綠色節(jié)能理念在機械設計制造中的應用分析

慕永成

濟南大學泉城學院，山東濟南 265600

綠色節(jié)能理念在機械設計制造中的應用分析

慕永成

濟南大學泉城學院，山東濟南 265600

隨著我國科學技術的不斷完善與發(fā)展，機械設計與制造在實際生產(chǎn)過程中也相應的獲得了改善與創(chuàng)新，為滿足不同客戶的需要，制造企業(yè)需要在競爭過程中不斷進行自我完善與提高，以此保證產(chǎn)品的質量。隨著人們節(jié)能意識的不斷增強，我國應積極的倡導節(jié)能理念，并且逐步的擴大節(jié)能的使用范圍，在當前的機械設計制造中，加深綠色節(jié)能技術的運用，促進能源可持續(xù)利用。

綠色節(jié)能理念；機械設計；制造

由于全國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴重，能源緊缺已經(jīng)成為了一個國際性的大問題，隨著我國工業(yè)化程度的不斷提高，機械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，機械設計制造的過程中的能源消耗是非常巨大的。為了解決能源危機問題，機械設計制造行業(yè)對于加強綠色制造技術研究的重視度也越來越高。傳統(tǒng)的機械設計制造過程中并沒有融入環(huán)保意識，不僅浪費了大量的資源，在后期的機械產(chǎn)品的處理上也對環(huán)境造成了巨大的危害，制約了機械制造業(yè)的發(fā)展。

1 綠色節(jié)能在機械設計制造中應用的現(xiàn)實意義

能源相當于一個國家的命脈，對國家的經(jīng)濟發(fā)展、提高人們的生活質量、改善人們的生活環(huán)境有著非常重要的作用。在我國經(jīng)濟發(fā)展的今天，能源也在快速的消耗著，對我國的未來經(jīng)濟形勢造成嚴重的阻礙。因此，我國應積極的倡導節(jié)能理念，并且逐步的擴大節(jié)能的使用范圍，在當前的機械制造設計中，加深綠色節(jié)能技術的運用，不僅控制了能源的消耗，保護了生態(tài)環(huán)境，還對我國的社會經(jīng)濟發(fā)展提供了強大的動力支持，促進能源可持續(xù)利用。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國工業(yè)化水平也在不斷提高，我國機械制造產(chǎn)品的數(shù)量也在快速地增高。雖然我國工業(yè)化的整體水平在不斷提高，然而卻沒有保證在工業(yè)發(fā)展過程中減少能源消耗，能源短缺已經(jīng)是全球需要共同面對的國際性問題了。在傳統(tǒng)的機械設計理念中，在機械產(chǎn)品的設計和開發(fā)的過程中，所有機械產(chǎn)品的設計和制造都是應該在市場需求的基礎上進行的，并且要根據(jù)市場的需求進行反復的修改，在這個過程中，會導致產(chǎn)品的設計制造周期延長，并且產(chǎn)品較難回收，一些產(chǎn)品在報廢之后甚至是無法回收的，不僅造成了能源的浪費，還會對環(huán)境造成污染。綠色節(jié)能理念又稱為“生態(tài)設計”以及“環(huán)境意識設計”，綠色設計的特點就是可以節(jié)省原材料，不僅減少了能源的消耗，還可以使設計制造過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢料減少，從而減少對環(huán)境的污染，不僅符合可持續(xù)發(fā)展的設計理念，同時還能實現(xiàn)企業(yè)的最大利潤化和社會價值。如下表1，是機械產(chǎn)品制造過程中水污染分析表，在傳統(tǒng)的機械制造過程中，會產(chǎn)生大量的揮發(fā)物、氯化物、懸浮物以及石油類物質，對環(huán)境造成巨大的污染。為了減少機械設計制造過程中對環(huán)境的污染，需要將綠色節(jié)能的理念運用到機械設計制造的過程中。

表1　機械制造過程中水污染分析表

2 目前機械設計制造中綠色節(jié)能理念的限制因素

當前，很多的機械制造設計中的工作人員沒有對設計節(jié)能的的問題進行研究，僅僅只是憑著自己的工作經(jīng)驗來進行設計和制造，更多的是為了滿足客戶的需求，而并沒有從環(huán)境的角度以及能源的角度來進行設計。這樣一來雖然對機械設計制造的本身以及人們的生活、工作沒有什么影響，但是卻嚴重的加快了我國的能源消耗，不利于我國的綠色節(jié)能理念的運用。另外一方面就是，當前的廣大人民群眾對能源緊缺的問題沒有一個明確的認識，甚至很多的企業(yè)、事業(yè)單位也沒有意識到缺乏能源的重要性［1］。然而在現(xiàn)實生活中，政府對節(jié)能環(huán)保的執(zhí)行力度不夠，人們的節(jié)能意識不強，導致很多人在生活中嚴重浪費資源。雖然我國是領土大國，同時也是資源大國，但是相對來說我國的人均資源卻是非常的稀少。所以在進行機械產(chǎn)品的設計制造的過程中需要充分的考慮綠色環(huán)保的節(jié)能理念，采取積極有效的方法，實行節(jié)能措施。

2.1我國綠色機械設計制造體系不完善

與發(fā)達國家相比，我國綠色機械設計制造技術起步的比較晚，缺乏足夠的實際經(jīng)驗，在加上我國科學技術水平整體偏低，對于綠色機械產(chǎn)品無論是在硬件上還是軟件上的配置都不夠成熟，并沒有加強對技術的研究，所以我國對于綠色機械產(chǎn)品的評價水平也處在一個比較低的階段，其可靠性并不高。由于綠色機械設計制造的特殊性使得人們在設計的過程中過多的考慮機械產(chǎn)品的節(jié)能系統(tǒng)以及對機械產(chǎn)品的外觀設計，而忽略了機械產(chǎn)品種最基本也是最重要的作用與特點，那就是經(jīng)濟適用。這些原因都使得我國的機械設計制造處于一個發(fā)展比較低的水平。

2.2綠色機械產(chǎn)品的設計能力較低

對于機械產(chǎn)品的設計，很多設計師都缺乏綠色節(jié)能理念的專業(yè)知識，并不能系統(tǒng)的、標準的來進行設計，這樣設計出來的機械產(chǎn)品的綠色效應自然是得不到保障的。對綠色機械產(chǎn)品的一個完整的步驟首先應該是從市場調查開始的，由于市場經(jīng)濟的不斷改革，所有的生產(chǎn)設計都應該以市場的需求為主要目標，根據(jù)市場的需求來進行設計。一個完整的綠色機械產(chǎn)品的設計應該是一個完整的系統(tǒng)，但是很多設計師并沒有按照這一個完整的流程來進行設計和制造［2］。很多機械產(chǎn)品設計者雖然已經(jīng)積累了一些綠色設計的經(jīng)驗，但是卻沒有真正掌握節(jié)能環(huán)保的具體操作技能。綠色機械產(chǎn)品的設計制造技術是一項學科性很強的技術，并且它涉及到的領域也非常多，包括信息技術、市場營銷以及節(jié)能減排等多方面，但是設計師掌握的知識卻并沒有這么系統(tǒng)。

2.3沒有形成完整的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈

由于人們重視程度的不斷提高，在機械設計制造領域，我國對于綠色節(jié)能理念的理論知識已經(jīng)越來越成熟，技術方面也在不斷的進步，但是在實際的設計制造中卻并沒有將這些技術很好的運用。在我國，往往一個行業(yè)的發(fā)展會帶動很多行業(yè)的發(fā)展，從而又促進這一行業(yè)更好的發(fā)展。但是目前在我國并沒有形成一條綠色機械制造行業(yè)的完整經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，由于經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的不完整使得我國綠色機械行業(yè)的發(fā)展受到了嚴重的限制。

3 綠色節(jié)能理念在機械設計中的具體應用

3.1機械產(chǎn)品的綠色設計方案

機械設計的綠色節(jié)能理念的運用在機械產(chǎn)品的設計方案中具有非常重要的作用，對綠色機械設計來說，最重要的就是要將綠色設計的理念融入到產(chǎn)品的設計中來，在先進的設計理念和設計技術的基礎上來進行機械產(chǎn)品的設計，從而實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的最終目的。機械產(chǎn)品的綠色設計方案的設計是一個綜合性很強的工程，不僅僅要考慮機械產(chǎn)品的實用性，使之滿足市場需求，同時還應該考慮設計方案的經(jīng)濟性和環(huán)保性，減少對環(huán)境的污染。在設計機械產(chǎn)品的綠色設計方案時，首先應該考慮的就是綠色機械產(chǎn)品的成本，也就是綠色機械產(chǎn)品的經(jīng)濟性［3］。機械產(chǎn)品在制造的初期就要做出合理的設計，要充分考慮產(chǎn)品的回收和再利用，尤其是再利用的成本和污染物的處理等。其次就是綠色機械產(chǎn)品的再利用和可拆裝性的設計分析。將綠色理念運用到機械產(chǎn)品的可拆裝設計中，使機械的可拆裝性得到了很大的改善，不僅僅可以減少機械制造的成本，還可以減少資源的浪費。對于機械產(chǎn)品的可回收性，將綠色設計理念運用其中，可以充分利用可利用的資源［4］。最后，就是要建立完善的綠色機械設計的數(shù)據(jù)庫，只有建立完善的數(shù)據(jù)庫才能夠充分的掌控機械產(chǎn)品設計制造過程中的數(shù)據(jù)。在綠色數(shù)據(jù)庫中，機械設計人員可以將設計中需要的數(shù)據(jù)都拷貝下來，并進行系統(tǒng)化的存儲和分析，將相關的開支以及資源的使用都用數(shù)據(jù)庫的形式展現(xiàn)出來，并在此基礎上進行綠色設計。

3.2材料選擇中綠色節(jié)能理念的應用

在機械綠色設計制造的過程中，材料的選用也是非常重要的，在選擇材料的時候首先要考慮的就是材料的環(huán)保性和健康性。在傳統(tǒng)的設計制造過程中，在選擇材料的時候往往過度重視產(chǎn)品設計過程中的工藝性能和環(huán)境的屬性，而對機械產(chǎn)品的安全性卻沒有引起足夠的重視。機械產(chǎn)品在設計和制造的過程中，常常會使用一些含有特殊物質的化學材料例如含有汞、鉛等有害物質的材料，如果選擇這些材料進行機械產(chǎn)品的設計和制造就會對環(huán)境造成很大的危害，甚至還會危害人們的生命安全。所以在材料的選擇過程中，一定要充分利用節(jié)能綠色理念，選擇符合設計性能的材料，并且材料的形狀和結構都具有可用性，保障產(chǎn)品在成型之后可以和相關的工藝有所聯(lián)系［5］。其次，機械材料的選擇還應該滿足機械產(chǎn)品的設計制造條件，材料要根據(jù)機械產(chǎn)品最后的高溫性能以及耐腐蝕性能等，避免有毒材料的使用。最后，應該加強對綠色材料的管理，仔細審核綠色材料的性能，根據(jù)材料的性能和用途進行分類標注，及時回收設計制造過程中副產(chǎn)品以及廢棄物，并將其充分利用起來。

3.3機械制造過程中綠色節(jié)能理念的應用

在機械設計之后就是機械制造了，在機械制造的過程中，應該從機械產(chǎn)品的整體過程對綠色制造模式以及資源的利用進行考慮。綠色制造的最終目的就是使機械產(chǎn)品在整個制造過程以及使用周期內可以產(chǎn)生最小的不利影響，并且要最大程度利用資源，減少資源的浪費。將綠色節(jié)能理念運用到機械制造過程中，就是在保障機械產(chǎn)品質量的同時應該盡可能的降低成本，并且要不斷提高機械產(chǎn)品功能的可靠性，使機械產(chǎn)品的各方面都要得到標準［6］。

4 結論

現(xiàn)階段，能源危機的問題日益嚴峻。因此，在機械產(chǎn)品的設計制造中，要將綠色節(jié)能理念融入其中，加大節(jié)能技術的使用，同時加快科研的研究速度，減少機械產(chǎn)品的設計制造成本，做到資源的最大利用以及回收的最大化，減少對環(huán)境的污染，最大限度的滿足當前人們對機械產(chǎn)品的需求，從而促進機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］章志榮，蘇純.面向綠色制造的典型機械產(chǎn)品并行設計系統(tǒng)關鍵技術研究［J］.軟件導刊，2011，56（12）：32-34.

［2］吳紅.論機械設計中的綠色思維—綠色設計及其在機械設計中的運用［J］.蕪湖職業(yè)技術學院學報，2011，78（01）：67-68.

［3］肖壽仁，周永勝，胡茶根，等.機械產(chǎn)品綠色制造技術的應用分析［J］.鑄造技術，2010，34（33）：09-10.

［4］黃海龍，曹新聞.淺談“低碳”時代下機械產(chǎn)品的綠色化［J］.裝備制造技術，2011，45（05）：32-33.

［5］韓軍霞.機械制造過程中綠色制造技術的應用［J］.科技資訊，2011，54（36）：76-80.

［6］鐘丹丹，余開朝.機械產(chǎn)品的綠色創(chuàng)新設計［J］.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，76（06）：25-26.

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A

1674-6708（2015）147-0073-02

慕永成，工程師，研究方向：機械設計及自動化