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基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 摘要 绿色设计( g r e e nd e s i g n ，g d ) 是近几年设计领域研究的热门话 题，绿色设计的兴起和广泛应用正逐步改变着以大量消耗资源为主 的经济增长方式，改变着人们的生活方式和消费观念，它为人们提 供了一种解决人一机一环境关系协调的系统设计方法，是可持续发 展的必然要求。 目前，绿色设计在工业设计领域只是作为一种理念进行讨论， 在工业设计界仍处于憧憬和呼吁这种带有理想主义色彩的设计思潮 阶段。一方面，是生产厂家、商家以及消费者对绿色产品的真正含 义还不甚了解；另一方面，绿色设计要求设计师具有广博的知识和 丰富的信息资源，以及明晰的设计理论和系统化的设计体系。绿色 设计是产品设计的必然选择，因此对绿色产品设计的设计方法的研 究是非常必要的。 当前，国内工业设计界对绿色设计依然只是停留在技术层面的 探讨上，忽视了人类对绿色产品在情感层次上的需求，还未真正将 绿色设计与主流产品的设计和发展结合起来。基于人性化设计思维 的绿色产品设计在未来对中国的环境保护有重要的推动作用，与人 们的日常生活密切相关，对中国人的生活质量的提高有重要的意义。 以人性化设计思维为导向来研究绿色产品设计，建立一套完善的绿 色设计理论体系，可以给没有明确设计战略的制造商提供帮助，促 进绿色产品的生产和设计走向成熟。 本文综合了前人的绿色设计理论的一些研究。在收集整理资料 的基础上，首先分析了产品对环境的不利影响，探讨了绿色设计在 国内外的研究发展状况；接着阐述了产品设计中的绿色设计的概念 和研究内容以及人性化设计的概况，在此基础上重点分析了绿色设 计和人性化设计过分强调其中一方所引起的矛盾，实际上就是个体 利益和整体利益之间的矛盾；然后本文提出将人性化思维恰当的融 入绿色设计的概念，作为对以绿色技术为基础的绿色设计的补充，明 确产品设计中绿色思维的真正含义，将绿色设计的概念进行扩展； 最终建立起绿色设计战略体系，将以人性化设计思维为导向的绿色 理念注入产品的整个生命周期，从材料选择和加工、生产和使用， 一直到末端系统，形成一套完整的应用体系，而后通过案例对每个 战略加以介绍；最后，本文以手机的绿色设计为例，运用绿色设计 战略体系做出了分析，对本文提出的方法进行了进一步的论证。 关键词：绿色设计，绿色产品，人性化设计，绿色设计战略，手机 r e s e a r c ho ng r e e np r o d u c td e s i g n b a s e do nh u m a n i z a t i o nd e s i g n t h i n k i n g a b s t r a c t g r e e nd e s i g ni sah o tt o p i ci nd e s i g nf i e l di nr e c e n ty e a r s ，t h e a p p e a r a n c ea n dd e v e l o p m e n to fg r e e nd e s i g n i s g r a d u a l l yc h a n g i n g t r a d i t i o n a le c o n o m i cg r o w t hm o d ew h i c hd e p e n do nc o n s u m i n gh u g e e n e r g y ，a l s oc h a n g i n gp e o p l e sl i f es t y l ea n dc o n s u m p t i o ni d e a ，a n di t p r o v i d e sas y s t e m a t i cm e t h o dw h i c hc a nc o o r d i n a t et h er e l a t i o n s h i po f h u m a n m a c h i n e e n v i r o n m e n t a tp r e s e n t ，g r e e nd e s i g ni sd i s c u s s e dj u s ta sat h e o r yi ni n d u s t r i a l d e s i g nf i e l d ，a n di t i sa ni d e a l i s me m b r y o n i cs t a g ew a n t e db yi n d u s t r i a l d e s i g n e r s f o r o n e t h i n g ，t h em a n u f a c t u r e r ，t r a d ec o m p a n y a n d c o n s u m e ra r en o ts t i l l g o tw i t ht h er e a lm e a n i n go ft h eg r e e np r o d u c t s f o r a n o t h e r ，g r e e nd e s i g nr e q u i r e sd e s i g n e r s h a v e e n c y c l o p e d i c k n o w l e d g ea n da b u n d a n ti n f o r m a t i o nr e s o u r c e s ，a l s op o s s e sc l e a rd e s i g n t h e o r ya n ds y s t e m a t i cd e s i g ns y s t e m g r e e nd e s i g ni s t h ec h o i c eo f p r o d u c td e s i g n a s an e c e s s i t y ，s oi ti s v e r yi m p o r t a n tt o r e s e a r c ho n d e s i g nm e t h o do fg r e e np r o d u c td e s i g n c u r r e n t l y ，t h ed i s c u s s i o no fg r e e nd e s i g ns t a y si nt h et e c h n o l o g i c a l a s p e c ti nd o m e s t i cd e s i g nf i e l d ，a n di g n o r e sh u m a nd e m a n do ng r e e n p r o d u c t i ne m o t i o nl e v e l ，s o g r e e nd e s i g nh a s n o tc o m b i n e dw i t h m a i n s t r e a mp r o d u c t s d e s i g na n dd e v e l o p m e n t g r e e np r o d u c td e s i g n b a s e do nh u m a n i z a t i o nd e s i g nt h i n k i n gw i l lp l a ya ni m p o r t a n tr o l eo n t h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no fc h i n ai nt h ef u t u r e ，a n dc l o s e l yr e l a t e d t op e o p l e sd a i l yl i f e ，a l s om a k ea ne x t r a o r d i n a r ym e a n i n gt oi m p r o v e t h el i f e q u a l i t yo fc h i n e s e r e s e a r c h i n gg r e e np r o d u c td e s i g nt a k i n g h u m a n i z a t i o n t h i n k i n g a s d i r e c t i o n ，b u i l d i n g a p e r f e c t t h e o r e t i c a l s y s t e m o fg r e e nd e s i g n ，c a np r o v i d eh e l pt o p r o d u c td e s i g n a n d m a n u f a c t u r e r sw h i c hh a v en o tg o tc l e a r l yp r o d u c tt a r g e t ，t h u sp r o m o t i n g m a t u r e dp r o d u c t i o na n dd e s i g no ft h eg r e e np r o d u c t t h et h e s i si n t e g r a t e ss o m ep r e d e c e s s o r s r e s e a r c ho fg r e e nd e s i g n t h e o r y f i r s t l y ，i ta n a l y z e s t h e p r o d u c t s a d v e r s e e f f e c to nt h e e n v i r o n m e n tb a s e do nd a t ac o l l e c t i n ga n da r r a n g i n g ，a n dd i s c u s s e st h e r e s e a r c ha n dd e v e l o ps i t u a t i o no fg r e e nd e s i g na th o m ea n da b r o a d ，a l s o e x p o u n d st h ec o n c e p ta n dr e s e a r c hc o n t e n to fg r e e nd e s i g ni np r o d u c t d e s i g na n dt h eg e n e r a ls i t u a t i o no fh u m a n i z a t i o nd e s i g n s e c o n d l y ，i t a n a l y z e s t h ec o n f l i c ti n p r o d u c td e s i g n b e t w e e ng r e e nd e s i g na n d h u m a n i z a t i o n d e s i g n a c t u a l l y i ti st h ec o n f l i c tb e t w e e np e r s o n a l i n t e r e s t sa n dc o l l e c t i v ei n t e r e s t s t h i st h e s i sp u tf o r w a r dac o n c e p t w h i c hi n t e g r a t ea p p r o p r i a t eh u m a n i z a t i o nd e s i g nt og r e e nd e s i g n ，a sa s u p p l e m e n to fg r e e nd e s i g n b a s e do ng r e e n t e c h n o l o g y t h e r e a l m e a n i n go fg r e e nt h i n k i n gi np r o d u c td e s i g ni sd e f i n e d ，a n dt h ec o n c e p t o fg r e e nd e s i g ni se x t e n d e d t h i r d l y ，i ts e t su pt h es t r a t e g i cs y s t e mo f g r e e nd e s i g n ，a n di t i su s e di nt h ew h o l ep r o d u c tl i f e c y c l e f r o mt h e s e l e c t i n ga n dp r o c e s s i n g o fm a t e r i a l ，p r o d u c t i n ga n du s i n g ，t ot h e t e r m i n a ls y s t e m ，t h i st h e s i ss e t su paw h o l ea p p l i c a t i o ns y s t e m ，a n d i n t r o d u c e se a c hs t r a t e g yt h r o u g hc a s e s l a s t l y ，t h et h e s i st a k e sg r e e n d e s i g no fm o b i l ep h o n e a sa ne x a m p l et o p r o v e t h ef e a s i b i l i t yo f s t r a t e g i cs y s t e mo fg r e e nd e s i g n k e yw o r d ：g r e e nd e s i g n ，g r e e np r o d u c t ，h u m a n i z a t i o nd e s i g n ，t h e s t r a t e g yo fg r e e nd e s i g n ，m o b i l ep h o n e i v 基于人性化设计思维的绿色产晶设计研究 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论丈作者签名：垂墨 e l 期：2 q q ! 生玉月 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文 全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密论文在解密后应遵守此规 论文作者签名：亟垩导师签名： 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 1 绪论 1 1 研究背景及意义 人类社会从产生到现在，经过了渔猎采集经济、农业经济、工业经济等经 济形态，从农业社会发展到工业社会再到信息社会。纵观人类社会的发展史， 人类社会的发展过程也就是人类与自然相互作用的过程，是人类与自然之间的 关系不断调整的过程。在原始社会，人类对于自然是一种绝对依附状态，对自 然环境的改造能力非常微弱。随着农业文明的出现，人类社会的生产方式从采 集狩猎生产转变为原始农业生产。农业文明带来了种植业的创立及农业生产工 具的发明和不断改进，带来了固定居所的形成和人口的迅速增长，带来了纺织 业等手工业和集市贸易的诞生，带来了农业历法等科学技术，也带来了“人定 胜天”的精神和信念。随着农业文明带来的人类生产力的迅速提高、人口和人 的需求的迅猛增长以及土地资源的萎缩和退化，人类不再满足于对以土地资源 为主的自然资源的利用，而是进一步致力于大规模地开发能源、矿产资源和发 明、制造工业技术装备，由此，以蒸汽机为代表的工业文明兴起。虽然工业文 明至今只有2 0 0 多年的历史，但它给人类带来了前所未有的物质财富和精神财 富的革命性增长。过去半个多世纪的生产实践充分展示了欣欣向荣的全球经 济。在这5 0 多年的发展进程中，全球的国民生产总值增加了近6 倍。9 0 年代 初期，全球经济增长了5 万亿美元，该数目相当于从原始农业时代到l9 5 0 年 的增长总和。但是这种以征服自然来获取自身最大利益的发展方式也让人类付 出了惨重的代价。资源开发只注重大规模采掘自然资源，很少顾及资源的保护 与再生；物质生产只注重高利润，很少顾及原材料的浪费；生活消费没有：1 了制， 很少顾及资源的消耗和环境的污染等等。于是，相继出现的温室效应、大气臭 氧层破坏、酸雨污染、有毒化学物质扩散、人口爆炸、水资源短缺和污染、土 壤侵蚀、森林锐减、土地沙漠化、生物多样性锐减等各种全球性生态问题，耗 费了人类很多的财富积累，对人类生产力的进一步发展产生了很强的制约作 用。 面对日益严重的生态危机，人们已经意识到只顾发展不顾环境的传统发展 模式是不符合人类社会发展的长远利益的。19 7 2 年6 月5 日在瑞典斯得哥尔摩 召开的首次人类环境大会，通过了联合国人类宣言，提出了环境问题的极 端严重性，并宣告人类应采取共同行动保护地球。l9 8 3 年1 1 月，联合国成立 了世界环境与发展委员会，l9 8 7 年该委员会发表了我们共同的未来，正式 陕西科技人学硕士学位论文 提出了全球环境与发展问题的战略一一“可持续发展战略 ，它作为一种重要 的经济思想被全世界人类所接受。到9 0 年代初，有关环境的国际性条约、公 约和协定己有l0 0 多项，如海洋法公约、蒙特利尔关于臭氧层空洞化备：玺 录、气候变化框架公约等。19 9 2 年6 月在巴西里约热内卢举行的联合国环 境与发展大会上通过了环境与发展宣言和2 l 世纪议程两个文件，标志 着人类可持续发展历程的一个里程碑。可持续发展是“人类应享有以与自然相 和谐的方式过健康而富有生产成果的生活的权利”，并“公平地满足今世后代 在发展与环境方面的需要”。可持续发展具有两个最基本的要点：一是强调人 类享有追求健康而富有生产成果的生活权利，但这应该是和坚持与自然相和谐 方式的统一，而不应当是凭借着人们手中的技术和投资，采取耗竭资源、破坏 生态和污染环境的方式来追求这种发展权利的实现；二是强调当代人在创造和 追求今世发展与消费的时候，应当承认并努力做到使自己的机会与后代人的机 会相平等，不能允许当代人一味地、片面地、自私地为了追求今世人的发展与 消费，而毫不留情地剥夺后代人本应享有的同等发展与消费的机会。i - i 进入9 0 年代以来，各国的环保战略开始经历一场新的转折，全球性的产 业结构调整呈现出新的绿色战略趋势。这就是向资源利用合理化、废弃物产生 少量化、对环境无污染或少污染的方向发展。随之在全球掀起了一股“绿色浪 潮”。这种“绿色浪潮”的兴起，首先源于人们的绿色消费，然后由于绿色消 费的需要逐渐引申出绿色技术。目前，绿色产品已由食品扩展到日用消费品， 再扩展到机电产品和住房；由农业产品扩展到工业产品；由“硬产品( 实物产 品) 扩展到“软产品( 服务) ”，整个消费领域都充满了绿色的浪潮。 绿色消费理念逐渐形成后，一些国家政府积极引导广大消费者将眼界由自 身扩展到自然生态环境及整个社会范围；提供绿色消费的观念和方式，使越来 越多的消费者明确绿色消费是高尚的、理智的；加强公众的环保意识、道德意 识和社会责任感；使绿色消费深入人心，真正成为受尊敬的和高尚的一种社会 流行；形成真正意义上的有效的绿色需求。据国外的一项消费调查表明，有7 5 以上的美国人表示，企业和产品的绿色形象会直接影响他们的购买行为；在欧 洲市场上有近一半的消费者购买产品时会考虑环保问题，其中9 4 的意大利人 青睐于绿色产品，8 2 的德国人在消费产品时会注重环境因素；在亚洲，日本、 韩国和香港等地的消费者也都热衷绿色产品。在我国，随着人们消费需求的 提高，人们已经不只是满足量上的需求，开始关注产品的环保、对身体健康和 精神层面的影响，倾向于选择绿色产品。一方面，是消费者的逐渐增强的环境 意识和对环保的道德责任感。另一方面，产品的“绿色标志 往往也是产品质 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 量和品质的保证。在绿色消费浪潮的推动下，国际市场上对绿色产品有着巨大 的需求。 但问题随之而来，实际上人们对“绿色 的真正含义并不是非常清晰，绿 色产品的真正含义是什么，到底什么样的产品才是真正的绿色产品，这些问题 值得我们探讨。绿色设计不应该仅仅停留在技术层面上，更应该上升到设计理 念和设计原则的高度。因此产品设计人员面临的一个挑战就是如何将产品设计 与环境保护融合为一体，使产品从材料、设计上满足环境保护需求，并与包装 材料的视觉效果及保护功能等各方面结合起来，最终获得绿色产品，这正是绿 色设计必须解决的课题。 1 2 国内外研究动态和水平 1 2 1 国外研究概况 绿色设计g d ( g r e e nd e s i g n ) 己成为最近几年设计领域的研究热点之一，特 别是在美国、西欧、日本等一些发达国家，研究更是十分活跃。当前绿色设计 最为活跃的领域在d f x ( d e s i g nf o rx ) 领域，“x 包括：回收( r e c y c l e ) 、服务 ( s e r v i c e ) 、环境( e n v i r o n m e n t ) 、拆卸( d i s a s s e m b l y ) 等。其中产品的拆卸回收分 析在绿色设计中非常关键。美国、日本以及欧洲的一些国家制定的回收法规引 起学术界和工业界的高度重视，许多学者和研究人员针对产品的可同收性指标 提出了各自的理论。美、德、日等国家在汽车、家电等行业应用面向回收的产 品设计思想，取得了良好的社会、经济效益。l9 9 6 年，美国制造工程师学会( s m e ) 发表了关于绿色制造的专门蓝皮书g r e e nm a n u f a c t u r i n g ) ) ，提出了绿色设计与 制造的概念，并对其内涵和作用等问题进行了较系统的介绍。另外美国 b e r k e l e y 加州大学不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而且还在 国际互联网上建立了可系统查询的绿色设计与制造专门网页。 在欧洲，国际生产工程学会c i r p 近几年均有不少论文对绿色设计和多生 命周期工程等与绿色制造本质一致的问题进行了研究。特别是近年来，国际标 准化组织提出了i s ol4 0 0 0 环境管理体系标准，并由此作为产品能否进入国际 市场的评判依据。i s o l4 0 0 0 系列标准的出现，对于制造商促进绿色产品的开 发产生了强大的动力，英国清洁生产杂志还专门对环境管理系统 e m s ( e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ts y s t e m ) 及绿色制造g m ( g r e e nm a n u f a c t u r i n g ) 进行了调查研究。同时，各发达国家和组织均设有专门的机构进行绿色科技研 究，如：美国的c e n c i t t 、欧共体的b r i t e e u r a m i i ，德国的b m f t ，意大 利的e n e a 、瑞士的e t h 、英国的三个国家级委员会和日本的科学技术厅等1 4 1 。 陕西科技大学硕上学位论文 日本通产省从19 9 2 年开始实施了一项“生态工厂 的计划，预算投入 10 0 15 0 亿日元，对生产系统工厂和恢复系统工厂进行研究。生产系统工厂致 力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段；恢复系统工厂主要致力于产品 ( 材料使用) 生命周期结束时的材料处理和同收。通产省还与日本家电制造商联 合，决定投资5 0 亿日元研究开发家电处理集成系统，并已建成了一座示范型 小规模试验工厂。丰田公司于l9 9 5 年10 月宣布了一份汽车拆卸网收工艺，并 详细阐述了汽车拆卸程序引。这些国家对绿色设计的研究开展的比较早，大量 的方法和理论可以为我们借鉴和参考。 1 2 2 国内研究概况 在国内，绿色设计和绿色制造的研究同样引起了众多研究单位的高度重 视。国家自然科学基金和国家8 6 3 c i m s 主题均支持了一定数量的绿色设计和 制造方面的研究课题，已取得了不少研究成果。国内不少高校和研究院所对绿 色设计的理论体系、专题技术等都进行了大量研究。 清华大学的汪劲松、段广洪等系统地总结了基于产品全生命周期的绿色制 造的概念、方法和工具，以及日前该领域的主要研究方向、技术和研究现状， 并指出了今后研究的方向和趋势。向东等在深入分析产品制造工艺特性的基础 上，提出了绿色评价准则，并通过实例阐述了如何应用公理性设计对制造中有 关技术、经济和环境协调性等方面的信息进行处理，并做出设计决策。合肥工 业大学从l9 9 4 年便开始了绿色设计研究，刘光复、刘志峰等在国内率先对面 向可拆卸性的绿色设计基础理论与方法进行了研究，系统地提出了可拆卸性设 计框架、评价方法，并对机电产品材料回收提出相对完整的材料相容性、分类 编码及回收识别标志等方法和技术。华中科技大学在产品生命周期设计理论方 面进行了广泛的研究。胡军军、李成刚等对机电产品全生命周期工程设计若干 关键技术进行研究，提出了产品全生命周期工程设计的方法与体系结构，并在 支持生命周期设计的产品统一信息模型、基于特征的可装配性和可拆卸性评价 理论与方法、产品l c a 理论与方法等方面作了大量工作。上海交通大学的倪 俊芳、蔡建国等针对废旧家电产品的回收问题，提出了产品可经济性回收的价 值评估模型和基于产品装配模型的面向回收设计的理论体系。重庆大学从8 0 年代初期以来，对与绿色设计和制造直接相关的制造系统的资源问题、能源问 题进行了研究，近年来又直接在绿色设计与制造领域开展了大量工作。刘飞等 对绿色制造的体系结构及其实施中的几个战略问题进行了探讨。张华等对绿色 制造工艺进行了研究，提出了实现清洁制造的工艺规划决策模型，并将它应用 于实际制造案例中。1 6 1 此外，国家环保总局于l9 9 6 年1 月批准成立了国家环保 4 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 总局华夏环境管理体系审核中心，专门负责i s ol4 0 0 0 系列标准在我国的实施、 培训工作及同国际有关机构的交流，并建立了专门的网站一中国环境管理体系 认证信息网。 总的来看，国内对于绿色设计的研究仍然十分有限，关于绿色设计方法的 研究没有形成一套完整的理论体系，很难在实际中对现有设计过程进行有效的 指导。 1 3 论文的主要研究内容 1 ) 绿色设计及人性化设计概述 绿色设计的内容包括很多，在产品的设计、经济分析、生产、管理等阶段 都有不同的应用，本文主要从产品设计的角度做深入分析，在此基础上讨论了 绿色设计以绿色产品的关系；对人性化设计出现的必然性、基本概念、表达方 式及表现形式做系统的阐述；再对两者之间存在的矛盾做简要的分析，产品设 计中不管片面地强调哪一方，都会走入误区。正是两者之间存在的这种矛盾， 使得本文研究尤为重要。 2 ) 绿色设计思维的延伸 本文会对目前绿色设计中存在一些问题进行分析，找出不足所在。基于对 产品人性化思维的研究，充分考虑人对产品的情感需求，把“人性化设计纳 入到绿色设计理念中来进一步完善绿色设计理论，并在设计中找出人性化思维 融入绿色设计的平衡点，使产品在绿色保护和人性化之间获得最佳的平衡，是 对绿色设计的一个补充与扩展。 3 ) 建立绿色设计战略体系 将以人性化设计思维为导向的绿色理念注入产品的整个生命周期，将绿色 设计的各个领域聚类到绿色设计战略体系中，建立起一套绿色设计战略体系， 对目前企业的绿色产品设计改进提供思考方向和理论指导。这套系统打破了以 往绿色产品设计中单方面思维模式，将绿色设计贯穿到产品整个生命周期，延 长产品技术生命周期的同时也要延长产品美学生命周期，使产品达到真正的绿 色水平。 4 ) 将绿色设计战略体系运用于手机绿色设计的过程中，从而完成对这套 体系可行性的论证。 以下是本论文的总体理论结构框架图( 如图卜1 ) ： 陕西科技大学硕士学位论文 枢钛翱七划船匣黑 6 蒜 掣 嚣 想 肇 劝 ，议 惫 _ 二 函 一o=_-o)1ioo暑爵jj o i i b h 一龇一 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 2 绿色设计和人性化设计 2 1 绿色设计概述 2 1 1 绿色设计产生背景 随着经济的高速增长，人类不得不开始面对由于自然资源和生态环境过度 开发而造成的越来越严重的资源短缺和环境污染问题。到目前为止，世界经济 水平仍然保持一个较高的增长速度，也就意味着人类对资源和能源的需求将进 一步加大，产生的废弃物也会越来越多。如何协调环境与发展之间的矛盾已经 成为人类需要解决的一个迫在眉睫的问题。绿色设计主要是在如下因素的推动 下产生并得到发展： 1 ) 日益严重的生态环境问题 进入2 0 世纪以来，世界发生了翻天覆地的变化：科学技术突飞猛进，社 会生产力极大提高，经济规模空前扩大，物质极大丰富。然而与此同时，人类 与自然的关系也在急剧的恶化，资源面临枯竭，污染日趋严重，震惊世界的公 害事件频频发生地球正面临着一系列令人头晕目眩的生态灾难，如全球变 暖、臭氧层破坏、大气污染、水体污染、物种灭绝、健康危害、资源枯竭。全 球气候变暖应该归咎于人类生产活动排放的诸如c 0 2 一类的物质，这类物质阻 碍热量从地球表面以及大气层中散失，形成“温室效应”。全球变暖将带来非 常严重的后果，如冰川消退、海平面上升、土地荒漠化，还给生态系统、农业 生产带来了严重影响。大量有毒物质或危险物质每年以废水、废气、废渣等 形式进入环境，给人类的健康带来了严重危害。近几十年来，大规模的集体中 毒事件时有发生，一次又一次给人类敲响了警钟。一些有毒物质通过植物或动 物进入生物链，严重影响了生物和人类的健康。有些物质甚至通过食物聚积在 母亲的乳汁中，通过乳汁进入婴儿的体内，对婴儿的身体健康造成伤害。地球 上的许多自然资源( 如原油、煤炭、金属矿产等) 是不能重新生成或需要经过相 当长的时间才能形成的，因此被称为不可再生资源。然而，当今的工业生产主 要依靠高投入、高消耗、高污染的粗放型方式谋求经济的增长，社会生产对资 源和能源的摄取消耗能力远远地超过了环境对经济的承载能力，从而造成了资 源和能源枯竭危机。 制造业是创造财富的重要产业，是国民经济和国家安全的支柱产业。制造 业的发展可以有力地促进社会经济的发展，极大地丰富人类的物质文明与精神 文明，但是也造成了大量不可逆转的负面影响，如资源、能源的过快消耗，环 陕西科技大学硕士学位论文 境污染的加剧等等。绿色设计把可持续发展思想融入到产品设计过程中，将生 态环境与经济发展联结为一个互为因果的有机整体，考虑自然生态环境的长期 承载能力，使环境和资源既能满足经济发展的需要，又使其能够满足人类长远 生存的需要。绿色设计是一个综合性的发展战略，可以使资源、能源得到有效 利用，并使环境污染降低到最低程度。因此，绿色设计是实现人类社会可持续 发展的重要途径。 2 ) 环保法规的压力 近年来，由于工业污染严重、废弃产品增多、资源严重匾乏，针对产品的 环保立法越来越多。这些法律法规对企业的行为进行了约束，并要求制造商对 产品在其全生命周期内产生的环境影响进行负责，并为其对环境的破坏付出代 价。到9 0 年代初，有关环境的国际性条约、公约和协定已有lo o 多项，如海 洋法公约、蒙特利尔关于臭氧层空洞化备：意录、气候变化框架公约 等。其中，l9 91 年4 月，国际商会( c i c ) 通过了可持续发展商务宪章，明 确地对企业提出了l6 条环境管理要求，在国际上产生了重要影响。而各国和 地区制定的诸如环境保护法等各种环境和社会立法更是不计其数。 欧盟仅l9 8 9 年制定的环境法规就达2 9 项之多。欧盟在l9 9 3 年提出了“制 造商责任制法令，内容非常广+ 泛，对设计、制造、用料标识、有害物质禁用 期限、处理要求、同收率、再生材料的使用及其分类回收体系的建立都提出了 明确的要求。欧盟在2 0 0 0 年提出了“废旧电子电器回收法令草案”，要求电 子产品的刚收与再利用率达到9 0 ，禁止使用锡、铅、水银和卤化阻燃剂材料， 到2 0 0 4 年，所有新电子产品使用的塑料中，至少含有5 的再生塑料。欧盟于 2 0 0 5 年8 月1 3 日开始正式实施报废电子电气设备指令( w e e e 指令) ，2 0 0 6 年7 月1 日将正式实施关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令 ( r o h s 指令) 。根据w e e e 指令，自2 0 0 5 年8 月13 日起，欧盟市场上流通的 电子电气设备的生产商必须在法律意义上承担起支付自己报废产品回收费用 的责任。根据r o h s 指令，自2 0 0 6 年7 月1 日起，所有在欧盟市场上出售的 电子电气设备必须禁止使用铅、水银、锅、六价铬等重金属，以及聚溴二苯醚 ( p b d e ) 和聚溴联苯( p b b ) 等阴燃剂。i s l 美国建立了一系列污染控制法案促进垃 圾能源化利用，如l9 6 5 年的固体废物处置法案、l9 7 0 年的洁净空气法案和l9 7 2 年的水污染法案，以及l9 7 6 年的资源保存和同收法案均促进了垃圾焚烧发展。 美国国会和环境保护委员会( e p a ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y ) 在1 9 7 6 通 过了“废弃物处理草案 ，并于l9 9 2 年开始执行“能源之星”计划。日本于 l9 9 3 年颁发了环境基本法，其中包括化学物质、能源公害、固体废物、土 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 地利用、自然保护、地方条例等六方面在内的共5 2 个法规。日本政府在19 9 8 年制定的废旧家电回收法己于2 0 0 1 年4 月1 日开始实行，该法律条文中 规定，家用电器制造商和进口商对电冰箱、电视机、洗衣机、房间空调器这四 种家用电器有回收的义务和实施再商品化的义务，即必须按一定比例从废家电 中回收有用的资源并再次制成产品出售。 我国于l9 8 9 年l2 月颁布实施了中华人民共和国环境保护法，于l9 9 4 年在世界上率先制定了中国21 世纪议程一中国人口、环境与发展白皮书， 推动我国的可持续发展战略。2 0 0 2 年5 月，国家经贸委拟定关于建立家用电 器回收利用体系工作方案，牵头成立了废旧家用电器回收利用体系工作协调 小组，并成立立法起草小组，着手制定废旧家用电器同收利用管理办法。 2 0 0 3 年1 月1 日，我国还实施了清洁生产促进法。根据这部法律规定，国 务院将制定有利于实施清洁生产的财政税收政策，各级政府优先购买节能、节 水、废物再生利用等有利于环境和资源保护的产品。- ，l 这些和环境有关的法律法规对产品制造商应负的责任和义务做出了相关 规定，这些规定涵盖了产品从生产制造到报废的整个生命周期。传统的设计方 法由于仅仅从产品的功能角度出发对产品进行设计，所以没有考虑到产品对环 境产生的影响，而绿色设计强调在设计阶段就考虑产品在整个生命周期内产生 的环境影响，通过在设计阶段的有效规划使产品在生命周期内产生的负面环境 影响降低至最小。在各种法律的驱使之下，企业必须通过实施绿色设计来提高 产品的绿色性能，促进企业的良性发展。 3 ) 消费需求 在人类社会的发展进程中，生产与消费相互作用。当生产发展到一定水平 时，必然会引起消费方式和消费观念的变革；而消费方式和消费观念的变化又 必然会促进生产和技术的进一步发展。绿色浪潮的出现改变了人们传统的思维 观念，过去那种依靠过度消耗自然资源来追求物质享受的生活方式遭到了否 定。人们已经认识到挥霍浪费自然资源和无限制地追求物质享受只会加剧人类 自身的危机。人类要在这个世界上世世代代幸福地生存下去，必须从价值取向 到生活习惯来一个根本的转变。因此我们必须改变观念，在全社会提倡绿色消 费。绿色消费是近年来随着环保运动的发展而兴起的一种理性的高层次消费。 一些国家政府积极引导广大消费者将眼界由自身扩展到自然生态环境及整个 社会范围，提供绿色消费的观念和方式，加强公众的环保意识。越来越多的消 费者逐渐认识到绿色消费是高尚的和理智的，拥有这种消费意识体现了个公 民的道德意识和社会责任感。绿色消费正在成为一种受尊敬的、高尚的消费观 9 陕西科技大学硕上学位论文 念。绿色意识深入人心，形成了真正意义上的有效绿色需求。 近十几年来全球绿色运动的普及和绿色文化的兴起，使民众绿色意识不断 增强，为绿色技术的研究和推广作了必要的观念准备。随着国际“环境热的 掀起和公众绿色意识的提高，消费者会自觉抵制一些生产或消费过程中不利于 环境保护的产品。绿色意识渗透到日常生活的各个领域，最终对产品的生产和 销售产生影响。据9 0 年代初的调查，发达国家7 5 以上的消费者在购物时会 考虑消费品的环境标准；欧洲8 0 的消费者、美国和日本7 0 的消费者更喜欢 购买有“绿色标志的产品；英国对2 4 5 0 个样本的调查发现，9 0 的人将环 境问题与消费联系起来考虑，并愿意支付囚产品环境标准的提高而产生的额外 费用。一项更详细的调查表明欧洲和美国的消费者对购买绿色产品的态度可以 分为以下几种：大约2 5 的消费者具有强烈的环境保护意愿，愿意支付更高的 价格购买环保产品；5 0 的消费者对于购买环保产品持积极态度，但不愿意支 付额外的费用；2 5 的消费者持无所谓的态度i i o l 。消费者环境意识的提高，将 使消费需求发生重大改变。例如，l9 9 0 年美国仅绿色家用产品的销售即达2 5 0 亿美元，从而使企业生产和销售的产品也随之向绿色产品转变。人们之所以喜 欢购买绿色产品，一方面是因为消费者逐渐增强的环境意识和对环保的道德责 任感；另一方面产品的绿色标志往往也是产品的品质保证。人们的环境意识和 绿色消费要求的日益提高将为绿色设计的发展提供最重要的动力。 消费者的“绿色 倾向对企业传统产品的生产提出了严峻的挑战。当同种 类型的产品在其他性能上非常接近时，更多的消费者则会选择具有环保性能的 绿色产品，这些绿色产品则在市场上更富有竞争力。面对消费者的“绿色 意 识流，企业及企业家们不得不转变观念，开发出适应消费者需求的绿色产品。 4 ) 企业发展、市场竞争的需要 在当前条件下，企业出于自身的发展和市场竞争的需要，不能不实施绿色 设计和开发绿色产品。除了环保法律法规的逐渐完善迫使企业必须遵守相关的 法律条款之外，更重要的是绿色设计本身的优点也可以让企业在实施绿色设计 的同时获益非浅，对企业自身的发展和产品市场竞争力的提高具有现实意义。 产品绿色化无疑增加了企业必要的环保投入，但是通过实施绿色设计，可 以最大限度的提高资源和能源的利用率，直接降低成本，因此也会给企业带来 可观的收益。绿色设计虽然强调环境保护，但这与企业的效益并不矛盾。绿色 设计不仅仅意味着必要的环保投入，还意味着产品的高质量和低成本。例如， 绿色设计通过减少零件的尺寸和重量来降低制造过程中的资源消耗，经过绿色 设计的产品在报废以后可以回收再利用，这都可以减少产品的制造成本。日本 1 0 基于人性化设计思维的绿色产品设计研究 由于长期致力于废旧物品的同收利用和提高原料及能源的使用效率，结果生产 单位g n p 所耗费的能源和原材料自l9 7 5 年以来已降低了4 0 ，促进了曰本产 品在市场上的竞争力的提高。目前多数国家和地区包括中国采用“污染者付费 原则 ，实施绿色设计减少或消除环境污染，可减少或避免囚环境问题引起的 罚款。 另一方面，实施绿色设计也是消除绿色贸易壁垒的需要。随着环保问题和 市场的全球化，环保和国际贸易的关系日益密切。在处理贸易与环境关系时， 当个别国家以保护环境为名行贸易保护之实，这种贸易壁垒就实实在在地形成 了。所谓绿色贸易壁垒( 也称绿色保护主义) 是指进口国政府以保护生态环境为 由，以限制进口和保护贸易为目的，通过颁布复杂多样的环保法规和条例，建 立严格的环保技术标准和产品包装要求，建立繁琐的检验、认证和审批程序， 实施环境标志制度，以及苛征环境进1 2 1 税等方式对进口产品设置的贸易障碍i - 1 。 这些绿色贸易壁垒具有形式上的合法性、名义上的合理性、保护内容的广泛性 和保护方式的隐蔽性，是各种贸易保护措施中最难以对付的一种。一些贸易强 国利用自身的经济和技术优势，以保护本国环境为借口，违背环境保护的宗旨， 制定极为苛刻的环境指标，并采取一些其他措施限制国外产品特别是发展中国 家产品进入本国市场，使一些发展中国家蒙受了巨大的经济损失。目前国际上 有关绿色贸易壁垒的案例已多次发生，如l9 9 0 年，美国以保护海洋珍贵动物 为由，禁止墨西哥等国的金枪鱼及其制品进口；日本对进口大米规定了农药残 留检测指标；欧洲共同体各国联合禁止进口含“偶氮染料的纺织品；丹麦要 求所有进口的啤酒和饮料必须使用可重复利用的容器等。我国由于长期忽视绿 色产业的发展，盲目开放出口产品，放松对产品安全和防污染标准的监督检验 工作，没有形成无公害的管理体系，造成我国的产品在生产和使用中对环境的 破坏很大，因此绿色贸易壁垒对我国的产品出口影响巨大，例如，美国认为我 国陶瓷产品中对人体有害的重金属铝严重超标，致使我国的陶瓷产品在美国市 场中的份额大大下降，仅占同期日本同类产品的lo ；欧共体规定进口纺织品 禁用的i l8 种染料中就有l0 4 种正在为我国印染厂家使用等j 。 绿色设计以提高产品的“绿色度 为目标，绿色产品则是绿色设计的最终 载体。开展绿色设计，可以减少企业的生产成本，满足消费者的需求，克服“绿 色贸易壁垒 ，从而可以提高产品和企业的竞争力，促进企业的良性发展。 2 1 2 绿色设计概念及内涵 1 ) 绿色设计的概念 绿色设计( g r e e nd e s i g n ) 是2 0 世纪8 0 年代末开始出现