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在党的十八届五中全会上,提出了创新、协调、绿色、开放、共享的“五大发展理念”绿色发展是其中的重要内容,也是十三五时期的基本理念之一。绿色理念就是以节约资源和保护环境为宗旨的设计理念,强调以人为本,走可持续发展道路,注重自然生态的保护。
绿色机械设计和制造理念相对于传统机械设计制造理念来说具有很大的优势,并且目前我国正在加大对绿色机械设计制造的研究,在某种程度上可以理解为自然生态设计、绿色环境意识设计等,目的在于对自然资源进行循环利用,减少对环境造成的负面影响,机械产品能够满足可回收、再利用的目的,这也是绿色机械设计理念提出的最新要求。
传统机械设计制造都是以产品性能、勖为基准,在产品设计制造过程中首先需要考虑市场需求,然后再制定设计方案,并进行反复修改和完善,最终实现产品生产,但是这一设计理念不仅造成设计制造周期家常,同时也加大了产品生产装卸的难度,有些产品报废后还不能回收,大量资源和能源也被迫浪费,污染了周围环境。
与传统机械设计制造相比,绿色机械设计制造理念优势在于综合考虑自然环境保护性、原材料合理选择性等,不仅发挥传统设计理念中的优势,还能够降低原材料的损耗、提高资源的可利用率,满足可持续发展的需求。
第一,提升机械设计制造的环保性。如果机械设计制造没有充分重视环境保护问题,那么生产的产品必然会造成环境污染。虽然我国科技水平发展比较迅速,但是与预期相比还有一定差距,部分机械设计制造行业在生产过程中仍然采用传统的方式,单纯追求经济利益,造成环境污染、资源浪费的该问题。将绿色理念融入到机械设计制造领域能够综合全面考虑环境污染问题,将可能产生环境污染的因素排除,提升机械设计制造的环保性。
第二,提高废弃绿色机械产品的可回收率。机械产品日益成为人们生活不可或缺的物品,但是随着机械制造技术的发展,产品换代也在不断提升,导致废弃产品量与日俱增,严重影响生态环境,如果机械产品采用传统方式进行设计和制造,那么废弃品再利用率比较低,但是在绿色理念背景下,机械设计制造产生的废弃产品能够进行二次回收,环境污染也比较少,实现资源二次利用,降低了废弃机械产品对环境的危害。
通过以上分析我们能够认识到绿色理念融入到机械设计制造中发挥着巨大的作用,本文认为更好将这一理念运用于机械设计制造中的对策主要包括:
在机械绿色设计制造中,可拆卸性设计、模块化设计和生命周期设计是目前比较常见的设计技术。可拆卸性设计优势在于后期产品维护方面,可以通过拆卸来提升产品后期维护的便利性,但是前提条件是产品可以正常使用。模块化设计优势在于将产品分为多个模块,并形成一个新的系统,不同模块拥有不同的功能,每个零件在产品废弃后都可以再利用,并且每个零件都可以随时更换来提升产品性能。生命周期设计是综合考虑各方面因素,延长产品的生命周期来完成设计,可以根据产品特点选择最为适宜的绿色方案,降低产品污染,提升材料可利用率。
绿色理念融入到机械设计制造方面首先需要考虑材料的选择,确保其绿色环保,同时还要对材料的安全性、经济学、相容性等进行考虑。传统机械制造使用的贡等化学物质会污染环境,材料可回收率也比较低,所以绿色机械设计制造应该提高材料选择的合理性、科学性,从设计源头应用绿色理念。首先需要考虑材料的实用性,满足制造产品的性能,比如材料是否抗冲击、耐高温等,不能选择对人体有伤害的原材料;其次需要采用有效措施加强对绿色材料的科学管理,进行合理科学分类并管理,严格审核材料的性能,加强对生产过后产生的废弃品进行合理回收,最大限度提高原材料的使用价值。
在机械设计过程中,应该将绿色理念融入到每个参与机械设计制造的个体,加强设计理念的推动作用,提升从业人员的整体素质。另外一方面,国家政策支持是行业发展的重大动力,所以应该制定一系列可持续发展制度,提倡绿色设计理念,加强社会监督作用,增强制造业透明度。科技是社会发展的第一生产力,也是机械设计制造的重要推动力,所以需要提高科技创新力,有效使用先进技术,实现机械设计制造的绿色和可持续发展。
在产品设计过程中应该注重产品的环境属性,包括可持续性、可循环使用性、可维护性等,将绿色设计作为产品设计的主要目标,在保证产品质量的基础上降低资源效率、减少环境污染、提高产品及相关零部件的重复使用率。在机械设计过程中应该对设计者提出更高要求,保证设计方案能够满足广大消费者的实际需求。在产品可拆卸性设计方面,机械产品是由多个部分共同组合而成,保证产品相关零件可以顺利拆卸,零部件不会受到任何损坏,提高材料的利用价值。可回收性也是绿色设计理念中的重要内容,设计者应该充分考虑资源的使用,保证产品在废弃后不会对环境造成严重污染。
绿色机械设计制造最终还是需要人才和技术的支持,我国应该加强绿色机械教育建设,提供相应配套措施推动其发展。比如可以在高校中增加绿色机械课程,吸引更多人才加入到绿色产品设计和制造中。另外一方面,企业也是绿色机械设计制造的重要推动力量,所以应该鼓励广大企业引入绿色理念,坚持可持续发展战略,从社会效益、生态效益、经济效益等层面综合考虑设计理念。
环境问题是指环境污染和环境破坏。环境污染作为一个重要的社会问题是从产业革命开始的。第二次世界大战后,社会生产力的发展突飞猛进,许多发达国家普遍发生了因现代工业发展带来的范围大、情况严重的环境污染问题。纵观人类的发展史可以看到,人口的增加、经济的增长、福利的提高、社会的发展,其直接代价有两个:一是资源的消耗;二是环境的恶化。这是发展所带来的必然结果和副产品,也是环境与发展的“二难论”。大规模的工业污染是每个人都能感受到的威胁,而更大的潜在威胁在于生存环境、全球环境逐渐恶化,影响到人类的前途和后代的生存。环境问题和可持续发展问题,是21世纪世界面临的几大中心问题之一,直接关系到人类文明的延续,并成为直接影响国家最高决策的不可或缺的基本要素。
随着人类社会的发展,新技术、新方法不断地被广泛应用于生产实践活动中,人们改造自然的能力大大增强了。但与此同时,人类对自然资源的破坏程度也增强了,对生态环境的污染也日益严重起来。各种工业生产过程中排放的废气、废水(如化工生产过程排放的硫化氢、氮氧化物、氨等有害气体,电镀工业废水中含有的重金属离子等)、废渣和废热等污染大气、水体和土壤,同时也可能产生噪音、震动等来危害周围的环境。此外,工业产品用过之后的废弃物和生活垃圾对环境的破坏也相当严重。因此保护地球的绿色环境已成为世人注目的重点课题,也成为世界性的社会问题。设计界也在积极响应,以环保为主题的产品设计越来越多,在不断提高生产力的同时注意环境保护正在改变着设计师的思维和观念。从而出现了设计新潮流――绿色设计。
从技术的视角出发可以将人类社会的发展划分为传统技术、灰色技术和绿色技术时代。其中绿色技术时代旨在改善因人类的生产和社会活动而遭到破坏的自然环境,是人类为实现可持续发展而采取的保护环境、维持生态平衡的各种手段的总和。绿色设计属于绿色技术的范畴,是绿色技术的重要组成部分。所谓绿色设计,就是保护地球绿色环境的设计。它是建立绿色产业的第一步。设计师在开发新产品时。必须用“整体思维”研究产品生命周期的全过程。既要考虑新产品生产和使用中对环境的影响,又要想到产品失效后的出路。在社会生产实践活动中广泛推广绿色设计,其深远的意义表现在:
1.改变人类的生活方式。绿色设计的思想及其产品,使得人们在生活当中不但要追求物质文明,而且要追求生态文明,也就是具有一种“绿色的生活方式”。
2.促进技术进步与技术创新。绿色设计要求同时考虑社会、经济和生态效益,这就对产品的设计提出了更高的要求,从而推动技术的进步与创新,满足人类社会经济可持续发展的需求。
3.适应国际贸易的要求。运用绿色设计的思想所制造出的产品可以更好地适应国际标准,使我国的绿色产品能进入更广泛的国际市场,增强产品在国际市场上的竞争力。
4.对区域的可持续发展具有重要的作用。《中国21世纪议程》的优先领域包括了清洁生产与环保产业,在这一领域的实施过程中,绿色设计可以大有作为。通过设计节能型、环保型的技术产品,为区域的可持续发展作出自己的贡献。
5.迎接知识经济时代的重要举措。发展绿色设计思想指导下的绿色产业的最大意义在于环境保护。在知识经济即将到来的21世纪,绿色设计、绿色产品、绿色产业将是企业角逐的一个重要方面;它是协调我国人口、资源、环境与发展关系的重要一环。绿色设计的地位与作用如图1所示:
环境保护、区域发展需要各行业的不断努力。行业发展要有长远目标,必须考虑区域生态环境保护,不能通过各种各样的污染排放破坏区域的自然、社会文化的生态平衡,也不能以行业的“掠夺性”利润去换取“社会的不经济性”。未来的绿色设计需要向真正的健康状态努力。具有绿色设计意识的设计者在工作中遵循着以下的观点:
1.慎重选择材料,放弃使用危害环境和难以回收的复合材料,使用无害于环境的材料。
2.采用省料、节能技术,尽量采用节能省料的新技术和新工艺,在减少对资源浪费的同时,增加产出、降低污染。
4.在产品的包装设计中,要设计出能重复利用的包装材料,放弃对超薄塑料袋的使用,及时向消费者提供纸袋或多次用布袋,尽量减少废弃物的数量。
5.对居住区城乡景观的设计要有保护环境,增加舒适、优美的设计观念绿色设计强调对资源的有效利用,强调增加产品质量,减少工农业生产活动、人类各种生命活动所造成的废弃物排放量。考虑到21世纪信息社会的需求和人口膨胀、资源减少下的消费需求,在现代的、未来的设计中应着眼于生态设计,设计出健康、保健、安全和易于操作的设备。使设备的零部件易于取代和重复使用,尽量节省材料和能源,降低对环境的污染。
在社会生产活动的各个领域大力推行绿色技术与绿色设计的思想对于我国未来的经济发展具有很重要的作用。为了更好地在全社会贯彻绿色设计的思想,生产出更多的绿色产品,提出以下几点对策:
3.认真分析研究国际上先进的绿色设计技术和产品的功能,积极引进适合中国国情的技术。
基于绿色设计理念的产品设计的主要目的就是将经济发展与社会和谐、环境保护相联系,以实现经济和社会的可持续发展。同时,通过深入人们生活的产品宣传绿色观念,能够潜移默化地影响人们的思想,实现绿色理念的全面推广。当下,绿色环保意识深入人心,绿色设计理念应用于产品设计中是当下社会发展的一个主要趋势,能够有效降低能源的消耗,减少资源的浪费和环境污染,对于保护环境和合理利用资源有着重要的促进作用。基于绿色设计理念的产品设计教学方法是推动绿色设计理念最有效、最直接的手段。
现今社会发展过程中较为严重、难以解决且已经对社会发展造成直接阻碍和影响的问题就是环境问题、能源问题与污染问题。这些问题不仅限制工业、农业的可持续发展,还导致人们的日常生活受到较为显著的负面影响。一些地方的生态平衡因为这些问题而逐步被打破,社会发展的方向和前景也逐渐模糊。这些问题对于各国而言都是大问题,需要采取具体的方法加以控制和解决。绿色设计理念的核心就是绿色观念,设计者在设计过程中要注意科学、合理地利用资源,注重保护环境,重视协调人与自然的关系,最大限度地减少环境污染,降低能源浪费和资源消耗,同时要提倡资源的循环利用和健康的消费理念等。绿色设计理念重点包括产品设计中的产品性质设计、产品功能设计和产品质量设计,延长产品的使用寿命,确保产品的可降解性、可回收性以及材料的重复利用。绿色设计理念的推广有助于改善环境、维护生态平衡和控制环境污染。绿色设计理念的出现代表社会整体意识的改变,同时也代表现代人社会责任感和社会意识的提升。由此可见,绿色设计理念对于社会而言是极为重要的,具有很高的推广价值。
基于绿色设计理念的产品设计教学主要是在教授产品设计方式、设计重点、设计原则等知识的基础上,结合绿色理念,让学生能够在学习产品设计知识的过程中重视绿色设计并掌握绿色设计方法,这对于提升学生的设计能力具有重要的促进作用。为了提升基于绿色设计理念的产品设计教学质量,教师要详细分析基于绿色设计理念的产品设计教学中存在的问题,提炼关键信息,然后有针对性地提出相应的教学方法,采用合理的教学方向和教学方案,防止教学过程中出现过多的偏差,稳步提升基于绿色设计理念的产品设计教学质量,从而为社会培养大批优秀的产品设计人才。1.产品设计教学中绿色设计独立化基于绿色设计理念的产品设计教学存在的一个较大的问题就是绿色设计独立化。在产品设计教学过程中,一些教师将产品设计知识教授和设计理念实践分为明确的两个板块,导致绿色设计理念与产品设计无法有效融合。学生在产品设计练习过程中刻意应用绿色设计理念,出现了不可实施、过于理想化等问题。如,教师在教授矿泉水瓶设计的过程中,全面讲述矿泉水瓶的设计重点、设计内容等设计知识,包括矿泉水瓶形状的视觉性、商标位置的美观性等,然后教授相应的绿色设计理念知识,如矿泉水瓶的材质选择、标语等。学生在独立设计过程中会出现一些设计偏差,如,只考虑绿色设计理念,采取淀粉等可降解材质,而忽视可行性;或者只重视矿泉水瓶的形状、商标,而忽视绿色设计理念;等等。这种教学形式直接导致学生将产品设计与绿色设计理念的学习分为两个板块,在设计应用过程中偏重其中一个板块,导致设计结果不尽如人意,进而导致基于绿色设计理念的产品设计教学质量较低。此外,教师若缺乏绿色环保意识和节约能源意识,就会导致基于绿色设计理念的产品设计教学无法发挥作用,这对于社会的发展而言是极为不利的。2.基于绿色设计理念的产品设计教学理论化基于绿色设计理念的产品设计教学存在的另一个问题就是过于理论化。一些教师采取口头教授的教学方式,全程掌握课堂走向和课堂节奏,学生被动接受知识。一些教师所采取的实例教学是利用固定的成功案例进行解析,限制了学生的想象能力。教学理论化会直接导致学生对于绿色设计理念和在产品设计中融入绿色理念的必要性的理解较为模糊。一些教师的基于绿色设计理念的产品设计教学偏向于理论教学,忽视对学生实践能力的培养和实践经验的积累,不够重视培养学生的综合素质,教学目标逐渐向应试教育的方向偏离,导致基于绿色设计理念的产品设计教学抽象化,学生对于知识的吸收和利用能力较弱。产品设计教学的发展因此受到限制,无法达到预期的要求,绿色设计理念的推广也受到了抑制,所培养出来的学生在设计技术、设计技巧、设计想法方面存在不足之处,缺乏创新意识。3.基于绿色设计理念的产品设计教学不踏实基于绿色设计理念的产品设计教学存在的又一个问题就是教学不踏实。一些教师在大致讲解了基础知识之后,直接讲解各种方案和各种案例,让学生直接进行具体的产品设计并提交产品设计方案。教师所寻求的只是设计与自身讲解案例的契合,不重视学生的具体知识掌握情况。如,在购物袋的设计教学过程中,教师粗略讲解购物袋的基础设计知识之后,讲解可回收的各种环保材质的购物袋设计案例和伸缩性良好的、可重复利用的购物袋设计案例等,然后让学生在这些案例的基础上进行购物袋的设计。该教学方式会直接导致学生基于绿色设计理念的产品设计基础不稳固,对于设计的理解逐渐往模仿、借鉴方向转变,产品设计创新越来越少,其设计思维被固定在一个范围内,难以取得突破。同时,一些学生对于产品设计绿色理念的认识较为浅显,无法深入理解绿色设计理念,更难以将其潜移默化地融入生活和生产。
通过探究基于绿色设计理念的产品设计教学方式存在的问题,能够明确基于绿色设计理念的产品设计教学方法和发展方向。基于绿色设计理念的产品设计教学方式的具体内容和操作也能够进一步得以确定,笔者力求完整地进行阐述、多角度地进行分析,全面展示有效的基于绿色设计理念的产品设计教学方式,为相关教师提供参考和建议。这样就能够有效减少教学过程中出现的问题,从而提升教学质量和教学效率,培养学生对于产品设计的兴趣和产品设计能力。1.设计教学融合化基于绿色设计理念的产品设计教学的第一步就是改进教学内容和教学手段,提升学生学习的主动性,将绿色设计理念与产品设计教学融合。具体操作是在产品的功能设计过程中,教师既要阐述该产品的功能设计方向、方式,还要具体分析实现该功能的操作,即在实现该产品该功能过程中所利用的设备、材料以及所使用的操作方法应尽可能地降低污染、能源消耗和成本,还要注意分析该功能应用过程中的环保性和有效性,设计具体的方案。在这个过程中,教师需要注意案例的使用频率和完整度,保证对于学生的想象能力和创新能力不会产生负面影响,同时给予学生充分的自我思考空间。教师要全面提升学生对于知识的融会贯通能力,提升学生吸收并应用知识的能力。在产品的性质设计过程中,教师既需要引导学生分析产品的硬度、弹力等性能,还需要引导学生分析产品的可回收性、重复使用性和可降解性等,这样能够有效培养学生在设计过程中全面考虑的能力,对于提升产品的整体质量和促进产品的推广具有重要的作用。在教授产品的制作工艺和材料选择等相关知识的过程中,教师不仅需要分析成本、性价比等基本因素和基本关系,还需要全面分析制作工艺中环境保护和节约能源的情况,分析所选择材料的可行性和环保性。这种教学方式能够确保学生在设计过程中自然地融合绿色设计理念,保证设计的环保性、合理性和创新性。2.设计教学实践化基于绿色设计理念的产品设计的另一个有效教学方法为教学实践化,即教师在理论教学过程中融合实践教学。具体操作是校方通过考察,确定合作的企业,确定学生实践和实习的场所,给予学生充分的设计空间和设计机会。在这个过程中,教师也能够增加实践经验,深入理解专业知识和本专业的具体发展情况,在教学过程中更为得心应手。在实践过程中,学生能够更为具体地了解理论知识和基于绿色设计理念的产品设计的具体情况,同时调动对于设计的兴趣和学习的积极性。对于学生新颖的设计和巧妙融合绿色设计理念的方案,教师应给予鼓励和奖励。此外,教师还应让学生获得与专业团队共同设计的机会,这样既能够为学生指明努力的方向,又能够给予学生更多的实践机会,从而促进学生的自我完善。3.设计教学稳步化教师要重视向学生教授产品设计和绿色设计理念的基础知识,在这个过程中,教师需要向学生阐述绿色设计理念的重要性,让学生逐渐形成环保意识,继而体现在设计过程中。基础知识包括基于绿色设计理念的产品设计原则、注意事项、设计基础操作和设计技巧等。学生要在打下扎实基础的前提下进行设计,培养自身的设计能力,稳步提升自身的综合素质,从而使基于绿色设计理念的产品设计教学达到预期目标。结语探究基于绿色设计理念的产品设计教学方法的主要目的是提升基于绿色设计理念的产品设计教学质量,培养大量的产品设计人才,实现绿色设计理念与生产生活的有机融合,这对于实现社会与经济可持续发展有着重要的推动作用。
[1]陶松梅.绿色设计理念在产品包装设计教学中的应用.美术大观,2013(12).
设计师受绿色生活理念的影响更关注如何设计环保的包装,而且发展绿色包装有重要的意义:包装的环保、绿色化能减轻环境污染,节约资源,它顺应国际环保发展趋势的需要。根据市场分析,绿色包装所用材料是在生产、制造、使用和回收的包装物中对人体健康无害且对生态环境有良好保护作用和回收再用的包装物料。绿色包装设计中绿色印刷也是一项重要的技术,其设计风格也倾向于简约、清新、自然的极简化。
绿典彩棉包装设计是我切身参与的实际案例,它的设计理念“彩亦素”主要通过环保纸的肌理、颜色以及贴标签的方式来突出企业形象和彩棉产品的特点。
环保品牌的绿色视觉形象是营销中新的竞争要素,它促使品牌更快占据消费者内心,加深消费者印象。环保品牌生产“绿色产品”,争取“绿色商标”,成为“绿色企业”,使企业形象和信誉大大提升,成为消费者喜爱的品牌。根据这一原则绿典彩棉的视觉形象主标志是用英文单词“green”“cotton”结合而成,寓意“绿色的棉花”;三个子标志则用儿童的小衣服,情侣的领结,家纺的衣架为灵感进行设计;吉祥物设计用7个原生态的动物、植物、音符组成字母“gretton”,造型可爱,颜色清新,在实际应用过程中全面诠释品牌的精神理念。
近些年,社会上大力提倡“低碳”绿色理念,消费者在选择产品的同时,也更注重风格简洁、大方,材质绿色、环保的包装设计。设计师在包装设计中也需跟随时代的步伐,用心观察生活,将绿色、环保包装展现在大众面前,最大化地减少包装废弃料。绿典彩棉的包装设计也是走简约风格,包装的结构主要是天地盖式和抽拉式组合;颜色主要选用与彩棉相近的颜色:淡棕色、淡绿色、淡黄色;图形是吉祥物的排列组合,充满童趣爱心,图形在使用中为淡彩色系,同包装设计理念吻合。绿典彩棉包装均用“贴”形式组合,样式新颖且组合排列方式活泼可爱,亦或雅致轻松,同时节约印刷成本,减少工序。
对于绿色包装,选择环保实用型包装材质更为重要。制作中采用节能环保的绿色包装,尽可能的减少垃圾排量,不断发现新工艺、新材料以便改进包装设计。如绿典彩棉包装材质选择环保的大地纸:色泽淡雅清新,质地略显粗糙有股自然之风,这更突显绿典彩棉产品的原生态、绿色环保。
绿色环保的营销方案,更为前期的调研、设计工作锦上添花。在营销方案里要着重突出打造“绿色”、环保、低碳生活理念。吸引消费者眼球,不仅如此,在整个推广产品的同时,可以利用包装的设计理念作为切入点。绿典彩棉包装以“彩”为主题:一是产品的原材料是彩棉,色彩淡雅,主要是淡棕色、淡绿色;二是产品气质素雅,给人淡淡的温馨感。这种彩不是五颜六色,是另一种绿色的彩。彩亦素,素亦彩,一种理念的双重表达。这里的彩也是指:淡雅、素的色调也可以为家庭营造五彩缤纷的浓浓爱意。三个系列产品的主题也各不相同,主要是用与其相关的成语进行表达:“兴高彩烈”代表童装系列:展现儿童兴致高,精神饱满的另一面童趣;“衣无二彩”代表情侣系列:犹言情侣衣不重彩,衣着朴素,品味高雅;“五彩缤纷”代表家纺系列:家纺产品呈现出五彩缤纷的样子,把家营造的更有爱。通过宣传这种绿色的环保理念,在消费者心中树立一份绿色环保的品牌形象。
绿色包装是环保品牌的发展趋势,环保品牌包装的绿色化也需要全方面的诠释:第一,绿色生活理念的增强。国人的绿色包装意识需要不断加强,注重绿色环保理念。第二,现代包装技术的革新。印刷生产过程中采用柔版印刷方式,使用水性油墨,消除了化学溶剂的污染。第三,企业、设计师素养的提升。在国家的扶持下,更多的企业推崇绿色包装,环保品牌不断出现在市场上。与此同时,绿色包装需要设计师既要考虑包装的新颖,还需要研究产品的特性,消费者的心理,合适的包装材质,精确的设计方案,这样才能通过绿色包装展现产品的独特之处。第四,广大消费者的支持。绿色包装设计的发展道路同样需要广大消费者的支持与鼓励。支持环保品牌,支持绿色包装设计,消费者在购买时尽量选用有国家认证的绿色包装设计的产品,支持环保,爱护环境。从小事做起,不断的感染周围的人或事,从而更好的为环保品牌推动绿色包装的发展道路。
市场产品都要通过设计生成,而基于环境问题出现了绿色化产品,绿色设计理念也就随之形成。可以说,绿色设计在经济可持续发展中有着重要作用。目的在于有效节约资源,提高产品资源的利用率;同时,要以生态环境保护为前提,减少废弃物的产生,最大限度保证生态平衡。基于绿色理念下如何创新和开拓产品设计是新时期产品设计及生产领域必须重视的课题。
所谓绿色设计,也就是生态设计,就是在产品设计时要把环境保护理念及措施融入到其中,把环境指标看作基本出发点,最大限度减少产品给生态环境的影响。通过绿色创新设计,能有效改进和完善产品的设计方式和方法,降低成本、缩短产品生产周期,不断提升产品的市场竞争力,完善产品环境属性。
产品的绿色创新设计需要设计者在实际设计中融入绿色理念,基于绿色概念要求创新,具体而言,就是要对环境、成本、时间等要求进行系统全面的考虑。产品的绿色创新设计的根本目标就是生产满足社会经济发展需要的创新型产品,减少能源和资源的利用,最大限度消除有毒、有害、有污染的物质扩散到生态环境中,尽量应用可再生、环保型资源。
实际上,产品设计的开拓和创新就是一个分解到综合的过程,把以往不具备或不熟悉的功能、要求,转变成产品设计者所掌握和熟悉的重要指标要求,再通过熟悉的产品结构、设计手法来解决实际问题。需要全面考虑产品的功能、设计、生产到销售、使用、废弃或回收等环节,将产品看作是和人共存的一个生命体。同时,要充分意识到创新设计下的产品在其生命周期和人、生态环境间的影响,在产品整个生命周期必须做好环境的保护。而该理念涉及到诸多学科,比如:材料学、环境学、回收工艺等。所以,基于绿色理念下的创新产品设计研发者要和以往创新设计的不同之处,就是基于绿色环保理念,注重动态化、主动化设计,也就是主动地把节能、减耗、环保等理念应用到产品的整个创新设计中,和先进科技充分结合,把绿色理念充分融合到创新产品全的整个生命周期内,以实现人、社会、环境的可持续发展。
产品的绿色选材关键在于对生态环境的影响度,最佳的材料就是无污染、可回收的。具体而言,要做好这几点:
(1)选用可再生材料。在产品的绿色创新设计中,不但要选用天然性材料,同时还应看到材料的可再生性。这一类型的材料有着明显的优势,相比不可再生材料,可再生的相对成本较低,且无污染。有研究表明,可再生材料通过简单化加工后能获得丰富多样的造型,再配以现代科学技术,这类材料有很广的应用空间。除应用之外,还需要尽量应用回收材料进行可再生的创新化设计,目的就是实现废弃物的再用,最大化减少垃圾产生。可再生创新设计的一个突出优势就是在选材上不会受到限制,不管是何种废弃材料均可再用,比如:饮料易拉罐可设计和制作成小型饰品。
(2)选用新型绿色材料。在科学技术持续发展的今天,各类新型材料不断出现,因为产品的绿色创新设计的一个重要方向就是研发新型的环保材料。新型绿色材料所产生的环境协调效用是当前绿色创新设计的一个必然方向,设计者应明确并把握好这个方向,充分应用好各类新型绿色材料。比如:英国有些企业应用葡萄糖、丙酸发酵合成新型材料共聚聚酯,是一种可完成降解,且无污染的材料,已投入到实际应用中。
(3)尽量减少用材种类。在产品的绿色创新设计中,应尽量减少所用材料的种类。因为一个产品如应用多种材料,不仅会增加生产难度,还会延长投入市场的时间,影响到市场竞争力。同时,产品在报废后,在材料的分类回收上有难度。因而设计者应尽量减少材料种类,同时要注重产品各构造间的兼容性,进而降低回收难度。
一是形态要顺其自然。形态是产品设计中的一个核心,后续设计和生产都需要围绕其开展。产品的形态主要由结构及材料来支撑,色彩、肌理等都属于形态的基础。当前,产品的形态设计主要有两类,一个是实体化形态,这是自然而成的;另一个是非实体化形态,是基于现代信息技术产生的,如网站、软件等。形态上的顺其自然是绿色设计的重要理念,可最大限度减少后续加工生产,减少污染。
二是践行极简主义。产品绿色设计的最初目的就是节约资源,降低生产成本。而绿色创新设计,就是在形态上要尽量简单化。实践表明,即便是最为简单的产品形态,同样能创造优美、典雅的造型。比如:菲利普斯达克就是简约主义的著名设计师,他所设计的椅子就是应用最少的材料表现最典雅的美,椅子仅有两部分构成,前侧设计成弯曲形态,后侧则为直线形态,看上去如优雅女性靠在其上,简洁典雅,如图1。
三是利用好回收产品既有形态。在应用回收产品进行设计中,应考虑到它的既有形态是否可直接所用,倘若废弃产品某些部件形态可直接再用,则可省去中间加工环节,进而降低形态再加工产生的环境污染。比如:设计师在进行浴缸椅的设计中,可直接应用回收浴缸的既有形态,再进行细微改造完成设计。
基于绿色创新设计要求,设计者应对产品功能进行全面分析后,进行转换、拆分、拓展,而设计上越为细化,那么能源资源消耗就越小。
首先,应合理转换功能。在绿色理念下,产品设计创新不仅要体现在形态上,同时对产品功能也有很高要求。设计者在产品设计中,应在不牺牲产品性能基础上,拓展产品功能,延长产品寿命,如此才能达到良好的环保效用。在对同个产品功能进行合理转换时,不但要让产品有新的应用方式,同时还要让用户在应用中体验到乐趣。
其次,必要的组合拆分。当前,人们购买一个产品越来越重视与其他产品的兼容性,基于此,产品功能的合理拆分是消费者的需求。在产品功能的组合拆分方面,设计者应对产品的经济性与功能间的关系进行全面分析,再应用绿色设计理念及工具来完成设计,此种产品应满足市场消费者未来很长一段时间的需要。这是很必要的,只有妥善处理好产品过时问题,才可真正节约资源,减轻环保压力。
最后,功能的有效拓展。倘若产品功能能得到拓展,那么产品生命周期就会有相应延长。通过合理设计,在产品主要功能上附带某些功能,就可直接延长其使用寿命,同时能有效节约资源能源。而且产品使用价值也会得到延续及再利用。比如:KeepIt设计的鞋盒在功能上得到拓展,通过设计折痕,可构成一个简易鞋架,不仅延长其使用寿命,还达到了节能环保的目的,如图2。
色彩、肌理是产品的一个重要附属元素,如应用得当可有效提升产品的设计效果。设计者在进行产品绿色创新设计中,要处理好两者有一定难度。但这两个元素是人们认识和接触产品最为直观的要素,如能合理应用好这两个元素能够让产品更容易被校风者接受。在产品绿色设计时,应注重加强对回收产品既有肌理、色彩的有效应用。倘若可以满足这个条件,则可减少设计、生产中的诸多工序,进而达到节能环保的目的。要指出的是,对回收产品既有的色彩、肌理可出现诸多变化,而非呆板应用,如果能对回收产品色彩、肌理进行有效组,则可产品绿色设计的多元化。
总而言之,产品创新设计是一个系统、复杂的过程,注重多种技术、方式方法的协调及集成,各组成部分间是有机结合的。基于绿色理念的产品创新设计,需要设计者将创新绿色环保思想充分融合到选材、形态设计、功能设计及色彩肌理等各环节中,这样才能真正设计出实用、美观、环保的产品。
[1]张崭.浅谈绿色环保理念下的机械产品设计[J].中国高新技术企业,2012,18:106-108.
[2]付晓莉,苏雅.浅谈绿色理念下的未来能耗产品设计[J].美与时代(中),2012,09:100-101.
[3]刘琳.以人性化思维为导向的绿色理念融入产品设计中的意义[J].艺术科技,2014,12:129+110+121.
[论文摘要] 在节约环保的发展趋势下,推行绿色制造技术给机械工业带来了新的发展机遇。本文从分析绿色制造技术的特点入手,阐述了企业在实施绿色制造技术时应遵循的原则,并指出企业推广实施绿色制造技术的主要途径。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的影响(负作用)最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点:
1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为一个重要的指导原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性:它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下,在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素,包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调,各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈,从而在其设计研发过程中及时改进,使产品设计达到最优化。
2.绿色材料。绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染,易回收的材料。为此,一是要多开发绿色材料,并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。
3.绿色工艺。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手,尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。
4.绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理,一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计,如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法;二是发展绿色再制造技术,如再制造加工、过时产品的性能升级等。
实施绿色制造技术过程中,企业必须遵循以下原则:(1)依据ISO14001 的要求事项,建立、实施并不断完善环境管理体系,定期对体系进行评审,确保体系有效实施;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标,进行环境保护;(3)控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质,推进污染预防。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用,降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理,减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动,合理利用能源资源。
1.建立并遵守环境保护体系,重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系,并且致力于同ISO9001质量体系一体化,便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。通过建立环保体系,使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别,并积极采取措施加以预防和有效处理,使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。通过建立“善待环境”的工厂,谋求与地球环境、需求者、地域社会的共生,从而实现工厂与社会的可持续发展。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训,以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解,充分认识到绿色生产的社会责任。
2.注重绿色设计,实施绿色制造工艺技术。绿色设计是绿色制造技术的核心,设计阶段是产品生命周期的源头,从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。
目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计,选择绿色工艺和设备进行加工,用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式,对材料进行标识,优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序是一种表示产品绿色程度的方式,主要是通过第三方采用随机抽样方法,由顾客对同行业同类产品的能耗、美感、安全、健康、警示、适用的性能、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析,将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑,但可作为顾客选购产品时的参考,因此也是顾客对企业产品满意度的一种体现,成为企业进行绿色改进的信息来源。
3.创新技术工艺,发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中,才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时,采用油基磨削液会产生油气、烟雾,使生产环境恶劣,而且磨削液的后期处理成本太高,要改善这种情况,可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗,节约了生产成本,而且还有利于降低对环境污染,有利于操作人员的劳动保护。
在大力倡导环保主题的今天,基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究,重视绿色制造技术的应用,促进我国机械工业的可持续发展,推进我国机械加工企业的国际化成长。
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