阿斯嘎

摘要：本文簡要介紹了綠色設(shè)計技術(shù)的基本概念，提出了綠色設(shè)計技術(shù)在畜牧業(yè)機械設(shè)計中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。綠色設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，提高了產(chǎn)品的綠色程度，實現(xiàn)畜牧業(yè)機械的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計；畜牧業(yè)機械；生命周期

隨著我國農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程的加快和“退耕還林、退耕還草”進程的推進，農(nóng)牧業(yè)機械裝備將有很大的需求空間，而降低經(jīng)濟發(fā)展對資源和能源的消耗強度是發(fā)展中必須關(guān)注的問題；再者，隨著全球環(huán)境問題的日益惡化，人們越來越重視對環(huán)境問題的研究，綠色設(shè)計成為現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的研究熱點之一，也是機械產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

綠色設(shè)計與并行設(shè)計相結(jié)合，實現(xiàn)畜牧業(yè)機械基于并行工程的綠色設(shè)計，即在產(chǎn)品概念設(shè)計階段，就考慮產(chǎn)品的材料、制造、使用及廢棄后的回收處理全過程，使各階段交叉進行；并充分考慮節(jié)約能源、資源，減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品的綠色程度，實現(xiàn)畜牧業(yè)機械的可持續(xù)發(fā)展。

一、并行式綠色設(shè)計的基本概念及方法

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計方法是一種串行設(shè)計方法，主要考慮的是中試線滿足客戶的要求，能夠基本完成或超額完成客戶要求的功能、質(zhì)量和生產(chǎn)成本，在此過程中，沒有或很少考慮到產(chǎn)品的制造使用等全生命周期中各階段對環(huán)境的影響。

綠色設(shè)計技術(shù)是一種閉路設(shè)計方法，從其定義中可以了解到，該設(shè)計方法考慮的是產(chǎn)品全生命周期各個階段對環(huán)境的影響，產(chǎn)品廢棄之后，必須考慮其對環(huán)境的影響減至最小，才能最大限度地提高資源的循環(huán)利用率。

綠色設(shè)計是20世紀90年代初國際上興起的一種先進的設(shè)計思想。綠色設(shè)計是以環(huán)境資源為核心概念的設(shè)計過程，即在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，優(yōu)先考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性（可拆卸性、可回收性等），并將其作為產(chǎn)品的設(shè)計目標（基本性能、使用壽命、質(zhì)量等）[1]。是一種綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)、并行工程、壽命周期設(shè)計等的一種設(shè)計方法，從產(chǎn)品全生命周期出發(fā)，考慮了產(chǎn)品生命周期各個階段對環(huán)境的影響。產(chǎn)品全生命周期包括產(chǎn)品的設(shè)計、制造、流通、使用、維修及廢棄。綠色設(shè)計內(nèi)容包括：模塊化、系列化設(shè)計，綠色材料的選擇，可拆卸性設(shè)計，可回收性設(shè)計和產(chǎn)品的成本分析。

并行工程是對產(chǎn)品設(shè)計和相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進行集成，開展并行設(shè)計的一種系統(tǒng)化方法。它以并行的、交互的、協(xié)同的工作方式進行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的設(shè)計。在設(shè)計階段從整體并行地考慮產(chǎn)品全生命周期的功能結(jié)構(gòu)、工藝規(guī)劃、可制造性、可裝配性、可測試性、可維修性、可靠性以及報廢處理等各方面的要求及相互關(guān)系，包括質(zhì)量、成本、計劃進度和客戶需求等要求，并不斷優(yōu)化設(shè)計方案[2]。并行工程避免了串行設(shè)計中可能出現(xiàn)的干涉和反復(fù)。

綠色設(shè)計與并行設(shè)計相結(jié)合，以系統(tǒng)的、集成的、協(xié)同的方式設(shè)計產(chǎn)品，力求使產(chǎn)品綠色度增強，實現(xiàn)畜牧業(yè)機械的多因素、多目標、閉環(huán)設(shè)計過程的全局最優(yōu)化。

二、畜牧業(yè)機械的綠色設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

對于企業(yè)來講，通過實施綠色產(chǎn)品設(shè)計，促使企業(yè)重視資源的有效利用，節(jié)約資源降低成本，并縮短產(chǎn)品的加工周期。對于產(chǎn)品本身，綠色產(chǎn)品設(shè)計思想的貫徹實施，促進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和產(chǎn)品工藝的革新。

畜牧業(yè)機械綠色設(shè)計包含如下四部分關(guān)鍵技術(shù)。

（一）PDM系統(tǒng)

并行設(shè)計過程中，設(shè)計到許多軟件工具，分別用于設(shè)計、測試、分析、仿真等。為了便于數(shù)據(jù)的管理，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，必須把這些軟件集成在PDM管理框架中，由管理框架對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的控制和管理。

PDM的結(jié)構(gòu)大致可分為四層，即用戶層、應(yīng)用功能層、應(yīng)用服務(wù)層和系統(tǒng)服務(wù)層。PDM系統(tǒng)功能按照軟件模塊分為：電子數(shù)據(jù)倉庫及文檔管理，工作流和流程管理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理，產(chǎn)品配置管理，設(shè)計檢索與零件庫，項目管理，系統(tǒng)集成，以及提供如電子協(xié)作功能、掃描和成像服務(wù)、查看和圈閱功能等。

PDM系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以將產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)全面完整的保存下來，還可以縮短農(nóng)牧機械產(chǎn)品上市時間，提高設(shè)計效率，改善設(shè)計和制造的質(zhì)量，更好的保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的準確性、一致性和安全性，有利用引進新的產(chǎn)品開發(fā)模式和開發(fā)過程，是今后科研工作的重要技術(shù)支撐平臺。

（二）虛擬樣機技術(shù)

虛擬樣機技術(shù)主要包含三方面的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，它們是CAD建模、計算機仿真和基于虛擬現(xiàn)實的人機交互技術(shù)，三者相輔相成。

建立畜牧機械的虛擬樣機，在模型的創(chuàng)建過程和完成后，都可以實現(xiàn)模型的有限元分析和運動學(xué)仿真分析，通過對模型的性能測試，驗證設(shè)計方案的正確性，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，建立協(xié)同仿真平臺可以實現(xiàn)異地同時進行設(shè)計分析，實現(xiàn)知識與技術(shù)的共享，為畜牧機械的研發(fā)提供了更廣闊的發(fā)展平臺。

（三）產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息及技術(shù)集成系統(tǒng)

農(nóng)牧業(yè)機械產(chǎn)品的信息及技術(shù)的集成，將有關(guān)產(chǎn)品生命周期全過程中各類信息的獲取、表達、傳遞和操作工具集成于一體的管理系統(tǒng)。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、綠色設(shè)計技術(shù)和農(nóng)牧業(yè)機械產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，構(gòu)成產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)并行式綠色設(shè)計的畜牧業(yè)機械產(chǎn)品的開發(fā)。

（四）綠色產(chǎn)品評價系統(tǒng)

綠色產(chǎn)品設(shè)計的評價指標體系包括技術(shù)屬性、經(jīng)濟屬性和環(huán)境屬性三個方面，該體系必須系統(tǒng)的反映綠色產(chǎn)品的三個基本屬性，即綠色產(chǎn)品的技術(shù)先進性，綠色產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性和綠色產(chǎn)品的經(jīng)濟合理性。

三、總結(jié)

隨著我國草原畜牧業(yè)的發(fā)展，對畜牧業(yè)裝備的需求不斷加大，迫切要求畜牧機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的步伐的加快，及時響應(yīng)市場的需求。畜牧業(yè)機械產(chǎn)品發(fā)展存在的主要問題是系列化程度低，產(chǎn)品零部件的通用性差，閑置產(chǎn)品的回收率低，廢舊產(chǎn)品的回收再利用率低。

綠色設(shè)計在畜牧業(yè)機械產(chǎn)品的應(yīng)用，不僅可縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低機械產(chǎn)品生命周期內(nèi)綜合成本，同時也增強畜牧業(yè)機械的綠色程度。

參考文獻：

[1]傅志紅，彭玉成.產(chǎn)品的綠色設(shè)計方法[J].機械設(shè)計與研究，2000.2：10-12

[2]丁濤，王芳.面向機械產(chǎn)品全生命周期的并行式綠色設(shè)計研究[J].輕工機械，2009.2 （1）：107