绿色设计理念在机械设计与制造中的应用探索

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汪永明1,2 周密2

(1 湘潭市工矿电传动车辆质量检验中心,湖南湘潭 411201)

摘要

随着我国工业化进程不断加快,各类机械设备的广泛应用与推陈出新,为我国工业发展以及经济建设,提供了诸多助力。而随着可持续发展以及绿色环保等创新驱动理念的不断深入,对工业化建设中机械设计与制造,也提出了新的发展要求。注重该领域建设的生态效益与节能减排,实现机械设计与制造的绿色可持续发展,已经成为该领域发展的必然趋势。本文就绿色设计理念在机械设计与制造中的应用,展开分析和论述。


关键词

绿色设计理念;机械设计与制造;绿色环保;绿色可持续发展

正文


引言:从广义的角度来说,绿色设计又被称之为是环保意识制造,属于新时代下所衍生出的新制造模式。绿色设计的本质内涵在于考虑制造过程当中,物质资源的消耗和生产对周围环境所产生的影响,以此结合现代制造业经济发展与生态效益二者之间的平衡。而把绿色设计理念应用于机械制造和设计过程当中,不仅可以提高机械制造的整个生命周期,更可以减少在制造过程当中,对生态所产生的负面影响,从而为实现该领域的创新驱动发展以及可持续发展,提供更多的可行性。但把绿色设计理念应用于机械设计与制造过程当中,还需立足于实践,具体问题具体分析。

一、绿色设计理念的内涵

绿色设计理念是新时期基于社会主义可持续发展,以及创新驱动发展下所衍生出来的新设计理念[1]。绿色设计理念的本质在于,在产品、建筑、城市规划的过程当中,遵循以可持续发展为根本目标,注重资源节约、节能减排、环境保护以及强调社会责任等方面,从而减少在城市化建设、工业化建设过程当中,对生态环境所产生的诸多负面影响,从而追求人与自然和谐发展为主要设计理念的落脚点。除此之外,绿色设计理念更强调在生产或使用过程当中,环保材料的使用。一般绿色设计理念所应用的各类材料,多属于可再生材料、无毒材料以及能源节约型材料。该类材料可以减少对环境的污染或破坏,从而推动我国社会主义各领域建设的可持续发展,具有重要作用。

二、现阶段机械设计与制造所存在的环保问题

(一)部分工作人员缺乏环保意识

在机械设计和制造过程当中,可能存在的环境污染问题有废水排放、废气排放、能量消耗、固体废弃物等等。比如较为常见的废水排放来说,在机械制造过程当中所使用的冷却水、清洁水均含有各类化学物质,如果该类化学物质未经处理,直接排放到周围水体当中,必然会诱发水质污染,影响整体生态环境[4]。而机械生产也需要消耗大量的能源,如果传统能源不能满足机械设计和制造的要求,必然会增加能源的使用和碳排放,该类原因也是诱发全球气候变暖的共性原因。但是在机械设计和制造过程当中,可以通过优化工艺流程、使用清洁生产技术,从而保护生态环境,促进机械设计与制造的可持续性发展。但是在当前机械设计和制造的过程当中,由于部分企业并没有立足于实践,考虑资源利用的问题,进而导致资源浪费,增加了环境的压力。

(二)缺乏绿色环保的法律体系支撑

随着我国社会主义各领域建设发展的多元化,相关法律法规也根据市场以及行业的发展不断完善,以为诸多领域开展各类活动,提供法律支持[5]。而目前来说,在机械制造和设计领域中,缺乏绿色环保的相关法律体系作为支撑。比如法律法规并不完善,缺乏具备针对性的环保法律法规,规范机械设计和机械制造领域的各类环保行为,这就导致部分企业在机械设计和制造过程当中,缺乏有意识的环境保护行为,以及缺乏必要的约束力。不仅如此,由于法律法规并不完善,还存在部分执行力度的缺失,所以导致环保监管方面,存在诸多的漏洞以及局限性[6]

(三)综合素质人才不足,绿色创新技术有待提高

机械设计与制造本身属于一项较为复杂的工业范畴,相关工作人员不仅要具备该领域的专业知识和技能,更要具备前瞻意识以及环保意识,对绿色技术进行创新,从而推动该领域的创新驱动发展才更具实际意义。但目前来说,部分企业在机械设计和制造过程当中,缺乏创新驱动人才。比如市面上的人才多掌握相关知识和技能,缺乏创新能力以及绿色环保意识。这就导致机械设计与制造领域,在推动环保技术落实和创新方面,存在一定的局限性。尽管绿色创新技术在该领域得到了一定程度上的应用[7]。但明显绿色技术还存在一定的问题,如成本较高,市场推广的难度也比较大,所以还是需要立足于实践,依托于综合素质人才,对各类绿色技术进行创新,从而降低企业的技术成本。

三、绿色设计理念在机械设计与制造中的应用策略

(一)重视提高设计人员绿色理念,选取绿色环保材料的应用

在机械设计与制造过程当中,应用绿色设计理念,可以根据实际设计和制造的需求,选择符合市场环保标准的相关材料,比如各类可再生材料,以及可回收材料等等,该类环保材料的选择可以最大程度上减少自然资源的消耗,以及在设计或制造过程当中,对环境所存在的污染问题[8]。除此之外,也要考虑材料的生命周期性以及循环利用性,从而保证整个产品生命周期,对环境影响的最小化同样具备重要作用。除此之外,在机械设计过程当中,更要注重优化机械的整体结构,践行节能减排、能源消耗的本质原则。比如可以采用高效能的电机,减少机械传动的损耗,优化控制系统等多方式,均可以实现能源的高效利用,从而降低在设计和制造过程当中,对能源所产生的消耗。除了上述所提到,在材料选择以及节能设计过程当中,践行绿色发展理念以外,更要立足于实际,采用可循环利用的设计方案,比如通过模块化设计,减少废弃物的产生。还可以根据实际设计和制造过程当中碳排放的足迹进行管理,节能减排,优化设计,采用各类清洁生产技术,均可以在根本上降低机械设计与制造过程当中,对环境所产生的诸多污染问题[9]

(二)完善法律体系和行业标准,为绿色制造护航

上述所提到,在机械设计与制造领域当中,绿色设计理念的落实和实现,缺乏相关的法律体系以及行业标准。因此,政府可以出台关于机械设计与制造领域的相关法律法规,因此明确绿色设计理念在该领域当中的要求和标准,从而可以规范企业的各类环保行为。不仅如此,制定相关法律法规更可以为保护环境以及资源的利用效率,提供法律保障。相关行业和组织也可以为企业提供明确的法律指导,比如根据企业的实际情况对环保材料的选择、能源利用、废物处理等多方面,制定明确的行业标准,从而帮助机械设计与制造领域落实绿色制造的整体概念。目前来说,ISO(abbr. International Organization for Standardization 国际标准化组织)、14001环保管理体系认证、绿色产品认证,均是现阶段市场当中较为常见的绿色认证体系,通过绿色认证可以提高企业绿色认证、环保形象以及核心竞争力,由此推动绿色设计理念在机械设计与制造领域当中的推广力度。

(三)培养综合素质人才,加强绿色生产技术的创新

在机械制造领域,较为常见的应用技术有3D打印技术、焊接技术、模具制造技术以及激光切割技术等等,不同技术的应用性质以及用途,均存在一定的差异性。因此,为满足市场需求,在践行绿色设计理念当中,机械设计与制造领域可以通过加强培训,以及跨学科融合等方式,培养该领域综合素质人才,并为绿色生产技术提供人才依托。比如开展相关教育培训来说,培训相关工作人员的环保意识,开设相关绿色设计理念课程、绿色生产课程。从而提高工作人员的创新思维、环保责任感。除此之外,更要鼓励跨学科之间的有效融合,如工程学、环境学、设计学等等。促进机械设计与制造领域的合作交流,为培养综合素质人才融入多元理念基础同样具有实际作用。那么,对于政府和相关企业来说,更要加强绿色生产技术的创新研发力度,资助相关科研项目的成果转化,促进产——教——学——研一体化,从而推动绿色设计理念的不断创新和应用。与学校或企业单位相结合,保证产——教——学——研一体化的有效性。而无论是教育培训还是跨学科合作科研项目,均需要立足于机械设计与制造领域的实际情况,有效落实绿色设计的广义概念。

结束语

综上所述,对于机械设计与制造来说,在我国工业化建设、城市化建设当中,发挥着诸多优势作用。但现阶段机械设计与制造所存在的环保问题有,部分工作人员缺乏环保意识、缺乏绿色环保的法律体系支撑、综合素质人才不足,绿色创新技术有待提高等,因此重视提高设计人员绿色理念,选取绿色环保材料的应用、完善法律体系和行业标准, 为绿色制造护航、培养综合素质人才,加强绿色生产技术的创新,以提高企业的社会责任感以及社会形象,从而推动企业在社会主义各领域建设当中的可持续发展,具有重要作用。

参考文献:

[1]张晓建.建筑设计中绿色建筑设计理念的运用分析及研究[J].江西建材,2017(5):2.

[2]田静云.磨粉机的绿色设计及应用[J].装备制造技术,2009(5):2.

[3]曹雅莉,CAOYa-li.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].装备制造技术,2013(8):257-258.

[4]吴丹.绿色设计理念在室内设计中的应用研究[J].山西青年:下半月,2013(5):1.

[5]刘东海.冶金机械的绿色设计与关键技术研究[J].中国机械,2013(11):2.

[6]张杰.绿色设计理念在现代环境艺术设计中的实践应用[J].中华民居(下旬刊),2014(1).

[7]周大安.绿色理念在机械设计制造中的渗透分析[J].消费导刊,2019.
[8]朱红建,钱萍.机械制造业中绿色制造技术应用模式研究[J].装备制造技术,2008(7):4.

[9]刘瑞素,郭兰申,王阳,等.绿色设计和绿色制造是机械行业的发展趋势[J].江苏机械制造与自动化,2001(4):3.

 


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