搜索
绿色设计方法、应用与趋势中国电器科学研究院绿色设计方法、应用与发展一、绿色设计概述二、绿色设计的主要内容与方法三、绿色设计的过程与步骤四、绿色设计的应用案例五、绿色设计工具六、绿色设计的发展趋势绿色设计概述绿色设计（GreenDesign—GD），也称为生态设计(EcologicalDesign—ED)、环境设计(DesignforEnvironment—DFE)、生命周期设计（LifeCycleDesign—LCD）或环境意识设计（EnvironmentConsciousDesign—ECD）等1、什么是绿色设计：绿色设计或环境化设计(DesignforEnvironment，DfE)的说法在美国与日本较常使用，而欧洲国家大都习惯使用生态化设计(Eco-Design)一词。名称虽然有所不同，但其基本内涵大致相同。减量(Reduce)、再使用(Reuse)和原料回收(Recycle)，正是绿色设计的“三R原则”。绿色设计概述绿色设计在产品的设计时，即考虑其原料的选择、制程、包装运输、使用过程、生命终期的废弃处理或回收再利用等阶段所造成之环境冲击，并尽可能的避免对环境造成任何的危害。「绿色设计」与「传统设计」的根本区别，在于「绿色设计」在设计构思阶段，把降低能量消耗、易于拆卸，使之再生使用和保护生态环境与保证产品的性能、质量和成本的要求列入同等的设计指标，并保证在生产过程中能够顺利实施。绿色设计概述绿色设计是除了以产品制造及组装作为考虑方向之外的设计思维，也是企业作为因应绿色浪潮之下的最佳模式。绿色设计的范围涵盖了环境风险管理、产品安全性、职业安全卫生、污染预防、资源保育、防止意外及废弃物管理。Horvathetal(1995)也将绿色设计的目标分为三大方面：–将不可再生资源的使用降至最低；–有效率地管理再生资源；–将释放至环境的毒性降至最低。绿色设计概述绿色设计概述2、绿色设计研究的背景家电行业是完全竞争的行业家电业是我国加入WTO后所有行业中开放程度最大的行业。相对其他行业来说，我国政府对家电行业的保护最小。针对竞争环境，我国家电行业的竞争是完全竞争环境下的产业，竞争强度比较大，竞争力比较高。绿色设计概述家电行业是发展比较成熟的行业（1）家电业的发展已经进入了一个成熟阶段。（2）家电业的发展已经饱和。（3）而且家电企业又面临国际化的问题。在这种情况下，家电企业国际化需要什么样的竞争力，是所有家电企业非常关心的。产业生命周期理论表明，任何产业都要经历从诞生道衰退这样一种类似生命周期的变化。产业生命周期机理表明，企业竞争力是动态发展的，每一个阶段对于企业竞争力都有特定的含义。绿色设计概述我国家电企业竞争优势不明显对家电企业本身来说，我国家电企业的竞争战略优势不明显，一方面选择合资的方式来求得发展，另一方面选择低成本策略。问题是：产品没有实现差异化，没有自己的核心竞争力。（1）资源、能源与环境的压力建国50多年以来，我国国民生产总值（GDP）增长十多倍，制造业是我国国民经济的重要组成部分，工业增加值占GDP的35%。我国已成为制造大国，工业增加值居世界第四位，约为美国的1/4、日本的1/2，与德国接近。00.20.40.60.81中国美国德国日本单位GDP能耗资源生产率我国单位GDP的能耗是美国的4.3倍，德国的7.7倍，日本的11.5倍；单位资源的产业水平相当于美国的1/10，日本的1/20，德国的1/6。绿色设计概述漏斗理论绿色设计概述（2）绿色消费意识不断增强LG静音洗衣机海尔免洗衣粉洗衣机绿色设计概述绿色设计概述美国绿色产品相关法规（3）法律法规陆续出台绿色设计概述消费电子产品的美国环境标志绿色设计概述欧盟绿色产品相关法规绿色设计概述绿色设计概述消费电子产品的欧盟环境标志绿色设计概述日本绿色产品相关法规绿色设计概述消费电子产品的日本环境标志绿色设计概述中国的绿色标志德国的蓝色天使标志北欧委员会环境标志日本生态标签加拿大环境选择标志北欧白天鹅（4）绿色标志全球环境标志网络组织标志能源之星标志绿色设计概述3、绿色设计的意义绿色设计概述提升企业形象产品与技术创新消除贸易壁垒，参与全球竞争循环经济社会与节约型社会的建立一、绿色设计概述二、绿色设计的主要内容与方法三、绿色设计的过程与步骤四、绿色设计的应用案例五、绿色设计工具六、绿色设计的发展趋势1009080706050403020100──────────管理工資材料设计管理工资材料设计实际资源分配对成本的影响设计阶段资源分配及其影响为什么要实施绿色设计•产品性能的70--80％是由设计阶段决定的•产品的环境性能体现在产品的整个生命周期绿色设计是从源头解决问题的最有效方法为什么要实施绿色设计绿色设计的主要内容材料选择与管理产品的可回收性设计产品的可拆卸性设计绿色产品的成本分析绿色产品设计数据库a.材料选择材料密度抗拉强度屈服极限弹性模量热导率电导率材料成本......一级选择M1备选材料集1M2备选材料集2重用性准则处理性准则能耗性准则污染性准则......二级选择材料数据库产品数据库CAD系统M3最优材料集3集成环境下面向绿色的二级材料选择模型绿色设计的具体内容绿色设计的具体内容b.产品可拆卸性设计是在产品设计过程中，将可拆卸性作为设计目标之一，使产品的结构不仅便于装配、拆卸和回收，而且也要便于制造和具有良好的经济性。应遵循以下设计准则：拆卸工作量最少准则易于拆卸准则易于分离准则产品结构的可预估性原则简化产品功能原则、减少材料种类、材料相容性等紧固件最少准则、可达性准则等一次表面准则、便于识别分类原则等绿色设计的具体内容减少零件数量-----零件合并示例绿色设计的具体内容常用的工程塑料的相容性比较PEPVCPSPCPPPAPOMSANABSPE√×××√××××PVC×√×××××√√PS××√××××××PC×O×√×××√√PPo×××√××××PA××O××√×××POM××××××√××注：√表示相容性好，O表示相容性一般，×表示相容性差。绿色设计的具体内容卡扣连接示意图绿色设计的具体内容绿色设计的具体内容c.产品回收设计设计时充分考虑产品零部件及材料的回收率、回收价值、回收工艺、回收结构工艺性等与可回收性有关的问题，以达到零部件及材料的资源充分利用，并在回收过程中尽量减少产生的二次污染。设计方法设计准则材料选择结构设计零件设计回收策略设计产品设计方案回收方案设计拆卸工艺规划回收工艺规划经济性分析环境影响分析回收性能分析回收分析产品回收设计流程绿色设计的具体内容绿色设计的具体内容绿色设计方法绿色设计方法生命周期设计方法生命周期设计就是在产品概念设计阶段考虑产品生命周期的各个环节，包括设计、研制、生产、供货、使用、直到废弃后拆卸回收或处理处置，以确保满足产品的绿色属性要求。绿色设计方法并行绿色设计方法并行绿色设计支撑环境并行工程支撑环境绿色设计支撑环境数据库与知识库绿色材料管理库绿色设计工具系统绿色评价系统环境管理系统……产品数据管理系统产品模型与仿真系统网络系统并行工程管理系统计算机集成制造系统……绿色设计方法绿色模块化设计方法是是否否用户需求系列型谱制定功能分析初始零件设计模块划分与选择模块综合与评价 合理？最终零件设计模块接口设计 合理？完成设计零件合并准则作用力交互准则信号交互准则物质交互准则能量交互准则结构交互准则处理性准则回收性准则维护性准则升级性准则重用性准则功能准则绿色准则模块库零件库模块划分准则绿色设计方法绿色设计方法绿色质量功能配置方法QFDE绿色质量功能配置（QFDforEnvironment,QFDE）是将质量功能配置与生命周期设计相结合，将用户的需求利用质量功能配置方法，并依据其生命周期设计的生产、制造使用及废弃等各个阶段，分别转换为工程技术特性，以满足消费者的需求。绿色设计方法关系矩阵技术措施用户需求重要度用户需求技术措施指标技术竞争力评估技术措施重要度市场竞争能力评估相关矩阵设计制造再生使用阶段绿色生命周期绿色设计方法绿色设计方法基于TRIZ的绿色设计TRIZ原为俄文“TeoriyaResheniyalIzobretatelskikhZadatch”的缩写，英文译为“TheoryofInventiveProblemSolving(TIPS)”,其意义为创新问题解决理论。TRIZ是一种机制，利用这种机制可以对复杂问题进行创造性或突破性思考，例如，对于那些没有现有解决方案、或者需要非标准的、创新性的概念和思想才能解决的问题。绿色设计方法问题矛盾物理矛盾时间空间物质的物理状态解决方法39个参数40个原理+技术矛盾解决方法绿色设计方法绿色产品评价模型绿色设计方法一、绿色设计概述二、绿色设计的主要内容与方法三、绿色设计的过程与步骤四、绿色设计的应用案例五、绿色设计工具六、绿色设计的发展趋势步骤1企业决策层认可第一阶段绿色设计的准备步骤2成立绿色设计小组步骤3培训与辅导第二阶段设计目标确定与绿色需求分析步骤6绿色需求分析步骤4选择产品目标步骤5确定参照产品步骤7建立核查清单第三阶段确定绿色设计策略产品信息市场信息相关法律法规……生命周期流程法绿色设计主体分类法产品类别法……步骤8运用绿色设计工具QFDE方法TRIZ方法MET矩阵法……步骤9确定绿色设计策略第四阶段制定绿色设计方案步骤10制定绿色设计方案步骤11产品详细设计材料选择结构设计拆卸与回收设计包装设计节能设计……第五阶段产品详细设计第六阶段设计分析与评价步骤12设计分析与评价经济效益分析环境效益分析……第七阶段实施与完善步骤13实施与完善一、绿色设计概述二、绿色设计的主要内容与方法三、绿色设计的过程与步骤四、绿色设计的应用案例五、绿色设计工具六、绿色设计的发展趋势绿色设计实例抽油烟机绿色设计案例步骤一：对象选择对象选择采用小组会议方式，经充分沟通与讨论后由樱花公司决定以吸油烟机（型号：U2S）作为绿色设计的对象产品。参与讨论的人员包括研发部门主管、主任工程师、外部专家等共计四人。筛选因素主要包括以下因素：产量/产值高目前仍在生产，但近期可能改款具有通用性，所产生的结果具有高度参考价值绿色设计实例步骤二：参照设定在本案例中很明确是以改善现有产品为目的，所以设定的比较对象即为该对象产品的现行设计。当对象产品经绿色化设计之后，就可以明确地比较出两者的效益差异性。步骤三：产品基本资料分析此步骤的执行方式是由该对象产品的设计人员进行产品的基本资料调查，并与外部专家就调查的结果进行细节讨论。主要调查内容分成四类，包括：绿色设计实例（一）产品基本概述主要包括产品规格、主要功能、主要组件、关键设计等等（二）产品销售信息包括竞争对手的描述以及消费者的反映，竞争对手描述的目的是列出竞争产品的优缺点，描绘出意欲超越对手或本产品应保持优势的地方。（三）生命周期清单分析资料列清单分析对象产品所有零件的材料、重量等资料的目的在于进行生命周期清单分析（LifeCycleInventory,LCI）在本案例中最后决定采用流线型LCA，即只比较新旧设计的差异部分。所以表中大部分数据在最后进行对象产品效益分析的时候未用到。（四）法规相关资料掌握该对象产品的生产、销售地区的相关法规，作为设计必须遵守的项目。绿色设计实例清单分析结果产品名称U2S吸油烟机（外销地区：美国和加拿大）型号U2S（30″不锈钢）规格机身尺寸：W75.5×D64.3×18㎝包装尺寸：W81.3×D70.6×24.6㎝净重：13.7㎏毛重：18.1㎏电压：120/60Hz传动方式：双马达开关形式：左右分离按键式调速：双速（1600RPM/1300RPM）排风量：450/350CFM（12.5m3/min，10m3/min）马达消耗电量：142W照明：60W灯泡一只主要组件项目名称生产者工艺名称备注外壳组顶板、排风室、左右边板、后板、中架板等焊接组合协作厂商及台湾樱花公司板金件下料、抽制、切边、折板、冲刺、压制、滚制、电焊等（白色机种另加粉体涂装流程，不锈钢