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1、绿色设计方法、应用及发展,合肥工业大学绿色设计与制造工程研究所,www.theme ,主要内容,1 绿色设计研究的背景及意义2 绿色设计的主要内容与方法3 绿色设计过程与步骤4 国内外绿色设计的应用案例5 绿色设计的发展趋势,绿色设计研究的背景及意义,家电业是我国加入WTO后所有行业中开放程度最大的行业。相对其他行业来说，我国政府对家电行业的保护最小。 针对竞争环境，我国家电行业的竞争是完全竞争环境下的产业，竞争强度比较大，竞争力比较高。,1、家电行业是完全竞争的行业,值得注意的是，我国相当一部分产业，其生命周期的演变与产业的国际转移紧密相关。发达国家在不断创新产品的同时，把相对成熟的产品和产
2、业依次向我国转移。我国则通过模仿和吸收发达国家的次新产品和技术实现跨越式的产业发展。,家电产业的特点,（1）家电业的发展已经进入了一个成熟阶段。 （2）家电业的发展已经饱和。 （3）而且家电企业又面临国际化的问题。 在这种情况下，家电企业国际化需要什么样的竞争力，是所有家电企业非常关心的。,2、家电行业是发展比较成熟的行业,产业生命周期理论表明，任何产业都要经历从诞生道衰退这样一种类似生命周期的变化。产业生命周期机理表明，企业竞争力是动态发展的，每一个阶段对于企业竞争力都有特定的含义。,对家电企业本身来说，我国家电企业的竞争战略优势不明显，一方面选择合资的方式来求得发展，另一方面选择低成本策略
3、。,3、我国家电企业竞争优势不明显,问题是：产品没有实现差异化，没有自己的核心竞争力。,据海关统计：三资企业出口额占家电商品出口额的50以上,在一个统一的国家范围内，近13亿人口同时进入工业化进程，这是人类历史上从未发生过的现象。中国工业化必然产生许多人类历史上从未出现过的现象和问题。在现行国际经济规则下，迫使中国只得依靠低价工业品生产和出口来实现经济资源的国际配置。中国制造的一些制成品具有不可思议的低价格。在中低档工业制成品的低成本竞争中，中国的产品所向无敌。而且，中国工业化是一个非常独特的历史过程，中国现实的资源条件、市场条件以及所实行的具有“中国特色”的对外开放政策，使得中国成为吸引国际
4、资本，特别是外商直接投资最多的发展中国家。但是，在差异化竞争中，中国的劣势将长期存在。如果不改变在差异化竞争中的劣势，中国未来的经济发展将会遇到一系列严重困难。所以，提高国际企业竞争力和产业国际竞争力，是关系中国前途的重大课题。,（1）资源、能源与环境的压力,建国50多年以来，我国国民生产总值（GDP）增长十多倍，制造业是我国国民经济的重要组成部分，工业增加值占GDP的35%。我国已成为制造大国，工业增加值居世界第四位，约为美国的1/4、日本的1/2，与德国接近。,我国单位GDP的能耗是美国的4.3倍，德国的7.7倍，日本的11.5倍；单位资源的产业水平相当于美国的1/10，日本的1/20，德
5、国的1/6。,漏斗理论,（2）绿色消费意识不断增强,LG静音洗衣机,海尔免洗衣粉洗衣机,美国绿色产品相关法规,（3）法律法规陆续出台,消费电子产品的美国环境标志,欧盟绿色产品相关法规,消费电子产品的欧盟环境标志,日本绿色产品相关法规,消费电子产品的日本环境标志,中国的绿色标志,德国的蓝色天使标志,北欧委员会环境标志,日本生态标签,加拿大环境选择标志,北欧白天鹅,（4）绿色标志,全球环境标志网络组织标志,能源之星标志,（5）企业发展的需求,考虑企业竞争力目前北美、欧洲、日本以及一些新兴的工业化企业均将绿色设计作为其国际竞争策略的一部分提升企业形象注重环保、承担社会环境责任经济原因除法律法规外，不
6、同国家都配合有相应的经济政策进行绿色设计的引导其他因素经济、经营和营销优势,世界范围内产生的这些资源、环境及生态危机，迫使人们对现有制造业的生产方式进行反思： 采用何种制造方式才能避免以上危机，同时继续使制造业持续发展？,绿色制造,绿色制造研究主要是沿着产品生命周期阶段发展，集中于研究内容的扩展及其相关支撑技术的系统深入研究两方面。目前的主要研究主要方向有：,设计,制造,回收,使用,绿色设计及相关技术,清洁生产及相关技术,绿色产品,回收再利用工艺及技术,绿色供应链及生态工业园技术,整体与各阶段评价与决策,绿色设计的主要内容与方法,1009080706050403020100, ,管理,工資,材
7、料,设计,管理,工资,材料,设计,实际资源分配,对成本的影响,设计阶段资源分配及其影响,为什么要实施绿色设计,产品性能的70-80是由设计阶段决定的产品的环境性能体现在产品的整个生命周期,绿色设计是从源头解决问题的最有效方法,绿色设计的主要内容,材料选择与管理产品的可回收性设计产品的可拆卸性设计绿色产品的成本分析绿色产品设计数据库,a.材料选择,集成环境下面向绿色的二级材料选择模型,绿色设计的具体内容,电冰箱门按选材原则应该是不锈钢，但实际上都选择工程塑料ABS,其他零部件也是如此,b.产品可拆卸性设计 是在产品设计过程中，将可拆卸性作为设计目标之一，使产品的结构不仅便于装配、拆卸和回收，而且
8、也要便于制造和具有良好的经济性。应遵循以下设计准则：,拆卸工作量最少准则,易于拆卸准则,易于分离准则,产品结构的可预估性原则,简化产品功能原则、减少材料种类、材料相容性等,紧固件最少准则、可达性准则等,一次表面准则、便于识别分类原则等,减少零件数量-零件合并示例,常用的工程塑料的相容性比较,注：表示相容性好， O表示相容性一般， 表示相容性差。,卡扣连接示意图,c.产品回收设计 设计时充分考虑产品零部件及材料的回收率、回收价值、回收工艺、回收结构工艺性等与可回收性有关的问题，以达到零部件及材料的资源充分利用，并在回收过程中尽量减少产生的二次污染。,产品回收设计流程,绿色设计工具,绿色设计方法,
9、绿色产品的建模,生命周期设计方法,生命周期设计就是在产品概念设计阶段考虑产品生命周期的各个环节，包括设计、研制、生产、供货、使用、直到废弃后拆卸回收或处理处置，以确保满足产品的绿色属性要求。,并行绿色设计方法,绿色模块化设计方法,绿色质量功能配置方法QFDE,绿色质量功能配置（QFD for Environment, QFDE）是将质量功能配置与生命周期设计相结合，将用户的需求利用质量功能配置方法，并依据其生命周期设计的生产、制造使用及废弃等各个阶段，分别转换为工程技术特性，以满足消费者的需求。,基于TRIZ的绿色设计,TRIZ原为俄文“Teoriya Resheniyal Izobretat
10、elskikh Zadatch”的缩写，英文译为“Theory of Inventive Problem Solving(TIPS)”,其意义为创新问题解决理论。TRIZ是一种机制，利用这种机制可以对复杂问题进行创造性或突破性思考，例如，对于那些没有现有解决方案、或者需要非标准的、创新性的概念和思想才能解决的问题。,绿色产品评价模型,绿色设计的过程与步骤,步骤1企业决策层认可,第一阶段绿色设计的准备,步骤2成立绿色设计小组,步骤3培训与辅导,第二阶段设计目标确定与绿色需求分析,步骤6绿色需求分析,步骤4选择产品目标,步骤5确定参照产品,步骤7建立核查清单,第三阶段确定绿色设计策略,产品信息市场
11、信息相关法律法规,生命周期流程法绿色设计主体分类法产品类别法,步骤8运用绿色设计工具,QFDE方法TRIZ方法MET矩阵法,步骤9确定绿色设计策略,国内外绿色设计的应用案例,各国推动绿色设计的情况,荷兰，IC Eco Design Project创新中心(Innovation Center, IC)执行辅导计划联合国环境保护署，持续产品设计(Sustainable Product Design, SPD)美国环保署，绿色设计计划(Design for Environment Program)开发了Cleaner Technologies Substitutes Assessment, CTSA
12、的一套系统程序美国能源部，持续设计计划(Sustainable Design Program)配合执行Pollution prevention and energy efficiency (P2/E2)澳大利亚，环境再设计(Eco-Redesign)计划委托澳大利亚皇家墨尔本技术学院的设计中心(Center for Design at Royal Melbourne Institute of Technology ,CDRMIT)执行日本，环境质量机能展开(Quality Function Deployment for Environment, QFDE) 日本工业环境管理协会(Japan E
13、nvironmental Management Association for Industry, JEMAI)发展的产品设计程序,各国推动绿色设计的情况,R-K46EPAM,绿色设计实例,E6H,NW-8PAM,W32-GF3,绿色设计实例,自儲能的水龙头,日本东陶机械株式会社（TOTO LTD.）更換机械系统将传统的电池供电系统移出并更換成可充电的裝置先前動作與自助设计一具微型水力发电机，当水龙头给水时，水流会通过发电机叶片使其发电并回充到蓄电裝置，这样，可使感应与给水所需的电能连续。,NTU BIME,家电产品绿色设计系统,家电产品绿色设计系统,目标采集,家电产品绿色设计系统,下发任务,
14、家电产品绿色设计系统,详细设计,家电产品绿色设计系统,设计审核,家电产品绿色设计系统,WEEE&回收评价,家电产品绿色设计系统,ROHS&材料毒害物评价,家电产品绿色设计系统,产品指标性能评价,家电产品绿色评估系统,CERT,数据库Database,2. CERT评估,3. 显著环境因素识别,4. 绿色评估,评估模式Assessment Mode,评估指标Criteria,评估函数Preference Function,加权分析 结果分析,可回收性,GWP,毒害物质,绿色度GDA Score,数据库维护人员,评估人员,1.评估结果查询,保存评估结果,家电产品绿色评估系统,绿色设计的发展趋势,目
15、前面临的问题,信息/资讯,大多数企业对绿色设计认识不足,技术,具备生态设计的能无法掌握供应商的绿色技术无法提供符合性文件,意识,除了外资公司，大多数中小型企业对于环境和企业社会责任（CSR）问题通常很少关注和理解,供应链,产品生态性能资料库不足缺乏产品环境绩效評估能需要从适用时间、技术研究乃至整个供应链（或网络）上进行改革满足要求,管理,为了满足这些指令的需求，比如WEEE，RoHS和EuP指令，公司内部和外部都需要进行培训和教育。,成本,缺乏具有成本效益的生态设计能,国家中长期发展战略主要内容之一相关部门的支持力度不断加强 国际产品市场发展的要求企业迫切需要绿色技术的支持,发展前景,发展趋势,绿色制造的标准化、规范化绿色设计基础研究和支持工具的开发废旧产品回收处理中的一些关键技术与装备的研发 绿色制造相关的新兴产业的兴起与发展产业应用及行业拓展将不断加快,
