新時期機械設(shè)計與制造中的綠色設(shè)計法探析

Summary：在工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)能夠有效地減少資源消耗，因此，在未來機械生產(chǎn)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(xiàn)工業(yè)發(fā)展的環(huán)保要求。把綠色設(shè)計理念在機械工程的發(fā)展中進行有效地運用，能夠更好地滿足社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展，為未來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供有利條件。Keys：機械設(shè)計；制造；綠色設(shè)計法；應(yīng)用1、綠色設(shè)計法概述綠色設(shè)計主要關(guān)注的是在產(chǎn)品設(shè)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(shè)計的理念必須遵循在設(shè)計產(chǎn)品時降低成本的原則，在確保產(chǎn)品質(zhì)量和運營以及服務(wù)化的延伸模式的基礎(chǔ)上，盡可能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品的使用壽命，盡可能減少產(chǎn)品的使用次數(shù)，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色設(shè)計理念的基本目標。綠色設(shè)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(yīng)采取切實措施減少機械制造過程中產(chǎn)生的污染物對環(huán)境的影響。綠色概念在機械設(shè)計和制造中的引入和應(yīng)用提供了減少影響的建議，并充分考慮了成本、生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量等因素。機械設(shè)計與生產(chǎn)同綠色理念的緊密結(jié)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(chǎn)品的回收利用。將綠色理念應(yīng)用于機械產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)，不僅可以回收產(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)成本降至最低。因此，綠色設(shè)計的概念應(yīng)與設(shè)計和機械工程緊密聯(lián)系，以有效降低機械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。2、綠色設(shè)計在機械設(shè)計制造中應(yīng)用的必要性2.1有效降低能耗材料是機械制造及自動化生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，機械制造過程中會消耗大量的金屬材料，但很多金屬材料屬于稀有資源，若長期使用會導(dǎo)致資源數(shù)量大幅度減少，對環(huán)境穩(wěn)定等方面會產(chǎn)生不利影響。而應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，能夠加強注重原材料的參數(shù)性能，將具有環(huán)保性的材料代替相關(guān)原材料，不僅能夠保證機械制造質(zhì)量，還能有效降低能耗，減少資源的損失和浪費，提高機械制造業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的可行性和穩(wěn)定性。2.2符合機械行業(yè)發(fā)展的需要隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，機械設(shè)備的應(yīng)用率越來越高，為進一步促進工業(yè)的發(fā)展，必須要深入推廣綠色設(shè)計，進而改善傳統(tǒng)能源消耗以及浪費的情況，對于傳統(tǒng)式的機械設(shè)計方式要進行優(yōu)化，倘若存在過于消耗資源的設(shè)計方式要做好改良。例如：在進行機械設(shè)備的內(nèi)燃機設(shè)計時，經(jīng)常出現(xiàn)柴油燃燒不充分導(dǎo)致浪費的情況，并在運行過程中產(chǎn)生的大量濃煙對外界環(huán)境造成污染。因此，可以應(yīng)用綠色設(shè)計法，在對內(nèi)燃機設(shè)計時，在機動車的油箱輸油管道外部安裝電熱設(shè)備，并使用材料將其包裹好，或者是在機動車內(nèi)部安裝環(huán)保型的節(jié)油設(shè)備，綠色設(shè)計法的投入應(yīng)用，不僅能夠有效地改善柴油分子霧化不良的情況，還滿足了機械行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的需要。2.3生態(tài)保護的需要使用綠色設(shè)計法是現(xiàn)代化機械設(shè)計制造的總體要求，由于工業(yè)發(fā)展迅猛，過度的商業(yè)化也導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)生了大量的固體廢料、水污染等情況，對生態(tài)造成了一定程度的破壞。但是使用綠色設(shè)計法能夠規(guī)避這一系列的情況。當一件機械產(chǎn)品被定義后，就會投入生產(chǎn)、使用，當其價值利用完畢就會進行回收，二次加工再利用，每一個階段都需要深入貫徹綠色設(shè)計的理念，這樣才能更好地促進工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并起到保護環(huán)境的作用。3、機械設(shè)計與制造中綠色設(shè)計法的具體應(yīng)用3.1選擇綠色原材料面對復(fù)雜的原材料，設(shè)計師在機械設(shè)計和制造過程中應(yīng)從環(huán)保的角度進行選擇。一方面，環(huán)保材料更具性價比，可以節(jié)約成本和資源；另一方面，環(huán)保材料更安全、更環(huán)保，可以避免材料在機械設(shè)計和制造過程中對環(huán)境造成污染的負面影響。如果在機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造中使用含鉛、汞的材料，不僅會在后期回收利用，還會對環(huán)境造成危害。因此，機械設(shè)計制造人員必須遵循綠色設(shè)計方法，機械設(shè)計制造工作中選用的材料應(yīng)遵循綠色標準要求，危害較小的材料，如降解材料和可回收材料，應(yīng)盡可能在比較之下選擇。加強原材料和原材料的檢驗活動，避免在生產(chǎn)過程中混合不符合綠色標準的原材料，為原料設(shè)計提供機械設(shè)計和制造的綠色基礎(chǔ)。3.2可拆卸產(chǎn)品設(shè)計對于已經(jīng)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(chǎn)品不能進行拆卸，這些零件資源很容易出現(xiàn)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(shè)計的理念，對產(chǎn)品進行可拆卸設(shè)計。產(chǎn)品具備了拆卸功能，不僅能夠?qū)Y源進行有效地利用，而且也極大地提升了產(chǎn)品運輸?shù)谋憷?。同時，在可拆卸設(shè)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(chǎn)品的裝配，還應(yīng)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(shè)計人員必須選擇最佳可拆卸設(shè)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。3.3機械界面系統(tǒng)綠色設(shè)計現(xiàn)階段，機械產(chǎn)品正在逐漸朝向現(xiàn)代化和綠色化的方向建設(shè)和發(fā)展，人機互動開始顯著增強，因而推進對界面的優(yōu)化和設(shè)計，這對于促進綠色環(huán)保性能的提升而言意義非凡。首先，在開展設(shè)計工作的過程中，設(shè)計人員需要全方位地了解和認識到用戶的使用環(huán)境、使用特征及使用心理，從成本耗費角度以及消費者的需求角度著手，盡可能地降低用戶因為對界面操作不熟悉的問題的存在而影響到操作的準確性，減少機械產(chǎn)品出現(xiàn)問題和故障的概率。其次，針對產(chǎn)品的每個環(huán)節(jié)的設(shè)計需要充分考量到用戶的使用習慣需求，特別是需要結(jié)合用戶的個性化需要，設(shè)計具體的、符合需要的操作桿控制器以及停止鍵等。通過此種方式有效減少用戶在特殊情況下需要耗費的反應(yīng)時間，更為有效地實現(xiàn)對機器的操作質(zhì)量和操作效率的管控，同時通過此種數(shù)字化控制方法，為用戶的正常擴展提供必要的支撐作用，降低后續(xù)重新購置機械設(shè)備所需要投入的高額經(jīng)濟成本，促進單一設(shè)備全生命周期的提升。3.4優(yōu)化加工工藝，提高節(jié)能效率優(yōu)化加工技術(shù)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(chǎn)過程中，為了更好地符合環(huán)保節(jié)能理念，應(yīng)該限制使用低成本、污染性方面的生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計對機械制造和生產(chǎn)自動化有比較大的影響，因此，在生產(chǎn)過程中，有必要明確生產(chǎn)線的實際狀況。較短的生產(chǎn)線使實際生產(chǎn)結(jié)構(gòu)相對簡單，造成了生產(chǎn)過程中的能量損失和一些資源的浪費。然而，設(shè)計理念的不靈活往往導(dǎo)致資源的流失和整個生產(chǎn)過程的高成本。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須充分考慮實際工作的要求，對設(shè)計理念進行調(diào)整，結(jié)合生產(chǎn)自動化和生產(chǎn)節(jié)能的理念，改變原有的生產(chǎn)方式，將更好地推動機械制造和自動化的發(fā)展。結(jié)束語：總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場對機械產(chǎn)品的需求量越來越大。新時期機械設(shè)計制造業(yè)的綠色設(shè)計應(yīng)以節(jié)能環(huán)保為重點，充分考慮環(huán)境屬性與產(chǎn)品設(shè)計屬性的關(guān)系，明確環(huán)保的設(shè)計理念，從而保證產(chǎn)品應(yīng)具有更加簡潔的設(shè)計，根據(jù)工作的要求，使用壽命和質(zhì)量的完善和產(chǎn)品的長期性。Reference：[1]劉飛，李雷霆，曹華軍.綠色制造的研究現(xiàn)狀及幾個戰(zhàn)略問題思考[C].//2004年中國機械工程學(xué)會年會論文集.:393-398.[2]斐恕.