∧7.3.1ED的內(nèi)涵ED的主要內(nèi)容包括：生態(tài)材料選擇面向回收的設(shè)計面向拆卸的設(shè)計面向制造的設(shè)計面向裝配的設(shè)計生態(tài)包裝產(chǎn)品生命周期分析、經(jīng)濟性分析產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫等∨∧7.3.2生態(tài)材料選擇研究統(tǒng)計表明，造成能源、資源過度消耗、枯竭、環(huán)境污染的最主要根源之一是材料及其加工過程。這迫使人們反省和重新評價過去對材料研究、開發(fā)、生產(chǎn)和使用的活動，反省過去忽視生存環(huán)境惡化而一味追求高性能、高附加值材料的作法，重視探索具有良好性能或功能、對資源和能源消耗低、有利于環(huán)境協(xié)調(diào)的材料。∨∧7.3.2生態(tài)材料選擇歸納起來，傳統(tǒng)設(shè)計中材料選擇存在問題主要有：①忽略了所用材料在報廢后的回收處理問題。②僅考慮產(chǎn)品的功能目標(biāo)來選擇材料，忽略了環(huán)境目標(biāo)問題。③忽略了材料及其加工過程對環(huán)境的影響。④未考慮所用材料本身的生產(chǎn)過程。⑤所用材料種類繁多?！拧?.3.2生態(tài)材料選擇ED中，材料選擇的一般原則是：①考慮所用材料的環(huán)境友好性，即考慮材料使用過程中應(yīng)對生態(tài)環(huán)境少或無負(fù)面作用，良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性。②所用材料在廢棄后應(yīng)能自然分解，且能被自然界所吸收。③所用原材料不需要附加任何涂鍍。④盡量減少所用材料的種類。生態(tài)化設(shè)計中應(yīng)當(dāng)盡可能避免采用多種不同材料，以便將來有利于產(chǎn)品的回爐再利用。⑤盡量采用低能耗、低成本和少污染的材料。⑥所用材料應(yīng)易于加工，且加工中污染最小或無污染。⑦盡量采用那些易回收處理和可再用、可降解的材料∨∧7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）1.可拆卸性與產(chǎn)品生命周期循環(huán)可拆卸性是產(chǎn)品回收處理和再利用的前提，是衡量產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)劣的重要指標(biāo)。產(chǎn)品從設(shè)計開始就要考慮拆卸的可能性與經(jīng)濟性，這是解決產(chǎn)品生命周期設(shè)計的根本出路。∨∧7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）如圖7-3所示，產(chǎn)品的全生命周期中有設(shè)計系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、恢復(fù)系統(tǒng)，產(chǎn)品技術(shù)中有設(shè)計技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、拆卸技術(shù)和再循環(huán)技術(shù)，從而形成了產(chǎn)品生命周期的循環(huán)。綠色產(chǎn)品、清潔生產(chǎn)、再制造等問題是目前的研究重點?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）*圖7-3產(chǎn)品全生命周期循環(huán)設(shè)計系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)系統(tǒng)銷售系統(tǒng)產(chǎn)品系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)舉例◎清潔化生產(chǎn)；◎準(zhǔn)時生產(chǎn)；◎備品與易消耗品管理設(shè)計開發(fā)技術(shù)舉例◎并行設(shè)計◎面向再循環(huán)設(shè)計◎標(biāo)準(zhǔn)化再循環(huán)技術(shù)舉例◎拆卸技術(shù)◎材料識別與分類◎材料再循環(huán)利用◎不可用材料的處理銷售服務(wù)技術(shù)舉例◎需求分析◎定價系統(tǒng)◎銷售系統(tǒng)與場所∨∧7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）ED涉及到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的兩個環(huán)節(jié)：面向裝配的設(shè)計DFA面向拆卸的設(shè)計DFD（DesignforDisassembly）

旨在解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)既有良好的裝配性又有可拆卸性問題，易于裝配的結(jié)構(gòu)不一定易于拆卸?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）2.DFD的內(nèi)容面向拆卸的設(shè)計（DFD）意指使產(chǎn)品具有良好拆卸性能的設(shè)計方法、設(shè)計工具和設(shè)計過程的集成。DFD的主要內(nèi)容包括三個方面可拆卸產(chǎn)品設(shè)計可拆卸工藝設(shè)計可拆卸性評價∨∧7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）

1）可拆卸產(chǎn)品設(shè)計

目的是通過在產(chǎn)品概念形成階段充分考慮可拆卸的難易程度來保證產(chǎn)品具有良好的可拆卸性能。具體而言，主要有三個目的：①產(chǎn)品零部件的直接或者間接再用。②元器件的回收，尤其是電子元器件。③材料的回收?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）表7-4列出了產(chǎn)品的拆卸類型和拆卸技術(shù)。其中：破壞性拆卸意指使零部件分離，而不顧產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的破壞程度。部分破壞性拆卸意指拆卸過程中只損壞那些廉價零部件，而其余部分可以安全可靠地分離。非破壞性拆卸意指拆卸過程中不能損壞任何零部件?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）表7-4產(chǎn)品的拆卸類型及拆卸技術(shù)

拆卸的對象拆卸類型材料回收零部件再利用零部件特殊加工產(chǎn)品的拆卸非破壞性非破壞性任何情況部分破壞性部分破壞性破壞性破壞性零部件拆卸非破壞性依賴于特殊加工視具體情況而定∨∧7.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的拆卸設(shè)計可以用兩種方法實現(xiàn)：①基于典型案例的拆卸設(shè)計；②計算機輔助可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）2）可拆卸工藝設(shè)計

旨在為手工拆卸、自動拆卸確定最佳拆卸路徑和選擇最佳拆卸工具。手工或自動拆卸有兩種情況：①將產(chǎn)品拆成單個的零部件；②依據(jù)產(chǎn)品的最終狀態(tài)，有選擇地拆卸?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）3）可拆卸性評價

可拆卸性評價：對設(shè)計方案進行評價、修改、再評價、再修改、直到滿足設(shè)計要求的動態(tài)過程。拆卸設(shè)計的評價指標(biāo)：主要包括拆卸費用、拆卸時間、拆卸能耗、拆卸造成的環(huán)境影響、可達(dá)性、標(biāo)準(zhǔn)化程度、拆卸方向、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）3.DFD的主要原則

有以下五項：①拆卸工作量最少

包括零件合并、減少產(chǎn)品所用材料種類、材料相容性、有害材料的集成等。②結(jié)構(gòu)可拆卸包括采用易于拆卸或破壞的連接方法、緊固件數(shù)量最少、簡化拆卸運動、可達(dá)性（即對連接部位的拆卸、切斷、切割等提供易于接近的位置）?！拧?.3.3面向拆卸的設(shè)計（DFD）③拆卸易于操作

包括單純材料零件、廢液排放、便于抓取、盡量不采用非剛性零件等。④易于分離

包括一次性表面、便于識別、盡量減少零部件品種和規(guī)格、采用模塊化設(shè)計。⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可預(yù)估性

包括避免將易老化、易腐蝕材料與所需拆卸、回收的材料零件組合到一起、防止要拆卸的零部件被污染或腐蝕等?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）面向回收的設(shè)計

DFR（DesignforRecoveringandRecycling）

設(shè)計過程中，充分考慮產(chǎn)品零部件及材料回收的可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等一系列涉及回收的問題，實現(xiàn)零部件、材料資源和能源的充分有效利用、環(huán)境污染最小的設(shè)計方法?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）產(chǎn)品拆卸的目的之一是回收，而DFR的目的主要包括資源回收和再用。實現(xiàn)這些目標(biāo)的途徑包括原材料的再循環(huán)、零部件的再用。影響回收的主要因素是產(chǎn)品拆卸技術(shù)、回收利用成本?；厥盏幕驹瓌t是：首先拆卸產(chǎn)品中最有價值的部分，其次是盡量提高拆卸效率?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）DFR的特點主要有：①使材料資源得到最大限度利用，減少廢棄物數(shù)量。②有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。③擴大就業(yè)門路，提供更多的就業(yè)機會。④物流的封閉性。⑤回收過程本身是清潔生產(chǎn)，不造成環(huán)境的二次污染?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）表7-5傳統(tǒng)設(shè)計與回收設(shè)計的比較

傳統(tǒng)設(shè)計的要求回收設(shè)計的附加要求功能長壽命或者短壽命產(chǎn)品安全性安全性環(huán)境保護法規(guī)、回收材料特性、測試方法使用回收方法及廢棄規(guī)則物人機工程因素利用可回收材料的設(shè)計規(guī)則生產(chǎn)先期用戶回收和后勤保障，回收材料的生產(chǎn)性能裝配裝配策略，面向拆卸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)運輸重用及再生材料運輸和裝置維護將拆卸集成到回收后勤保障中回收廢物處理產(chǎn)品回收、再生、材料回收、處理制造成本制造成本、使用成本、回收成本∨∧7.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）DFR的主要內(nèi)容包括：①零部件的回收性能分析。②零部件材料的回收標(biāo)志。③回收工藝和方法。④回收的經(jīng)濟性分析。⑤回收零部件的結(jié)構(gòu)工藝性分析?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）DFR的設(shè)計準(zhǔn)則主要包括：①設(shè)計的結(jié)構(gòu)易于拆卸。②可再用的零部件材料易于識別分類。③結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)有利于維修調(diào)整。④盡可能利用回收零部件或材料。⑤應(yīng)便于分離拆卸不合理的材料組合?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）回收方式可以是：前期用戶回收（即產(chǎn)品制造商對產(chǎn)品制造過程中產(chǎn)生的廢棄物、材料進行及時回收）；后期用戶回收（即材料而不是產(chǎn)品的回收）；用戶回收（即產(chǎn)品而不是材料的回收）。圖7-4表示了產(chǎn)品回收及處理的一般過程。圖7-5表示了真正意義上的回收系統(tǒng)。圖7-6表示了面向拆卸的回收設(shè)計過程?！拧?.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）*圖7-4

產(chǎn)品回收及處理的一般過程廢舊產(chǎn)品拆卸部件/零件掩埋或焚燒處理處理廢棄物材料加工后再用回收再用∨∧7.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）*圖7-5閉路循環(huán)的回收系統(tǒng)初次制造初次回收二次制造環(huán)境二次回收原材料產(chǎn)品產(chǎn)品用過產(chǎn)品原材料回收的零件回收的零件回收的材料用過產(chǎn)品回收的零件殘余的物質(zhì)提取直接排放材料供應(yīng)商產(chǎn)品消費者∨∧7.3.4面向回收的設(shè)計（DFR）*圖7-6

面向拆卸的回收設(shè)計過程涉及設(shè)計的數(shù)據(jù)庫和知識庫概念設(shè)計階段粗略設(shè)計階段詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計說明書功能結(jié)構(gòu)原理方法模塊化結(jié)構(gòu)初步方案設(shè)計最終方案設(shè)計詳細(xì)設(shè)計資料·定義產(chǎn)品壽命周期·規(guī)劃回收策略·了解回收材料性能·構(gòu)思滿足回收策略的子功能結(jié)構(gòu)·盡可能利用回收的零部件工藝及相關(guān)過程設(shè)計明確并定義設(shè)計任務(wù)確定功能及其組成確定實現(xiàn)的原理及結(jié)構(gòu)功能模塊劃分關(guān)鍵模塊設(shè)計輔助模塊選擇及零部件設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備及操作規(guī)范設(shè)計設(shè)計過程控制模塊用戶及市場要求·選擇良好回收性能的原理方法，如減少材料種類和零件數(shù)量等··確定滿足回收策略的組成結(jié)構(gòu)，如易于拆卸的模塊結(jié)構(gòu)··設(shè)計易于裝配零件及聯(lián)結(jié)·選用適宜組織的可重用材料制作零件和可拆卸裝配結(jié)構(gòu)·列出可能的拆卸及回收工藝組合·利用效用函數(shù)評價每一拆卸過程及回收價值·確定最佳拆卸與回收工藝組合·利用詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料數(shù)據(jù)、拆卸數(shù)據(jù)和其他基礎(chǔ)信息來規(guī)劃回收過程及工藝初步方案∨∧7.3.5生態(tài)包裝設(shè)計

產(chǎn)品包裝業(yè)的環(huán)境污染主要表現(xiàn)在包裝制品的生產(chǎn)、儲存、消費和使用的各個過程以及包裝廢棄物等方面。現(xiàn)代產(chǎn)品的營銷五個要素是產(chǎn)品、價格、渠道、促銷以及包裝。生態(tài)包裝（或綠色包裝）已成為產(chǎn)品國際營銷的強有力手段之一。

∨∧7.3.5生態(tài)包裝設(shè)計生態(tài)包裝意指：采用對環(huán)境和人體無污染或污染最小的、可回收再用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。生態(tài)包裝的主要特點是：①材料最省、廢棄物最少、節(jié)省能源和資源。②易于回收利用和再循環(huán)。③包裝材料能自行降解且降解周期短。④包裝材料應(yīng)對人體和生物系統(tǒng)無毒無害。⑤包裝產(chǎn)品應(yīng)在其全生命周期中不會產(chǎn)生環(huán)境污染?！拧?.3.5生態(tài)包裝設(shè)計綠色或生態(tài)包裝材料的主要類型包括：①輕量化、薄型化、無氟化、高性能的包裝材料。如新型的鎂質(zhì)材料等。②重復(fù)再用和再生的包裝材料。如啤酒瓶、飲料瓶、醬油瓶、醋瓶等玻璃瓶。③可食性包裝材料。如蛋白質(zhì)、植物纖維等作為原料的可食性包裝材料④可降解包裝材料。如生物降解塑料、光降解塑料、生物/光雙降解塑料等。⑤利用自然資源開發(fā)的天然生物包裝材料。如紙、木材、竹編材料、木屑、麻類棉織品、蘆葦以及農(nóng)作物中的莖桿、稻草等天然生物材料在自然環(huán)境中極易分解，不污染環(huán)境，還可資源再生，成本低。⑥紙質(zhì)的包裝材料。∨∧7.3.5生態(tài)包裝設(shè)計生態(tài)包裝設(shè)計的主要內(nèi)容如圖7-7所示，它包括：①研發(fā)無毒、無污染、可回收利用、可再生、可降解的包裝原材料。②研究現(xiàn)有包裝材料中的有害成分（如泡沫快餐盒含有的成分CFC等）的控制技術(shù)及替代技術(shù)；研究自然“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包裝廢棄物的回收處理。∨∧7.3.5生態(tài)包裝設(shè)計*圖7-7

包裝廢棄物回收處理系統(tǒng)可降解廢棄物可再生廢棄物可修復(fù)包裝可再用包裝回收最大掩埋或焚燒自然資源最大最少環(huán)境污染回收廢棄物最少包裝材料生產(chǎn)包裝銷售使用包裝壽命終結(jié)∨∧7.3.6生態(tài)化設(shè)計的兩個案例案例1

再生紙制成的折疊式輕便椅圖7-8展示了日本的再生紙制成的折疊式輕便椅外觀。這種產(chǎn)品在易拆卸性、清潔性上具有明顯優(yōu)勢，在產(chǎn)品生命周期中成果被認(rèn)可的階段是原材料、循環(huán)再生、廢棄階段，同時處于改善的創(chuàng)新階段。圖7-8再生紙制成的折疊式輕便椅外觀∨∧7.3.6生態(tài)化設(shè)計的兩個案例案例2PET瓶循環(huán)再生制作的衣服

圖7-9展示了PET瓶循環(huán)再生制作的衣服外觀。這種產(chǎn)品在循環(huán)再生上具有明顯優(yōu)勢，在產(chǎn)品生命周期中成果被認(rèn)可的階段是廢棄階段，同時處于再設(shè)計的創(chuàng)新階段。由13個PET瓶回收再生的纖維可制作一套學(xué)生校服，從制服到襯衫和運動服均可用PET瓶循環(huán)再生制成，同時還能提高學(xué)生的環(huán)保意識和運動服均可用PET瓶循環(huán)再生制成，同時還能提高學(xué)生的環(huán)保意識?！拧?.3.6生態(tài)化設(shè)計的兩個案例圖7-9PET瓶循環(huán)再生制作的衣服外觀13個1套∨∧第7章復(fù)習(xí)思考題(7.1~7.3)1可持續(xù)發(fā)展的含義？2何謂綠色消費、綠色技術(shù)？3何謂綠色產(chǎn)品？在生命周期方面，綠色產(chǎn)品與普通產(chǎn)品有何區(qū)別？4綠色標(biāo)志及其意義？綠色標(biāo)志的認(rèn)證原則？5綠色產(chǎn)品的評價標(biāo)準(zhǔn)？具體評價綠色產(chǎn)品時，?？紤]哪幾個方面？6ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)的意義？主要內(nèi)容？∧∨第7章復(fù)習(xí)思考題(7.1~7.3)7.生態(tài)化設(shè)計含義、主要內(nèi)容？生態(tài)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的本質(zhì)區(qū)別？8.生態(tài)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計在材料選擇方面有何不同？9.拆卸設(shè)計的含義、目的？拆卸類型？拆卸設(shè)計的主要準(zhǔn)則、評價指標(biāo)？10.回收設(shè)計的含義、特點？影響回收的主要因素？

回收設(shè)計的主要準(zhǔn)則？11.回收設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的本質(zhì)區(qū)別？12.簡述綠色產(chǎn)品主要屬性？綠色包裝的含義和特點？綠色包裝材料的主要類型？

∧∨7.4.1清潔化生產(chǎn)的概念及特點7.4.2清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型7.4.3清潔化生產(chǎn)工藝技術(shù)

7.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例7.4清潔化生產(chǎn)∨∧7.4.1清潔化生產(chǎn)的概念及特點從產(chǎn)品生命周期概念角度，清潔化生產(chǎn)（又叫綠色制造）可定義為：在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本前提下，系統(tǒng)地考慮產(chǎn)品開發(fā)制造及其活動對環(huán)境的影響，使產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。清潔化生產(chǎn)本質(zhì)上是制造問題、環(huán)境保護問題和資源優(yōu)化問題的交叉融合。∨∧7.4.1清潔化生產(chǎn)的概念及特點清潔化生產(chǎn)的主要特點包括：①系統(tǒng)性。清潔化生產(chǎn)除了保證一般制造系統(tǒng)的功能外，還要保證環(huán)境污染最小。②預(yù)防性。強調(diào)以預(yù)防為主，通過消減污染物源及保證環(huán)境安全的回收利用，使廢棄物最小化。③適合性。使生產(chǎn)目標(biāo)符合企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展需要，又不損害生態(tài)環(huán)境和保持自然資源的潛力。④經(jīng)濟性。通過清潔化生產(chǎn)，可節(jié)省原材料和能源消耗，降低廢棄物處理帶來的費用，降低生產(chǎn)成本。⑤有效性和動態(tài)性。清潔化生產(chǎn)從末端治理轉(zhuǎn)向?qū)Ξa(chǎn)品生產(chǎn)過程的連續(xù)控制，使污染物消失在生產(chǎn)過程中，綜合利用再生資源和能源的循環(huán)利用技術(shù)，有效防止污染再產(chǎn)生?！拧?.4.1清潔化生產(chǎn)的概念及特點實施清潔化生產(chǎn)的驅(qū)動力主要來源于8個方面：可持續(xù)性發(fā)展要求法令規(guī)定國際標(biāo)準(zhǔn)要求用戶需求產(chǎn)品服務(wù)要求競爭壓力要求風(fēng)險管理要求生態(tài)工業(yè)要求∨∧7.4.2清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型如表7-6所示。清潔化生產(chǎn)的主要內(nèi)容包括三個部分：清潔化材料；清潔化能源；經(jīng)過清潔化的生產(chǎn)過程生產(chǎn)出清潔化產(chǎn)品?！拧?.4.2清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型表7-6清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型

清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)途徑改變觀念，加強立法、宣傳和教育途徑；管理途徑；技術(shù)途徑目標(biāo)資源綜合利用；環(huán)境保護內(nèi)容清潔化能源能源利用率高；環(huán)境保護性能好；可永久利用；可再生性好清潔化生產(chǎn)過程生態(tài)設(shè)計；清潔化材料；清潔化工藝技術(shù)；清潔化生產(chǎn)設(shè)備；清潔化包裝；清潔化管理；清潔化營銷清潔化產(chǎn)品環(huán)境友好；節(jié)省能源；易于回收利用；便于處理；符合人機工程∨∧7.4.2清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型清潔化生產(chǎn)的研究可歸納為兩大領(lǐng)域：①清潔化生產(chǎn)的概念、定義和方法。具體包括有關(guān)框架和理論、通用工具、能量模型、材料流動模型、資源優(yōu)化模型和各種算法。②技術(shù)應(yīng)用。具體包括清潔化材料、清潔化工藝、清潔化包裝、產(chǎn)品使用、用后處置等?！拧?.4.2清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)的模型清潔化材料的選擇原則主要有：①優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料，以提高資源利用率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；②盡量選用低能耗、少污染材料；③盡量選用環(huán)境兼容性好的材料和零部件，避免選用有毒、有害和有輻射特性的材料；④盡量選用易于回收、再用、再制造或易于降解的材料?！拧?.4.3清潔化生產(chǎn)工藝技術(shù)清潔化生產(chǎn)工藝技術(shù)包括三種類型：①節(jié)約資源的工藝技術(shù)。②節(jié)省能源的工藝技術(shù)。③環(huán)保型工藝技術(shù)?！拧?.4.3清潔化生產(chǎn)工藝技術(shù)機械加工中的清潔化生產(chǎn)加工技術(shù)如表7-7所示。其中：干式切削加工技術(shù)可分為完全干式切削加工（即加工過程中不用任何冷卻潤滑液）和準(zhǔn)干式切削加工（即加工過程中很少量地使用冷卻潤滑液）。干式磨削加工中較有效的方法是強冷風(fēng)磨削加工?！拧?.4.3清潔化生產(chǎn)工藝技術(shù)表7-7機械加工中的清潔化生產(chǎn)加工技術(shù)

切削加工（車削、鉆削、銑削等）干式切削，包括開發(fā)刀具和探索加工條件等準(zhǔn)干式切削，包括排屑處理、表面質(zhì)量等磨削加工干式磨削最佳磨削用量，涉及供液系統(tǒng)、用液微量化方法磨削液的選擇，包括油性、水溶性、新型磨削液油屑分離，包括磨削液回收利用、切屑回收處理∨∧7.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例案例1

日本內(nèi)田洋行公司的生態(tài)涂漆工廠圖7-10日本內(nèi)田洋行的生態(tài)涂漆工廠外觀。

這種清潔化生產(chǎn)工廠在清潔性（即在生產(chǎn)、使用階段不向環(huán)境釋放有害物質(zhì)而造成環(huán)境污染）上具有明顯優(yōu)勢，它使用不含有機溶劑的涂料，擁有一條將剩余涂料進行回收再生的閉路循環(huán)再生涂漆系統(tǒng)，實現(xiàn)了用水的零排放?！拧?.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例*圖7-10

日本內(nèi)田洋行的生態(tài)涂漆工廠外觀∨∧7.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例*續(xù)圖7-10

日本內(nèi)田洋行的生態(tài)涂漆工廠一角∨∧7.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例案例2可再生利用的生態(tài)電線電纜生產(chǎn)圖7-11展示了日本藤倉電線公司通過材料開發(fā)實現(xiàn)可再生利用的生態(tài)電線電纜產(chǎn)品外觀。這種產(chǎn)品采用新型生態(tài)環(huán)境材料（如阻燃性聚乙烯等）作包裝層，通過熱回收處理可提高可再生利用性能。而且因其不含鉛等重金屬，即便掩埋處理也不需擔(dān)心其滲出?！拧?.4.4清潔化生產(chǎn)的兩個案例圖7-11日本藤倉電線公司可再生利用的生態(tài)電線電纜產(chǎn)品外觀∨∧7.5再制造工程7.5.1再制造工程的發(fā)展7.5.2再制造工程的基本原理7.5.3

案例：復(fù)印機的再制造

∨∧7.5.1再制造工程的發(fā)展1.國外再制造業(yè)的情況再制造工程

RE（RemanufacturingEngineering）

是一個發(fā)展迅速的高科技維修的新興產(chǎn)業(yè)。它是實現(xiàn)綠色制造的重要技術(shù)途徑。國外對再制造工程的研究日趨廣泛，對再制造產(chǎn)業(yè)的管理制度日趨完善?！拧?.5.1再制造工程的發(fā)展1996年，美國波士頓大學(xué)制造工程學(xué)教授RobertT.Lund在Argonne國家實驗室的資助下，領(lǐng)導(dǎo)了一個研究小組對美國的再制造業(yè)進行了深入調(diào)查，調(diào)查范圍涉及汽車、壓縮機、電器、機械制造、辦公設(shè)備、輪胎、墨盒、閥門8個工業(yè)領(lǐng)域，他們撰寫了研究報告《再制造業(yè)：潛在的巨人》，建立了一個有9903個再制造公司的數(shù)據(jù)庫。研究結(jié)論表明，再制造業(yè)在美國經(jīng)濟中已占有重要地位?！拧?.5.1再制造工程的發(fā)展1996年美國專業(yè)再制造公司超過73000家，生產(chǎn)46種主要再制造產(chǎn)品，每年的銷售額超過530億美元。汽車再制造業(yè)是美國最大的再制造行業(yè)，2001年汽車再制造零部件的年銷售額為365億美元。∨∧7.5.1再制造工程的發(fā)展美國還制定了再制造中長期規(guī)劃：2005年再制造產(chǎn)品的年銷售額達(dá)1000億美元；2010年保證所有再制造產(chǎn)品性能達(dá)到或超過原產(chǎn)品；2020年再制造業(yè)基本實現(xiàn)零浪費，并確保產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)?！拧?.5.1再制造工程的發(fā)展2000年日本提出了“循環(huán)型社會”的構(gòu)想，內(nèi)容包括三個方面：資源的再利用廢舊產(chǎn)品或零部件的再使用減少垃圾的產(chǎn)生∨∧7.5.1再制造工程的發(fā)展歐盟委員會于2000年2月通過了一項有利環(huán)境保護的新規(guī)定，未來所有歐盟的汽車用戶，將享受免費舊車回收。從2002年起，廢舊汽車的可再生利用率將達(dá)到85%，到2015年將達(dá)到95%?！拧?.5.1再制造工程的發(fā)展2.國內(nèi)再制造業(yè)的情況20世紀(jì)80代提出了廢棄物處理的“資源化、減量化、無害化”政策，90年代提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。1999年后，國家自然科學(xué)基金委員會先后將“再制造”列為面上項目和重點項目。∨∧7.5.1再制造工程的發(fā)展2000年底，中國工程院12位院士及多名專家完成了《綠色再制造工程及其在我國應(yīng)用的前景》咨詢報告，2003年又完成了《廢舊機電產(chǎn)品資源化》咨詢報告，2個報告均由中國工程院呈報國務(wù)院。2003年6月我國裝備再制造技術(shù)國防科技重點實驗室通過驗收。再制造工程已成為我國重要學(xué)科發(fā)展方向和重大產(chǎn)業(yè)化推廣方向?！拧?.5.1再制造工程的發(fā)展再制造工程是21世紀(jì)AMS發(fā)展的一個重要組成部分和發(fā)展方向，并已成為一種極具潛力的新型產(chǎn)業(yè)。事實上，再制造是一種系統(tǒng)創(chuàng)新（模式加技術(shù)），涉及全球行業(yè)及時間范圍，要求多學(xué)科（機械、電子、冶金、材料、物理化學(xué)等）的系統(tǒng)研究，它體現(xiàn)了AMS“大制造、全過程、高技術(shù)”的特點?！拧?.5.2再制造工程的基本原理1.再制造工程的概念（1）再制造工程的定義定義一再制造工程是以產(chǎn)品全生命周期設(shè)計和管理為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標(biāo)，以先進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，來修復(fù)或改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動的總稱。定義一強調(diào)統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的再制造策略，以資源和環(huán)境為核心概念，優(yōu)先考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性的同時，保證產(chǎn)品的基本目標(biāo)（優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保），從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化?！拧?.5.2再制造工程的基本原理定義2

再制造工程是在工廠里通過一系列的工業(yè)過程，將已經(jīng)服役的產(chǎn)品進行拆卸，不能使用的零部件通過再制造技術(shù)進行修復(fù)，使得修復(fù)以后的零部件的性能與壽命期望值具有或者高于原來的零部件。（1983年，美國Lund等人）定義二嚴(yán)格地將再制造的維修技術(shù)與傳統(tǒng)的修復(fù)操作與回收利用劃分開來，充分考慮了能源、材料、環(huán)境等諸多因素。∨∧7.5.2再制造工程的基本原理再制造與再循環(huán)有很大的區(qū)別再制造能夠充分利用并提取產(chǎn)品的附加值再循環(huán)只是提取了材料本身的價值將產(chǎn)品的形成價值劃分為材料值附加值材料本身的價值遠(yuǎn)小于產(chǎn)品的附加值（包括加工費用、勞動力等）∨∧7.5.2再制造工程的基本原理（2）再制造的過程

可以劃分為三個階段：①拆卸階段，將裝置的單元機構(gòu)拆散為單一的零部件；②將已拆卸的零部件進行檢查，將不能繼續(xù)使用的零部件進行再制造維修，并進行相關(guān)的測試、升級，使得其性能能夠滿足使用要求；③將維修好的零部件進行重新組裝，一旦發(fā)現(xiàn)裝配過程中出現(xiàn)不匹配等現(xiàn)象，還需進行二次優(yōu)化的過程。∨∧7.5.2再制造工程的基本原理這三個階段的每一個階段與其它兩個階段緊密相連與互相制約。這些都表明了再制造過程與傳統(tǒng)的制造過程有著明顯的區(qū)別，表現(xiàn)出很大的靈活性，傳統(tǒng)的制造方法不適用于再制造系統(tǒng)?！拧?.5.2再制造工程的基本原理（3）再制造工程的活動①產(chǎn)品修復(fù)（Repair）②產(chǎn)品改裝（Refitting）③產(chǎn)品改進或改型（ModificationorImprovement）④回收利用（Recycling）∨∧7.5.2再制造工程的基本原理（4）再制造產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

①耐用產(chǎn)品；②功能失效的產(chǎn)品；③標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品與可互換性的零件；④剩余附加值較高產(chǎn)品；⑤獲得失效產(chǎn)品的費用低于產(chǎn)品的殘余增值；⑥生產(chǎn)技術(shù)穩(wěn)定產(chǎn)品；⑦再制造產(chǎn)品生成后，滿足消費者要求?！拧?.5.2再制造工程的基本原理（5）再制造工程的作用

再制造工程能夠大量恢復(fù)設(shè)備及其零部件的性能，延長使用壽命，降低全生命周期成本，節(jié)能節(jié)材，減少環(huán)境污染，形成新的產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造更大價值，符合國策（人口、資源、環(huán)境）的要求。再制造的生態(tài)效益非常顯著，以節(jié)省材料為例，相當(dāng)于減少了對金屬礦石、煤、石油以及其他材料的開采。如通過再制造重新利用1噸的銅金屬，至少可以避免200噸銅礦的開采?！拧?.5.2再制造工程的基本原理2.再制造工程的基本內(nèi)容（1）再制造策略再制造產(chǎn)品開發(fā)的步驟包括：改善材料質(zhì)量、減少材料消耗、優(yōu)化工藝流程、優(yōu)化流通渠道、延長生命周期、減少環(huán)境負(fù)擔(dān)、優(yōu)化廢物處理及優(yōu)化系統(tǒng)功能等?！拧?.5.2再制造工程的基本原理（2）再制造經(jīng)濟性

建立產(chǎn)品成本評價模型，主要考慮以下問題對于產(chǎn)品的不同生命周期的選擇，確定其成本和利益；確定哪種產(chǎn)品進行再制造；分析不完善的市場，考慮較快的產(chǎn)品降價；以合理的價格獲得核心部件；哪種零件須進行翻新；從毛坯再制造開始，根據(jù)產(chǎn)品整個預(yù)期生命周期所承擔(dān)的費用，確定產(chǎn)品的價格以獲利最大等。∨∧7.5.2再制造工程的基本原理（3）再制造模式中的產(chǎn)品回收途徑

現(xiàn)有產(chǎn)品的分銷系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化為“雙行道”，同時進行產(chǎn)品的回收，提高消費者的回購率，使再制造商從中獲利?！拧?.5.2再制造工程的基本原理（4）再制造的設(shè)計技術(shù)

在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，影響再制造設(shè)計的因素很多，要改善再制造設(shè)