绿色产品设计
在污染防治项目激增的几年后，越来越多的公司开始寻求一种更广泛的污染防治观点——“绿色产品设计”。这些公司发现，“绿色”产品——在使用和处理过程中减轻环境负担的产品——对消费者有额外的营销吸引力。在过去的实践中，产品性能和环境兼容性是在生产过程的不同阶段进行管理的，与此相反，制造高管已经瞄准了产品开发的设计阶段，以满足消费者的这两个需求。
美国国会技术评估办公室(OTA)最近发布的一份报告[9]深入探讨了绿色设计的好处，并将产品设计阶段作为确定如何减少环境影响和合规成本以及提高产品质量和性能的完美杠杆点。
OTA引用了美国国家研究委员会(NRC) 1991年的一份报告，该报告发现，美国工程设计的质量普遍较差。该报告建议联邦政府将工程设计作为国家优先事项，以提高竞争力。NRC得出结论，设计阶段决定了产品开发、制造和使用[10]的70%或更多的成本。
绿色设计的关键要素易于理解，但实施起来具有挑战性，因此是未来工程师面临的根本挑战。OTA在其报告[10]中重点阐述了绿色设计的四个目标:
为防止污染而设计。例如，减少有毒材料的使用，提高能源效率，使用更少的材料来实现相同的功能，或设计产品以使其具有更长的使用寿命。为更好的材料管理而设计。例子包括制造可重复使用的产品
制造的、回收的、堆肥的或安全的焚烧有能量回收。为再制造和回收而设计。回收可以减少原始材料的提取率，原材料分离和加工产生的废物，以及与制造相关的能源使用。它还可以转移城市垃圾中的残留物质，减轻不堪重负的垃圾填埋场的压力。堆肥和焚烧设计。设计师可以通过完全用可生物降解的材料制作产品来促进堆肥。例如，淀粉基聚合物(本质上是可生物降解的)和易于堆肥的薄膜可以在各种应用中替代塑料。
这些设计目标中的每一个都代表了一个工程挑战。要设计出满足这四个要求的产品，挑战就更大了。看看产品的生命周期有助于解释绿色设计的范围。
产品在其生命周期的许多阶段都会影响环境(见图5)。不难想象，工程工作是这个过程中每一步都不可或缺的。然而，在过去，流程中的每个步骤通常都是独立于流程中的其他步骤来看待的。在这个过程中，工程师之间并不经常交流。许多公司现在正在整合其产品设计师、原材料供应商、采购部门、制造和维护部门以及公共事务部门及其客户的工作，以确定改进产品设计的机会。OTA发现，设计上的权衡是一大挑战。
-产品精简周期的阶段
材料提取材料加工
Recycla
-精简产品周期的阶段
Remanufactura
重用
废物管理
废物管理
Remanufactura
重用
图5产品生命周期阶段环境影响发生在产品生命周期的所有阶段。通过改变产品中使用的材料的数量和类型，通过创造更高效的制造操作，通过减少使用过程中消耗的能源和材料，以及通过改善废物管理过程中能源和材料的回收，设计可以用来减少这些影响。(摘自D. Navin Chandra，卡内基梅隆大学机器人研究所，个人交流，1992年3月)
这些选择往往涉及到环境困境。可能需要在传统设计目标和环境目标之间进行权衡，甚至在环境目标本身之间也需要权衡——例如，防止废物与可回收性。
作为一个例子，考虑一个现代零食薯条袋的横截面[图6]，几种不同材料的极薄层的组合产生了一个轻量级的包装，满足各种需求(例如，保持新鲜度，起诉篡改，并提供产品信息)。如此多的材料的使用有效地抑制了回收。另一方面，这种包装具有防止浪费的属性:它比由单一材料制成的等效包装轻得多，保质期更长，从而减少食物浪费。即使是这个相对简单的产品也表明了衡量绿色设计的困难[10，第8页]，
一些外国竞争者在绿色设计方面取得了巨大进步。例如，OTA在其报告[10，第12页]中指出，包括宝马和大众在内的几家德国汽车公司已经开始探索这种面向系统的方法。宝马(BMW)最近在巴伐利亚州建立了一个试验工厂，研究回收材料的拆卸和回收，大众汽车(Volkswagen AG)也建立了一个类似的设施。宝马工厂的目标是在2000年之前学会用100%可重复使用/回收的零件制造汽车。1991年，宝马(BMW)推出了一款双座跑车，其塑料车身面板设计为可拆卸，并标记为树脂类型，以便收集回收。[见图7。]
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