发布时间 : 星期一 文章绿色设计在现代生产中的应用研究 - 图文更新完毕开始阅读fef380a9690203d8ce2f0066f5335a8102d26665
研究，在充分考虑产品质量及成本的前提下，提出了基于Choquet积分的材料选择混合关联多属性决策方法，并以滑动轴承为例，验证了该方法的有效性。合肥工业大学的王雁，黄海鸿，刘光复等[15]考虑到材料多属性决策的不确定性，提出了基于集对分析的材料多属性决策模型。
(2)国内拆卸性设计研究现状
国内针对拆卸设计的研究目前主要还是集中在拆卸序列的规划和拆卸模型的建立两方面。江吉彬[16]针对多数拆卸设计理论的计算过程复杂、难以实际应用的问题，提出了基于层次网络图模型的可拆卸性设计，降低了拆卸理论与工程实践结合的难度。赵树恩等[17]针对废旧汽车的拆卸技术进行了研究，提出了关于废旧汽车的可拆卸性设计系统模型，为汽车工业的可持续发展提供了科学的方法。南京航空航天大学孙有朝等[18]在着重考虑拆卸效率的基础上，提出了基于零件故障率和拆卸时间的产品拆卸性定量评估方法，并通过相关的实例研究验证了该方法的实际应用价值。
(3)国内回收设计研究现状
国内对于机电产品回收性设计旳研究也取得了一定的进展，很多高校都在这方面投入了大量的精力进行研究，其中以合肥工大刘光复教授为代表的科研团队在这方面取得了较多的研究成果。王淑旺[19]为了实现废旧产品回收方案的择优选择，提出了产品回收性能评估模型，并开发设计了对应的回收设计支持系统。刘学平[20]提出了基于神经网络的机电产品回收评估方法。凌波[21]针对汽车产品的回收利用，开发了汽车产品的回收信息管理系统。
(4)国内产品绿色度评价研究现状
目前，国内对于机电产品绿色度评价的研究，主要还是集中在评价指标体系科学合理的建立，寻求适当的评价方法以及评价工具的开发等方面。浙江大学的苏庆华[22]对机电产品的评价指标体系的构建进行了研究，提出了面向机电产品的绿色度评价模型，并开发了具有使用价值的机电产品绿色度评价系统。王桂萍[23]等提出了基于模糊可拓层次分析法的产品绿色度评价方法，并以此对数控机床的绿色度进行评价，得到与实际相符的结果。刘英会[24]等在分析了传统模糊层次分析法在选择隶属函数时引起的复杂性和不准确性，提出了基于改进层次分析法的产品绿色度评价方法，并将其应用于冰箱的绿色度评价，取得了预期的效果。国内的很多高等院校在机电产品的绿色设计研究方面取得一定的研究成果，尤其是绿色设计理论在这些年的研究下正在逐步完善。
目前，虽然国内的企业对机电产品的绿色设计也逐步重视起来，但就总体研究情况而言与国外还有较大的差距，只有为数不多的企业开展绿色制造的相关试点工作，且企业对于绿色设计的研究工作还未深入开展。
2 绿色设计在现代生产中的应用
2.1 工程机械
工程机械在中国装备工业中占有重要的地位,是中国装备工业的重要组成部分。总的
来讲,只要是路面修建,石±施工,流动式的起重装卸作业及一些建筑构建等所需的机械设备,称为工超机械。它的主要用途有;、交通运输工程建设、工业与民用建筑、资源与能源工业建设和生产、矿山等原材料加王工业建设和生产、国防建设工程、农林水利维护和建设、城乡建设、化态环境保护等领域。当今,各个国家虽然对工程机械有着不同的定义,但称为在一定程度上有大的相似么处,如日本称为建设机械,美国和英国称为建筑机械与设备,俄罗斯称为建筑与筑路机械,德国称为建筑机械与装置。另外,在中国有些机械设备主要用于建设工程,为此成为建设工程,由于机械系统根据国务院的相关规定统称为了工程机械。中国工程机械的范畴相比其他国家还增加了铁路建设工程机械、搬运机械、电梯安装等。 2.1.1 工程机械的分类
众所周知,工程机械设备种类是非常多的。工程机械有很多零部件姐成,比如由驱动装貴、变速装貴、传动装貴、工作装置、制动装置、防护装置、涧滑系统、冷却系统等部分组成。那么根据各个机械设备的用途,抖下对工程机械进行了分类。工程机械包括的产品可分为18大类,初步统计有288个系列。这些产品类别包括有:
2.1.2 绿色设计思维的应用
工程机械产品低碳也就是绿色设计理念是,在产品的整个生命周期中为了环境、健康、安全的目标进行系统性考虑的设计过程。比如说,最小化在产品制造阶段对环境的影响,节约能源的设计是我们提倡的;我们可采用先进的设计方法来减少对资源的耗费;最小化在使用阶段为产生有害副产品的设计;最后,在产品寿命结束阶段,提高产品的回收效益,包括面向材料和产品回收的设计,面向拆卸的设计,最少污染物的设计,遵循一定法律条款的设计等。随着国内外各大中城市对环境保护的円益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,尽管目前工程机械尚未纳入限制排放的机动车行列,但可以预见对工程机械进行绿色设计势在必行。
(1) 产品材料的绿色设计
低碳材料的使用是工程机械绿色化中重要的一环。工程机械材料涉及面很广,通过属性大致分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料主要包括黑色金属和有色金属。有色金属用量虽对于金属材料来说占的比重较小,但由于具有良好的导热性、导电性,W及优异的化学稳定性等,而在工程机械产品研发中占有重要的地位。对工程机械零件的设计不仅仅是结构设计,还更多的是材料和工艺的设计。.由于传统工程机械产品设计在材料的选择上对环境的考虑不多,使得工程机械产品在全生命周期内对环境产生了一定的不良影响。当今环境的问题越来越突出和产品设计在新形势下有了更高的新要求,设汁过程中的材料选择问题也就比较明显。低碳工程机械产品巧计对选用材料提出了更高的标准,不但要求选择的材料既要在产品的基本属性之内,而且能够有利于环境的协调发展。理解和判断出各种工程机械材料的特性,合理的选择和使用材料及能够分析出工程机械及零部件在使用过程中的一些材料问题,是对从事产品研发人员的基本要求。为此对于工程机械绿色材料的选择和使用,回收处理上作出了几点建议。
①从工程机械产品的结构上进行产品的功能结构和产品材料结构的分析,在达到相关规定和功能的条件下,要考虑选择一些低碳材料以及要可能减少材料的种类。
②在工程机械的制造过程中采用绿色的工艺和加工设备,减少原材料的消耗。与此同时从产品的零部件上考虑产品在加工制造过程中的环保状况。
③在工程机械的报废处理阶段综合分析出的原材料使用量、材料的再回收率及废弃物的数量,加大对材料的使用状况的分析。
(2) 动力装置的绿色设计
动力装置是工程机械的核也动力。工程机械动力源大多为内燃机,内燃机在使用过程中就会有大量的有害的气体或者有毒颗粒散发到空气中去,对环境造成了破坏,尤其是在一些空气流通比较差的地方如沟壑、隧道等。与此巧时内燃机在使用当中存在着一些突出的问题如带来了废气污染,增加了热排放量,消耗了大量的石油资源等。因此我们首先,要加大研究天然气、太阳能、液化石油气、氨气及其Ai与天然气混合用的清洁能源,化如用电力作为工程机械的动力源是个发展趋势,具有广阔的市场前景。其次,通过改进发动机的一些结构,使得喷油器喷油雾化好、功率大,提高新技术的研发力度,加强相关充气设施的建设,减少二氧化碳和一氧化碳的排放,保护环境,进一步解决当今日益严重的环境问题。再次,运用低碳的设计理念进行发动机的机内、机外废气净化技术的研究,要求在现实的条件下,加快研发发动机的燃油电控喷射技术、各种催化净化技术和废气再循环技术,进一步的减少发請机燃油的消耗以及热量的排放,实现工程机械发动机的低排放,高效率。同时通过寻找节能、实效、环保的平衡点,将三者结合起来,从而设计出集经济性能、技术性能和环保效应为一体的低碳工程机械动力装置。
(3) 液压系统的绿色设计
工程机械液压系统的低巧设计是通过节约能源与环境维护并行工程的方式进行地,依据低碳设计的理念,要求在产品的整个尘命周期内把工程机械产品的基本属性和环境属性结合起来综合地分析。在实际化活中,工程机械的使用给环境带来了不小的破坏和污染,如由于液压油的泄漏造成的工作介质对外部环境的污染,液压系统噪声对工作环境的污染等。液压系统的故障大部分是由于液压油的不清洁造成的。工程机械液压系统的污染物分为装配污染物、入侵污染物和生成污染物。装配污染物主要来自于厂家的制造、装配和调试过程中,入侵污染物和生成污染物来自于使用过程中,取决于工程机械的工作环境、维护和保养水平。根据液压系统出现的问题,需采取以下措施来实现液压系统的低碳设计。
(1)对于工程机械的液压系统带来的污染,应在研发时就做好未雨绸缪的准备,提前考虑污染的源头以及如何降低污染和防止污染。
(2)在工程机械产品低碳设计的设计阶段,应考虑不但要符合产品自身的属性还应该符合相关的环境要求,W及考虑产品在报废后的回收利用,加工处理,再利用等问题等,从而达到环境保护和资源优化应用的目的。与此同时还要充分考虑工程机械在加工制造阶段与使用阶段对生态环境的负作用,并将其对环境的危害程度降到最低。