机械产品绿色设计理念

刘向丽，董峰

（1.山西大同大学教学实验与实训中心，山西 大同 037000；2.北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京 100013）

机械产品绿色设计理念

刘向丽1，董峰2

（1.山西大同大学教学实验与实训中心，山西 大同 037000；2.北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京 100013）

基于可持续发展的机械产品绿色设计理念是我们当代社会以及子孙后代赖以生存和发展的基础，本文围绕绿色设计理念的提出和其对现代机械产品设计的影响进行阐述，通过和传统设计理念比较，突出绿色设计理念的创新性和全面性等特点。

可持续发展；绿色设计；设计理念

目前，绿色设计及绿色制造的理念不仅仅是可持续发展对生态资源保护而提出的硬性要求，也因其能为国家经济谋取长久的利益而深入人心。人们希望借助绿色设计和绿色制造实现资源的重复利用、减少环境污染和生态破坏，这要求设计者和企业家在生产制造的设计阶段，就要考虑所设计产品对材料的再制造、资源的零浪费和环境的零污染等问题。基于可持续发展的机械产品绿色设计理念是我们当代社会以及子孙后代赖以生存和发展的基础。下面，主要从机械产品绿色设计的概念和绿色设计对现代机械产品设计影响的角度出发，探究绿色设计理念对机械产品设计过程的影响。

1 机械产品绿色设计的概念

在制造业大背景下，随着并行设计和再制造等概念的提出，机械产品绿色设计也逐渐成为国内众多学者关注和研究的重点。机械产品绿色设计主要是指针对产品生命周期的每一个环节，具体包括产品的设计、生产、使用、废弃和回收等五个环节，充分考虑产品的功能、寿命、环保、成本等经济属性和社会属性，在增加其使用价值的同时，将其对生态环境的破坏和资源利用的浪费减小至最低。总之，机械产品绿色设计是一种更全面、更经济、更先进和更生态的设计理念。

在以往的产品设计环节中，受产品的功能属性直接决定其经济价值和产品的质量直接决定其使用寿命等影响，设计者和企业家更加注重产品的功能、质量和成本，而容易忽视产品对资源的消耗和废弃后对环境的破坏。为了解决传统设计模式带来的种种问题，绿色设计应运而生。它从长远角度出发，在关注产品经济属性的同时，更加关注产品在生产、使用和废弃等环节中对资源的利用和环境的保护问题。当产品报废时，绿色设计不是简单的将其金属零件回炉冶炼，而是针对其各个零部件进行区别处理，实现在产品使用周期内零部件的再利用。此外，绿色设计对设计者和企业家提出了社会责任的要求，即要求他们在设计和生产的诸多环节中必须关注产品对资源和环境的影响。从通俗上来看，绿色设计是一种以最小的资源浪费和最少的生态破坏实现最多的经济利益，是传统设计的革命性升级与创新。

2 机械产品绿色设计理念的重要性

在全球经济建设飞快发展的今天，人类在共享工业革命创造的财富的同时，也自食着由于一味发展经济所造成的资源枯竭、环境污染和全球变暖等恶果。当这些问题严重威胁人类及子孙后代的生存和发展时，人类逐渐开始意识到经济、资源和环境的可持续发展是多么的重要。纵观人类经济文明的发展历史，可以清楚得看到，可持续发展计划是一项功在当代、惠及千秋后世的战略方针，其核心是以人为本，充分考虑子孙后代的生存空间和发展需求，构筑社会经济发展、资源利用和生态环境协调发展的道路。

作为人口总量占据世界人口 1/5，资源平均占有率不足世界平均水平 1/2的发展中国家，在相当长时间内处于社会主义初级阶段是我国的基本国情，切实以经济发展为目标导向依旧是我国制定各项国家大计所必须遵循的基本方针。但是，从实行改革开放使新中国发生翻天覆地的变化，到如今综合国力位居世界前列，我国在经济建设快速发展的同时，却忽略了经济建设与生态文明及资源利用的和谐发展，造成大量的生态破坏与资源浪费。当大量尾气和秸秆燃烧排放造成 PM2.5指数严重超标，当煤炭燃烧使得雾霾天气严重威胁到人们的出行，当工厂肆意排放污水导致我们的生活用水也间接受到严重污染时，政府和广大人民都深刻意识到只顾着发展经济所带来的危害。实践表明，经济的建设和发展需要以资源的循环利用和生态系统的良性发展为基础，而粗放型的经济发展模式势必会违背资源循环利用和生态良性发展的初衷。鉴于此，党中央提出了人与自然和谐发展的可持续发展观，这也就是要求我们国家和政府，企业家和普通人民在谋取经济利益的同时，担负起保护资源和生态环境的责任。

3 绿色设计理念在现代机械产品设计中的应用

先进的设计理念和设计方法可以指导实际生产，从而推动社会经济的发展。综观人类机械产品设计理念和产品设计技术的发展进程可以看出，设计理念的进步对产品设计和制造有着重要的影响。近代机械设计学方法的发展主要体现在“功能”思想、“人机学”思想和“工业设计”理念发展三个方面。设计方法服务于产品设计理念，正是因为这三个设计学理念的提出，才出现了后来的优化设计、计算机辅助设计和可靠性设计等设计方法。早期，人们更注重产品的功能属性，比如美国人麦尔斯认为，顾客购买的主要是产品的功能价值，而不是产品自身。这种功能思想逐渐被人们认可，设计人员在产品设计时主要通过变更设计原理及机械结构实现产品的功能化，因而拓展了机械设计原理和其结构的研究。随着“人机学”思想的提出，人们开始注重机器、人和环境的相互作用，这主要是因为以往的产品忽视了以人为本的核心设计理念，在产品使用过程造成操作困难，在废弃过程中造成环境污染。“人机学”的发展促使工作研究和测量方法的提出，这一过程更加以人为主体，侧重于机械产品操作的便捷性和操作环境的舒适性。随着物质生活水平的提高，人们追求更加美观时尚的产品，而“工业设计”理念的提出正是针对产品的外观属性进行进一步优化和改进，其设计的产品更能符合人们的审美标准，具备更加时尚的属性。

绿色设计理念和设计方法的发展时间虽然较短，还需要进一步完善，但是它弥补了传统设计方法的不足，让设计人员深刻意识到产品设计对资源利用和环境保护的重要性。绿色设计理念的提出是机械设计学发展史上的革命性飞跃，其主要体现为以下三个方面：

其一，首次从人类长远利益的角度出发，突出设计者、制造企业在人类社会资源保护和可持续发展等方面需要承担的责任。这就要求国家立法部门制定相关的法律法规，强调制造企业坚决执行如尾气、污水等排放的法律和法规，要求企业家在获取利润和实现企业自身利益的同时，考虑生产制造过程对环境和资源的影响，而不是对社会利益置若罔闻。资源枯竭和环境污染成为当今社会的突出问题，这不是某一个企业或行业的行为造成的，而是整个国家在长期发展过程中以牺牲环境和浪费资源造成的。绿色设计理念从思想道德层面约束设计者和制造企业，要求他们考虑子孙后代的生存空间和发展需求，走可持续发展道路。

其二，设计阶段是产品生产制造的首要环节，在传统的设计理念中，在很大程度上忽视生产制造对环境破坏和资源浪费等问题。和传统设计最主要的区别就是，绿色设计在产品设计、生产、使用、报废和回收的整个生命周期内，重点关注产品对社会经济长久发展的影响，综合考虑机械材料的选择、再利用和再回收。因此是传统设计理念的革命性创新和升级。

其三，在传统的产品报废和回收环节中，可能会对产品采取简单粗暴的处理方式，比如完全废弃搁置、全部回炉冶炼。可以说，中粗放式的处理方式不仅会造成环境的污染，也会导致资源的严重浪费。毋庸置疑，废弃的产品仍然包含可利用资源，比如废弃的机械机床中含有可以再利用的齿轮，刀架等。从这个角度出发，绿色设计理念更加重视对物理报废和性能报废的产品的回收和再利用。绿色设计在广泛采用系列化、模块化和标准化等现代设计技术的基础上，在产品的设计环节考虑其零部件的技术和结构的继承性。

4 结语

与传统的设计理念相比，绿色设计理念可谓是贯彻和落实可持续发展过程中取得的重要进步，是对传统设计理念突破性升级与创新。它面向整个产品生命周期，除了关注产品的功能属性，更加关注其社会属性，能够让制造企业以最小的资源浪费和最少的生态破坏实现最大的经济价值和社会价值。随着先进的设计理念和设计方法逐渐深入人心，其对机械产品设计和制造的影响也日渐凸显。绿色设计理念为绿色设计方法和绿色产品制造提供了坚实的理论基础，相信绿色产品设计一定能成为主流的设计方法，进而为人类创造美好幸福的明天。

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1671-0711（2017）07（下）-0206-02