面向拆卸的设计

1、面向拆卸的设计 DFD 徐鸿翔 主要内容主要内容 研究背景 面向拆卸设计的关键技术 展望 面向拆卸的设计（Design for Disassembly ， DFD） 是在产品设计的初步就考虑产品的可拆卸性、 可回收性，并以之作为产品结构设计和材料选 择的一个重要准则，使得产品易于拆卸、利于 回收、回收费用最低、回收利用价值最高，最 终达到减少废弃物的产生、节约资源和保护环 境的目的。 DFD是绿色设计制造系统的重要组成部分 资源消耗型经济发展模式对环境产生了前所未有的影 响，工业废弃物的大量增加、资源和能源的巨大消耗， 人类赖以生存的地球生态环境正日趋恶化。 全世界制造业每年约产生55亿吨无害

2、废物和7亿吨有害废物， 占全球环境污染排放物的70%以上。 在欧洲，每年约有80万吨旧的电视机、收音机、计算机设备、 测量仪器和300万吨废旧汽车丢进垃圾场。 在美国由家庭和工业企业产生的城市固体废弃物（WSM）已 达到每人每天近2公斤。 1992年联合国召开了世界环境大会，通过了里约环 境与发展宣言及21世纪议程，提出了建立经济、 社会和环境相协调的可持续发展战略。 1993年国际标准化组织正式成立了ISO/TC207-环境管 理技术委员会，制定了ISO14000系列标准，建立了国 际认证系统。 国外研究现状 国内研究现状 研究的意义 环境问题已成为各国关注的热点，相关技术研究在各领域全面

3、展开。面向拆卸与回收的产品设计的研究在国外已广泛的开展， 已逐渐形成了一系列的设计方法，也开发了相应的软件工具。 而我们国家对面向拆卸与回收设计的研究还刚刚起步，虽有了 一些粗浅的认识，但理论水平和实践经验都与国外有较大的差 距。 绿色设计制造绿色设计制造 绿色设计制造的系统构成绿色设计制造的系统构成 绿色设计制造系统的决策体系绿色设计制造系统的决策体系 绿色设计与传统设计的比较绿色设计与传统设计的比较 全生命周期全生命周期 绿色设计是绿色设计与制造系统中的核心环节， 通常又称生态设计（ED）、面向环境的设计 （DFE）、环境意识设计（ECD）。它是一种在 产品全生命周期内，考虑产品的环境属性

4、（可拆 卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等）， 并将其作为重要设计目标，使产品既具有预期的 功能、使用寿命、质量，又在全生命周期内对环 境的影响最小的设计。 2.面向拆卸的设计关键技术 DFD体系结构 DFD产品模型构建 DFD产品拆卸规划 DFD产品可拆卸性评价 可拆卸性指标体系 拆卸时间的计算 关键件的判断 3.展望 谢 谢 ! 绿色设计制造系统 绿色产品评 价系统 绿色设计分系统 绿色生产过程回收与处理分系统 计算机信息 支撑系统 . T E SC Q 拆卸的种类 逆装配 强力拆卸 拆卸过程与逆装配过程的比较 完全拆卸 不完全拆卸 拆卸进行到一定程度就停止拆卸操作。 一般停止拆卸有

5、三种原因： 其一，某些部件具有可重复利用价值，在 部件级进入再制造或维修； 其二，各拆卸部分已经获得单一的材料， 可以在材料级进入循环利用； 其三，从经济性角度出发，随着产品拆卸 的深入，拆卸费用增加，当总回收利润下 降到预期值时，停止拆卸。 0 + _ 回收收益 回收总利润 焚烧填埋费用 拆卸成本 Bt Br Cd Cf 拆卸步骤 中间轴 传动零件轴系 1263 54 4，5 Level 1 Level 3 Level 2 从下图中可以了解中间轴的基本组成， 明确由6个组成零件的归属关系，其中 轴系由1、3、6及4,5组成，传动零件由 2组成。通过分析可以看出，该产品可 以有三个分解水平，其

6、中属于第二分解 水平的零件2和6有较大的回收价值，如 果回收目标是零件2，则拆卸在第二分 解水平上即可停止。 中间轴 1 4 5 6 2 2 3 4 5 61 2 4 5 6 4 5 45 36 2 4 5 2 6 1 4 3 5 2 123456 1000100 2000111 3000101 4111011 5010100 6011100 从左图中可以看出，自上而下进行拆 卸序列的搜索时，该中间轴可以有多 种分解方案。如果从最高层开始分析， 可以先拆1，也可先拆3，形成两种拆 卸的并行序列，这两种并行序列之间 的关系是“或”的关系。如果由2、3、 4、5、6的子装配体进一步分解成两 个子装

7、配单元2、4、5、6和3，这种 分解的关系必须同时存在，这种关系 是“与”的关系。 树形层次结构简单易懂，对零部件的归属 关系描述清晰，但所能包含的信息量较少； AND/OR图逻辑关系清楚，从图中能获得较 多的拆卸序列的信息，但当零部件数增多 时图形相当复杂，除序列以外的其他信息 较难表达；网状模型能较好地应用OO技 术，将与零部件及装配关系的信息封装在 零部件类和装配关系类中，较为适合用来 描述产品与拆卸相关的信息。 n t B B A A m mn(x) t B B A A = M1M2M 拆卸方向的计算拆卸方向的计算 起点 1 9 8 7 6 5 4 3 2 终点 i 起点 终点 顶点 弧 拆卸动作序列图拆卸动作序列图 030020000 000000000 040000000 0020100000 063406000 0001000000 000002020 000010000 000001360 v1 v8 v7 v9 v6 v5 v4 v3 v2 6 3 1 2 2 6 1 4103 6 2 3 4 2 10 总目标 可回收性可拆卸性 零 部 件 数 拆 卸 时 间 联 接 类 型 数