綠色設(shè)計(jì)制造基本理念
發(fā)布時(shí)間:2011/8/27 14:55:53 訪問次數(shù):4354
20世紀(jì)80年代,綠色設(shè)計(jì)制造的理念正式在全球范圍內(nèi)提出,并迅速在各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得以重視和發(fā)展。綠色設(shè)計(jì)制造的理念涉及領(lǐng)域非常廣泛,其主要內(nèi)容可以用“資源節(jié)約”和“環(huán)境友好”來概括。綠色設(shè)計(jì)制造強(qiáng)調(diào)人與自然和諧,而不應(yīng)當(dāng)是憑借著人們手中
的技術(shù)和投資,采取耗竭資源、破壞生態(tài)和污染環(huán)境的方式來追求發(fā)展;同時(shí)也強(qiáng)調(diào)當(dāng)代人在創(chuàng)造和追求今世發(fā)展與消費(fèi)的時(shí)候,為后代人留下發(fā)展的機(jī)會(huì)。
作為近半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的電子產(chǎn)業(yè),不僅要解決電子設(shè)計(jì)制造綠色化的問題,而且要為整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)和諧、可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)和信息化支持。綠色電子設(shè)計(jì)制造不拘泥于特定的技術(shù)、材料,而是對(duì)電子制造全過程進(jìn)行規(guī)劃和創(chuàng)新,在更高層次上理解電子產(chǎn)品和服務(wù),努力以更少的資源消耗和物質(zhì)產(chǎn)出保證健康和諧的生活質(zhì)量,達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。
(一)綠色設(shè)計(jì)制造的總體結(jié)構(gòu)與技術(shù)體系
1.綠色設(shè)計(jì)制造的總體結(jié)構(gòu) HCNW3120
綠色設(shè)計(jì)制造是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,借助各種先進(jìn)技術(shù)對(duì)制造模式、制造資源、制造工藝、制造組織等進(jìn)行不斷地創(chuàng)新,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢及回收處理的整個(gè)生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,資源利用率最高,能源消耗最低,最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
綠色設(shè)計(jì)制造的體系結(jié)構(gòu)可以簡單地概括為一個(gè)目標(biāo)、4個(gè)途徑、4個(gè)內(nèi)容,如圖8.2.1所示。綠色設(shè)計(jì)制造的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用。綠色制造需要貫徹到產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過程中,既考慮產(chǎn)品材料獲取、制造、使用和回收的全過程。同時(shí)也可以看出,產(chǎn)品生命周期的全過程也就是一個(gè)從原材料到產(chǎn)品,再從產(chǎn)品到原材料的物料轉(zhuǎn)化過程。
2.綠色設(shè)計(jì)制造的技術(shù)體系
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系包括3個(gè)技術(shù)群:
(1)主體技術(shù)群;
(2)管理技術(shù)群;
(3)支撐技術(shù)群。
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系如圖8.2.2所示。
(二)緣色設(shè)計(jì)制造 K4D28163HD-TC50
綠色設(shè)計(jì)制造,又稱面向環(huán)境的設(shè)計(jì)制造(manufacturing and design for environment)。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小,資源利用率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造這種現(xiàn)代化制造模式,是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。
1.技術(shù)概述
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造模式是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng),即從設(shè)計(jì)到制造,基本模式是:原料一工業(yè)生產(chǎn)一產(chǎn)品使用一報(bào)廢,不考慮產(chǎn)品的回收和原材料的再次利用。
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,符合環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,節(jié)約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低。
有人把這兩種設(shè)計(jì)制造模式形象地概括為:
傳統(tǒng)模式:搖籃——墳?zāi)?BR> 綠色模式:搖籃——搖籃
簡單概括容易,實(shí)際實(shí)施綠色模式可以說與傳統(tǒng)模式有天壤之別:如圖8.2.3所示是綠色設(shè)計(jì)制造實(shí)施示意圖,可以看出產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要考慮諸多因素的復(fù)雜性,產(chǎn)品制造中從材料、工藝到檢測(cè)的不確定性,以及產(chǎn)品回收中的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)因素的多樣性,這些因素都使綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)的實(shí)施道路上荊棘叢生而充滿坎坷。
2.綠色電子設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容
1)綠色電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)模型的建立
(1)綠色電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法。從壽命周期角度對(duì)綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究,提出綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法。
(2)綠色產(chǎn)品的描述和建模技術(shù)。在綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法的基礎(chǔ)上,對(duì)綠色產(chǎn)品進(jìn)行描述,建立綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系,在產(chǎn)品生命周期中,對(duì)所有與環(huán)境相關(guān)的過程進(jìn)行量化和評(píng)價(jià),并對(duì)產(chǎn)品生命周期中經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響的關(guān)系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),建立數(shù)學(xué)模型。
(3)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。建立與綠色產(chǎn)品有關(guān)的材料、能源及廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,為綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
(4)典型產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成。針對(duì)具體產(chǎn)品,收集、整理面向環(huán)境設(shè)計(jì)的資料,形成指導(dǎo)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)指南,建立綠色產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具平臺(tái),并與其他設(shè)計(jì)工具(如CAD、CAE、CAPP等)集成,形成集成的設(shè)計(jì)環(huán)境。
2)綠色電子產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)
(1)節(jié)省資源的生產(chǎn)技術(shù)本項(xiàng)目主要從減少生產(chǎn)過程中消耗的能量、減少原材料的消耗和減少生產(chǎn)過程中的其他消耗三方面著手研究。
(2)面向環(huán)保的生嚴(yán)技術(shù) 主要研究減少生產(chǎn)過程中的污染,包括減少生產(chǎn)過程的廢料、減少有毒有害物質(zhì)(廢水、廢氣、固體廢棄物等)、降低噪聲和振動(dòng)等。
(3)產(chǎn)品包裝技術(shù)包裝是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),產(chǎn)品包裝形式、包裝材料以及產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)确矫娑家紤]環(huán)境影響的因素。
3)電子產(chǎn)品可拆卸、可回收技術(shù)
(1)產(chǎn)品可卸性技術(shù)提出產(chǎn)品可卸性評(píng)價(jià)方法,提出產(chǎn)品可卸性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,進(jìn)行可拆卸結(jié)構(gòu)模塊劃分和接口技術(shù)研究。
(2)產(chǎn)品可回收技術(shù)提出可回收零件及材料識(shí)別與分類系統(tǒng),并開展零件再使用技術(shù)研究,包括可回收零部件的修復(fù)、檢測(cè),使其符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行再使用(包括同化再使用和異化再使用)技術(shù)、材料再利用(包括同化再利用和異化再利用)技術(shù)的研究。
4)電子產(chǎn)品噪聲和電磁干擾控制技術(shù)
(1)聲源和干擾源識(shí)別,噪聲、聲場與電磁干擾測(cè)量以及動(dòng)態(tài)測(cè)試、分析與顯示技術(shù);
(2)機(jī)器結(jié)構(gòu)聲輻射與電磁兼容性計(jì)算方法與程序;
(3)機(jī)器結(jié)構(gòu)振動(dòng)和振動(dòng)控制技術(shù);
(4)低噪聲與電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù);
(5)低噪聲與電磁兼容性結(jié)構(gòu)和材料;
(6)新型減振降噪與電磁兼容性技術(shù)。
5)綠色結(jié)構(gòu)與工藝材料技術(shù)
(1)研究材料無毒、無害化技術(shù);
(2)無鉛焊接材料;
(3)無囟樹脂塑料添加劑材料;
(4)針對(duì)高分子材料,研究廢舊高分子材料回收的綠色技術(shù)等。
3.綠色制造的主要研究內(nèi)容
1)綠色產(chǎn)品
綠色產(chǎn)品的前提是綠色設(shè)計(jì)。
綠色產(chǎn)品就是在其生命全周期中,符合特定的環(huán)境保護(hù)要求、對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少、資源利用率最高、能源消耗最低的產(chǎn)品。具體來說包括以下方面:
①產(chǎn)品不含有害物質(zhì);
②產(chǎn)品低耗能、高效率;
③生產(chǎn)工藝過程耗能少,不產(chǎn)生有害物質(zhì);
④產(chǎn)品對(duì)使用者安全可靠,并且在使用中不產(chǎn)生有害環(huán)境的物質(zhì)以及噪聲、光、電磁輻射等污染;
⑤合理的使用功能和使用壽命;
⑥合理包裝且包裝材料易處置、易降解;
⑦容易回收,可循環(huán)利用。
分析綠色產(chǎn)品的含義可以看出,綠色產(chǎn)品的“綠色度”體現(xiàn)在產(chǎn)品的生命周期全過程,而不是產(chǎn)品的某一局部或某一階段。綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在資源與環(huán)境友好性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性三個(gè)方面(見圖8.2.4),三個(gè)方面互相聯(lián)系、互相制約、互相促進(jìn),缺一不可。
2)綠色材料
綠色材料(green materials)是指在制備、生產(chǎn)過程中能耗低、噪聲小、無毒性并對(duì)環(huán)境無害的材料和材料制品,包括那些對(duì)人類、環(huán)境有危害,但采取適當(dāng)?shù)拇胧┖缶涂梢詼p少或消除的材料及制成品。綠色材料又被稱為生態(tài)材料(eco-material)或環(huán)境意識(shí)材料(environment ronmentally consciousmaterials)。電子產(chǎn)品選擇綠色材料是實(shí)現(xiàn)綠色電子制造的前提和關(guān)鍵因素之一。
3)綠色工藝
綠色制造工藝技術(shù)是以傳統(tǒng)工藝技術(shù)為基礎(chǔ),并結(jié)合材料科學(xué)、表面技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)的先進(jìn)制造工藝技術(shù)。根據(jù)綠色制造工藝技術(shù)追求的目標(biāo)可將綠色制造工藝劃分為三種類型,即節(jié)約資源的工藝技術(shù)、節(jié)省能源的工藝技術(shù)和環(huán)保型工藝技術(shù)。提高
生產(chǎn)率和制造質(zhì)量、降低成本,使加工過程具有良好的環(huán)境性能的最有效的途徑是進(jìn)行工藝創(chuàng)新,用新的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的1二藝。對(duì)現(xiàn)有工藝從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境及有關(guān)法律法規(guī)的要求籌方面進(jìn)行分析,通過優(yōu)化或改進(jìn)現(xiàn)有工藝、開發(fā)傳統(tǒng)工藝的替代工藝及開發(fā)新型工藝技術(shù)等途徑,獲得經(jīng)濟(jì)可行的綠色制造工藝技術(shù)。
4)綠色包裝
選擇綠色包裝材料作為產(chǎn)品的包裝已經(jīng)成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。各種包裝材料占據(jù)了廢棄物的很大一部分份額。因此,產(chǎn)品的包裝應(yīng)摒棄盲目求新、求異的消費(fèi)理念,簡化包裝,這樣既可減少資源的浪費(fèi),又可減少環(huán)境的污染和廢棄物的處置費(fèi)用。另外,產(chǎn)品包裝應(yīng)盡量選擇無毒、無公害、可回收或易于降解的材料,如紙、可復(fù)用產(chǎn)品及可回收材料(如EPS聚苯乙烯產(chǎn)品)等。通過改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),減少重量,也可達(dá)到改善包裝、降低成本,并減小對(duì)環(huán)境的不利影響。在產(chǎn)品包裝上過分鋪張華麗,不僅加大成本,還造成浪費(fèi)。
5)產(chǎn)品回收處理
產(chǎn)品回收是產(chǎn)品廢棄以后,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收處理的過程。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很少考慮產(chǎn)品的回收階段,而在綠色設(shè)計(jì)中,產(chǎn)品回收則是其最重要的一個(gè)階段,因?yàn)榻^大部分產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在報(bào)廢回收階段。產(chǎn)品的回收一般包括重用、零部件回收、材料回
收和廢棄等。重用是指產(chǎn)品經(jīng)過合理的修理或更新以后,直接用于和原來相同的場合。零部件回收是指產(chǎn)品不能整體重用,只有部分零部件可以用于和其設(shè)計(jì)目的相同的場合。材料圓收是指對(duì)沒有使用價(jià)值的零部件或產(chǎn)品回收其構(gòu)成材料。廢棄是指無法回收的材
料經(jīng)過無害化處理后進(jìn)行填埋或焚燒。產(chǎn)品的回收一般先要進(jìn)行回收決策,按照最大回收資源和能源的原則進(jìn)行回收。
6)綠色供應(yīng)鏈
綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)蔷G色制造的重要組成部分。廣義綠色供應(yīng)鏈指的是要求供貨商對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行與環(huán)境相關(guān)的管理,亦即將環(huán)保原則納入供貨商管理機(jī)制中,其目的是讓本身的產(chǎn)品更具有環(huán)保概念,提升市場的競爭力。而目前一般在電子制造行業(yè)所謂的綠色供應(yīng)鏈,則指歐盟綠色指令倡議綠色產(chǎn)品所造成的供應(yīng)鏈效應(yīng)。電子制造廠商為了適應(yīng)這些環(huán)境訴求,要求其供貨商所提供的產(chǎn)品不能含指令中規(guī)定的管制物質(zhì),而這些第一層供貨商又再轉(zhuǎn)而要求其上游供貨商所生產(chǎn)的產(chǎn)品中亦不得含有管制物質(zhì),并要求提供相關(guān)保證(如檢測(cè)數(shù)據(jù)及保證書),逐漸造就了這層層影響的綠色供應(yīng)鏈風(fēng)潮。
4.工業(yè)生態(tài)
工業(yè)生態(tài)學(xué)在經(jīng)濟(jì)學(xué)中又稱循環(huán)經(jīng)濟(jì),是以模仿自然生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律為基礎(chǔ),綜合運(yùn)用工程學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)和方法,使工業(yè)系統(tǒng)以一種更為一體化的、閉環(huán)的生產(chǎn)方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、簡單的、開環(huán)的生產(chǎn)方式,最終達(dá)到一種較為完美的共生體系,實(shí)現(xiàn)工業(yè)活動(dòng)的健康、持續(xù)發(fā)展。工業(yè)生態(tài)學(xué)描述的是一種系統(tǒng),其中一種工業(yè)的廢棄物(產(chǎn)出)可以變成另一種工業(yè)的原材料(投入)。在這種封閉循環(huán)內(nèi),可使材料浪費(fèi)達(dá)到最少。因此,如果工商企業(yè)能把廢棄物轉(zhuǎn)變成作為輸入的原材料,就可以大幅度地削減瀉染和原材料需求,如圖8.2.5所示。
20世紀(jì)80年代,綠色設(shè)計(jì)制造的理念正式在全球范圍內(nèi)提出,并迅速在各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得以重視和發(fā)展。綠色設(shè)計(jì)制造的理念涉及領(lǐng)域非常廣泛,其主要內(nèi)容可以用“資源節(jié)約”和“環(huán)境友好”來概括。綠色設(shè)計(jì)制造強(qiáng)調(diào)人與自然和諧,而不應(yīng)當(dāng)是憑借著人們手中
的技術(shù)和投資,采取耗竭資源、破壞生態(tài)和污染環(huán)境的方式來追求發(fā)展;同時(shí)也強(qiáng)調(diào)當(dāng)代人在創(chuàng)造和追求今世發(fā)展與消費(fèi)的時(shí)候,為后代人留下發(fā)展的機(jī)會(huì)。
作為近半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的電子產(chǎn)業(yè),不僅要解決電子設(shè)計(jì)制造綠色化的問題,而且要為整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)和諧、可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)和信息化支持。綠色電子設(shè)計(jì)制造不拘泥于特定的技術(shù)、材料,而是對(duì)電子制造全過程進(jìn)行規(guī)劃和創(chuàng)新,在更高層次上理解電子產(chǎn)品和服務(wù),努力以更少的資源消耗和物質(zhì)產(chǎn)出保證健康和諧的生活質(zhì)量,達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。
(一)綠色設(shè)計(jì)制造的總體結(jié)構(gòu)與技術(shù)體系
1.綠色設(shè)計(jì)制造的總體結(jié)構(gòu) HCNW3120
綠色設(shè)計(jì)制造是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,借助各種先進(jìn)技術(shù)對(duì)制造模式、制造資源、制造工藝、制造組織等進(jìn)行不斷地創(chuàng)新,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢及回收處理的整個(gè)生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,資源利用率最高,能源消耗最低,最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
綠色設(shè)計(jì)制造的體系結(jié)構(gòu)可以簡單地概括為一個(gè)目標(biāo)、4個(gè)途徑、4個(gè)內(nèi)容,如圖8.2.1所示。綠色設(shè)計(jì)制造的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用。綠色制造需要貫徹到產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過程中,既考慮產(chǎn)品材料獲取、制造、使用和回收的全過程。同時(shí)也可以看出,產(chǎn)品生命周期的全過程也就是一個(gè)從原材料到產(chǎn)品,再從產(chǎn)品到原材料的物料轉(zhuǎn)化過程。
2.綠色設(shè)計(jì)制造的技術(shù)體系
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系包括3個(gè)技術(shù)群:
(1)主體技術(shù)群;
(2)管理技術(shù)群;
(3)支撐技術(shù)群。
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系如圖8.2.2所示。
(二)緣色設(shè)計(jì)制造 K4D28163HD-TC50
綠色設(shè)計(jì)制造,又稱面向環(huán)境的設(shè)計(jì)制造(manufacturing and design for environment)。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小,資源利用率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造這種現(xiàn)代化制造模式,是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。
1.技術(shù)概述
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造模式是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng),即從設(shè)計(jì)到制造,基本模式是:原料一工業(yè)生產(chǎn)一產(chǎn)品使用一報(bào)廢,不考慮產(chǎn)品的回收和原材料的再次利用。
綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,符合環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,節(jié)約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低。
有人把這兩種設(shè)計(jì)制造模式形象地概括為:
傳統(tǒng)模式:搖籃——墳?zāi)?BR> 綠色模式:搖籃——搖籃
簡單概括容易,實(shí)際實(shí)施綠色模式可以說與傳統(tǒng)模式有天壤之別:如圖8.2.3所示是綠色設(shè)計(jì)制造實(shí)施示意圖,可以看出產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要考慮諸多因素的復(fù)雜性,產(chǎn)品制造中從材料、工藝到檢測(cè)的不確定性,以及產(chǎn)品回收中的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)因素的多樣性,這些因素都使綠色設(shè)計(jì)制造技術(shù)的實(shí)施道路上荊棘叢生而充滿坎坷。
2.綠色電子設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容
1)綠色電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)模型的建立
(1)綠色電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法。從壽命周期角度對(duì)綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究,提出綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法。
(2)綠色產(chǎn)品的描述和建模技術(shù)。在綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法的基礎(chǔ)上,對(duì)綠色產(chǎn)品進(jìn)行描述,建立綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系,在產(chǎn)品生命周期中,對(duì)所有與環(huán)境相關(guān)的過程進(jìn)行量化和評(píng)價(jià),并對(duì)產(chǎn)品生命周期中經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響的關(guān)系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),建立數(shù)學(xué)模型。
(3)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。建立與綠色產(chǎn)品有關(guān)的材料、能源及廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,為綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
(4)典型產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成。針對(duì)具體產(chǎn)品,收集、整理面向環(huán)境設(shè)計(jì)的資料,形成指導(dǎo)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)指南,建立綠色產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具平臺(tái),并與其他設(shè)計(jì)工具(如CAD、CAE、CAPP等)集成,形成集成的設(shè)計(jì)環(huán)境。
2)綠色電子產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)
(1)節(jié)省資源的生產(chǎn)技術(shù)本項(xiàng)目主要從減少生產(chǎn)過程中消耗的能量、減少原材料的消耗和減少生產(chǎn)過程中的其他消耗三方面著手研究。
(2)面向環(huán)保的生嚴(yán)技術(shù) 主要研究減少生產(chǎn)過程中的污染,包括減少生產(chǎn)過程的廢料、減少有毒有害物質(zhì)(廢水、廢氣、固體廢棄物等)、降低噪聲和振動(dòng)等。
(3)產(chǎn)品包裝技術(shù)包裝是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),產(chǎn)品包裝形式、包裝材料以及產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)确矫娑家紤]環(huán)境影響的因素。
3)電子產(chǎn)品可拆卸、可回收技術(shù)
(1)產(chǎn)品可卸性技術(shù)提出產(chǎn)品可卸性評(píng)價(jià)方法,提出產(chǎn)品可卸性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,進(jìn)行可拆卸結(jié)構(gòu)模塊劃分和接口技術(shù)研究。
(2)產(chǎn)品可回收技術(shù)提出可回收零件及材料識(shí)別與分類系統(tǒng),并開展零件再使用技術(shù)研究,包括可回收零部件的修復(fù)、檢測(cè),使其符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行再使用(包括同化再使用和異化再使用)技術(shù)、材料再利用(包括同化再利用和異化再利用)技術(shù)的研究。
4)電子產(chǎn)品噪聲和電磁干擾控制技術(shù)
(1)聲源和干擾源識(shí)別,噪聲、聲場與電磁干擾測(cè)量以及動(dòng)態(tài)測(cè)試、分析與顯示技術(shù);
(2)機(jī)器結(jié)構(gòu)聲輻射與電磁兼容性計(jì)算方法與程序;
(3)機(jī)器結(jié)構(gòu)振動(dòng)和振動(dòng)控制技術(shù);
(4)低噪聲與電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù);
(5)低噪聲與電磁兼容性結(jié)構(gòu)和材料;
(6)新型減振降噪與電磁兼容性技術(shù)。
5)綠色結(jié)構(gòu)與工藝材料技術(shù)
(1)研究材料無毒、無害化技術(shù);
(2)無鉛焊接材料;
(3)無囟樹脂塑料添加劑材料;
(4)針對(duì)高分子材料,研究廢舊高分子材料回收的綠色技術(shù)等。
3.綠色制造的主要研究內(nèi)容
1)綠色產(chǎn)品
綠色產(chǎn)品的前提是綠色設(shè)計(jì)。
綠色產(chǎn)品就是在其生命全周期中,符合特定的環(huán)境保護(hù)要求、對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少、資源利用率最高、能源消耗最低的產(chǎn)品。具體來說包括以下方面:
①產(chǎn)品不含有害物質(zhì);
②產(chǎn)品低耗能、高效率;
③生產(chǎn)工藝過程耗能少,不產(chǎn)生有害物質(zhì);
④產(chǎn)品對(duì)使用者安全可靠,并且在使用中不產(chǎn)生有害環(huán)境的物質(zhì)以及噪聲、光、電磁輻射等污染;
⑤合理的使用功能和使用壽命;
⑥合理包裝且包裝材料易處置、易降解;
⑦容易回收,可循環(huán)利用。
分析綠色產(chǎn)品的含義可以看出,綠色產(chǎn)品的“綠色度”體現(xiàn)在產(chǎn)品的生命周期全過程,而不是產(chǎn)品的某一局部或某一階段。綠色產(chǎn)品的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在資源與環(huán)境友好性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性三個(gè)方面(見圖8.2.4),三個(gè)方面互相聯(lián)系、互相制約、互相促進(jìn),缺一不可。
2)綠色材料
綠色材料(green materials)是指在制備、生產(chǎn)過程中能耗低、噪聲小、無毒性并對(duì)環(huán)境無害的材料和材料制品,包括那些對(duì)人類、環(huán)境有危害,但采取適當(dāng)?shù)拇胧┖缶涂梢詼p少或消除的材料及制成品。綠色材料又被稱為生態(tài)材料(eco-material)或環(huán)境意識(shí)材料(environment ronmentally consciousmaterials)。電子產(chǎn)品選擇綠色材料是實(shí)現(xiàn)綠色電子制造的前提和關(guān)鍵因素之一。
3)綠色工藝
綠色制造工藝技術(shù)是以傳統(tǒng)工藝技術(shù)為基礎(chǔ),并結(jié)合材料科學(xué)、表面技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)的先進(jìn)制造工藝技術(shù)。根據(jù)綠色制造工藝技術(shù)追求的目標(biāo)可將綠色制造工藝劃分為三種類型,即節(jié)約資源的工藝技術(shù)、節(jié)省能源的工藝技術(shù)和環(huán)保型工藝技術(shù)。提高
生產(chǎn)率和制造質(zhì)量、降低成本,使加工過程具有良好的環(huán)境性能的最有效的途徑是進(jìn)行工藝創(chuàng)新,用新的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的1二藝。對(duì)現(xiàn)有工藝從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境及有關(guān)法律法規(guī)的要求籌方面進(jìn)行分析,通過優(yōu)化或改進(jìn)現(xiàn)有工藝、開發(fā)傳統(tǒng)工藝的替代工藝及開發(fā)新型工藝技術(shù)等途徑,獲得經(jīng)濟(jì)可行的綠色制造工藝技術(shù)。
4)綠色包裝
選擇綠色包裝材料作為產(chǎn)品的包裝已經(jīng)成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。各種包裝材料占據(jù)了廢棄物的很大一部分份額。因此,產(chǎn)品的包裝應(yīng)摒棄盲目求新、求異的消費(fèi)理念,簡化包裝,這樣既可減少資源的浪費(fèi),又可減少環(huán)境的污染和廢棄物的處置費(fèi)用。另外,產(chǎn)品包裝應(yīng)盡量選擇無毒、無公害、可回收或易于降解的材料,如紙、可復(fù)用產(chǎn)品及可回收材料(如EPS聚苯乙烯產(chǎn)品)等。通過改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),減少重量,也可達(dá)到改善包裝、降低成本,并減小對(duì)環(huán)境的不利影響。在產(chǎn)品包裝上過分鋪張華麗,不僅加大成本,還造成浪費(fèi)。
5)產(chǎn)品回收處理
產(chǎn)品回收是產(chǎn)品廢棄以后,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收處理的過程。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很少考慮產(chǎn)品的回收階段,而在綠色設(shè)計(jì)中,產(chǎn)品回收則是其最重要的一個(gè)階段,因?yàn)榻^大部分產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在報(bào)廢回收階段。產(chǎn)品的回收一般包括重用、零部件回收、材料回
收和廢棄等。重用是指產(chǎn)品經(jīng)過合理的修理或更新以后,直接用于和原來相同的場合。零部件回收是指產(chǎn)品不能整體重用,只有部分零部件可以用于和其設(shè)計(jì)目的相同的場合。材料圓收是指對(duì)沒有使用價(jià)值的零部件或產(chǎn)品回收其構(gòu)成材料。廢棄是指無法回收的材
料經(jīng)過無害化處理后進(jìn)行填埋或焚燒。產(chǎn)品的回收一般先要進(jìn)行回收決策,按照最大回收資源和能源的原則進(jìn)行回收。
6)綠色供應(yīng)鏈
綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)蔷G色制造的重要組成部分。廣義綠色供應(yīng)鏈指的是要求供貨商對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行與環(huán)境相關(guān)的管理,亦即將環(huán)保原則納入供貨商管理機(jī)制中,其目的是讓本身的產(chǎn)品更具有環(huán)保概念,提升市場的競爭力。而目前一般在電子制造行業(yè)所謂的綠色供應(yīng)鏈,則指歐盟綠色指令倡議綠色產(chǎn)品所造成的供應(yīng)鏈效應(yīng)。電子制造廠商為了適應(yīng)這些環(huán)境訴求,要求其供貨商所提供的產(chǎn)品不能含指令中規(guī)定的管制物質(zhì),而這些第一層供貨商又再轉(zhuǎn)而要求其上游供貨商所生產(chǎn)的產(chǎn)品中亦不得含有管制物質(zhì),并要求提供相關(guān)保證(如檢測(cè)數(shù)據(jù)及保證書),逐漸造就了這層層影響的綠色供應(yīng)鏈風(fēng)潮。
4.工業(yè)生態(tài)
工業(yè)生態(tài)學(xué)在經(jīng)濟(jì)學(xué)中又稱循環(huán)經(jīng)濟(jì),是以模仿自然生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律為基礎(chǔ),綜合運(yùn)用工程學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)和方法,使工業(yè)系統(tǒng)以一種更為一體化的、閉環(huán)的生產(chǎn)方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、簡單的、開環(huán)的生產(chǎn)方式,最終達(dá)到一種較為完美的共生體系,實(shí)現(xiàn)工業(yè)活動(dòng)的健康、持續(xù)發(fā)展。工業(yè)生態(tài)學(xué)描述的是一種系統(tǒng),其中一種工業(yè)的廢棄物(產(chǎn)出)可以變成另一種工業(yè)的原材料(投入)。在這種封閉循環(huán)內(nèi),可使材料浪費(fèi)達(dá)到最少。因此,如果工商企業(yè)能把廢棄物轉(zhuǎn)變成作為輸入的原材料,就可以大幅度地削減瀉染和原材料需求,如圖8.2.5所示。
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