淺談機械設(shè)計制造中的綠色理念

杜宇鴻

湖北大學(xué)知行學(xué)院 湖北省武漢市 430011

所謂的綠色實際上是新時代企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。在市場經(jīng)濟利益的誘惑下，為了獲得經(jīng)濟利益，許多公司選擇性地忽視了社會利益，而以能源來換取經(jīng)濟利益，使得環(huán)境污染日益嚴重，更加嚴重的是能源開始變得緊張，因此，從某種意義上說，綠色發(fā)展模式是適應(yīng)社會轉(zhuǎn)型時期的發(fā)展戰(zhàn)略，是時代發(fā)展的必然要求。傳統(tǒng)的機械設(shè)計環(huán)節(jié)很容易受到技術(shù)和設(shè)計概念的影響，導(dǎo)致所涉及的機械制造過程中嚴重缺乏環(huán)保意識[1]。在這種情況下，不僅容易造成資源浪費，而且嚴重影響社會的可持續(xù)發(fā)展，并產(chǎn)生大量工業(yè)廢物也給環(huán)境帶來了巨大壓力。隨著生活節(jié)奏的越來越快，人們對生活的追求不僅滿足于物質(zhì)享受，而且關(guān)注社會的可持續(xù)發(fā)展。作為中國社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)業(yè)的支柱，機械制造業(yè)的發(fā)展不僅與社會經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，而且與社會轉(zhuǎn)型息息相關(guān)。為了機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須引入先進的生態(tài)和科學(xué)觀念，以有效地改善其經(jīng)濟和社會效益，并使之與時俱進。

1 綠色設(shè)計理念概念

1.1 基本含義

機械制造的興起對社會的發(fā)展有很大的影響，不僅在某種程度上釋放了生產(chǎn)力，而且提高了生產(chǎn)效率。機械設(shè)計是機械生產(chǎn)的第一步，設(shè)計水平將直接決定機器的性能，主要根據(jù)產(chǎn)品的要求，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，組成材料和其他方面進行精確的分析和計算，生產(chǎn)滿足實際生產(chǎn)需求的機械產(chǎn)品。所謂的綠色設(shè)計，實際上也可稱之為生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、環(huán)境意識設(shè)計[2]。

生態(tài)設(shè)計概念的存在不是著眼于產(chǎn)品的即時效果，而是著眼于未來產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展。因此，對于機械設(shè)計，結(jié)合綠色設(shè)計理念也是一種實施過程，可以促進高效，可回收和無浪費產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)?？梢钥闯?，綠色設(shè)計的核心內(nèi)容實際上是減少損失，減少生產(chǎn)過程中對周圍環(huán)境的污染，提高產(chǎn)品的回收利用率的過程。

1.2 特點分析

環(huán)保性：首先，將生態(tài)概念納入機械設(shè)計和制造的關(guān)鍵是堅持環(huán)境保護原則。只有考慮到環(huán)境的協(xié)調(diào)，將生態(tài)和環(huán)境問題與生產(chǎn)問題結(jié)合起來，我們才能有效的節(jié)能，并可減少能耗和環(huán)境污染。

經(jīng)濟性：根據(jù)輸入和輸出之間的關(guān)系，可以有效地提高資源利用率，無疑將更有利于成本控制，從而可以提高機械制造的經(jīng)濟效益?？梢钥闯?，對于綠色概念的應(yīng)用，經(jīng)濟是一個不可忽視的重要特征。

2 機械設(shè)計制造中的綠色理念

綠色理念不僅是企業(yè)順應(yīng)時代發(fā)展的必然要求，也是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。對于解放勞動的機械設(shè)計制造行業(yè)，其目的是提高生產(chǎn)效率，加快生產(chǎn)發(fā)展。在提高生產(chǎn)速度的過程中引入綠色概念是保證質(zhì)量，減少資源浪費，保證發(fā)展速度的重要措施。在分析制造業(yè)的制造過程時，可以看出制造業(yè)是一個相對高耗能的產(chǎn)業(yè)，大部分消耗不可再生資源，而自然資源并非取之不盡，用之不竭。為了經(jīng)濟的健康和可持續(xù)發(fā)展，我們必須從長期發(fā)展的角度考慮機械設(shè)計和制造業(yè)的發(fā)展，并納入生態(tài)理念。

綠色理念倡導(dǎo)：盡可能回收生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物和產(chǎn)品丟棄后的廢物，以完全避免浪費資源。傳統(tǒng)機械的制造側(cè)重于產(chǎn)品的生產(chǎn)，新發(fā)展時代背景下的綠色發(fā)展理念主要側(cè)重于資源節(jié)約和環(huán)境保護。

3 綠色理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

3.1 材料的選擇

在機械設(shè)計和制造中，為了更好地實現(xiàn)機械設(shè)計的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，在選擇材料時，必須選擇綠色生態(tài)且對人類和環(huán)境無害的材料?；谫|(zhì)量問題，我們可以生產(chǎn)更好的產(chǎn)品并在市場上獲得認可。總而言之，在選擇材料時，必須嚴格按照相關(guān)規(guī)定對材料的性能進行測試，以確保材料中不含有害物質(zhì)；其次，為了確保材料的質(zhì)量合格，并在機械設(shè)計和制造過程中使用的材料良好，對于某些可回收材料必須具有良好的回收利用能力，以節(jié)省材料并實現(xiàn)真正的生態(tài)發(fā)展。

3.2 綠色設(shè)計

對于當前的機械產(chǎn)品設(shè)計，綠色設(shè)計的概念根本沒有引起足夠的重視。設(shè)計師在設(shè)計產(chǎn)品時會遵循傳統(tǒng)的設(shè)計方法和概念，從而產(chǎn)生綠色的產(chǎn)品。出于這個原因，在機械產(chǎn)品的設(shè)計中，設(shè)計師必須保持生態(tài)設(shè)計的理念，并將其有效應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計中。

首先，在產(chǎn)品設(shè)計中，我們不僅要考慮產(chǎn)品的環(huán)境因素，還要考慮產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，不斷提高產(chǎn)品使用效率，減少資源和能源消耗。其次，機械產(chǎn)品的拆卸是重要的過程，使用傳統(tǒng)設(shè)計方法的機械產(chǎn)品不可避免地會在拆卸過程中對其組件造成一些損壞。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計中，對于產(chǎn)品的拆卸，必須在整個拆卸過程中考慮產(chǎn)品各部分的完整性，確保零件的回收，從而減少資源浪費。另外，在綠色概念中，回收具有重要的戰(zhàn)略意義，可以節(jié)省能源消耗并減少不必要的浪費。但是，就目前的機械產(chǎn)品而言，盡管許多產(chǎn)品可以回收利用，但它們常常被忽略，因此，在產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計人員還必須注意產(chǎn)品回收利用，從而提高可回收性。

3.3 可回收性設(shè)計

產(chǎn)品回收是設(shè)計和制造機械時必須考慮的問題，更新產(chǎn)品后，將不可避免地面臨回收問題。這時，應(yīng)該從產(chǎn)品的每個部分開始，考慮可以回收的材料的成本，并考慮與回收相關(guān)的特定過程和方法。在機械的設(shè)計和制造中，將盡可能地利用產(chǎn)品不同零件和材料的有效價值，并減少回收過程中可能造成的環(huán)境污染。

3.4 配套措施

首先，政府部門應(yīng)制定切實可行的政策，以支持綠色機械的設(shè)計并推廣綠色設(shè)計理念；其次，要加大對綠色設(shè)計技術(shù)研發(fā)的投入，采取校企合作模式，促進有效提高綠色設(shè)計技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化效率，并進行生態(tài)理念在機械設(shè)計和制造中的積極作用。機械制造公司必須充分了解綠色概念的重要性，才能最大程度地發(fā)揮綠色概念的作用；最后，有關(guān)部門必須根據(jù)綠色設(shè)計技術(shù)的特點制定和完善推廣和應(yīng)用策略，以發(fā)揮生態(tài)設(shè)計理念在社會經(jīng)濟發(fā)展中的積極作用，確保穩(wěn)定發(fā)展。長期從事機械設(shè)計和制造行業(yè)[3]。

3.5 機械設(shè)計的綠色理念應(yīng)用

從當前的角度來看，生態(tài)設(shè)計概念在機械設(shè)計和制造領(lǐng)域的應(yīng)用包括幾種形式，但是大多數(shù)生態(tài)設(shè)計解決方案主要集中在三個不同方面：拆卸設(shè)計，模塊化設(shè)計和生命周期設(shè)計。（1）拆卸設(shè)計是指在遵守一定法律的前提下進行拆卸，目的是在確保產(chǎn)品功能不受影響的情況下進行產(chǎn)品的維護和重復(fù)使用；（2）模塊化設(shè)計是指將不同的產(chǎn)品模塊重組以形成一個新系統(tǒng)。通過充分考慮產(chǎn)品的功能和模塊設(shè)計，可以回收和再利用零部件，從而更好地促進產(chǎn)品更新；（3）生命周期設(shè)計涉及的因素是產(chǎn)品性能，成本和環(huán)境保護，主要包括諸如產(chǎn)品回收/再利用成本，污染物處理以及產(chǎn)品更換。生命周期設(shè)計首先需要建立一個綠色的機器設(shè)計數(shù)據(jù)庫，并在設(shè)計和制造過程中存儲所有數(shù)據(jù)，這將有助于將來使用該設(shè)計數(shù)據(jù)，其次，從理論上講，它可以為綠色設(shè)計提供支持[4]。

社會各界也必須認識和理解綠色設(shè)計的概念，并支持綠色設(shè)計的概念在機械設(shè)計和制造中的應(yīng)用。生態(tài)設(shè)計理念與機械設(shè)計與制造的結(jié)合，不僅需要某些方法和技術(shù)，而且還需要人們在政策，措施和人才方面的大力支持。（1）政府應(yīng)根據(jù)政策措施，支持生態(tài)設(shè)計理念在機械設(shè)計和制造領(lǐng)域的應(yīng)用，引導(dǎo)公民樹立環(huán)境保護的生態(tài)意識并監(jiān)督環(huán)境保護過程。（2）需要更新設(shè)計概念和創(chuàng)新技術(shù)，以使綠色機械設(shè)計解決方案更好。（3）重視培養(yǎng)生態(tài)設(shè)計人才，提高設(shè)計師的整體素質(zhì)，樹立生態(tài)設(shè)計理念，促進生態(tài)理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用。

4 結(jié)語

作為中國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要支柱，機械制造業(yè)在中國經(jīng)濟發(fā)展中具有關(guān)鍵作用。目前，只有堅持綠色可持續(xù)發(fā)展的理念，加強綠色原材料在制造業(yè)中的應(yīng)用，增強與綠色制造業(yè)相關(guān)的人才和儲備，才能不斷提高企業(yè)的核心競爭力。