新时期机械设计与制造中的绿色设计法探析

陈楚金

江苏省靖江中等专业学校 江苏靖江 214500

在工业生产发展的新时期，有效实施机械制造和自动化，对工业化的发展具有重要意义。但在实践中，机械自动化生产能够有效地减少资源消耗，因此，在未来机械生产和自动化的发展必须始终满足能源发展的需要，有效地实现工业发展的环保要求。把绿色设计理念在机械工程的发展中进行有效的运用，能够更好地满足社会主义市场经济的发展，为未来的产业结构调整提供有利条件。

一、绿色设计概述

(一)绿色设计概念的含义

绿色设计主要关注的是在产品设计和制造过程中，在不对外部环境造成破坏和污染的情况下，更好地对环境进行保护，有效提升材料的使用效率，减少浪费资源。绿色设计的理念必须遵循在设计产品时降低成本的原则，在确保产品质量和运营以及服务化的延伸模式的基础上，尽可能降低产品的生产成本，延长产品的使用寿命，尽可能减少产品的使用次数，减少环境污染，实现绿色设计理念的基本目标。

(二)绿色设计概念的原则

在运用绿色设计概念的过程中，需要严格按照以下原则：第一，在运用绿色设计理念的过程中，必须始终坚持系统性原则，确保各个环节和步骤都按照绿色设计理念进行，以确保机械设计和制造过程的生态化。第二，绿色设计需要将动态以及静态评估进行相结合，绿色设计需要随着产品设计技术的变化进行改变，绿色理念有利于推动机械制造业的快速发展。第三，绿色设计理念需要以科学原则为基础，绿色技术与科学产品进行结合的设计，能够有效地提升产品的活力以及功能。

(三)绿色设计理念的特点

绿色设计理念主要是在机械制造的过程中，减少噪声污染和空气污染对环境所造成的影响，因此应采取切实措施减少机械制造过程中产生的污染物对环境的影响。绿色概念在机械设计和制造中的引入和应用提供了减少影响的建议，并充分考虑了成本、生产率和产品质量等因素。机械设计与生产同绿色理念的紧密结合对环境保护具有重要意义。绿色理念的主要特点是注重机械产品的回收利用。将绿色理念应用于机械产品的设计和生产，不仅可以回收产品和原材料，还可以减少机械制造过程中原材料的消耗，并将机械产品的生产成本降至最低。因此，绿色设计的概念应与设计和机械工程紧密联系，以有效降低机械产品的生产成本。

(四)在机械设计与制造中应用绿色设计法的必要性

这是社会发展的必然要求。现阶段，环境污染的问题越来越严重，环境保护成为经济发展中必须要考虑的问题。机械制造业在我国的工业发展中占据非常重要的地位，对推动我国经济发展也有着非常关键的作用。同时，机械制造业在解决就业问题方面也发挥了重要作用，但此行业也很容易出现为了获得更大的经济利益，忽视环境保护的情况。因此，在制造业中加大绿色设计理念的推广仍具有非常重要的意义。

(五)在机械设计和制造中应用绿色设计的优点

首先，能够有效地实现废物回收的目标。在一些机械的设计和制造中合理运用绿色理念，可以达到废物回收利用和资源高效利用的效果。一般来说，在传统机械制造业的发展过程中，企业往往会产生大量无法再利用的废物。造成这种情况的主要原因是企业在开发和运营过程中没有对环境保护给予应有的重视，在企业生产中没有有效利用报废的设备，导致许多原材料无法再利用。绿色理念的有效应用可以显著改善这一问题，并可以科学地应用于机械的设计和制造，以达到废物回收的目的。其次，通过选择这些方法，可以有效地保护自然环境，并从根本上控制成本。从宏观上看，企业在发展过程中不可避免会产生制造过剩的浪费，这类废物具有很高的回收价值，经过回收，可以进一步提高经济效益。

二、我国机械设计与制造的发展现状

制造业在我国的国民经济中是属于支柱性产业，对国民经济的发展起着重要的推动作用。随着环保理念的引入，一些公司也开始创新，但真正改变的公司仍然很少，也很少有公司可以进行清洁生产。在制造机械的过程中会产生大量的油烟、工业废水、电磁波和噪声，不仅污染环境，同时也危害劳动者的身心健康。随着机械制造业的长期发展，必须加强研究、优化绿色设计。

三、绿色设计理念在机械设计和制造中的具体应用

(一)可拆卸产品设计

对于已经报废的机械，还有很多可利用之处。例如，有些零件仍然完好无损，如果机械制造的产品不能进行拆卸，这些零件资源很容易出现浪费情况，这与环境保护的理念不统一。必须充分地运用绿色设计的理念，对产品进行可拆卸设计。产品具备了拆卸功能，不仅能够对资源进行有效的利用，而且也极大地提升了产品运输的便利性。同时，在可拆卸设计中，需要确保拆卸的零件具备规则、有序和完整的特点，以便拆卸的零件可以实际用于其他产品的装配，还应确保简化分解过程，以便绿色回收过程和组件的回收能够创造更大的价值和效益。设计人员必须选择最佳可拆卸设计，并制订各种方案，以最大限度地提高分解效率，使绿色回收更有效。

(二)在机械设计阶段充分运用节能技术

在机械制造中，设计工作是第一步。在进行设计的过程中，需要做好全面规划工作，需要对能源损耗的部分进行预测。

首先，在选择发动机时，应选择低油耗、低噪声和高性能的发动机，以最大限度地降低总体能耗。

其次，在液压系统设计中，避免液压系统损耗对环境的影响，在以前的设计和制造模型中，液压系统可能存在泄漏问题，严重影响了生产效率，阻碍了企业的长期发展。设计科学合理的液压系统设计方案，能够提升机械工程的整体水平，可以显著改善液压系统的环境性能，特别是在特定设计时期融入绿色概念。同时，在液压系统的具体设计中，优化了物理加工过程，丰富了加工过程，所以工作过程不会影响周围的环境。多方面考虑各种回收因素，强化系统的各个组成部分，提高液压系统的附加值。

再次，机械视觉环境的设计。在设计机械视觉时，必须考虑产品的形式和类型，而不是按照想象机械地设计产品。外包装必须实用和符合现实情况，而不是只强调风格以及层次。在绿色设计的过程中必须使用更多的绿色元素和自然资源，避免人工加工或模拟，这将影响产品的整体视觉效果。通过简单的包装设计，提高了整个产品的友好性和自然度。例如，充气纸板可用于机械产品外包装的设计，以减少运输过程中的振动损失和对产品的不利影响，并通过运输后的卡片处理优化资源的使用。同时，在视觉设计过程中，机械产品的概念和技术应根据自然形象进行展示。

最后，机械接口系统的设计以保护环境为主。随着人机交互水平的提高，现代机械产品正朝着数字化方向发展。优化接口方案对于提高环境保护效率也非常重要。设计师需要减少未知用户界面引起的管理问题，减少机械产品出现问题和故障的可能性。机械的产品界面是根据简单的原则设计的，因此复杂而繁重的操作不会影响用户体验。在实际的应用程序场景中，合并页面图标和其他相关的大小和颜色值。如果操作按钮太小或颜色与其他按钮混合，则可能会失败。此外，产品界面的总体设计应考虑用户习惯，特别是具体的发电机控制器、数字接口设备、停止按钮等，减少用户的反应时间，更好地控制机械在特殊情况下的工作效率。

(三)转变设计理念

近年来，人们真正感受到绿色生产的迫切性和重要性。在过去，人们非常关注材料的成本效益和性能，而忽略了它们对环境的影响。在新时代，必须尽可能选择绿色建材或污染较少的替代品，在实际生产过程中必须安装相应的净化器，以减少污染排放，减少有害物质对工作人员的损害。如果选择绿色材料，很容易回收，减少对环境造成的破坏。

(四)应用系统的开发

目前，需要把机械设计和所有生产环节作为一个整体进行观察，并以机械设计和制造所涉及的材料等设计要素为基础，构建绿色设计概念应用系统。设计、生产流程、营销转型技术(加快营销流程也可以减少“库存”，以提高周转率，并在减少库存的基础上提高资源利用率)。每一个生产环节都有具体的要求，即制定设计标准，落实新的绿色应用框架的规范和规定，以指标的形式响应评价制度的运行机制。

(五)充分考虑机械的工作环境

绿色环保的理念首先将先进技术集成到机械设计和生产中，其次是操作环境、废水处理和机械效率。还必须考虑机械的未来使用及其工作环境，这种环境要求严格控制这种污染，并采取一些处理方法，这些必须从设计和生产机械中移除。

(六)做好产品成本分析

机械设计完成后，还需要做好对产品的分析工作。要做到这一点，需要综合分析产品的回收、再利用以及拆卸等成本，才能选择最佳环保产品，机械产品的设计不仅充分运用了绿色设计理念，而且也确保了其利润与公众利益的有效平衡，可以为制造业带来真正的绿色设计。在我国内燃机的运行方面，柴油消耗量约为3.6千克/千米，除操作方面的原因外，还存在柴油分子雾化不良以及燃烧不足的问题。

(七)优化加工工艺，提高节能效率

优化加工技术能够有效地解决在制造过程中的高功耗、高污染问题。在实际的生产过程中，为了更好地符合环保节能理念，应该限制使用低成本、污染性方面的生产工艺。生产设备的设计对机械制造和生产自动化有比较大的影响，因此，在生产过程中，有必要明确生产线的实际状况。较短的生产线使实际生产结构相对简单，造成了生产过程中的能量损失和一些资源的浪费。然而，设计理念的不灵活往往导致资源的流失和整个生产过程的高成本。因此，在结构设计过程中，设计人员必须充分考虑实际工作的要求，对设计理念进行调整，结合生产自动化和生产节能的理念，改变原有的生产方式，将更好地推动机械制造和自动化的发展。

(八)绿色产品设计数据库

在设计绿色产品的过程中，需要创建一个数据库，其中应包含材料的基本成分和特性、不同材料对环境的影响、产品的生命周期、经济性、环境保护和其他环境数据。材料劣化和循环条件、材料安装成本和其他相关性能，以及组装、销售和使用过程中产生的一些基本条件。绿色产品设计数据库在更新产品性能和选择最佳产品方面起重要作用。同时，这种设计方法是计算机技术在新时代的有效应用，也是绿色设计方法发展的主要趋势之一。

(九)将绿色概念应用于配套设计

绿色设计理念在机械工程行业的应用必须深入机械设计制造的各个环节，建立相应的配套设施。主管部门应建立完善的支持政策和体系，更充分地调动社会、商业和其他资源，确保绿色理念与机械设计和生产的融合。此外，必须更加重视人才的培养，相关设计师必须不断提高自身的综合能力，将绿色理念渗透到机械设计和生产中。在实际工作中，学校和企业应共同努力，使更多的学生获得理论知识，更好地在实践中贯彻这一理念，培养更多的人才，促进机械设计和生产的更好发展。研发机构也应加强这方面的研究，科学有效地展示绿色理念的作用，进一步优化机械设计和生产运作，为机械制造业的可持续发展奠定良好基础。

(十)液压系统应用

以前的设计和制造方法生产的液压系统可能存在泄漏问题，这会显著影响生产和制造效率，阻碍企业的长期发展，所以制订了科学合理的液压系统设计方案，以保证机械设计制造的整体水平。这个方案可以极大地改善和进一步提高液压系统的环境性能，尤其是在特定设计时期融入绿色概念时。同时，在液压系统的具体设计中，优化了物理处理工艺，丰富了处理方法，使运行过程中不影响周围环境。并且根据国家及行业相关法律法规，多方面考量各种回收因素，极大地强化系统中各个零部件的提炼效果，持续增加液压系统的附加值。

结语

随着经济的快速发展，各国都面临资源短缺和环境问题。因此，在机械工程中引入绿色概念，提高产品使用效率，减少资源的不合理利用，减少环境污染，已成为确保机械系统可持续发展的必然趋势。因此，我国必须正确认识到应用绿色概念的重要性，并采取有效措施将其应用于机械工程。在绿色机械的设计过程中，要不断发挥自身优势，合理利用生态资源，将绿色设计理念引领经济发展，尽最大努力保护环境。