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1、1 简述绿色技术的历史、绿色设计与制造的研究内容及国内外发展现状和趋势。（10分）答：绿色技术的发展经历了漫长的历史，也是科技发展的必然趋势。绿色技术的概念是在1992年联合国环境发展大会通过的21世纪议程里提出的。客观地讲，是公害事件和环境问题使科学家认识到绿色科技的重要性。为了解决环境问题，人类需要更为先进的技术来寻求一种新的技术体系，以实现人类的可持续发展。在此背景下，绿色技术应运而生。 上世纪末，发达国家开发绿色技术已形成一股潮流，各国政府采取了一系列措施支持绿色技术的发展。美国1994年就发布了面向可持续发展的未来技术报告，并设立了“总统绿色化学挑战奖”。日本政府倡导以绿色技术推动绿
2、色革命，并于2001年制定实施了绿色采购法，规定各级政府和机关单位有优先采购环境友好型产品的义务。2007年，欧盟出台了用能产品生态设计框架指令，要求对各种用能产品进行节能、延长寿命、降低环境影响的设计。绿色设计是指在产品及其寿命周期全过程的设计中，要充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，更要优化各种相关因素，使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小，使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。对工业设计而言，绿色设计的
3、核心是“3R”，即Reduce,Recycle,Reuse,不仅要减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。当前，世界上掀起一股“绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色设计与制造技
4、术进行了广泛的研究探索。如：机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目绿色设计技术发展趋势及对策研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，
5、促进了绿色制造的发展。国际经济专家分析认为，目前“绿色产品”比例大约为510，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。2简述传统产品设计的过程和主要不足。（10分）答：传统产品设计时，通常主要考虑的是产品的基本属性，例如功能、质量、寿命、成本等，很少考虑环境属性。其设计过程为：市场分析产品设计生产制造销售使用产品废弃。按传统设计生产制造出来的产品，在其使用寿命结束后，回收利用率低，资源、能源浪费严重，特别是其中的有毒有害物质，会严重污染生态环境。传统产品设计是从摇篮到坟墓的过程。一旦
6、设计及制造活动完成，产品设计人员和工艺人员就不在关心产品生命周期结束后所出现的问题。传统设计过程的不足主要表现在一下几个方面：1，产品开发各个环节顺序进行，反复次数多，开发周期长，开发费用高。2，产品开发过程很少考虑产品的环境属性，结构复杂，拆卸 回收难度大，造成大量的资源、能源浪费，并且污染环境。3，产品设计人员的环境意识不强，对绿色产品和绿色设计的认识不是很明确。4，传统设计的产品难于适应市场竞争和持续发展的需要。3、简述绿色产品评价指标体系的制定原则。（10分）答：要建立正确客观的评价指标体系，需要分析影响产品绿色程度的各种因素及其特征，在指标体系的建立过程中，必须遵循科学性与实用性、完
7、整性与可操作性、不相容性与系统性、定性指标与定量指标、静态指标与动态指标相统一等原则。具体体现在以下几个方面:(l)综合性原则。指标体系应能全面反映被评价产品“绿色”程度的综合情况，应能从技术、经济和生态三方面进行评价，充分利用多学科知识、学科间的交叉和综合知识，以保证综合评价的全面性和可信度。(2)科学性原则。力求客观、真实、准确地反映被评价产品的“绿色”属性。有些指标可能目前尚无法获取必要的数据，但与评价关系较大时仍可作为建议指标提出。(3)系统性原则要有反映产品资源属性、能源属性、经济性及环境属性的各自指标，并注意从中抓住影响较大的主要因素，又要充分认识到与社会经济发展过程有不可分割的联
8、系，有反映这儿大属性之间的协调性指标。(4)动态指标和静态指标相结合产品的指标均受市场及用户需求等的制约，对产品的要求也将随着丁业技术的发展和社会的发展而不断变化。在评价中，既要考虑到现有状态，又要充分考虑到未来的发展。(5)定性指标与定量指标相结合绿色产品评价指标应尽可能量化，但对某些指标(如环境政策指标、材料特性等)量化难度较大，此时也可采用定性指标来描述，以便从质和量的角度，对被评价对象做出科学的评价结论。(6)可操作性绿色产品的评价指标应有明确的含义，具有一定的现实统计作为基础，因而可以根据数量进行计算分析。同时指标项目要适量，内容应简洁在满足有效性的前提下，尽可能评价简便。(7)不相
9、容性绿色产品的评价指标项目众多，应尽可能避免相同或含义相近的变量重复出现，做到简明、概括，并具有代表性。(8)层次性原则绿色产品的评价指标体系为产品设计人员、管理部门及消费者提供了设计决策、产品检查及绿色产品消费选择的依据。由于使用对象不同，因此，应在不同层次采用不同指标。如对管理部门，需要知道的是产品总体指标的满足程度，显然这一层次的指标应着重于其整体性和综合性;而设计人员需要知道所选的具体方案满足特定要求或功能的程度，这时的指标应更细致、更明确。因此，在不同层次上应有不同的指标。4简述拆卸设计准则的目的和设计准则的内容。（10分）答：拆卸设计准则就是为了将产品的可拆卸性要求及回收约束，转化
10、为具体的产品设计而确定的通用或专用设计准则或原则。制定拆卸设计准则的目的可以归纳为三点：1)指导设计人员进行产品设计;2)便于产品使用过程中的维护和服务;3)便于废弃后产品有效的回收和利用。设计准则的内容为：(l)拆卸工作量最少准则。拆卸工作量最少准则包括以下几个方面:a.零件合并原则。b.减少产品所用材料种类原则。c.材料相容性原则。d.有害材料的集成原则。(2)结构可拆卸准则。包括以下几个方面:a.采用易于拆卸或破坏的连接方法。b. 紧固件数量最少原则。c. 简化拆卸运动。d. 可达性原则。(3)拆卸易于操作原则。包括以下几个方面:a. 单纯材料零件原则。b. 废液排放原则。c. 便于抓取
11、原则。d. 非刚性零件原则。(4)易于分离原则。包括以下几个方面:a. 一次表面原则。b. 便于识别原则。c. 设计产品时，应优先选用标准化的设备、工具、元器件和零部件，并尽量减少其品种、规格。d.采用模块化设计原则。(5)产品结构的可预估性准则。设计时应遵循以下原则:a. 避免将易老化或易被腐蚀的材料与所需拆卸、回收的材料零件组合。b. 要拆卸的零部件应防止被污染或腐蚀。5简述再制造和传统制造的区别及再制造的应用现状。（10分）答：再制造的目的在于生产出能实现特定功能、满足消费者需求、环境友好的产品，这与传统制造是致的。在许多加工工艺技术和测试技术方面与传统制造是相同的。因此，再制造可以直接
12、利用某些传统制造技术和设备，如产品性能的检测技术和机械加工设备。这也是国外某些企业传统生产线与再制造作业线同时并存的缘故。不同的是，传统制造使用原始材料，经过一系列的制造工艺，生产出新产品；而再制造则是针对废旧产品，特有缺陷的零部件进行修复或者替换使得经过再制造的废旧产品像“新”的一样，其性能恢复到或接近相同新产品的性能。再制造减少了对原始资源的需求，节省了能量。用相同的能源和材料，再制造可以比传统制造多生产710件同样的产品。再制造在发达国家已形成一个产业并方兴未艾，再制造公司遍布美国并有利可图。欧洲和亚洲各需要数万个再制造人员，而美国作为再制造的巨人，直接的雇员就达枷万人，从事再制造业务的
13、公司有7万余家，涉及的再制造产品有50个大类，年销售额近530亿美元；在中国徐滨士院士领导的研究小组，开发了多种表面工程处理技术、对贵重的设备失效零部件再制造，创造了几百亿元的经济效益和显著的社会效益。可以预见，在21世纪，再制造必然在世界各地蓬勃发展。6简述未来的绿色设计与制造的研究发展方向和可能的研究方法。（10分）答：未来的绿色设计和制造将趋于向全球化、社会化、集成化、并行化、智能化、产业化方向发展。未来可能的研究方法有：模块化设计；神经网络和模糊数学的应用；公理化设计；虚拟拆卸等。人们提出了绿色设计发展体系，其中关键是绿色产品设计评价体系的完善，对产品从设计、制造、包装、运输、报废整个
14、生命周期中每一个环节对环境影响作出评价，并且要在整个生命周期中、集成环境下建立绿色产品的评价体系。同时，要研究开发先进制造技术，以及与之相匹配的先进制造模式，大力开发低污染、低能耗、无公害的生产工艺与最终产品。研究开发适合绿色设计和制造需要的数据库和信息系统，例如，材料数据库、制造数据库、数据库及各种知识库，开发绿色产品设计和实施绿色制造的支撑软件。7简述面向绿色制造工艺规划的体系结构及内涵特征。（10分）答：为了对面型绿色制造的工艺规划有一个较为全面和完整的认识建立了其体系结构，由工艺输入，规划过程，工艺输出以及技术途径，目标准求等部分构成。结合体系结构，对面向绿色制造的工艺规划特征内涵描述
15、如下：1、绿色制造包含绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色材料和绿色处理“五绿”关键技术。2、面向绿色制造的工艺规划包括工艺路线规划、工艺方法规划、工艺装备规划、辅助物料规划，工艺参数规划等内容。区别干传统工艺规划，面向绿色制造的工艺规划需要对每项工艺规划内容进行环境友好性评价。3、面向绿色制造的工艺规划的工艺输入区别于传统上艺的一个主要点在于要求提供现有工艺的绿色持性分析知识和数据，而不仅仅是工艺技术知识和数据。传统工艺规划的输出主要是工艺规程和技术经济分析报告，面向绿色制造的工艺规划则要求提供工艺方案的绿色件评价报告。4、传统工艺规划的目标是使得制造出的零件满足“优质、高产、低成本”的要求；面向绿色制造的工艺规划则要求在满足以上三个目标的同时，满足“低耗、清洁、健康”等三个目标的要求，因此更为复杂，同时也更加体现了以人为本的现代化生产理念。5、面向绿色制造的工艺规划技术途径一般高喊绿色新工艺、现有工艺的改进、工艺过程的优化、辅助物料的优选等。6、面向绿色制造的上艺规划与计算机辅助工艺规划有着本质的区别。后者并没有发展工艺规划的内涵本质，主要是通过计算机等信息化手段使得工艺规划过程更加规范、快速和脱离入经验的局限性。而前者在多方面发展了工艺规划的内涵，目的是通过工艺规划改善制造过程的环境友好性。