绿色设计与制造.ppt

绿色设计与绿色制造 主要内容 一 产生背景 二 绿色设计 三 绿色制造 四 结论和展望 一 产生背景 近几年来 人们深刻的体会到环境的恶劣变化给人们生活带来的负面影响 这主要是人们无度的开发自然资源和无偿利用环境的经济增长方式 造成了全球性的自然破坏 资源过度消耗 环境的严重污染以及生态链的破坏 使人与自然的关系也达到了空前的紧张程度 对于环境污染的问题制造业首当其冲 因此绿色设计与绿色制造理念应运而生 是制造业的发展趋势 是现代企业提高竞争力的必由之路 制造资源 原材料能源等 制造过程 产品 使用和处理 各种排放和废弃物 环境污染 产品的环境影响 对环境影响的分类 大气污染 固体废料化学品 水体污染 全球环境影响 噪声及其它 颗粒物 气态污染物 具有鲜明的时间和空间特性 易加工 可回收 比水 气危害严重 需氧型 毒物型 其他类型 臭氧破坏温室效应 噪声 电磁辐射 光污染 热污染 资源 能源及其对环境的影响 资源 定义 资源是指人类生活和生命所必须的和经常利用的物资 分类 自然资源 物质资源 废弃物资资源 资源再生 矿物燃料 风 流水 太阳能 草木燃料 地热等 电 汽油 柴油酒精 可再生能源 不可再生能源 二次能源 一次能源 分类 能源 在漫长的人类设计史中 工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时 也加速了资源 能源的消耗 并对地球的生态平衡造成了极大的破坏 特别是工业设计的过度商业化 使设计成了鼓励人们无节制的消费的重要介质 有计划的商品废止制 就是这种现象的极端表现 无怪乎人们称 广告设计 和 工业设计 是鼓吹人们消费的罪魁祸首 招致了许多的批评和责难 正是在这种背景下 设计师们不得不重新思考工业设计师的职责和作用 绿色设计也就应运而生 二 绿色设计 什么是绿色设计 绿色设计 GreenDesign 也称为生态设计 EcologicalDesign 环境设计 DesignforEnvironment 等 绿色设计是指 在产品及其寿命周期全过程的设计中 要充分考虑对资源和环境的影响 在充分考虑产品的功能 质量 开发周期和成本的同时 更要优化各种相关因素 使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小 使产品的各项指标符合绿色环保的要求 其基本思想是 在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中 将环境性能作为产品的设计目标和出发点 力求使产品对环境的影响为最小 对工业设计而言 绿色设计的核心是 3R 即Reduce Recycle Reuse 回收 再用 少用 不仅要减少物质和能源的消耗 减少有害物质的排放 而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用 简单的说 绿色设计出来的产品应该具有以下三点要求 1 在制造过程中节约资源2 在使用过程中节省能源 无污染3 在产品报废后便于回收和再利用 绿色设计的特点 1 绿色设计可以保护地球有限的矿物资源 使其进行合理持续的利用 2 可以把废物的产生在源头处加以控制减少 缓解垃圾处理的矛盾 3 维护生态系统的平衡 保护环境实现可持续的发展 4 采用并行设计法 即开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素 是从摇篮到在线的过程 绿色设计的内容 1 绿色产品设计的描述与建模 2 绿色设计的材料选择与管理 3 绿色产品的可拆卸性设计 4 绿色产品的可回收性设计 产品绿色设计的原则 1 资源最佳利用原则2 能耗 污染最少原则3 损害最少原则4 生态经济效益最佳原则 绿色产品及评价 绿色产品 绿色产品是指在寿命周期过程中 符合特定的环境保护要求 污染小 能耗低的产品 评价原则 综合性原则 科学性原则 系统性原则 动态和静态指标相结合 定性与定量指标相结合 可操作性 不相溶性 层次性原则 评价指标体系 经济性 资源属性 能源属性 环境属性 这款可口可乐罐设计从绿色设计出发 取消了可乐罐表面的有害涂漆 而是把其标志设计成冲压凸起 视觉效果同样震撼 而且更为环保 世博西班牙馆 在总面积达8000平方米的大厅内 考虑到节能 展馆内部主要使用了竹子和半透明纸作为材料 顶部则使用太阳能板 设计方案也考虑到了上海台风 梅雨和高温等气候因素 建筑非常牢固 而且场馆设计也考虑到了如何调节室内温度 华硕U6V竹韵笔记本是选择天然竹材制作笔记本外衣 它是非常优异的绿色材料 可降解的有机特质 更是对于减少环境污染有着天然的优势 展馆的外表层受到传统民间剪纸艺术启发的独特设计 选用浸渍激光切割胶合板 安装在一块一块的胶合板建筑模块上 然后再在模块的表面装上玻璃 聚碳酸酯 以及防水或防紫外线辐射的材料 构成墙体 在展馆内部 还要安装半透明的PCV或高密度聚乙烯合成纸的材料薄膜 再安装展馆的外部材料 展馆外部 入口处的地面和展馆内部都覆盖着一层浸渍木地板 俗称强化地板 经热压 成型的地板 世博波兰馆 传统设计与绿色设计 传统设计 绿色设计 设计依据 设计人员 技术工艺 设计目的 产品 依据用户对产品提出的功能 性能 质量及成本要求来设计 很少考虑到资源再利用及对环境的影响 很少考虑产品回收 仅考虑优先的贵重金属的回收 以需求为主要设计目的 普通产品 依据环境效益和生态环境指标以及用户要求来设计 在设计阶段必须考虑资源再利用以及对环境的影响 在制造和使用中可拆卸 易回收 不产生毒副作用及最小的废弃物 为需求和环境而设计 满足可持续发展 绿色产品和绿色标志产品 三废治理工艺 再利用工艺 包装工艺 装配工艺 机械加工工艺 毛坯制造工艺 材料设备工艺 环境型工艺 节约能源型工艺 节约资源型工艺 绿色工艺 绿色工艺的内容 环境性能 可承受性 可赢利性 可行性 实用性 可靠性 先进性 环境评价 经济评价 技术评价 绿色工艺的评价 满足法规要求 三 绿色制造 绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现 下面我将介绍绿色制造的概念及内涵 以及产品从设计 材料选择 生产 包装 使用到废弃处理整个生命周期中的绿色制造关键技术 并以一些简单的实例说明绿色制造实施的可行性 制造业在将制造资源转变为产品的制造过程中 产品在其使用和废弃处理过程中 都会产生废弃物 由于制造业涉及范围广泛 因而其对环境造成的影响可想而知 可以说 制造业一方面是创造人类财富的支柱产业 另一方面又是环境污染的主要源头 绿色制造 的概念是如何提出的 绿色制造 又是如何定义的 真正促使绿色制造走向市场 是多种因素共同作用的结果 如下图所示 从当前社会积极实行可持续发展战略的氛围来看 绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现 图示 绿色制造的内外驱动力 绿色制造 消费要求 可持续发展 风险管理 市场竞争压力 产品服务 生态工业 国际标准 法律及法规要求 从 大制造 的概念来讲 制造的全过程一般包括 产品设计 工艺规划 材料选择 生产制造 包装运输 使用和报废处理等阶段 如果在每个阶段都考虑到有关绿色的因素 就会产生相应的绿色制造技术 1产品设计绿色设计与传统设计的主要区别如表1所示 绿色设计主要可以通过生命周期设计 并行设计 模块化设计等几种方法来实现 2绿色材料选择绿色产品首先要求构成产品的材料具有绿色特性 即在产品的整个生命周期内 这类材料应有利于降低能耗 环境负荷最小 3清洁生产相对于真正的清洁生产技术而言 这里所提到的清洁生产仅仅指生产加工过程 在这一环节 要想为绿色制造做出贡献 需从绿色制造工艺技术 绿色制造工艺设备与装备等人手 4绿色包装现代商品的营销有五大要素 即产品 价格 渠道 促销和包装 而在重视环境保护的世界氛围里 绿色包装在销售中的作用也越来越重要 消费者更是对商品包装提出了4R1D的原则 即Reduce 减少包装材料消耗 Reuse 包装容器的再充填使用 Recycle 包装材料的循环利用 Recover 能源的再生 及De gradable 包装材料的可降解性 5绿色处理技术在传统的观念中 产品寿命结束后 就再也没有使用价值了 事实上 如果将废弃的产品中有用的部分再合理地利用起来 既能节约资源 又可有效的保护环境 这也正是有些文献中所提到的绿色产品的可回收性及可拆卸性设计问题 如此一来 整个制造过程也会形成一个闭环的系统 最能有效减轻对环境的危害 这也正是与传统制造过程开环特性最不同的一点 见图3 绿色制造是一个复杂的过程 绿色意识也是一个长期的目标 要实现这一目标 在对各项行为进行监控时就需要更多更好地考虑到环境属性成本的问题 在未来的日子里 还有以下几方面的技术需要进一步研究 1 电子产品生命周期短 又难于回收 因此 有关电子产品的回收利用问题 依然需要进一步研究 2 必须加强有关危险性材料和工艺工程的监控 监控时要能自动获得有关过程 质量及辐射程度的信息 3 必须进一步开发以提高回收利用性 减少剩余量为目的的材料回收工艺及更有效的废弃物管理系统 4 还必须增强有关风险 技术和环境的公众意识水平 政府部门应该制定相关政策保护环境 例如 针对有关工艺和产品的辐射问题 绿色制造概述 本部分通过对制造业与环境关系的分析 介绍了绿色制造的产生 现状及发展趋势 右图为本部分概括 制造业对环境的影响 制造业在方便和服务着人们生活的同时 又在污染着环境 它对环境的影响如下图所示 制造资源 产品制造 使用维护 回收处理 各种排放和废弃物 资源过渡消耗 环境污染 可持续发展对制造业的约束 首先介绍了可持续发展 可持续发展 定义 就是建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统 最基本的要点 一是与环境相和谐 而不是耗竭资源 破坏生态 二是不应为了片面的利益而使子孙后代享受不到应有的资源 其次 我国常用的末端治理存在许多弊端 1 投资多 周期长 费用高 效益高 2 资源利用率低下 从而导致环境污染 3 不能从根本上消除污染 4 与生产过程相割裂 互不沟通 被动 绿色制造是可持续发展的必由之路 绿色制造的现状和趋势 首先介绍研究现状 1 工业发达国家纷纷展开相关研究 2 中国等发展中国家也相当重视之 3 高校和研究院纷纷针对课题研究 4 绿色制造具有相当的战略意义 5 绿色制造的各个环节都进入研究课题 其次介绍发展趋势 1 全球化 全球发展的特征和趋势 2 社会化 需要全社会的努力和参与 3 集成化 系统技术和集成技术的研究 4 并行化 与并行工程结合 5 智能化 人工智能和智能制造技术 6 产业化 导致新兴产业的形成 其次是绿色制造的研究内容 内容摘要 绿色制造的概念与特点 绿色设计 绿色工艺 产品的环境影响 资源能源及其对环境影响 绿色产品及评价 绿色制造的概念与特点 制造 制造是人们按照市场的需要 根据主观掌握的知识和技能 利用观物质和工具 把原材料转化为最终产品并投放市场的全过程 绿色制造 绿色制造是指在保证产品功能质量的前提下 综合考虑环境影响 资源利用效率的现代化制造模式 它借助各种先进技术使产品在设计 制造 包装 运输 使用到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染 或环境污染最小化 资源利用率最高 能源消耗最低 协调优化 综合考虑可持续发展与环境 产品生命周期过程 物料转化过程 资源和能源 绿色产品 生产过程及工艺 设计 绿色制造 两个目标 节能 资源综合利用 环境保护 四个内容 两个过程 三条途径 市场及法律途径 技术途径 管理途径 四 结论和展望 绿色设计与制造理念的提出 是人类在探索实现可持续发展途径过程中的一个重要成果 提出了在实现保护环境 节约资源 实现人与自然和谐相处的历史进程中 设计者和制造者应该自觉承担的社会责任 资源 环境和人口是人类社会发展所面临的三大主题 20世纪后半叶 经济高速发展 资源的无节制消耗 工业污染的过量排放以及人口 爆炸 是其直接和主要原因 1972年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议和1992年在里约热内卢召开的联合国环境发展大会是人类环境保护史上的两座里程碑 个可持续发展的社会 制造业是制造人类财富的支柱产业 同时又是环境污染的主要源头之一 绿色设计与绿色制造就是为消除和避免制造业经济恶性发展的后果 寻求 目前 环境问题已由少数专家关心的技术问题转变为全人类共