机械论文
并行工程论文并行工程 论文
摘要： 结合国内外机械产品绿设计现状，介绍并行工程和绿设计的概念。提出机械产品开发中应用并行式绿设计的方法和特征，以期缩短机械产品开发周期，提高质量，降低成本，减少污染，保护环境。
关键词： 并行工程；机械；绿设计
0 绪论
机械制造业是将可用资源通过制造过程，转化为可供人们使用的工业品和消费品的产业。随着市场经济的发展和世界经济一体化时代的到来，各国机械制造业都面临着市场全球化、制造国际化、产品绿化、管理信息化的挑战。当前的机械产品竞争要求企业以最短的时间开发出质量最高、用户最满意的新产品，这就要求各机械企业在管理、信息等方面进行大规模的变革。这种技术变革意味着“控制时代”向“柔性时代”的转变，机械制造业在生存与竞争的同时，又不断消耗资源，产生废弃物，造成环境污染，使得环境问题日益恶化，并正在对人类的生存
与发展造成严重威胁。机械制造业是环境污染的主要源头，有鉴于此，如何使制造业尽可能少地产生环境污染是当前环境问题研究的一个重要方面。并行式绿设计就是在上述历史背景下诞生的一种全局性的制造系统工程方法。并行式绿设计是一种从摇篮到再现的基于并行工程的绿设计。目前这种设计方法在国外一些先进工业国家中已得到广泛应用，并取得了显著的效益。
1 并行工程及绿设计的概念
并行工程是一种以集成方式并行地进行产品设计和制造以及支持等相关过程的系统化方法，也就是要对产品设计和制造系统中相关过程同时进行考虑，以确保产品结构符合其功能及相关的制造工艺要求，包括产品生命周期的所有上下游活动，即从市场分析、原材料获取、产品成本分析、产品的加工、装配、检验，直到产品售后服务、维修以及最后的退役、报废回收等。与传统设计方法相比，并行工程的设计方法是立足于产品的整个生命周期，以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务及最清洁的环境来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的需求。
绿设计是一种全新的设计理念，绿设计又称为：生态设计、环境设计、生命周期设计
等，是一种综合产品功能、性能、质量、寿命、成本和环境于一体的现代设计理念和方法。绿制造必须集成到产品和工艺设计与开发系统中去，其目的是使产品制造、使用和废弃过程对环境的不利影响降低到最小。绿设计实际上包括两方面的内容：首先是分析产品在其生命周期过程中对环境的影响，从产品的构思开始，就应考虑产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中对环境、资源的影响，从而以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环；其次是根据分析结果改进设计，包括面向可拆卸的设计和面向回收重用的设计，前者关注废弃产品的拆卸问题，后者主要关注原材料的回收重用问题。
2 并行式绿设计的方法
2.1 结构设计。结构设计要在充分考虑产品的质量、功能、开发周期和成本的同时，优化各设计方法，充分考虑对资源、环境的影响。在设计中广泛运用现代设计技术，为产品在报废后的再制造奠定技术基础。同时注意考虑产品的装拆结构设计，并在产品报废后可使重用部分能有效地回收和重用，以达到节约资源和保护环境的目的。
2.2 材料设计。材料设计是在选材时，不仅要考虑产品的质量、功能、成本等多方面的因素，还应考虑对环境的影响，所选材料不能一味地追求产品的经久耐用，应尽量减少材料用
量，尽量使用能采用较经济的方法一起回收的材料，即在满足使用要求的同时，还要求在生产过程中和产品废弃后尽可能不对环境造成污染，并加强对材料的合理使用和管理。
2.3 工艺设计和环境设计。工艺设计和环境设计要根据机械制造的实际，尽量采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染少的工艺方案；尽量减少边角废料，使用干式切削技术，消除切削液的污染及简化工艺系统等；尽量避免用粘结剂装配固定塑料零件，尽可能采用超声焊接、热熔接等同种材料直接连接的方法，方便产品的重用。
2.4 维修设计。维修设计要求产品在使用中能耗低，噪声小，安全可靠，操作简便，保养维护方便，符合人机工程学要求，且不能对使用者造成不便和危害，避免造成新的环境污染。
2.5 回收设计。回收设计要求从机械产品设计开始就要充分考虑这个问题，并做系统分类处理。产品生命周期终结后，可以有多种不同的处理方案，如再使用、再利等。
3 并行式绿设计的特征
3.1 综合性。绿设计的机械产品既要满足使用性能需求，又要符合环境需求，即在产品设计过程中不仅要注重产品的寿命、质量、成本、服务属性，还要注重其环境性。
3.2 并行性。产品设计初期就考虑产品生命周期全过程的各相关过程，包括：技术、工艺、制造、销售、维护、处理等过程，应用并行式设计方式，在产品开发的各阶段交叉作业，及时发现、协调与其过程不相匹配的地方，实时进行评估和决策，优化设计方案。
3.3 复杂性。绿设计比一般的产品设计所涉及的内容更加丰富，程度也更加复杂。如：材料的绿性、可拆卸性、可回收、可重用、机械产品绿程度评估等。
3.4 交流性。在产品的开发初期阶段，就应充分考虑影响产品有关因素，采用并行设计技术，实施信息预发布、设计评审及反馈。在计算机支持协同工作环境中，确定产品信息的传递流程，实现信息集成、资源共享。
3.5 绿性。机械产品绿设计所追求的目标是：绿产品，就是在其生命周期全过程中，符合环境保护与人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率高，能源消耗少的机械绿产品。
4 结语
资源、环境、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。并行式绿设计的应用将是对机
械产品设计理念与模式的变革，可以较大地缩短开发设计周期，提高机械产品质量、降低机械产品生命周期内综合成本，以及增强机械产品在全生命周期内的绿度。并行式绿设计通过综合考虑产品性能、环境影响和资源效率，使得产品从设计、制造、包装、运输使用到报废处理的整个产品生命周期过程对环境的负面影响达到最小，而对资源的利用率却达到最高。机械产品的并行式绿设计的研究和实践，必将深刻地改变我国制造业的面貌，也将成为现代制造业可持续发展的一种模式。深入研究机械产品的并行式绿设计对于推进全球资源、环境和社会的可持续发展，建设节约型社会和环境友好型社会，提升国家或地区的竞争力具有重要意义。
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