《绿色设计与绿色制造》课程教学设计

戢磷

【摘要】随着绿色设计、制造与清洁化生产的新技术、新理论、新方法不断涌现，全面推行绿色制造，是“中国制造2025”的战略任务;强化产品全生命周期绿色管理，大力推行绿色设计，推广绿色制造技术、分享绿色设计案例。递进展开项目化教学设计，推广和应用光电、风电新能源技术。提倡绿色消费，即是指人类的消费活动无害于环境，即无污染或最小污染的消费。

【关键词】中国制造2025 绿色设计 绿色制造 绿色能源技术 绿色消费

绿色设计与绿色制造课程是按绿色设计与绿色制造理论、关键技术、相关环境管理体系标准和法规递进展开项目化教学设计。主要内容包括基于绿色制造的多生命周期工程、产品绿色设计技术、面向绿色制造的工艺规划与清洁化生产技术、面向绿色制造的材料选择技术、绿色包装技术、废旧产品回收与再制造技术。而绿色消费则要求改变原有消费观念，重构生态设计和制造，使用对环境有利或无害的绿色产品。

一、高职《绿色设计与绿色制造》课程描述

该课程是全面推行绿色设计、制造和消费，绿色设计是在理论与实践上都需要不断探索与完善，助力“中国制造2025”战略实施，推动绿色产业发展，探索中国制造业绿色转型升级的路径和模式，引领绿色消费理念和绿色生活模式。《绿色设计与绿色制造》课程可作为机械设计与制造专业及高职制造类选修课。

二、课程目标

通过本课程的学习，目标是使学生明确工业产品绿色设计与制造领域技术学习、实践与创新。推广绿色技术、分享绿色案例。

技能目标是学会使用节省资源的生产技术，面向环保的产品包装技术，产品可拆卸、可回收技术，推广和应用光电、风电新能源技术。

三、《绿色设计与绿色制造》学习项目教学设计

依据《绿色设计与绿色制造》对高职制造业人才培养要求，进行项目化课程内容设计。绿色设计是绿色产品开发的重要基础和手段，是按照全生命周期的理念，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源环境影响

《绿色设计与绿色制造》工作项目教学设计：

项目一：以任务驱动开展绿色设计理论与方法、拆卸设计理论教学和实训教学，工业产品的全生命周期绿色设计，重点进行汽车的全生命周期绿色设计。

教学要求：明确绿色设计理论与方法。明确拆卸操作安全技术规程和遵守使用规则，遵守安全文明生产，学会拆卸操作。

实训一：试拟定汽车拆卸和分类回收方案，学会汽车拆卸和分类回收操作。

对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究及应用，采取与公司合作，研究轿车的回收工程问题;与物资再生利用公司合作，探讨中国汽车销售、维修、二手车交易及回收利用一条龙管理模式的可行性。以汽车为对象，提供可回收、可拆卸成套技术，并与企业结合，建立汽车回收示范点。

实训二：工厂常见的废旧设备改造和利用，拆卸、回收旧机床。与企业结合选择若干典型产品，建立产品绿色制造及废旧设备拆卸回收示范点。

实训三：试进行废旧工业产品及家电拆卸操作。電视机、计算机设备、收音机、测量仪器拆卸操作。并与企业结合，建立旧工业产品及家电拆卸示范点。

实训教学的基本要求：学会工业产品的全生命周期绿色设计，汽车的全生命周期绿色设计。掌握旧工业产品拆卸操作方法。会应用节省资源的生产技术，面向环保的产品包装技术，产品可拆卸、可回收技术。

采用绿色制造能最大限度地减少对环境的负面影响，同时原材料和能源的利用效率能达到最高。促进绿色制造工艺和先进技术应用，从学生开始培养设计人员良好的环境意识，广泛采用无害化、标准化、模块化的零部件，充分考虑产品报废时的回收利用便利性，报废产品容易拆卸和分解，并可加以回收或再生。

项目二：推广光电、风电新等能源技术，促进绿色制造工艺和先进技术应用。学习应用绿色制造工艺、干式加工、工艺模拟和虚拟现实技术。

实训一：推广和应用光电、风电新能源技术，学会太阳能光电设备的制造、安装和维护，学习风电设备的制造、安装和维护技术。

实训二：绿色制造工艺的应用。成形制造技术正向净成形方向发展。成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等方面，精密成形或净成形（Net Shape Process）方向发展。采用工艺模拟技术，控制和保证热加工工件的质量。工艺模拟技术主要应用于热加工过程模拟，预测加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，从而能有效控制和保证加工工件的质量。

实训三：开展干式加工的应用。干式加工简化了工艺、减少成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。目前干式加工的主要应用领域是机械加工行业，如干切削加工、干磨削加工等。

项目三：养成绿色消费的习惯，养成购买绿色产品的习惯。

崇尚绿色消费。人们的吃、穿、住、用、行、游等消费活动都是在一定环境条件下进行的，但其消费对环境的污染最小化，购买环境无害产品是绿色消费的新动向，促进了绿色设计和制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形并利于资源的再生和回收。改进学生的生活方式，提高学生的生活质量，使之与环境承载能力相适应。综合利用是指按照资源的多种使用属性和功能加以利用，不要用其一点而不计其余，造成资源的浪费。

引导学生在日常消费中养成购买绿色产品的习惯，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。

通过本课程的学习，学生学习并掌握绿色设计理论与方法、拆卸设计、回收设计、产品包装设计，面向环境、面向能源、面向材料的绿色制造技术。会应用绿色制造的工艺规划与清洁化生产技术、面向绿色制造的材料选择技术、绿色包装技术、废旧产品回收与再制造技术、与绿色制造实施相关的环境管理体系标准和相关法规。

参考文献：

[1]刘光复，刘志超主编.绿色设计与绿色制造.机械工业出版社，2018.

[2]刘光复，刘志超主编.绿色设计.机械工业出版社，2017.

[3]赵汝嘉主编.先进制造系统导论.机械工业出版社，2018.