綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的滲透分析 Permeation Analysis of Green Concept in Mechanical Design and Manufacture

李新亭 LI Xin-ting

摘要： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與工業(yè)有著緊密的關(guān)聯(lián)，決定著工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。工業(yè)化生產(chǎn)在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定的污染和破壞。因此，將綠色理念滲透到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，使工業(yè)生產(chǎn)從源頭減少生產(chǎn)污染，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的壽命。本文主要闡述了綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要性以及在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，希望能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)提供參考意義。

Abstract： Mechanical design and manufacturing are closely related to industry， which determines the quality and efficiency of industrial production. While industrialized production has brought economic benefits， it has also caused certain pollution and damage to the ecological environment. Therefore， the green concept is penetrated into the mechanical design and manufacturing， so that industrial production can reduce production pollution from the source， thereby improving production efficiency and product life. This article mainly elaborates the importance of the green concept in mechanical design and manufacturing and its application in mechanical design and manufacturing， hoping to provide reference for the mechanical design and manufacturing industry.

關(guān)鍵詞： 綠色理念;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;滲透

Key words： green concept;mechanical design and manufacturing;penetration

中圖分類號(hào)：TH161+.21? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）22-0170-02

0? 引言

在人們的日常生產(chǎn)生活中，可持續(xù)化與綠色健康理念深入人心，因此，人們將綠色理念帶入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以在建設(shè)發(fā)展的同時(shí)保持生態(tài)環(huán)境，改變傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)帶來(lái)的弊端，堅(jiān)持可持續(xù)化發(fā)展理念。

1? 綠色理念機(jī)械設(shè)計(jì)制造概述

綠色理念的機(jī)械設(shè)計(jì)制造是指在產(chǎn)品制造前期、中期、后期都著重考慮產(chǎn)品所產(chǎn)生的污染與破壞，并將可回收、重復(fù)利用的可持續(xù)發(fā)展元素融入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。在滿足以上條件的前提下要保證產(chǎn)品的性價(jià)比、功能、經(jīng)濟(jì)效益、壽命等。因此，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)理念要滿足二次利用、節(jié)約資源、循環(huán)回收三個(gè)要素，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造的綠色理念要從材料、機(jī)械設(shè)計(jì)架構(gòu)、能源消耗、制造流程等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行滲透融合[1]。

2? 內(nèi)燃機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀

目前我國(guó)內(nèi)燃機(jī)缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且注重柴油內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)，致使我國(guó)普通家用汽車汽油機(jī)整體實(shí)力不行缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。其次，柴油內(nèi)燃機(jī)致使環(huán)境保護(hù)壓力增大，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明柴油內(nèi)燃機(jī)造成的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⑽⒘Ｅ欧旁谝苿?dòng)排放源高達(dá)61%，這對(duì)環(huán)境保護(hù)造成巨大壓力。此外，內(nèi)燃機(jī)消耗能源較多，且多數(shù)能源為不可再生能源，其中汽油柴油的消耗占據(jù)我國(guó)石油消耗的總量的50%。

3? 綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用價(jià)值

人、自然、環(huán)境與外在事物在綠色理念的作用下，必須保持健康統(tǒng)一的生態(tài)平衡。這種觀念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中同樣適用，綠色機(jī)械設(shè)計(jì)需要在原材料、人員、生態(tài)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造等多方面保證可持續(xù)化的發(fā)展理念。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員需要運(yùn)用各種先進(jìn)的科技技術(shù)，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行全方位的優(yōu)化，使其更加突出可持續(xù)的綠色理念。這種機(jī)制設(shè)計(jì)制造理念對(duì)生態(tài)、環(huán)境、能源等諸多方面都有益處，此外，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)在不同國(guó)家各不相同，比如德國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造注重嚴(yán)謹(jǐn)性，美國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造注重經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)要全方面考慮，其中包括產(chǎn)品的市場(chǎng)、性價(jià)比、功能、經(jīng)濟(jì)效益、可回收與重復(fù)利用等諸多方面。因此，想要機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)呈現(xiàn)出綠色生機(jī)，必須結(jié)合環(huán)保技術(shù)與節(jié)能技術(shù)，從而提高機(jī)械的能源的利用率，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展[2]。

4? 綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的重要性

4.1 強(qiáng)化深入滲透? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的核心是設(shè)計(jì)，同時(shí)也是機(jī)械行業(yè)的靈魂所在。為了保證機(jī)械產(chǎn)品的正常使用，機(jī)械產(chǎn)品在制造之前要有完美的設(shè)計(jì)架構(gòu)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參數(shù)、一體化的設(shè)計(jì)風(fēng)格，這樣才能使機(jī)械產(chǎn)品達(dá)到應(yīng)有的價(jià)值。此外，要將綠色設(shè)計(jì)理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)之中，使機(jī)械產(chǎn)品在使用的同時(shí)能有效達(dá)到國(guó)家環(huán)保政策中的相關(guān)要求，從而產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，并促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展。其次，將綠色設(shè)計(jì)理念落實(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，必須保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造的使用性能，從而完成綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的環(huán)保性[3]。

4.2 強(qiáng)化綠色設(shè)計(jì)理念? 將綠色理念運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，并非做表面功夫，也不是為了應(yīng)付國(guó)家政策的手段，而是一項(xiàng)長(zhǎng)期的生態(tài)保護(hù)工作。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作者應(yīng)該發(fā)揮出創(chuàng)新精神，運(yùn)用先進(jìn)的科技手段將綠色理念融入到機(jī)械行業(yè)，進(jìn)而有效地保障機(jī)械的正常使用性能和節(jié)能環(huán)保性能，從而推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)逐漸邁向環(huán)保與高效的發(fā)展方向[4]。

5? 綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的滲透

5.1 材料選取

綠色理念應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)該從源頭開(kāi)始，即材料的選取，在選取材料時(shí)要考慮從環(huán)保、無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)、性能等4個(gè)方面入手，避免材料對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造的材料一般含有重金屬，重金屬的使用與回收階段會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅，還會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，回收成本過(guò)大，難以循環(huán)利用，并且不能進(jìn)行自然分解處理。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造要從源頭上防止污染，使材料具有無(wú)污染、可回收、循環(huán)利用、經(jīng)濟(jì)適用等特性，在經(jīng)濟(jì)預(yù)算允許的范圍內(nèi)選用對(duì)人體無(wú)害的材料。與此同時(shí)，對(duì)采購(gòu)材料進(jìn)行定期的管理和維護(hù)，建立材料動(dòng)態(tài)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)，安排專業(yè)人員對(duì)材料的性能進(jìn)行測(cè)試，最重要的是要有針對(duì)性回收廢棄材料，盡量做到二次利用。

5.2 合理科學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)方案

綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)中分為以下幾類：局部零件設(shè)計(jì)、可拆卸回收設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)、產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)。局部零件綠色設(shè)計(jì)理念主要以靈活性、可代替性、二次利用、修復(fù)性為主，方便產(chǎn)品的正常使用與售后修復(fù);可拆卸回收設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念是針對(duì)機(jī)械制造過(guò)程中產(chǎn)生的大量材料浪費(fèi)及機(jī)械產(chǎn)品廢棄回收，從而達(dá)到節(jié)省資源的可能;產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)指的是從產(chǎn)品使用到廢棄的應(yīng)用時(shí)間及性能設(shè)計(jì)，并建立適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)收集與整理，方便日后的修復(fù)與回收;產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)主要是機(jī)械產(chǎn)品的外表涂漆及運(yùn)送包裝，現(xiàn)階段涂漆已經(jīng)能做到無(wú)污染，運(yùn)送包裝最好采用可回收資源為主。

5.3 培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員綠色理念的建立

先進(jìn)的科技手段是實(shí)現(xiàn)綠色機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要措施，但是我們也不能忽視人為因素的重要性，因?yàn)榫G色理念的體現(xiàn)者是人，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的操作者也是人，所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)人員的綠色理念建立尤為重要，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，國(guó)家有關(guān)部門出臺(tái)相關(guān)政策，并建立健全的管理機(jī)制及法律法規(guī)。第二，優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，引進(jìn)先進(jìn)的科技手段，包括機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、降污技術(shù)等，不斷加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制作方案的優(yōu)化。第三，培養(yǎng)人才，當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造員工多數(shù)還是傳統(tǒng)的思想觀念及技術(shù)手段，沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)要邀請(qǐng)行業(yè)學(xué)者及專家對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)要和各大高校達(dá)成合作，招收高校學(xué)子進(jìn)行實(shí)習(xí)，對(duì)于剛進(jìn)入企業(yè)的高校理論人才可以與經(jīng)驗(yàn)豐富的員工建立團(tuán)隊(duì)。

5.4 機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性

有些廢棄的機(jī)械制造產(chǎn)品有很多零件可以進(jìn)行二次使用，例如某件機(jī)械產(chǎn)品因意外造成損壞致使產(chǎn)品無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)與使用，但是產(chǎn)品并不是全部損壞，某一部分零件完好，如果機(jī)械產(chǎn)品無(wú)法拆卸，這些完好的零件將被浪費(fèi)，這不符合循環(huán)利用理念。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)要保證產(chǎn)品具有可拆卸性。這樣可以將完好的機(jī)械零件進(jìn)行二次使用，從而節(jié)省資源。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性主要從設(shè)計(jì)制造出發(fā)，設(shè)計(jì)要保證局部零件的安全拆卸不影響整體的使用性能，這樣拆解后的零件才能重新有效地應(yīng)用于其他產(chǎn)品裝配中。此外，機(jī)械制造的過(guò)程要保證拆卸簡(jiǎn)單，如果過(guò)于復(fù)雜的拆卸組裝過(guò)程容易造成機(jī)械損毀。其次，綠色材料回收與零部件可循環(huán)利用過(guò)程創(chuàng)造更大的價(jià)值和利潤(rùn)。由于機(jī)械設(shè)計(jì)方法不同，拆卸的成本與效率也大不相同，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要充分考慮到這點(diǎn)，進(jìn)而保證資源最大化利用。

5.5 機(jī)械產(chǎn)品的可回收性

機(jī)械產(chǎn)品的可回收性主要源于產(chǎn)品的完整性及材料的回收性，這在機(jī)械產(chǎn)品制造的過(guò)程中只要考慮材料是否具備二次利用與無(wú)污染屬性，其次還有考慮回收的性價(jià)比，盡可能的簡(jiǎn)化回收過(guò)程。此外，還要考慮回收的外界因素，并在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初期將環(huán)保理念融入到產(chǎn)品中，使機(jī)械產(chǎn)品回收率、產(chǎn)品的利用率最大化，這有利于環(huán)保與生態(tài)平衡。

5.6 創(chuàng)新制造技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們將綠色理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，使機(jī)械制造與機(jī)械設(shè)計(jì)都進(jìn)行改革，從設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)技巧到機(jī)械零件加工、原材料加工、機(jī)械零件拼裝等制造技術(shù)都要符合綠色理念，而且這些要求極大的推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的更新?lián)Q代。因此，在科技人員的研究和開(kāi)發(fā)下，新型機(jī)械制造技術(shù)將會(huì)更加環(huán)保、高效，其能量利用率和能耗將大大降低，從而有效地將綠色理念與設(shè)計(jì)制造相結(jié)合。

5.7 在管理上采用綠色管理理念

目前，在國(guó)家政策大環(huán)境下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要保證生態(tài)平衡與環(huán)境保護(hù)，并對(duì)部分企業(yè)提出綠色生產(chǎn)要求，將綠色理念滲透到生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)里，同時(shí)形成綠色管理模式，從而推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。第一，加強(qiáng)機(jī)械人才培養(yǎng)。國(guó)內(nèi)各大高校將綠色理念加入教學(xué)大綱中，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才具有良好的思想觀念，從而為新時(shí)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)提供新生力量，以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。第二，政府建立綠色機(jī)械設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)與管理制度。機(jī)械設(shè)計(jì)制造綠色管理制度由政府有關(guān)部門制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)，并強(qiáng)烈的要求重工企業(yè)采用相應(yīng)的措施來(lái)減輕環(huán)境污染，并提出廢物回收處理機(jī)制，避免重金屬污染環(huán)境。與此同時(shí)，政府依據(jù)ISO的環(huán)境管理體系對(duì)相關(guān)行業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格要求，并以不同的角度來(lái)提高綠色管理水平，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。第三，不同的機(jī)械企業(yè)要根據(jù)自身的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合企業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀與相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到綠色健康的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

6? 結(jié)束語(yǔ)

目前，綠色環(huán)保理念已成為我國(guó)各行業(yè)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向，也是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。雖然綠色環(huán)保理念的發(fā)展?jié)摿薮螅嬲龑⒕G色環(huán)保理念應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，仍然需要經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，來(lái)改變管理人員與機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造觀念，培養(yǎng)其綠色環(huán)保理念，從而促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。

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