摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，新的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備得到了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，帶動(dòng)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和繁榮。在這樣的背景下，冶金機(jī)械制造工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供了良好的技術(shù)支撐。而可持續(xù)發(fā)展理念的提出和應(yīng)用，使得綠色設(shè)計(jì)逐漸成為冶金機(jī)械設(shè)計(jì)的主流。本文對(duì)綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析。介紹了綠色設(shè)計(jì)的基本原則、方法、關(guān)鍵技術(shù)和后評(píng)價(jià)體系，為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：冶金機(jī)械,綠色設(shè)計(jì),關(guān)鍵問(wèn)題,研究

1. 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)原則

在冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝對(duì)環(huán)境的影響，重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)產(chǎn)品在整個(gè)生命周期各階段與人、周?chē)h(huán)境的相互影響。在設(shè)計(jì)時(shí)，遵循閉環(huán)設(shè)計(jì)原則、資源回收再利用原則、節(jié)能降耗原則、成本優(yōu)化原則、技術(shù)先進(jìn)原則等。

（1）閉環(huán)設(shè)計(jì)原則。冶金機(jī)械產(chǎn)品的綠色程度應(yīng)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、使用、廢棄處理等6個(gè)階段，在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中，確保在各個(gè)階段均符合綠色特征，提高對(duì)資源的利用效率。

（2）資源回收再利用原則。在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)最大限度提高產(chǎn)品的可拆卸性和回收再利用性，對(duì)回收材料的性質(zhì)進(jìn)行研究，對(duì)材料的用量和種類(lèi)進(jìn)行控制，減少對(duì)環(huán)境或材料的危害。

（3）節(jié)能降耗原則。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采取清潔能源，同時(shí)在滿(mǎn)足基本的生產(chǎn)工藝要求條件下，力求冶金機(jī)械的整個(gè)生命周期循環(huán)中能耗最少。

（4）成本優(yōu)化原則。在設(shè)計(jì)初期建立基于整個(gè)冶金機(jī)械產(chǎn)品全生命周期的成本管理模型，綜合考慮設(shè)計(jì)、制造、使用、資源回收再利用等各項(xiàng)成本，對(duì)冶金機(jī)械進(jìn)行成本優(yōu)化管理。

（5）技術(shù)先進(jìn)原則。應(yīng)采用最先進(jìn)的技術(shù)體現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)效果，可以采取開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、組合選型設(shè)計(jì)等方法，并加以創(chuàng)造性的應(yīng)用，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

2 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容

綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)材料的選擇、產(chǎn)晶的可拆卸性設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)、產(chǎn)品成本分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)等內(nèi)容。在冶金機(jī)械綠色沒(méi)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合冶金行業(yè)的特殊性，在合理確定冶金機(jī)械的系統(tǒng)功能、保證系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性的同時(shí)，綠色設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下內(nèi)容。

（1）冶金機(jī)械的環(huán)境、資源、能源屬性。應(yīng)將冶

金機(jī)械的環(huán)境屬性、資源屬性、能源屬性放在綠色設(shè)Und7O1QBgWgL2tRuJWXEqmRAjSSACbuQEg8GOSRoG0=計(jì)的首要地位，在設(shè)計(jì)初始階段就應(yīng)進(jìn)行充分考慮。在滿(mǎn)足上述屬性要求后，再確定冶金機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)屬性。

（2）冶金機(jī)械的可拆性和回收利用性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的可拆性和回收利用性進(jìn)行事先分析，根據(jù)冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的信息反饋再對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。

（3）原材料的呵再生性。在設(shè)計(jì)原材料選取時(shí)，應(yīng)重視原料的可再生性、易分解性、可回收性，在提高原料在生產(chǎn)過(guò)程中的使用效果同時(shí)，顯著降低原料對(duì)環(huán)境的不利影響。

（4）冶金機(jī)械的零排放。應(yīng)重視冶金機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中工業(yè)“三廢（廢水、廢氣、廢液）的有效處理，采取合理措施和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冶金機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的零排放。

3 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)方法

3.1 設(shè)計(jì)階段劃分

按照冶金機(jī)械全過(guò)程綠色設(shè)計(jì)流程可以分為需求分析階段、方案設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和后評(píng)價(jià)階段4個(gè)階段，

（1）在需求階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)定位于對(duì)冶金機(jī)械使用單位的需求分析，確定冶金機(jī)械的主要功能和次要功能，分析滿(mǎn)足主要功能的技術(shù)可行性，對(duì)涉及的技術(shù)進(jìn)行充分調(diào)研、分析。

（2）在方案設(shè)計(jì)階段，主要從環(huán)境屬性、經(jīng)濟(jì)屬性、材料選擇、資源回收4個(gè)角度進(jìn)行多角度論證、研究，確定綠色設(shè)計(jì)的總體方案。

（3）技術(shù)設(shè)計(jì)階段，主要是落實(shí)上述階段的研究成果，結(jié)合冶金機(jī)械的特點(diǎn)，從液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、工作結(jié)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行基于綠色設(shè)計(jì)基本原則的具體設(shè)計(jì)。

（4）在設(shè)計(jì)后評(píng)價(jià)階段，通過(guò)對(duì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)、能源評(píng)價(jià)指標(biāo)、資源評(píng)價(jià)指標(biāo)等途徑，結(jié)合綠色設(shè)計(jì)后評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的有效性。

3.2 綠色設(shè)計(jì)方法

根據(jù)綠色設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)方法可以分為產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)法、可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法、并行交叉工作設(shè)計(jì)法、可回收設(shè)計(jì)法、創(chuàng)新問(wèn)題解決法、綠色質(zhì)量功能配置法等6類(lèi)基本方法。

（1）產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)伊始就要確定冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保綠色特征貫穿在產(chǎn)品生命周期全過(guò)程。

（2）可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)人員把冶金機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性作為基本評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，主要考慮產(chǎn)品的易于拆卸與回收處理。

（3）并行交叉工作設(shè)計(jì)法。為了保證綠色設(shè)計(jì)在有效的并行環(huán)境下實(shí)施，應(yīng)在設(shè)計(jì)人員的組合及綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施策略方面強(qiáng)調(diào)協(xié)調(diào)和交叉工作。

（4）可回收設(shè)計(jì)法。資源回收和再利用是綠色設(shè)計(jì)的主要控制目標(biāo)之一，可回收性設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮該產(chǎn)品報(bào)廢后回收和再利用的問(wèn)題，充分重視可重復(fù)利用的零件和材料。目前主要通過(guò)原材料的再循環(huán)和零部件的再利用來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中后者是較為合理的資源回收方式。

（5）創(chuàng)新問(wèn)題解決法。也稱(chēng)為基于TRa6DCybWxp3+2+xYfjlf7R6bNzfFGnQqXL6KJ//EAcLA=IZ的綠色設(shè)計(jì)，TRIZ是一種機(jī)制，利用這種機(jī)制可以對(duì)缺少既有的解決方案，需要非標(biāo)準(zhǔn)的、創(chuàng)新性概念和思想等復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)造性或突破性思考。

（6）綠色質(zhì)量功能配置法。該方法的基本思想是將質(zhì)量功能配置和生命周期設(shè)計(jì)相結(jié)合，將用戶(hù)的需求分別轉(zhuǎn)換為工程技術(shù)特性，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

4 綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究

冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)概念，其關(guān)鍵技術(shù)是產(chǎn)品液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、工作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，呈現(xiàn)出的顯著差異。

（1）液壓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮簡(jiǎn)化技術(shù)、工作介質(zhì)的綠色化、減震去噪、密封等相關(guān)因素，建議使用組合化和集成化設(shè)計(jì)的元件及系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。采用無(wú)毒性液壓油，

（2）動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。冶金機(jī)械動(dòng)力裝置的綠色設(shè)計(jì)，可以采用大容量消聲器、全塑風(fēng)機(jī)及罩殼進(jìn)行系統(tǒng)除噪、減振，采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減輕動(dòng)力裝置重量，并采用鋁合金或尼龍等材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。同時(shí)，采取清潔能源對(duì)機(jī)械能源進(jìn)行改變或改良，實(shí)現(xiàn)材質(zhì)的輕量化和節(jié)約能源。

（3）工作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。冶金機(jī)械工作機(jī)構(gòu)應(yīng)使用變頻無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)，提高工作能力。

（4）控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。冶金機(jī)械控制系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)，應(yīng)采取光機(jī)電一體化技術(shù)。使用先進(jìn)的操作方式將設(shè)備結(jié)合在一起，綜合可靠性設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)等多種方法，充分降低設(shè)備的操作難度。

5 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)的冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用并不廣泛，推廣應(yīng)用阻力較大，一方面因?yàn)楣?jié)能、減噪、環(huán)保、降耗等新技術(shù)和新材料的采用導(dǎo)致用戶(hù)短期的成本投入增加,另一方面冶金機(jī)械設(shè)計(jì)人員的綠色設(shè)計(jì)能力提升不到位，對(duì)于節(jié)能環(huán)保新技術(shù)、新材料了解不夠，對(duì)基于產(chǎn)品生命周期的綠色設(shè)計(jì)理念缺乏深刻認(rèn)識(shí) 。但冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，通過(guò)政府對(duì)冶金機(jī)械綠色技術(shù)應(yīng)用的政策支持和綠色技術(shù)系統(tǒng)的不斷完善，冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用效果將得到顯著提高，我國(guó)冶金行業(yè)也將迎來(lái)飛速發(fā)展的新契機(jī)。

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