绿色设计章节义.ppt

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1、绿色设计方法、应用与趋势,中国电器科学研究院,绿色设计方法、应用与发展,一、绿色设计概述 二、绿色设计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,绿色设计概述,绿色设计（Green DesignGD），也称为生态设计(Ecological DesignED)、环境设计(Design for EnvironmentDFE)、生命周期设计（Life Cycle DesignLCD）或环境意识设计（Environment Conscious DesignECD）等,1、什么是绿色设计：,绿色设计或环境化设计(Design for En

2、vironment，DfE)的说法在美国与日本较常使用，而欧洲国家大都习惯使用生态化设计(Eco-Design)一词。 名称虽然有所不同，但其基本内涵大致相同。减量(Reduce)、再使用(Reuse)和原料回收(Recycle)，正是绿色设计的“三R 原则”。,绿色设计概述,绿色设计在产品的设计时，即考虑其原料的选择、制程、包装运输、使用过程、生命终期的废弃处理或回收再利用等阶段所造成之环境冲击，并尽可能的避免对环境造成任何的危害。 绿色设计与传统设计的根本区别，在于绿色设计在设计构思阶段，把降低能量消耗、易于拆卸，使之再生使用和保护生态环境与保证产品的性能、质量和成本的要求列入同等的设计指

3、标，并保证在生产过程中能够顺利实施。,绿色设计概述,绿色设计是除了以产品制造及组装作为考虑方向之外的设计思维，也是企业作为因应绿色浪潮之下的最佳模式。 绿色设计的范围涵盖了环境风险管理、产品安全性、职业安全卫生、污染预防、资源保育、防止意外及废弃物管理。 Horvathet al (1995)也将绿色设计的目标分为三大方面： 将不可再生资源的使用降至最低； 有效率地管理再生资源； 将释放至环境的毒性降至最低。,绿色设计概述,绿色设计概述,2、绿色设计研究的背景,家电行业是完全竞争的行业,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

4、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。,绿色设计概述,家电行业是发展比较成熟的行业,（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。,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。,绿色设计概述,我国家电企业竞争优势不明显,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

5、来求得发展，另一方面选择低成本策略。,问题是：产品没有实现差异化，没有自己的核心竞争力。,（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，德国的1/6。,绿色设计概述,漏斗理论,绿色设计概述,（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,绿色设计概述,绿色设计概

6、述,美国绿色产品相关法规,（3）法律法规陆续出台,绿色设计概述,消费电子产品的美国环境标志,绿色设计概述,欧盟绿色产品相关法规,绿色设计概述,绿色设计概述,消费电子产品的欧盟环境标志,绿色设计概述,日本绿色产品相关法规,绿色设计概述,消费电子产品的日本环境标志,绿色设计概述,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,绿色设计概述,3、绿色设计的意义,绿色设计概述,提升企业形象 产品与技术创新 消除贸易壁垒，参与全球竞争 循环经济社会与节约型社会的建立,一、绿色设计概述 二、绿色设

7、计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0, ,管理,工資,材料,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,为什么要实施绿色设计,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

8、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,绿色设计的具体内容,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,绿色设计的具体内容,减少零件数量-零件合并示例,绿色设计的具体内容,常用的工程塑料的相容性比较,注：表示相容性

9、好， O表示相容性一般， 表示相容性差。,绿色设计的具体内容,卡扣连接示意图,绿色设计的具体内容,绿色设计的具体内容,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,绿色设计的具体内容,绿色设计的具体内容,绿色设计方法,绿色设计方法,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。,绿色设计方法,并行绿色设计方法

10、,绿色设计方法,绿色模块化设计方法,绿色设计方法,绿色设计方法,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。,绿色设计方法,绿色设计方法,绿色设计方法,基于TRIZ的绿色设计,TRIZ原为俄文“Teoriya Resheniyal Izobretatelskikh Zadatch”的缩写，英文译为“Theory of Inventive Problem Solving(T

11、IPS)”,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。,绿色设计方法,绿色设计方法,绿色产品评价模型,绿色设计方法,一、绿色设计概述 二、绿色设计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,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

12、 建立核查清单,第三阶段 确定绿色设计策略,产品信息 市场信息 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,一、绿色设计概述 二、绿色设计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,绿色设计实例,抽油烟机绿色设计案例,步骤一：对象选择,对象选择采用小组会议方式，经充分沟通与讨论后由樱花公司决定以吸油烟机（型号：U2S）作为绿色设计的对象产品。参与讨论的人员包括研发部门主管、主任工程师、外部专家等共计四人。,筛选因

13、素 主要包括以下因素： 产量/产值高 目前仍在生产，但近期可能改款 具有通用性，所产生的结果具有高度参考价值,绿色设计实例,步骤二：参照设定,在本案例中很明确是以改善现有产品为目的，所以设定的比较对象即为该对象产品的现行设计。当对象产品经绿色化设计之后，就可以明确地比较出两者的效益差异性。,步骤三：产品基本资料分析,此步骤的执行方式是由该对象产品的设计人员进行产品的基本资料调查，并与外部专家就调查的结果进行细节讨论。主要调查内容分成四类，包括：,绿色设计实例,（一）产品基本概述 主要包括产品规格、主要功能、主要组件、关键设计 等等 （二）产品销售信息 包括竞争对手的描述以及消费者的反映，竞争对

14、手描述的目的 是列出竞争产品的优缺点，描绘出意欲超越对手或本产品应保 持优势的地方。 （三）生命周期清单分析资料 列清单分析对象产品所有零件的材料、重量等资料的目的在于进行生命周期清单分析（Life Cycle Inventory, LCI）在本案例中最后决定采用流线型LCA，即只比较新旧设计的差异部分。所以表中大部分数据在最后进行对象产品效益分析的时候未用到。 （四）法规相关资料 掌握该对象产品的生产、销售地区的相关法规，作为设计必须遵守的项目。,绿色设计实例,绿色设计实例,步骤四：检查清单建立,抽油烟机的绿色设计检查清单,绿色设计实例,步骤五：绿色设计策略确定,吸油烟机的绿色设计策略,吸油

15、烟机的绿色设计策略,绿色设计实例,步骤六：绿色设计方案制定,抽油烟机绿色设计方案与内容,绿色设计实例,步骤七：方案实施情况分析,该步骤的目的是评估樱花公司所提出的绿色设计方案与前一步骤所建立的绿色设计策略的差距大小,并希望通过差距分析找出樱花公司尚需改善的地方,绿色设计实例,由上图可以看出，绿色设计方案改善后其中塑胶类的减少量最多，减少的塑胶类别包括ABS、PVC与保丽龙。,绿色设计实例,步骤八：方案改进,樱花公司DfE方案效益对照表,原始設計 新設計 差異分析,成本$ 主要零件數,個 組裝時間,分鐘,節省84.1% 節省45.8% 節省66.7%,65 32 5,410 59 15,新设计,

16、原始设计,绿色设计实例,其他产品绿色设计案例：,绿色设计实例,易拆解设计福华电子,绿色设计实例,R-K46EPAM,绿色设计实例,E6H,NW-8PAM,W32-GF3,绿色设计实例,绿色设计实例,自儲能的水龙头,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,绿色设计实例,欧系厂商Philips,绿色设计实例,欧系厂商Nokia,绿色设计实例,诺基亚生命周期思考,美系厂商Apple,绿色设计实例,美系厂商Dell,绿色设计实

17、例,日系厂商Canon,绿色设计实例,日系厂商Sony,绿色设计实例,日系厂商日立集团,绿色设计实例,日系厂商N E C,以NEC为例 制定一套绿色准则，以符合产品在性能、价格、品质及设计的需求。重点包括： 减少温室气体排放， 减少耗电耗能 减少使用有害物质如铅、海龙、六价铬 回收资源 制定环保标章，订出24个标准，完全符合后贴上Eco-symbol的标章。其在化学物质减量使用包括： 不含NEC禁用物质(PCB, Polyvinyl naphthalene, asbestos, PBBE, PBB) 不用蒙特尔公约所列物质(CFCs, Halon, 1,1,1-trichloroethane,

18、 CCl4, HBFC),绿色设计实例,发展绿色设计工具，名为vitro factory ECO(VF-ECO), 整合LCA、有害物质评估、回收评估等相关系统。基于设计与零件之基础，可以估算出产品有害物质含量、生命周期中二氧化碳排放量、耗电量及可回收的塑料比例等。,日系厂商N E C,绿色设计实例,东芝绿色设计活动,绿色设计实例,台湾厂商,绿色设计实例,台湾厂商,绿色设计实例,家电产品绿色设计系统,一、绿色设计概述 二、绿色设计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,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

19、发任务,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,家电产品绿色评估系统,产品指标性能评价,家电产品绿色评估系统,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

20、电产品绿色评估系统,绿色设计的发展趋势,一、绿色设计概述 二、绿色设计的主要内容与方法 三、绿色设计的过程与步骤 四、绿色设计的应用案例 五、绿色设计工具 六、绿色设计的发展趋势,目前面临的问题,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,谢 谢！,