先进制造技术绿色设计与制造

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,爱护环境 保护地球,2023/1/1,先进制造技术,绿色设计与制造,先进制造技术,绿色设计与制造,主要内容,绿色产品概念,绿色回收,拆卸,面向回收的设计准则,拆卸种类,面向拆卸回收的设计研究现状,再制造,绿色处置,人机工程学,先进制造技术,绿色设计与制造,中国政法大学教授、博士生导师江平认为，企业和企业家履行社会责任应该做到四个“不”，即“不给社会添灾难”、“不给消费者添麻烦”、“不要忘记弱势群体”、“不要让改革倒退”20,世纪最槽糕的发明：塑料袋社会责任国际标准，其宗旨是确保供应商所供应的商品符合社会责任的要求具体内容主要包括：商品和服务生产过程中未使用童工和强制劳动力；工人报酬合理、工作条件良好、工厂有完善的卫生和安全规定等我是一个商人，我不应该考虑穷人投资者让我去赚钱，而不是救济穷人狂言迭出的任志强让人们开始指责中国精英阶层对社会责任的淡漠先进制造技术,绿色设计与制造,绿色产品,(Green Product),在使用和处置过程中能减轻负担的产品绿色产品设计,面向不损害产品质量、功能及其制作过程的、能与环境相容的设计。

先进制造技术,绿色设计与制造,绿色回收,回收是实现生态工业的先决条件它在绿色制造中扮演着重要角色面向回收的设计,DFR(Design for Recycling),正在引起人们的高度重视产品的一般回收策略可分为使用中的回收和使用后的回收两类他们包括：继续使用,(Reusing),、重新使用,(Using on),、继续利用,(Reutilization),和重新利用,(Utilization),如下表所示先进制造技术,绿色设计与制造,循环利用,回收形式,原始产品,回收产品,产品使用,中的回收,外形相同,功能相同,(,继续使用,),瓶子,再次填充,电视机,修理电视机,汽车轮胎,修补轮胎,外形相同,功能不同,(,重新使用,),牛奶瓶,花瓶,购物袋,废物袋,旧轮胎,轮胎防护垫,用后产品的,回收或制造,废物的回用,外形不同,功能相同,(,继续使用,),玻璃瓶,回收玻璃制瓶,铝罐,回收铝制罐,板材下脚料,金属板材,外形不同,功能不同,(,重新利用,),玻璃窗,回收玻璃制瓶,铝罐,铝制门窗,板材下脚料,电线,先进制造技术,绿色设计与制造,拆卸,拆卸作为实现有效回收策略的重要手段，他不仅有助于实现材料的回收，而且有助于零部件的重用和再制造。

先进制造技术,绿色设计与制造,拆卸是绿色回收的关键技术,拆卸是实现有效回收的重要手段只有拆卸才能实现材料回收和可能的零部件再利用而只有在产品设计初始阶段就将报废后拆卸问题考虑进来，才能实现产品最终高效回收主要技术是拆卸优化问题：顺序、深度、方法、路径等下表是一些通用的,DFR,设计准则先进制造技术,绿色设计与制造,目标,DFR,设计准则,减少拆卸工作量,1.,尽量将元素结合成模块,2.,减少所用材料的种类,3.,采用兼容材料,4.,将有害材料组成子装配体,5.,更易于接近有害、有价值和可重用的零件,产品可预见性,1.,避免易老化给腐蚀材料的连接,2.,避免零部件被污染和腐蚀,易于拆卸,1.,易于接近液体排放点,(,油箱,)2.,连接结构应易于去除或被破坏,(,破坏性拆卸,)3.,减少紧固件数量,4.,尽量采用相同的紧固方法,5.,易接近拆卸点或破坏性切断点,6.,尽量避免零部件拆卸方向和移动的复杂性,7.,在基础部件上设置中心元素,8.,避免在塑料部件中嵌入金属件,易于处理,1.,表面易于抓取,2.,尽量避免非刚性零部件,3.,将有毒物质密封起来,易于分离,1.,尽量避免二次处理,(,油漆、图层、电镀等,)2.,对不同材料进行标识或用颜色加以识别,3.,避免零部件或材料损坏机器,(,如压碎机,),减少多样性,1.,利用标准零部件,2.,最大程度减少紧固件类型,先进制造技术,绿色设计与制造,从拆卸方法看，可以将拆卸分为三种,破坏性拆卸,(Destructive Disassembly),部分破坏性拆卸,(Partial Destructive Disassembly),非破坏性拆卸,(Non-Destructive Disassembly),从拆卸程度看，拆卸可以分为两种,完全拆卸,(Complete Disassembly),局部拆卸,(Partial Disassembly),先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,各种非破坏性,(,或部分破坏性,),可拆连接方法分类,1.,钉子,5.,钩环,9.,胶带粘结,13.,咬口或卷边,2.,螺栓,6.,铆钉,10.,凸缘按扣,14.,维克牢尼龙搭链,3.,螺钉,7.,按钮,11.,中凸按扣,4.,卡环,8.,弹簧,12.,拉链,各种破坏性拆卸方法分类,1.,自拆除零件,5.,粘结分离,9.,压碎或弯曲,13.,排除或吸出,2.,剪切,6.,钻孔,10.,化学分解,14.,油漆去除,3.,杠杆,7.,锯切,11.,碾压,15.,同轴零件牵拉,4.,锤击,8.,火焰切割,12.,冲压,16.,焊接去除,先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,许多产,品,品的可,拆,拆卸性,不,不好,1.,产品不,易,易于拆,卸,卸和回,收,收,(1),连接方,式,式不易,拆,拆卸,(2),材料多,样,样性,(3),产品结,构,构设计,只,只考虑,制,制造和,装,装配要,求,求,2.,产品在,使,使用阶,段,段发生,了,了变化,3.,缺乏完,整,整的产,品,品拆卸,信,信息,先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,拆卸问题和装配问题特点比较,比较方面,装配,拆卸,分析目标,单一,不唯一,分析中考虑其他问题,多,很多,敛散性,收敛的,发散的,生产环境,动态受限的,动态受限的,应用的阶段范围,产品制造阶段,维修、回收阶段,设计准则,面向装配的设计,面向拆卸回收的设计,物流流向,前向,逆向,现有的分析工具,较多,基本上没有,分析前产品状况,确定,不确定,生产方式,自动化流水线,手工拆卸为主,工艺描述方法,基本上成熟,缺乏合适的描述方法,复杂性,复杂,非常复杂,先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,易于装,配,配的结,构,构不一,定,定易于,拆,拆卸；,拆卸时,产,产品各,个,个零部,件,件所处,的,的状态,有,有较大,的,的随机,性,性，需,要,要用数,理,理统计,的,的方法,解,解决，,并,并且需,要,要能够,对,对不同,状,状态的,产,产品组,进,进行不,同,同的拆,卸,卸方案,分,分析；,拆卸时,目,目标零,件,件不确,定,定，拆,卸,卸深度,和,和拆卸,工,工艺路,线,线也不,确,确定；,目前拆,卸,卸过程,基,基本还,处,处于手,工,工拆卸,阶,阶段，,拆,拆卸工,艺,艺缺乏,必,必要的,标,标准和,描,描述方,法,法；,拆卸问,题,题的解,决,决中，,需,需要考,虑,虑组成,零,零件的,毒,毒性、,材,材料兼,容,容性、,标,标签的,处,处理等,影,影响产,品,品回收,性,性能的,因,因素。

先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,面向拆,卸,卸回收,的,的设计,优,优点,减少可,回,回收零,件,件和材,料,料重用,所,所需的,工,工作量,；,；,产品结,构,构模块,化,化、标,准,准化、,通,通用化,，,，使产,品,品具有,较,较大的,可,可预测,性,性；,拆卸分,离,离操作,简,简单，,易,易于手,工,工或自,动,动处理,；,；,回收材,料,料及残,余,余废弃,物,物易于,分,分类和,后,后处理,先进制,造,造技术,绿色设,计,计与制,造,造,面向拆,卸,卸回收,的,的设计,研,研究现,状,状,1.,收集,DFD&R,的有关,知,知识、,经,经验，,并,并进行,分,分类整,理,理，最,后,后归纳,为,为各种,拆,拆卸设,计,计准则,，,，供设,计,计人员,在,在设计,过,过程中,参,参考；,2.,可拆卸性的,量,量化评估：对产品拆卸,回,回收的各种,影,影响因素进,行,行分析评价,，,，最终得到,一,一个多目标,决,决策系统；,3.,新的,DFD&R,方法和工具,：,：提供能够描,述,述拆卸回收,的,的模型，并,且,且进一步开,发,发与,CAD,设计集成的,专,专家系统。

先进制造技,术,术,绿色设计与,制,制造,再利用,/,回收,/,处理,拆卸,/,装配,环境总目标,材料选择,可维修性能,材料兼容性,材料分类,特,特殊处理,材料特性,材料兼容性,毒性,零部件分离,回收方法,产品寿命,危险材料处,理,理,法律法规,地方,国家,设备要素,人的因素,环境要素,修理,可靠性,故障率,平均修理时,间,间,费用,复杂性,特殊要求,紧固类型,紧固件数,拆卸工具,零部件数量,标准时间,拆卸能量,拆卸方向,拆卸路径,几何约束,拆卸回收目,标,标评价体系,图,图,先进制造技,术,术,绿色设计与,制,制造,总处置成本,拆卸成本,收集成本,成,本,时间,考虑拆卸时,的,的处置总成,本,本,废物处置成本,减回收利润,先进制造技,术,术,绿色设计与,制,制造,有介质约束,拆卸约束关系,无介质约束,螺栓,锥面,焊接,螺钉,卡扣,过盈,粘结,铆接,简单接触关系,配合关系,过渡,间隙,螺纹,点接触,线接触,面贴合,拆卸约束,关,关系分类,连接元件,使用条件,使用地点,影,影响,先进制造,技,技术,绿色设计,与,与制造,拆卸工艺,制,制定步骤,给定产品,组,组,潜在危险,产品装配,分,分析,产品分析,拆卸过程,计,计划与策,略,略,潜在价值,再生重用,可,可能性,现有回收,再,再利用技,术,术,产品结构,层,层次,装配顺序,意外变化,（,（指材料,变,变性等）,产品使用,方,方式,与影响分,析,析,非破坏性,拆,拆卸、部,分,分破坏性,拆,拆卸、破,坏,坏性拆卸,决定拆卸,策,策略,先进制造,技,技术,绿色设计,与,与制造,系,统,总,控,模,块,来自,CAD,的设计信,息,息,产品使用,过,过程的信,息,息,面向设计,的,的,DFD&R,系统,研究对象,组,组成结构,分,分析,建立拆卸,模,模型,拆卸过程,分,分析评价,拆卸过程,模,模拟,反馈给,CAD,系统或,输出产品,拆,拆卸工艺,文,文件,产品面向,拆,拆卸回收,的,的设计系,统,统框图,面向拆卸,的,的,DFD&R,系统,来自,CAD,的设计信,息,息,各零部件,的,的约束关,系,系图,拆卸可能,性,性分析,拆卸路径,分,分析,拆卸过程,分,分析,拆卸经济,分,分析,基于分析,结,结果的仿,真,真,先进制造,技,技术,绿色设计,与,与制造,再制造,再制造工,程,程是一个,统,统筹考虑,产,产品部件,全,全生命周,期,期管理的,系,系统工程,，,，是利用,原,原有零件,并,并采用再,制,制造成型,技,技术（包,括,括高新表,面,面工程技,术,术及其它,加,加工技术,）,），使零,部,部件恢复,尺,尺寸、形,状,状和性能,，,，形成再,制,制造产品,。

主要包括,在,在新产品上,重,重新使用,经,经过再制,造,造的旧部,件,件，以及在产品的,长,长期使用,过,过程中对,部,部件的性,能,能、可靠,性,性和寿命,等,等通过再,制,制造加以,恢,恢复和提,高,高，从而使,产,产品或设,备,备在对环,境,境污染最,小,小，资源,利,利用率高,，,，投入费,用,用最小的,情,情况下重,新,新达到最,佳,佳的性能,要,要求再制造工,程,程被认为,是,是先进制,造,造技术的,补,补充和发,展,展，是,21,世纪极具,潜,潜力的新,型,型产业先进制造,技,技术,绿色设计,与,与制造,再制造与,维,维修、回,收,收的区别,产品设计,制造,使用,原材料,能源,维修否,报废,否,是,维修,再,使,用,再,制造,再,循环,环保处理,机电产品,生,生命周期,过,过程简图,先进制造,技,技术,绿色设计,与,与制造,一个典型,的。