环境友好型设计原则：如何更加环保地设计产品

环境友好型设计的主要原则，如图6-12所示。

1.产品方案设计阶段的环境友好型设计原则

（1）以环境友好性为产品设计目标的原则

以环境友好性为产品设计目标之一，将产品的环境友好性转化为具体的设计目标，以保证在产品设计阶段寻求最佳的解决办法。如果将改善产品环境友好性的工作放在设计之后，其费用就会成倍增加。

图6-12 环境友好型设计的主要原则

支持：环境友好型设计知识；事后改善产品环境友好性的成本数据。

（2）产品设计生产企业责任延伸原则

产品设计生产企业对产品在使用和回收过程中的环境影响问题负责，这将有助于从源头控制产生污染的因素。

支持：相应的法规和政策保障，并需要企业承担相应的责任。

（3）环境友好性和经济效益最佳协调原则

由于产品生命周期各个环节都存在环境影响问题，因此环境友好型设计要求产品的设计人员与产品生命周期其他环节的技术人员和管理人员之间进行广泛地合作，通过环境友好型设计方法设计产品性能参数、工艺路径和工艺参数，以及末端治理方法，以便于产品环境性能和经济效益之间达到最佳协调和平衡。

由于环境友好型设计面向产品生命周期，涉及面广，因此需要建立一个网络系统，以便材料及零部件供应部门、产品设计部门、制造部门、用户以及回收处理和末端治理部门之间进行信息交流，同时也使各网络成员了解有关设计阶段的决策。

支持：环境友好型设计知识；环境友好型设计网络系统。

（4）系统整体优化原则

产品设计人员在产品开发设计过程中应超越设计阶段，置身于“产品-人-环境”等要素构成的大系统中，充分掌握产品设计对产品生命周期各个环节的环境影响问题，从产品生命周期的各个环节的预防措施到末端治理的各个层面，全面、整体地思考并进行规划，这样才能更好地控制各种设计因素。

支持：环境友好型设计知识库；环境友好型设计网络系统。

（5）生命周期环境影响数据反馈原则

将产品生命周期环境影响数据及时、全面地反馈给产品设计人员，以便改进产品设计。例如，佳能公司对产品材料、零部件采购、生产、运输、使用以及淘汰废弃等生命周期阶段可能产生的环境影响数据进行分析，并将其分析结果反馈给产品设计人员。

支持：产品生命周期环境影响数据及其分析结果。

（6）遵守相关法规和标准的原则

有关产品生命周期环境影响的法规和标准越来越多，要求越来越高，环境友好型设计需要在相关法规和标准要求的框架内实施。

支持：产品生命周期环境影响的相关法规和标准库。

2.产品材料选择阶段的环境友好型设计原则

（1）避免或限制使用有毒有害材料原则

一些有毒有害材料已被禁用。例如，含铅、汞、六价铬等对人类有危害的重金属材料已经被RoHS明令禁止使用。还有一些材料，如工程塑料ASS在高温下会产生对人体有毒害的刺激性气体，应该分场合限制使用。

支持：产品生命周期环境影响的相关法规和标准库；有害、有毒材料数据库。

（2）天然再生材料的选择原则

尽可能多采用天然再生材料，最低限度地使用不可再生材料，最大限度地减少稀缺材料的使用。

支持：天然再生材料数据库。

（3）材料性能和材料环境友好性协同原则

选择的材料既要满足产品的性能要求，如力学性能、物理性能和化学性能以及工艺性能，又要满足产品的环境友好性。

物理性能和化学性能是产品在特殊条件下工作时对材料提出的特殊要求。例如，工作在大气、土壤、海水等介质中的零件要具备耐蚀性，传输电流的导线或零件要有良好的导电性等。无论零件的工作环境如何，其总要承受一定的负荷，尤其是结构零件对于力学性能的要求是非常重要的。工艺性能包括铸造性、锻造性、焊接性、热处理和机械加工等性能。

支持：材料性能数据库。

3.产品结构设计阶段的环境友好型设计原则

（1）产品可靠性原则

产品结构应具有强度高、韧性好、不变形和易清理等特点，提高产品可靠性，延长产品使用寿命，减少对环境的污染。

支持：产品可靠性数据库。

（2）产品可回收性原则

通过零部件的可拆卸和可重用结构设计，使产品在使用报废后可以回收再利用，减少对环境的污染。

支持：产品可回收性数据库。(www.xing528.com)

（3）产品可维修性原则

产品结构设计时，考虑产品检修方便，延长产品使用寿命，减少对环境的污染。

支持：产品可回收性数据库。

（4）产品模块化原则

产品尽可能采用模块化结构，便于模块重用，并通过增加模块批量，提高生产效率，减少对环境的污染。

支持：产品模块化设计知识库；模块数据库。

4.面向生产的环境友好型设计原则

（1）生产过程的“三废”排放最少化原则

采用合理工艺，简化产品加工流程，减少加工工序，追求制造装配过程的“三废”排放最少化，避免不环保因素。

支持：产品绿色工艺知识库。

（2）少无污染的工艺设计原则

通过对加工设备、加工工具、工艺设计、工艺路线和工艺参数等工艺实体要素的优化选择和决策，对产品制造装配过程采取综合性预防措施，在提高生产效率的同时，兼顾减少或者消除危险废物及其他有毒化学品的用量。减少产品在生产和使用过程中的“三废”排放，如减少切削液的使用或者采用干切削加工技术，从而达到改善产品制造装配过程环境友好性的目的。

支持：少无污染的工艺设计知识库；产品制造装配过程“三废”排放数据库。

（3）保护员工身体健康原则

在减少“三废”排放的同时，加强环境保护装备的开发和应用，改善劳动条件，如通风、除尘、防尘、防毒和降噪等，减少对员工的健康威胁。

支持：环境保护知识库；产品制造装配过程“三废”排放数据库。

（4）配套“三废”治理原则

与生产过程配套的“三废”治理工艺技术与装备的开发，如除尘、降噪、污水收集与循环利用工艺方法与技术装备的设计等。

支持：“三废”治理工艺技术与装备数据。

5.面向使用的环境友好型设计原则

（1）使用过程“三废”排放最少化原则

通过环境友好型设计，使汽车等产品在使用过程中的“三废”排放尽可能少。

支持：环境友好型设计知识库；使用过程中的“三废”排放数据库。

（2）产品人机友好原则

提高产品的智能性，使产品与人友好相处，不对人造成危害，并保护人的安全。例如，智能机器人与员工协同工作，不伤害员工。又如，智能汽车对周围环境自动监控，及时采取避让措施。

支持：产品人机友好数据和人机工程学知识库。

（3）产品安全运行原则

对产品进行远程监控和维护，保证产品的安全运行，防止事故发生。

支持：产品安全运行知识库；产品运行数据库。

（4）产品节能减排原则

能源消耗引起的环境污染是很严重的，包括二氧化碳、颗粒物等。二氧化碳是温室气体，是导致全球气候变暖的罪魁祸首，而颗粒物对于人体健康的影响很大。因此，需要开展产品节能低碳设计。

支持：产品节能减排知识；产品能耗数据库。

6.面向回收的环境友好型设计原则

（1）回收过程的“三废”排放最少化原则

尽可能减少产品回收过程中的“三废”排放，设计时就需要考虑使产品报废后易于处理处置，并且不会产生二次污染。例如，对材料可以加上标示或者内置信息芯片，以便于识别及分拣。

支持：产品回收过程的“三废”排放数据库；减少产品回收过程中的“三废”排放的知识库。

（2）产品回收利用原则

最大限度地利用产品拆卸下来的木材、五金、废渣、垃圾和废液等废弃物，化废为宝，减轻垃圾填埋的压力。

支持：产品回收利用知识库。