機(jī)械產(chǎn)品中的綠色設(shè)計(jì)

..WORD文檔下載可編輯專業(yè)技術(shù)資料整理機(jī)械工程及技術(shù)創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品中的綠色設(shè)計(jì)機(jī)械工程及技術(shù)創(chuàng)新結(jié)課論文目錄1機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的定義及其內(nèi)涵11.1綠色設(shè)計(jì)的定義11.2綠色設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)與內(nèi)涵11.3綠色設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念11.4機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)三要素12機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的對(duì)比12.1機(jī)械產(chǎn)品傳統(tǒng)設(shè)計(jì)12.2機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)12.3倆種設(shè)計(jì)方法的對(duì)比13.綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容13.1材料13.2包裝13.3可回收性13.4可拆卸性14機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要因素14.1產(chǎn)品的功能14.2環(huán)境保護(hù)14.3勞動(dòng)保護(hù)14.4產(chǎn)品壽命周期成本15機(jī)械產(chǎn)品基于綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)15.1產(chǎn)品問題空間的提出15.2尋找基于綠色的創(chuàng)新點(diǎn)15.3建立設(shè)計(jì)方案形態(tài)學(xué)矩陣15.4分析、求解和組合方案15.5形成產(chǎn)品最終設(shè)計(jì)方案15.6分析產(chǎn)品的技術(shù)和功能屬性,實(shí)現(xiàn)基于綠色原型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)16機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)制造的方法16.1精確成形工藝16.2高速切削機(jī)床16.3工程機(jī)械綠色化16.4工作環(huán)境綠色化17機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例17.1燃油噴射系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之芯17.2潔凈呼吸啟動(dòng)綠色制冷芯17.3XX煤機(jī)18機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代的影響19機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)110對(duì)機(jī)械產(chǎn)品中綠色設(shè)計(jì)的體會(huì)與感受1參考文獻(xiàn)：11機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的定義及其內(nèi)涵1.1綠色設(shè)計(jì)的定義綠色設(shè)計(jì)<greendesign>又稱為生態(tài)設(shè)計(jì)<EcologicalDesign,ED>、環(huán)境設(shè)計(jì)<DesignForEnvironmental,DFE>、生命周期設(shè)計(jì)<LifeCycleDesign,LCD>或環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)<EnvironmentalConsciousDesign,ECD>等。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的重要體現(xiàn)。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造模式。其是指機(jī)械產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期的全部過程中,充分的考慮產(chǎn)品對(duì)環(huán)境和資源的影響,既考慮功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本,同時(shí)也將可拆卸性、可回收性、可制造性等作為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo),積極選擇與環(huán)境友好的材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)和制造工藝,在使用過程中能耗最低,不產(chǎn)生或少產(chǎn)生毒副作用,使機(jī)械產(chǎn)品及其制造、使用和報(bào)廢后,對(duì)環(huán)境和資源的消耗影響減到最低。1.2綠色設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)與內(nèi)涵從綠色設(shè)計(jì)的定義可以看出綠色設(shè)計(jì)GD<greendesign>是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品綠色要求的設(shè)計(jì),是在世界"綠色設(shè)計(jì)"中誕生的一種全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念。因此,綠色設(shè)計(jì)是一種綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)、并行工程、壽命周期設(shè)計(jì)等的一種發(fā)展中的設(shè)計(jì)方法,包含了產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、再利用及處理的各個(gè)階段,即涉及到產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,是從"搖籃到再現(xiàn)"的過程。綠色制造實(shí)質(zhì)上是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)在制造業(yè)中的體現(xiàn)。其內(nèi)涵是產(chǎn)品生命周期的全過程均具有綠色性。由此可見,綠色制造的實(shí)質(zhì)是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn),是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的先進(jìn)的現(xiàn)代制造模式。因此,綠色制造策略對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展在現(xiàn)代制造業(yè)的體現(xiàn),是制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。而其本質(zhì)上是一種對(duì)環(huán)境的影響和先進(jìn)的現(xiàn)代制造模式的資源利用效率綜合考慮,是現(xiàn)代企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。其基本的內(nèi)涵有：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程中,產(chǎn)品的基本技術(shù)性能屬性與環(huán)境資源屬性、經(jīng)濟(jì)屬性并重,且環(huán)境資源屬性優(yōu)先。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮產(chǎn)品在使用廢棄后的可拆性和回收利用性。1.2.3提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源方面應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。即對(duì)大宗工業(yè)產(chǎn)品,企業(yè)不但要生產(chǎn)產(chǎn)品,同時(shí),還應(yīng)在可能的范圍內(nèi),承擔(dān)產(chǎn)品回收和再利用的義務(wù)。它是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)理念的發(fā)展和創(chuàng)新,體現(xiàn)了人類對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科認(rèn)識(shí)的深化。1.3綠色設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念綠色設(shè)計(jì)指在產(chǎn)品整個(gè)周期內(nèi),著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性<可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等>,并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo),在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí),保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、品質(zhì)等。機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)原則有：1.3.1生態(tài)效益最好原則：綠色設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)不論是在產(chǎn)品制造過程中,還是在產(chǎn)品使用過程中,都要求產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境"零污染"。這就要求在設(shè)計(jì)過程中盡量選擇低污染的材料及零部件,避免選用有毒、有害和有輻射性的材料；設(shè)計(jì)能源消耗少的產(chǎn)品,減少對(duì)材料和資源的需求,保護(hù)地球的礦物資源。噪聲也是一種環(huán)境污染,影響到人體健康。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),人們對(duì)環(huán)境要求越來越苛刻,低噪聲設(shè)計(jì)日趨重要。從設(shè)計(jì)上就考慮產(chǎn)品的生態(tài)平衡性,應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念,是一種從源頭上控制污染的有效策略。1.3.2經(jīng)濟(jì)效益最好原則：設(shè)計(jì)的機(jī)械零件既要功能滿足客戶要求,又要成本低廉。考慮經(jīng)濟(jì)最佳性必須從設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)方面上入手。設(shè)計(jì)上保證合理的原理方案,選用正確的材料；制造上考慮零件的加工工藝性和裝配工藝性。1.3.3安全可靠原則：安全可靠是機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的保證,必須確定零件在強(qiáng)度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性及熱平衡性上滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于重型機(jī)械,一般要求有自鎖裝置和保險(xiǎn)裝置,以確保操作員人身安全。1.3.4人機(jī)工程學(xué)原則：圖1綠色設(shè)計(jì)倡導(dǎo)"以人為本",進(jìn)行人性化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的良好保護(hù)。通過研究組成人機(jī)系統(tǒng)的人和機(jī)器的相互關(guān)系,以提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率,并使"人一機(jī)器一環(huán)境"相互協(xié)調(diào),以求達(dá)到人的能力與作業(yè)活動(dòng)要求相適應(yīng),創(chuàng)造高效、舒適、安全的勞動(dòng)條件。機(jī)器外觀造型應(yīng)比例協(xié)調(diào)、大方,給人以時(shí)代感和美感,色彩要和產(chǎn)品功能相適應(yīng)。如醫(yī)療器械要用淺色,給人以衛(wèi)生、安靜感；冰箱、制冷器要用冷色,給人以清涼感。綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本區(qū)別在于：綠色設(shè)計(jì)要考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,從產(chǎn)品的構(gòu)思開始,在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件的選材、制造、使用、報(bào)廢和回收利用過程中對(duì)環(huán)境、資源的影響,希望以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品"從搖籃到再現(xiàn)"的循環(huán)。綠色設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境因素和資源利用率等,其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。圖11.4機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)三要素綠色設(shè)計(jì)指的是在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi),著重考慮產(chǎn)品對(duì)自然資源、環(huán)境影響,將可拆除性、可回收性、可重復(fù)利用性等要素融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去。在滿足環(huán)境要求的同時(shí),兼顧產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量等。實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)至少需要滿足以下三個(gè)方面的要素：1.4.1二次利用要求產(chǎn)品及其零部件和附件外包裝能夠被反復(fù)使用。這就要求設(shè)計(jì)師在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)建模的過程中,零部件結(jié)構(gòu)要盡可能的簡(jiǎn)單化和標(biāo)準(zhǔn)化,這樣,其用料不但少,節(jié)約了資源,而且由于是標(biāo)準(zhǔn)件,還可以對(duì)其進(jìn)行回收再利用。制造商應(yīng)該盡量延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用期,而不是非?？斓馗?lián)Q代。1.4.2循環(huán)利用要求生產(chǎn)出來的物品在完成其功能后能重新變成可以利用的資源,而不是不可恢復(fù)的垃圾。再循環(huán)有兩種情況,一是原級(jí)再循環(huán),即廢品被循環(huán)用來產(chǎn)生同種類型的新產(chǎn)品；另一種是次級(jí)再循環(huán),即將廢物資源轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)品的原料。從對(duì)這兩種循環(huán)的定義來看,原級(jí)再循環(huán)能夠更好的節(jié)省自然資源,也是綠色設(shè)計(jì)中提倡的方式。1.4.3節(jié)約能源要求用較少的原料和能源投入來達(dá)到既定的生產(chǎn)或消費(fèi)目的,進(jìn)而從源頭就注意節(jié)約資源和減少污染。2機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的對(duì)比2.1機(jī)械產(chǎn)品傳統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,主要考慮產(chǎn)品的基本屬性〔功能,質(zhì)量,壽命,成本而較少的考慮環(huán)境屬性,并且其僅涉及到產(chǎn)品壽命周期的市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造、銷售及售后服務(wù)等幾個(gè)階段,而且設(shè)計(jì)也是從企業(yè)本身的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)利益考慮,使機(jī)械產(chǎn)品如何滿足用戶的要求,滿足產(chǎn)品的最基本屬性,而幾乎不考慮對(duì)環(huán)境的影響,其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是易于制造,同時(shí)達(dá)到要求的功能即可。按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造出來的產(chǎn)品,在其使用壽命一結(jié)束以后,就成為了廢棄物,回收率低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。所以傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從搖籃到墳?zāi)沟倪^程。多年以來,盡管這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法曾經(jīng)極大地推動(dòng)了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但它是以嚴(yán)重破壞自然環(huán)境、加速能源枯竭為代價(jià)的。2.2機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,包括了產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用至最終廢棄后的回收、再制造、再使用及處理等各階段,即涉及到產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期,是從搖籃到再現(xiàn)的過程。綠色設(shè)計(jì)追求產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性,技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性的統(tǒng)一。產(chǎn)品在其生命周期全過程的設(shè)計(jì)中,在滿足功能、質(zhì)量、使用壽命和經(jīng)濟(jì)可靠的前提下,以產(chǎn)品的維修性、運(yùn)輸性、循環(huán)利用性、制造性、裝配性、測(cè)試性和環(huán)境友好等作為設(shè)計(jì)目標(biāo),從而達(dá)到縮短新產(chǎn)品上市時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、改進(jìn)服務(wù)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。綠色設(shè)計(jì)具備如下特點(diǎn):節(jié)約資源和能源,綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)從整體上優(yōu)化了產(chǎn)品性能,使組成產(chǎn)品的零部件和材料得到充分、有效的利用,減緩了資源消耗。從源頭上減少了環(huán)境污染,綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)減少了廢棄物的產(chǎn)生,減少了處理大量垃圾所帶來的種種難題。有利于生態(tài)系統(tǒng)的平衡和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是綠色設(shè)計(jì)的核心所在,綠色設(shè)計(jì)積極將產(chǎn)品制造和使用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響降到最低。2.3倆種設(shè)計(jì)方法的對(duì)比倆種設(shè)計(jì)方法的對(duì)比圖2綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本區(qū)別在于設(shè)計(jì)構(gòu)思階段,要以環(huán)境要素為考慮中心,脫離了原有的簡(jiǎn)單線型設(shè)計(jì)程序,架構(gòu)出由中心向四周發(fā)展的輪輻型結(jié)構(gòu),這樣,有利于每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的細(xì)化,但要考慮到產(chǎn)品的能耗,再生利用,保護(hù)生態(tài)等方面的問題,而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案單單以產(chǎn)品的性能,壽命,成本作為主要的設(shè)計(jì)目標(biāo),等到在使用過程中出現(xiàn)了問題以后,才會(huì)考慮到解決的方法,顯然,這種出現(xiàn)問題再解決問題的模式不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需求。綠色設(shè)計(jì)要考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,從產(chǎn)品的構(gòu)思開始,在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件的選材、制造、使用、報(bào)廢和回收利用過程中對(duì)環(huán)境、資源的影響,希望以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品"從搖籃到再現(xiàn)"的循環(huán)。如圖倆種設(shè)計(jì)方法的對(duì)比圖23.綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.1材料材料選擇是機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)不可缺少的組成部分,是產(chǎn)品開發(fā)過程中的最早最重要的設(shè)計(jì)決策,同時(shí)又是一種重要手段,它可以使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響達(dá)到最小。機(jī)械產(chǎn)品材料選擇的技術(shù)性能主要包括機(jī)械性能和工藝性能。在設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品并選擇材料時(shí),由于機(jī)械性能是保證零件的工作安全可靠和經(jīng)久耐用的先決條件,所以是產(chǎn)品零件選材時(shí)的首先因素。材料是構(gòu)成工程機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ),當(dāng)前工程機(jī)械產(chǎn)品綠色化的一個(gè)重要發(fā)展方向是產(chǎn)品綠色材料的使用比重不斷提高。綠色材料義稱環(huán)境協(xié)調(diào)性材料或生態(tài)材料,是指那些具有良好使用性能或功能,并對(duì)資源和能源消耗少,對(duì)生態(tài)與環(huán)境污染小,有利于人類健康,再生利用率高或可降解循環(huán)利用,在制備、使用、廢棄直到再生循環(huán)利用的整個(gè)過程中,與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的一大類材料。傳統(tǒng)的材料選擇方法已不能適應(yīng)綠色產(chǎn)品及綠色沒計(jì)的要求,必須從更廣泛的角度考慮材料的選擇,不僅應(yīng)考慮基本性能要求,更要著重考慮材料的環(huán)境屬性。在現(xiàn)階段,選擇工程機(jī)械綠色材料的主要原則包括：材料本身性能的先進(jìn)性；材料與環(huán)境協(xié)調(diào)相容性,選用新型環(huán)境材料,包括易加工、低毒害、污染小等；盡量采用不加涂鍍工藝的材料以及易回收、可再生、分解或降解的材料；盡可能采用回收率較高的零部件和材料；盡量減少所用材料種類、數(shù)量。從全局的角度,充分考慮材料對(duì)產(chǎn)品全生命周期各階段的環(huán)境影響以及產(chǎn)品性能、成本等因素的約束,使得產(chǎn)品整體環(huán)境性協(xié)調(diào)優(yōu)化。3.2包裝機(jī)械產(chǎn)品綠色包裝設(shè)計(jì)應(yīng)符合4R1D的標(biāo)準(zhǔn),再填充、再利用、循環(huán)再造、減少包裝浪費(fèi)、再降解,既在設(shè)計(jì)上無害于人體健康、廢棄物不污染環(huán)境,且便于回收再用或再循環(huán)產(chǎn)品包裝。3.3可回收性綠色機(jī)械產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)指在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮產(chǎn)品的各種材料組分的回收再用的可能性、回收處理方法、回收費(fèi)用等與產(chǎn)品回收有關(guān)的一系列問題,從而達(dá)到節(jié)約材料、減少浪費(fèi),并對(duì)環(huán)境污染為最小的設(shè)計(jì)方法。3.4可拆卸性機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)要求把可拆卸性作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,使產(chǎn)品在報(bào)廢以后其零部件能夠高效地不被破壞地拆卸下來,從而有利于零部件的重新利用或進(jìn)行材料的循環(huán)再生,從而達(dá)到節(jié)省和保護(hù)環(huán)境的目的。4機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要因素在機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)中要考慮的因素很多,主要有以下幾方面：4.1產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)是人類為了實(shí)現(xiàn)某種特定的目的而進(jìn)行的一項(xiàng)創(chuàng)造性的活動(dòng),它的核心領(lǐng)域是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品是為了滿足人們的生產(chǎn)、生活的需要而被制造出來的,它是勞動(dòng)的物化.是認(rèn)識(shí)的反饋。無論是綠色設(shè)計(jì),還是傳統(tǒng)設(shè)計(jì),都必須考慮所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)能滿足消費(fèi)者所需求的功能、質(zhì)量等基本屬性。否則,產(chǎn)品根本無法占領(lǐng)市場(chǎng)。4.2環(huán)境保護(hù)綠色設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)無論是在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中,還是在產(chǎn)品的使用過程中,都應(yīng)具有良好的環(huán)境保護(hù)性。從源頭上將廢棄物數(shù)量降到最低限度,減少了大量垃圾處理所造成的棘手問題,有利于保護(hù)環(huán)境,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。4.3勞動(dòng)保護(hù)倡導(dǎo)"以人為本",實(shí)現(xiàn)對(duì)勞動(dòng)者<包括生產(chǎn)者和使用者>的良好勞動(dòng)保護(hù)。綠色設(shè)計(jì)時(shí)必須仔細(xì)考慮所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在制造過程中應(yīng)對(duì)生產(chǎn)者具有良好的勞動(dòng)保護(hù),同時(shí).在使用過程中對(duì)使用者也應(yīng)該具有良好的勞動(dòng)保護(hù)。在產(chǎn)品整個(gè)壽命周期中對(duì)勞動(dòng)者的危害應(yīng)最小化.零危害是最佳狀態(tài)。4.4產(chǎn)品壽命周期成本從控制理論上講.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的方案是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng),而綠色設(shè)計(jì)考慮的設(shè)計(jì)方案則是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常所考慮的產(chǎn)品成本僅包括設(shè)計(jì)、制造和營(yíng)銷費(fèi)用成本。未考慮消費(fèi)者使用成本和產(chǎn)品最終處理成本。而綠色設(shè)計(jì)中卻考慮了產(chǎn)品的壽命周期成本<企業(yè)成本、用戶成本和社會(huì)成本>。隨著環(huán)境保護(hù)的法制化,企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期負(fù)責(zé)已逐步走向規(guī)范化、法制化。因此,企業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)不得不考慮產(chǎn)品的維護(hù)和最終的處理成本。此外,產(chǎn)品要真正占據(jù)市場(chǎng)份額,企業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)還得為顧客考慮,為用戶降低產(chǎn)品的使用成本。5機(jī)械產(chǎn)品基于綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)5.1產(chǎn)品問題空間的提出應(yīng)用列舉法,分析產(chǎn)品對(duì)自然資源的消耗和可能對(duì)周圍環(huán)境、人產(chǎn)生的影響及造成的危害。分析產(chǎn)品環(huán)境屬性就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)著重考慮材料的選擇、零部件的再使用、產(chǎn)品的拆卸及面向生命周期的評(píng)價(jià)等。材料的選擇應(yīng)注意如下要點(diǎn)：盡量減少使用稀有昂貴原材料及有毒、有害材料；尋找稀有昂貴材料的替代材料,多應(yīng)用回收材料、廢料及余料；減少所用材料的種類,采用相容性好的材料,以利于產(chǎn)品報(bào)廢后的回收與處理；選用再生材料,形成一個(gè)有效使用資源的良性循環(huán)。采用系列化、模塊化的設(shè)計(jì)能夠有效地保證零部件的再使用。產(chǎn)品的拆卸應(yīng)可能不損壞原有零部件的功能,并使拆卸過程方便。其是產(chǎn)品回收再利用的前提,已在汽車、機(jī)床和計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。面向生命周期的評(píng)價(jià)是分析產(chǎn)品對(duì)人和周圍環(huán)境的影響,著重考慮環(huán)境污染和資源消耗方面。分析產(chǎn)品環(huán)境資源屬性集中在控制能源消耗和無效排放,從而達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的目的。5.2尋找基于綠色的創(chuàng)新點(diǎn)從用戶期望出發(fā),分析設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)功能屬性,尋找新穎的創(chuàng)新點(diǎn)是基于綠色原型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。尋找創(chuàng)新點(diǎn)需要設(shè)計(jì)者掌握很強(qiáng)的創(chuàng)造原理,充分發(fā)揮創(chuàng)新性思維,應(yīng)用工程數(shù)據(jù)庫和工程知識(shí)庫等技術(shù)支持平臺(tái),完成產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)者的直觀感覺和他人的啟發(fā),產(chǎn)生自由聯(lián)想,能夠?qū)ふ页鲂路f的設(shè)計(jì)方案。通過前一階段產(chǎn)品環(huán)境資源屬性的深入分析,將初始系統(tǒng)解構(gòu),以新的方式重組,在其中加入創(chuàng)造性資源,以此來獲得有價(jià)值的創(chuàng)新點(diǎn)。5.3建立設(shè)計(jì)方案形態(tài)學(xué)矩陣在這一階段,以建立形態(tài)學(xué)矩陣為基礎(chǔ),對(duì)創(chuàng)造對(duì)象進(jìn)行因素分解,找出因素可能的全部形態(tài),并進(jìn)行方案綜合,以得到方案的多種解。通過建立形態(tài)學(xué)矩陣,把創(chuàng)新變成一種系統(tǒng)搜索和程序化的思考過程,能夠避免僅憑創(chuàng)新性思維而導(dǎo)致的容易丟掉或忽略某些很有價(jià)值的設(shè)計(jì)方案的出現(xiàn),以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。5.4分析、求解和組合方案在分析、整理和求解方案中,根據(jù)綠色設(shè)計(jì)方法與理念,設(shè)計(jì)者預(yù)先制訂出一套選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn),將形態(tài)學(xué)矩陣中的所有方案進(jìn)行組合,去除不符合要求的組合方案,最后得到滿足要求的方案可能有多個(gè)。組合方案的目的是尋找其中可能的合理的設(shè)計(jì)方案,為設(shè)計(jì)者提供了評(píng)選最優(yōu)方案的基礎(chǔ)。5.5形成產(chǎn)品最終設(shè)計(jì)方案這里最終方案指的是進(jìn)行一次設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的"最終",任何成熟產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是經(jīng)過反復(fù)多次修改而完成,是一個(gè)不斷改進(jìn)、循環(huán)的設(shè)計(jì)過程,同時(shí)也是一個(gè)面向產(chǎn)品全壽命周期的設(shè)計(jì)過程。除分析產(chǎn)品使用過程中的影響外,產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對(duì)周圍環(huán)境和人的影響也是考慮的重點(diǎn)。此階段需在產(chǎn)品制造工藝性的基礎(chǔ)上,分析滿足要求方案的產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝性,應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系作參考,由此篩選出符合要求的、合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。5.6分析產(chǎn)品的技術(shù)和功能屬性,實(shí)現(xiàn)基于綠色原型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)的核心是要實(shí)現(xiàn)"產(chǎn)品—人一環(huán)境一社會(huì)"的生態(tài)平衡,避免對(duì)環(huán)境的污染和資源的過多消耗。雖然在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,始終貫穿著綠色設(shè)計(jì)理念,并由此提出很多的可能設(shè)想和解決方案,但缺乏系統(tǒng)整體的考量,分析樣品的各種技術(shù)和功能屬性,得出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)結(jié)論。6機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)制造的方法機(jī)械產(chǎn)品綠色設(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)品生命周期中節(jié)約資源和能源,不產(chǎn)生環(huán)境污染或使環(huán)境污染最小化。環(huán)保型制造技術(shù)是指在制造過程中最大限度地減少環(huán)境污染,創(chuàng)造安全、舒適的工作環(huán)境。包括減少廢料的產(chǎn)生及廢料有序地排放；減少有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生及有毒有害物質(zhì)的適當(dāng)處理；減小振動(dòng)與噪聲；實(shí)行溫度調(diào)節(jié)與空氣凈化；對(duì)廢料的回收與再利用等。其下簡(jiǎn)要介紹一些綠色制造技術(shù)。6.1精確成形工藝精確成形工藝,亦稱少無切屑加工,它主要是通過精鑄、精鍛、冷擠、粉末冶金等加工方法來獲得零件或精坯。20世紀(jì)以來,人們開始探索各種減少切削或不切削的精密成形新方法和新材料,以減少工時(shí)和材料耗費(fèi)。例如,采用擠壓、冷鐓、搓絲等工藝生產(chǎn)螺栓、螺母和機(jī)械配件,使材料利用率大大提高,有時(shí)列‘完全不需要切削；采用金屬模壓力鑄造制造鋁合金件。與普通鑄造相比,制件質(zhì)量提高,且可基本不用切削加工；采用粉末冶金方法可制造高強(qiáng)度、高密度的機(jī)械零件,如精密齒輪等；工程塑料的壓塑和注塑件強(qiáng)度高、成型容易,基本上沒有加工余量；通過提高傳統(tǒng)鑄造、鍛壓工藝的精度也能減少加加工余量,實(shí)現(xiàn)毛坯精化?？傊?精確成形工藝具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,能實(shí)現(xiàn)多種冷、熱工藝綜合交叉、多種材料復(fù)合選用,把材料與工藝有機(jī)地結(jié)合起來,是機(jī)械制造技術(shù)的一項(xiàng)突破。對(duì)輕工機(jī)械制造業(yè)來說,不僅可以節(jié)約傳統(tǒng)毛坯制造時(shí)的能耗、物耗,也大大減少了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費(fèi)用。6.2高速切削機(jī)床我們知道,機(jī)械干式加工在切削區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱,如果不及時(shí)散熱,會(huì)使機(jī)床受熱不均而產(chǎn)生熱變形,這個(gè)熱變形就成為影響工件加工精度的一個(gè)重要因素,因此機(jī)床應(yīng)配置循環(huán)冷卻系統(tǒng),帶建切削熱量,并在結(jié)構(gòu)上有良好的隔熱措施。實(shí)驗(yàn)表明,干式切削理想的條件應(yīng)該是在高速切削條件下進(jìn)行,這樣可以減少傳到工件、刀具和機(jī)床上的熱景。干切削時(shí)產(chǎn)生的切屑是干燥的,這樣可以盡可能的將干切削機(jī)床設(shè)計(jì)成立軸和傾斜式床身。工作臺(tái)上的傾斜蓋板用絕熱材料制成,在機(jī)床上配置過濾系統(tǒng)排出灰塵,對(duì)機(jī)床主要部位進(jìn)行隔離?，F(xiàn)在切削加工已朝著高速、超高速方向發(fā)展,高速切削機(jī)床的發(fā)展給千切削的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了良好的條件,對(duì)于精密切削機(jī)床,可在機(jī)床上裝上監(jiān)控系統(tǒng),以檢測(cè)切削區(qū)域的溫度變化、切削力的變化以及刀具的磨損,井配以機(jī)床補(bǔ)償裝置。6.3工程機(jī)械綠色化實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械生命周期的綠色化,對(duì)工程機(jī)械實(shí)行綠色使用也是必不可少的。工程機(jī)械大部分是露天作業(yè),作業(yè)地點(diǎn)經(jīng)常變動(dòng),所以其性能受到作業(yè)場(chǎng)地的溫度、污染、路況及天氣等因索的影響很大。如果在施工現(xiàn)場(chǎng)采取有效措施,采取綠色使用策略,通過綠色保養(yǎng)、維修是可以有效防止機(jī)械故障,保證設(shè)備的完好率。相應(yīng)減少了廢棄排放物對(duì)環(huán)境的危害,提高機(jī)械壽命,也就是節(jié)省了資源,比如設(shè)備維修技術(shù)以最少的資源消耗,保持、恢復(fù)、延長(zhǎng)和改善設(shè)備的功能,實(shí)現(xiàn)材料利用的高效率,減少材料和能源消耗,從而提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量和效益。一般說來。通過維修恢復(fù)一種產(chǎn)品的性能所消耗的勞動(dòng)量和物質(zhì)資源,僅是制造同一產(chǎn)品的幾分之一,甚至十幾分之一,這種消耗的減少就意味著對(duì)環(huán)境污染的減少而有利于社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。6.4工作環(huán)境綠色化工作環(huán)境設(shè)計(jì),即研究如何給勞動(dòng)者提供一個(gè)安全、舒適宜人的環(huán)境。舒適宜人的工作環(huán)境包括作業(yè)空間足夠?qū)挻螅蛔鳂I(yè)面布置并然有序；工作場(chǎng)地溫度與濕度適中；空氣流暢清新；沒有明顯的振動(dòng)與噪聲；各種控制機(jī)構(gòu)、操作手柄位置合適,工作環(huán)境照明良好、色彩協(xié)調(diào)等。機(jī)械制造中各種機(jī)床設(shè)備照明系統(tǒng)如果設(shè)計(jì)成可調(diào)。工件裝卸時(shí)照明功率大,切削加工時(shí)照明功率小,這樣既能保證工作環(huán)境照明良好,又能節(jié)省電能。7機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例7.1燃油噴射系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之芯在汽車的行進(jìn)過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟,為汽車提供動(dòng)力,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程中,吸入純空氣,壓縮行程接近終了時(shí),柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時(shí)間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合,形成可燃混合氣。由于柴油機(jī)壓縮比高,柴油在噴入氣缸后,在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6-9MPa,溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動(dòng)下,活塞向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功,廢氣同樣經(jīng)排氣管排入大氣中。傳統(tǒng)的柴油機(jī)通過噴油泵,噴油器和調(diào)速器等對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行燃料的供給,由于柴油機(jī)混合氣形成時(shí)間極短,使得燃燒室各處的混合氣成分很不均勻,導(dǎo)致了大家印象中的冒黑煙,大噪聲的出現(xiàn),因而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)也被埋沒。在目前日益嚴(yán)苛的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)下,柴油車要摘掉大污染的帽子,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,就需要柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)擁有良好的匹配,隨著電控噴射技術(shù),高壓共軌直噴技術(shù)的出現(xiàn),柴油車具有比以往更高扭矩、高功率、高可靠性以及更低油耗、低排放、低震動(dòng)、低噪音的特性。目前,采用先進(jìn)燃油噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)能比同排量的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油超過30%,在有害氣體的排放方面,對(duì)于無法通過其他回收裝置解決的日益嚴(yán)酷的二氧化碳排放,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)減少近45%,數(shù)據(jù)非常可觀。燃油噴射系統(tǒng)的綠色：7.1.1電控燃油噴射系統(tǒng),滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的利器傳統(tǒng)的直燃式機(jī)械泵全部為機(jī)械裝置,而歐Ⅲ及歐Ⅲ以上電控燃油噴射系統(tǒng)則主要是由電子控制的,和直燃式機(jī)械泵幾乎是兩個(gè)完全不同的概念,發(fā)生了脫胎換骨的改變,技術(shù)含量非常高。由于國(guó)外燃油噴射巨頭長(zhǎng)期對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行壟斷,而我國(guó)受諸多條件的制約,始終無法突破歐Ⅲ的關(guān)鍵技術(shù),只能依賴進(jìn)口,價(jià)格非常昂貴。電子控制的現(xiàn)代柴油機(jī)已經(jīng)成為我國(guó)汽車工業(yè)當(dāng)前在大批量、低成本生產(chǎn)中解決環(huán)保與節(jié)能雙重壓力最有效和最經(jīng)濟(jì)的手段。柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)涉及傳感器、執(zhí)行器、電磁閥、芯片、軟件、車載總線系統(tǒng)等眾多產(chǎn)業(yè),是汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈的核心,也是我國(guó)發(fā)展自主品牌汽車需要重點(diǎn)突破的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品之一。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在［2005］2769號(hào)文件中將其列為20XX高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)支持項(xiàng)目。7.1.2單體泵,高壓共軌噴射技術(shù),油耗降低的保證在油耗方面,燃油噴射系統(tǒng)的精確噴油,更高的噴射壓力,才能保證柴油的更充分燃燒。普通柴油機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng),借助于高壓油泵將柴油輸送到各缸燃油室。這種供油方式要隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化,做不到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油量。亞新科的燃油噴射系統(tǒng),在油耗方面,也做了相應(yīng)的改進(jìn)。歐Ⅲ階段的產(chǎn)品全部采用了單體泵,單體泵的噴射壓力較傳統(tǒng)的噴油泵更高,高壓噴入的燃油在極短的時(shí)間內(nèi)與氣缸內(nèi)空氣混合后,發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒將更充分,再加上通過電子控制噴油時(shí)間,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)供油,汽車的油耗將會(huì)隨之降低。

對(duì)于歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),使用單體泵的燃油噴射系統(tǒng)已可以達(dá)到,采用單體泵加上后處理技術(shù),歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)將能滿足,對(duì)于要求更高的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn),則需要更精確的高壓共軌噴射技術(shù)以及后處理,這項(xiàng)技術(shù)在亞新科目前還處于研發(fā)階段。高壓共軌噴射技術(shù),相對(duì)單體泵來說,噴射更加的靈活,單體泵有時(shí)受位置的限制對(duì)噴油有些影響,而高壓共軌技術(shù)將不受這些限制,并且當(dāng)車在低速的時(shí)候仍能保持很高的噴射壓力。因此,油耗,排放將會(huì)更低,更加的環(huán)保。三維設(shè)計(jì),保證燃油噴射系統(tǒng)部件的精密燃油噴射系統(tǒng)屬于十分精密的部件,除了繁雜的機(jī)械裝置,還有復(fù)雜的油路,電路等,要在體積不大的空間內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油噴射的時(shí)間,壓力,位置的控制,做到各個(gè)部件的緊密配合,對(duì)精度,配合度以及穩(wěn)定性的要求非常高。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)圖紙,制造樣機(jī),調(diào)試,改進(jìn),再制造再調(diào)試,往往花費(fèi)大量的人力物力財(cái)力以及時(shí)間,并且,由于噴射系統(tǒng)零件多,在制造方面,需要開模,澆鑄,如果進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)又需要重新開模,種種這些,使產(chǎn)品的開發(fā)周期被拉的很長(zhǎng)。

除了使用Solidworks進(jìn)行三維設(shè)計(jì),亞新科公司還充分利用了Simulation對(duì)燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,設(shè)計(jì)人員可以通過一系列的有限元分析,斷裂分析,運(yùn)動(dòng)仿真,模擬噴油系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行分析驗(yàn)證以及調(diào)整優(yōu)化,使噴油更加的精確,減少了實(shí)際實(shí)驗(yàn)的次數(shù),降低了成本。在制造方面,由于產(chǎn)品的特性要求,需要開模,再澆鑄成型,在過去需要使用圖紙等外出加工開模,在使用SolidWorks后,可以直接建立三維模型,來進(jìn)行開模,過程更加的直觀,加工更加的精確,確保了產(chǎn)品的精度。模塊化,易維護(hù),燃油噴射系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展眾所周知,燃油噴射系統(tǒng)做為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,需要與發(fā)動(dòng)機(jī)廠商進(jìn)行匹配,其結(jié)構(gòu),電路等應(yīng)分別與相應(yīng)型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)做好對(duì)接。在這個(gè)過程中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)廠商同樣選用SolidWorks進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí),雙方可以很方便的將圖紙進(jìn)行整合調(diào)整,而不需要再轉(zhuǎn)換成其他的格式,節(jié)省時(shí)間,并且減少了軟件轉(zhuǎn)換之間的錯(cuò)誤。由于產(chǎn)品型號(hào)較多,亞新科公司在設(shè)計(jì)階段采用了模塊化的方式,將產(chǎn)品系列化,標(biāo)準(zhǔn)化,在結(jié)構(gòu)上,采用通用的零部件,只要使用的油泵型號(hào)相同,其余主要零部件皆可通用,并且拆裝方便,一來節(jié)約了成本,避免了采用過多的零部件,造成開發(fā)以及生產(chǎn)的浪費(fèi),二來配件通用,如果發(fā)生了故障,在全國(guó)的400多家服務(wù)站中可隨時(shí)更換,節(jié)約了維修成本與時(shí)間。7.2潔凈呼吸啟動(dòng)綠色制冷芯采用專用凸頭活塞專利技術(shù),當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí),活塞頂端的凸頭進(jìn)入閥片的排氣孔,減小此處的余隙容積,有效地提高了容積效率,提高COP值。

另外,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中通過使用直接吸氣消音腔,并同時(shí)采用吸氣鋼絲網(wǎng)、玻紋管,其中吸氣玻紋管采用可收縮的氟橡膠,并用嗽叭口作為收集口,可以最大程度收集彌散在殼體中的制冷工質(zhì),還能直接從吸氣管吸取外界溫度較低的氣體,由于氟橡膠耐高溫耐腐蝕且與油不發(fā)生反應(yīng),因此氟橡膠在壓縮機(jī)工作壽命長(zhǎng),與玻紋管和新型的鋼絲網(wǎng)配套使用后,具有降低吸氣密度,減少啟動(dòng)噪音和防止液擊吸氣閥片的作用,極大提高了COP值。7.3XX煤機(jī)7.3.1煤層開采遠(yuǎn)程控制煤炭開采遠(yuǎn)程控制技術(shù),可以對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷及遠(yuǎn)程控制。XX煤機(jī)負(fù)責(zé)這一系統(tǒng)研發(fā)的專家說,以前客戶的采煤機(jī)出現(xiàn)故障,公司的技術(shù)人員趕到,至少也要在路上花費(fèi)10多個(gè)小時(shí),而現(xiàn)在通過這套系統(tǒng),不用到現(xiàn)場(chǎng),通過視頻畫面幾分鐘就可能發(fā)現(xiàn)故障并予以排除。產(chǎn)品遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)大大提高了大型綜采設(shè)備的可靠性,避免了非計(jì)劃性停機(jī)。同時(shí),從該中心,XX煤機(jī)可以對(duì)公司銷售出的分布于全球的任何一臺(tái)采煤機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,采煤機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、早期失效、故障預(yù)警等信息通過數(shù)據(jù)流、音頻、視頻信號(hào)的采集與傳輸,通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)同步到達(dá)監(jiān)控中心,供專家進(jìn)行技術(shù)分析,并及時(shí)反饋給用戶,確保機(jī)器在井下的正常工作,保證用戶產(chǎn)量的穩(wěn)定。7.3.2記憶截割的智能控制采煤機(jī)是綜采工作面的主要設(shè)備,它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)決定著綜采工作面的生產(chǎn)效率。由于綜采工作面煤炭產(chǎn)量大,推進(jìn)快,由此引發(fā)的各種不安定因素多,因而建立自動(dòng)化綜采工作面則可以減少作業(yè)人數(shù),提高生產(chǎn)效率。因此采煤機(jī)就必須具有采高自適應(yīng)調(diào)整功能。"記憶截割"是一種自動(dòng)識(shí)別煤巖分界的技術(shù)。工作原理為：由采煤機(jī)司機(jī)操縱采煤機(jī)沿工作面煤層高低起伏條件先割一刀,控制系統(tǒng)將行程位置與對(duì)應(yīng)的截割高度等信息存入計(jì)算機(jī),以后在下一行程位置的截割高度均由計(jì)算機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)器記憶的工作參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。如煤層條件發(fā)生較大變化,由采煤機(jī)司機(jī)調(diào)整〔作為位置程序的微調(diào),并自動(dòng)記憶調(diào)整過的工作參數(shù),作為下一刀滾筒調(diào)高的參數(shù)。運(yùn)行軌跡的修正可跟機(jī)或在遠(yuǎn)方通過監(jiān)控電視完成。7.3.3三維軟件,采煤機(jī)快速通往"無人"的橋梁"集約、高效、綠色、安全采煤"已成為我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),因此這兩項(xiàng)技術(shù)的成功研制可以大大提升其在整個(gè)煤機(jī)行業(yè)的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力,帶來更多的客戶。然而面對(duì)更多的訂單更復(fù)雜的產(chǎn)品功能,每研發(fā)一臺(tái)機(jī)型就得生產(chǎn)出2臺(tái)樣機(jī),進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn),待使用一段時(shí)間暴露出問題后再進(jìn)行改進(jìn),對(duì)XX礦機(jī)而言無疑是既浪費(fèi)了成本又可能會(huì)延長(zhǎng)交貨期。而在引入SolidWorks2008后,建立了產(chǎn)品的數(shù)字化功能樣機(jī),可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行大型裝配的干涉檢查,并根據(jù)工況情況施加一定的力,進(jìn)行有限元分析,當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱點(diǎn)后便一步修改到位,而無需再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了,大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)和制造周期,節(jié)約了成本。8機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代的影響機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)改變?nèi)祟惖纳罘绞?。人類社?huì)生活中的高能耗、高物耗及產(chǎn)生的大量廢棄物!嚴(yán)重地破壞了人類自身的生存環(huán)境,而且,這種生活方式是不可能持續(xù)的。綠色設(shè)計(jì)的理念及產(chǎn)品,使得人們?cè)谏町?dāng)中不但要追求物質(zhì)文明,而且要追求生態(tài)文明,也就是具有一種"綠色的生活方式"。同時(shí)促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)創(chuàng)新。過去在評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)步與否時(shí)主要根據(jù)它所帶來的經(jīng)濟(jì)效益,而對(duì)其環(huán)境和生態(tài)相應(yīng)則考慮得較少。綠色設(shè)計(jì)要求同時(shí)考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益,要達(dá)到三者的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一,這就對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提出了更高的要求,從而推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新,滿足人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求,適應(yīng)國(guó)際貿(mào)易的要求。綠色產(chǎn)品具有節(jié)約能源,不使用有害化學(xué)物質(zhì),有合理的包裝!產(chǎn)品使用后易子分解等特性。所以,發(fā)展綠色設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下的綠色產(chǎn)業(yè)的最大意義在于環(huán)境保護(hù)。在國(guó)際貿(mào)易中不符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的商品被禁止進(jìn)出口已成為一項(xiàng)國(guó)際準(zhǔn)則。運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)的思想所制造出的產(chǎn)品可以更好地適應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),使我國(guó)的綠色產(chǎn)品能進(jìn)人更廣闊的國(guó)際市場(chǎng),增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。想法決定生活,理念決定設(shè)計(jì)。理念或觀念的進(jìn)步對(duì)社會(huì)發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用,理念雖然不是具體的方法,但理念可以為具體方法的研究指引方向,而具體的設(shè)計(jì)方法,是建立在一定的設(shè)計(jì)理念之上的,理念是具體方法的基礎(chǔ)?？v觀人類機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步歷程,不難看出,設(shè)計(jì)理念的進(jìn)步給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來的巨大影響。從機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科的角度,近代設(shè)計(jì)方法學(xué)的發(fā)展主要體現(xiàn)為："功能思想"的提出；"人機(jī)學(xué)"思想的形成；"工業(yè)設(shè)計(jì)"學(xué)科的發(fā)展和成熟。在這三項(xiàng)近代機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科的核心技術(shù)中,對(duì)后來機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響,都首先體現(xiàn)在由于它們出現(xiàn)而帶來的設(shè)計(jì)理念的進(jìn)步,其次才是具體的方法,所有先進(jìn)的具體設(shè)計(jì)方法如：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、CAD等等,都是為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)理念服務(wù)的。例如：以美國(guó)人麥爾斯"顧客購買的不是產(chǎn)品本身,而是產(chǎn)品所具有的功能"為標(biāo)志的"功能思想"的提出,并逐步為人們廣泛的理解和接受后,使設(shè)計(jì)者認(rèn)識(shí)到：可以采取不同的原理、結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)同樣的功能,它所帶來的是人們?cè)谠O(shè)計(jì)思想上的一次革命,大大地拓展了設(shè)計(jì)人員的視野,在此之前,人們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí),更多的是用數(shù)學(xué)、力學(xué)的方法來研究機(jī)械的設(shè)計(jì),用更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)去完善已能完成某種功能的機(jī)器,忽視了作為產(chǎn)品本質(zhì)的"功能"的研究。正是在功能思想的指導(dǎo)下,涌現(xiàn)出了大量采用新的功能原理的產(chǎn)品,如電子手表、激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)以及現(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)等。綠色設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)方法,出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng),還遠(yuǎn)沒有達(dá)到完善的程度,很多具體的方法還有待研究,但綠色設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)理念,它的出現(xiàn),使人們看到了過去設(shè)計(jì)思想方法的不足,意識(shí)到了在過去長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)活動(dòng)中,所忽視的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與環(huán)境資源之間的關(guān)系和產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境、資源的影響。綠色設(shè)計(jì)理念的提出,是機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科發(fā)展歷史上一個(gè)重要的里程碑,是機(jī)械設(shè)計(jì)理念的一次革命和飛躍,它對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科所帶來的革命性影響主要表現(xiàn)為：8.1第一次從人類整體利益的高度,強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)企業(yè)在人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境資源保護(hù)方面應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。這種責(zé)任一方面可以通過國(guó)家法律的形式強(qiáng)制企業(yè)承擔(dān),如汽車尾氣的排放法規(guī)、鍋爐的尾氣排放法規(guī)、工業(yè)廢水的排放法規(guī)等,而更重要的是作為設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)企業(yè),必須主動(dòng)意識(shí)到自己應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任,在企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展過程中,能進(jìn)行自我約束,不能僅僅為了實(shí)現(xiàn)自己企業(yè)商業(yè)利益的最大化,而置社會(huì)利益于不顧。當(dāng)今所面臨的環(huán)境污染和資源短缺等問題,并不是由于個(gè)別企業(yè)或某一行業(yè)的行為造成的,而是整個(gè)社會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)共同行為的累計(jì)結(jié)果。所以,綠色設(shè)計(jì)理念反映了人們對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)方式和生活方式所引起的生態(tài)和環(huán)境破壞的反思,從道德層面上提高了對(duì)設(shè)計(jì)師和企業(yè)素質(zhì)的要求,代表了一種新的設(shè)計(jì)文化,反映了人類道德認(rèn)知水平的提高,這種提高和認(rèn)識(shí)的深化,必將從更高的層次上,推動(dòng)社會(huì)文明的進(jìn)步和實(shí)現(xiàn)所追求的人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理想。綠色設(shè)計(jì)所代表的是"以人為本,實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處"的現(xiàn)代設(shè)計(jì)文化。所以,如果說"功能思想"的提出是在技術(shù)層面上推動(dòng)了設(shè)計(jì)學(xué)科的進(jìn)步；而"綠色設(shè)計(jì)理念"的提出是在人的思想道德和設(shè)計(jì)文化的層面上推動(dòng)了設(shè)計(jì)學(xué)科的進(jìn)步,它體現(xiàn)了："地球環(huán)境與資源保護(hù)是大家的共同責(zé)任"的崇高思想。8.2對(duì)機(jī)械產(chǎn)品來講,設(shè)計(jì)是源頭。今天所面臨的主要由工業(yè)設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品制造與使用所造成的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)等問題,除受當(dāng)時(shí)時(shí)代的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的限制,對(duì)可能引起的問題預(yù)見、認(rèn)識(shí)不夠有關(guān)外,還在很大程度上與一些傳統(tǒng)落后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念有關(guān)。例如：在過去的設(shè)計(jì)理念中,幾乎不考慮環(huán)境問題,也不考慮產(chǎn)品的回收利用問題,并將煙囪林立、濃煙滾滾、污水橫流、機(jī)器轟鳴等看成是工業(yè)化的標(biāo)志就是最典型的代表。對(duì)所制造和銷售的產(chǎn)品與企業(yè)和設(shè)計(jì)人員的關(guān)系,現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)人員仍認(rèn)為"產(chǎn)品過了保修期就與自己和企業(yè)沒有關(guān)系了"。所以,必須改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)觀念,要樹立"今天的產(chǎn)品,就是明天的廢品"的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念,從產(chǎn)品的性能、材料選擇、制造、使用、合理的產(chǎn)品壽命、報(bào)廢回收的整個(gè)過程來看待現(xiàn)在正進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì),尤其是考慮產(chǎn)品報(bào)廢后的回收性,進(jìn)行綜合平衡和決策,樹立全新的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。8.3對(duì)報(bào)廢產(chǎn)品的重新認(rèn)識(shí)。當(dāng)今社會(huì),科學(xué)技術(shù)發(fā)展很快,新產(chǎn)品層出不窮,產(chǎn)品的有效壽命周期明顯縮短,很多產(chǎn)品不是因?yàn)椴荒苁褂?而是由于性能落后或僅僅由于外觀老舊而報(bào)廢。雖然可以花錢買新的,但被廢棄的不僅是報(bào)廢的產(chǎn)品,而且還有廢棄產(chǎn)品中所包含的資源。所以,綠色設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)"物理報(bào)廢"和"性能報(bào)廢"產(chǎn)品的回收和再利用。為此,要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)上綜合考慮對(duì)產(chǎn)品整個(gè)壽命周期的影響,對(duì)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展有科學(xué)的預(yù)測(cè),在現(xiàn)有產(chǎn)品、儲(chǔ)備產(chǎn)品和研發(fā)產(chǎn)品之間有合理的技術(shù)繼承和聯(lián)系,充分考慮由于產(chǎn)品款式、技術(shù)升級(jí)等因素引起的產(chǎn)品報(bào)廢,使產(chǎn)品具有合理的使用壽命,而不一味地追求產(chǎn)品的經(jīng)久耐用。同時(shí),在設(shè)計(jì)中,廣泛運(yùn)用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)技術(shù),如采用系列化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮產(chǎn)品零部件的技術(shù)和結(jié)構(gòu)的繼承性[8],為產(chǎn)品在報(bào)廢后的再制造奠定技術(shù)基礎(chǔ)。運(yùn)用面向拆卸的設(shè)計(jì)技術(shù),注意考慮產(chǎn)品的裝拆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),方便裝拆。同時(shí),還應(yīng)考慮對(duì)一些產(chǎn)量大、使用時(shí)間長(zhǎng)的產(chǎn)品,在技術(shù)進(jìn)步后,如何對(duì)已銷售的產(chǎn)品進(jìn)行合理的、較為經(jīng)濟(jì)的改裝,以提高產(chǎn)品使用性能的設(shè)計(jì)方法,例如像家用空調(diào)、電冰箱等產(chǎn)品就是屬于這種情況。由于技術(shù)進(jìn)步,現(xiàn)在產(chǎn)品的耗電量較前幾年已經(jīng)明顯降低,如前幾年普通電冰箱24h耗電量為1kWh左右,但現(xiàn)在可以達(dá)到0.4kWh左右,與現(xiàn)在新的節(jié)能型電冰箱相比,大量還在使用的老電冰箱就像電老虎一樣每天都在大量地消耗寶貴的電力。但由于這些老冰箱不能以較為方便的方式和用戶能接受的價(jià)格實(shí)現(xiàn)節(jié)能方面的改裝,依然會(huì)在若干年內(nèi)繼續(xù)使用這些棄之可惜的冰箱,并為它們多使用的電付錢,造成社會(huì)資源的巨大浪費(fèi)。從政府的角度講,如何在政策上大力鼓勵(lì)和扶持對(duì)報(bào)廢產(chǎn)品的再制造是值得研究的。9機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的復(fù)雜系統(tǒng)出發(fā),采用科學(xué)技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)三者之間的有效協(xié)調(diào)平衡。綠色設(shè)計(jì)降低了成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)增加了產(chǎn)品的附加值,甚至可以帶動(dòng)企業(yè)或整個(gè)行業(yè)的振興與全面發(fā)展。綠色設(shè)計(jì)已成為我國(guó)機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一,具有極其廣泛的應(yīng)用前景?？墒?由于綠色設(shè)計(jì)涉及的學(xué)科領(lǐng)域較多,范圍大,屬于多種學(xué)科交叉研究的范圍,目前還處于不斷發(fā)展完善期。為此,綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施還需要企業(yè)、社會(huì)和研究機(jī)構(gòu)共同努力,協(xié)同研究。機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:全球化特性,隨著近年來全球化市場(chǎng)的發(fā)展和我國(guó)加入WTO,綠色產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將面向全球化。社會(huì)化特性,綠色設(shè)計(jì)的研究需要全社會(huì)的共同努力和參與,以建立綠色設(shè)計(jì)所必需的社會(huì)支持體系。集成化特性,現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成、綠色制造的過程集成等集成技術(shù)的