绿色设计

随着全球新一轮科技革命和产业变革的突飞猛进，新一代信息通信、生物、新材料、新能源等技术不断突破，并与先进制造技术加速融合，为制造业高端化、智能化、绿色化提供了历史机遇。站在新一轮科技革命和产业变革与我国加快高质量发展的历史性交汇点，要坚定不移地以智能制造为制造强国建设的主攻方向，提高质量、效率效益，减少资源能源消耗，助力碳达峰、碳中和，促进我国制造业迈向全球价值链中高端。推行绿色制造与设计，是发展智能制造战略的“题中之意”。
在党的十八届五中全会上，习近平总书记提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念； 2021年9月，中共中央、国务院正式公布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，力争“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”； 党的二十大报告指出： “协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。”这标志着在制造业实施绿色制造，对产品进行绿色设计，已成为我国在制造领域的重要决策。
青山绿水就是金山银山的可持续发展理念已深入人心，经济社会亟待绿色转型，国家和政府越来越重视绿色发展，有关绿色制造相关课程教学研究也逐渐兴起。绿色制造课程建设必将成为我国高等工程教育的发展趋势，绿色制造通用知识与能力也将成为促进社会发展转型所必需的工程素质之一。绿色设计作为推动绿色发展的重要措施，是解决生产供给与环境资源矛盾的钥匙，开展绿色设计课程教学以及配套教材的编写，是智能制造相关专业人才培养体系的重要环节。
目前国内很多高校成立了智能制造等新专业，智能制造系列教材对于高校与制造相关的专业而言也是刚性需求，绿色设计作为智能制造系列模块单元教材，可满足智能制造相关专业的专业课需求。因此，作者在多年从事绿色设计理论和工程应用研究的基础上，根据智能制造相关专业本科生教学需要，从提升产品的功能使用及其绿色性能的实用性设计层次和产品设计流程出发，编著了本书。
本书共分为6章。
第1章介绍了绿色设计的必要性、概念、内涵、特点、研究与应用现状以及绿色设计的实施过程与步骤等。
第2章介绍了绿色产品概念设计的特点和过程，并重点阐述了绿色产品需求分析、绿色产品方案设计等关键技术。
第3章对绿色产品详细设计内容进行了阐述，包括材料选择、面向节能的设计、低碳设计、易拆解设计和可回收设计等。
第4章讲述了产品绿色设计中的生命周期评价方法，主要介绍了生命周期评价方法在产品绿色设计中的应用、产品生命周期评价应用案例，并对常用的生命周期评价软件进行了初步介绍。
第5章对绿色设计知识支撑技术的关键技术进行了初步介绍，包含绿色设计知识表达、重用、推送等，并以某汽车品牌前端模块的前端模块为例，对所提出的绿色设计知识推送机制进行了验证。
第6章以洗碗机为绿色设计实例，对绿色设计的具体实施过程进行了详细分析与验证。
本书可作为高等院校智能制造、机电工程及相关专业的高年级本科生或研究生教材，也可供从事绿色设计的科技人员参考。
张雷教授构思了全书的结构和大纲，书中第1、2、5章由张雷教授撰写，第3章由刘志峰教授撰写，鲍宏副教授撰写了第4、6章，3.2.2节由李磊博士撰写。
由于作者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。
作者
2022年11月

本书系统地介绍了绿色设计理论、方法及关键技术。全书共分为8章，分别讲述了绿色设计发展简史与趋势、绿色设计模型、绿色设计中需求分析、绿色产品配置设计、绿色创新设计、绿色进化与优化设计和知识驱动绿色设计。该书文字通顺，通俗易懂，简明扼要，紧跟绿色设计研究**进展，可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。该图书是根据作者及其研究团队多年进行绿色设计研究的经验和成果并结合国内外相关文献资料撰写而成，力求做到有一定的专业深度，同时兼顾相关人员的阅读参考。

张雷，工学博士，合肥工业大学机械工程学院教授，博士研究生导师。主要从事产品绿色制造、绿色设计理论与方法、计算机辅助设计、产品生命周期环境影响分析的研究工作。主持国家自然科学基金3项、国家重点研发计划项目课题1项，以及多项国家级科研项目，主持企业委托项目十余项。获安徽省科学技术奖一等奖一项，三等奖一项。

第1章绿色设计简介

1.1绿色与设计

1.1.1制造业发展引起的环境问题

1.1.2绿色设计——启动绿色发展的“第一杠杆”

1.2绿色设计及其发展

1.2.1绿色设计

1.2.2绿色设计研究与应用现状

1.3绿色设计实施过程与步骤

习题

参考文献

第2章绿色产品概念设计

基本概念

2.1绿色产品概念设计简介

2.2绿色产品概念设计特点与过程

2.2.1绿色产品概念设计的特点

2.2.2绿色产品概念设计的过程

2.3关键技术

2.3.1绿色产品需求分析

2.3.2绿色产品方案设计

习题

参考文献

第3章绿色产品详细设计

基本概念

3.1绿色产品详细设计简介

3.2绿色产品详细设计的主要内容

3.2.1材料选择

3.2.2面向节能的设计

3.2.3低碳设计

3.2.4易拆解设计

3.2.5可回收设计

习题

参考文献

第4章面向绿色设计的产品生命周期评价

基本概念

4.1生命周期评价简介

4.1.1生命周期评价的概念

4.1.2生命周期评价的发展

4.2生命周期评价在产品绿色设计中的应用

4.2.1生命周期评价的实施流程

4.2.2简化的生命周期评价

4.2.3产品碳足迹分析及其在设计中的应用

4.3常用生命周期评价软件工具介绍

4.4产品生命周期评价应用案例

4.4.1目的与范围的界定

4.4.2清单分析

4.4.3环境影响评价

4.4.4结果解释与改进建议

习题

参考文献

第5章绿色设计知识支撑技术

基本概念

5.1绿色设计知识支撑技术简介

5.1.1支撑技术

5.1.2实施流程

5.2关键技术

5.2.1绿色设计知识的表达

5.2.2绿色设计知识的重用

5.2.3绿色设计知识的推送

5.2.4关键技术应用

习题

参考文献

第6章实例

6.1案例描述

6.1.1洗碗机的结构及其工作原理

6.1.2洗碗机相关标准规范

6.2概念设计

6.2.1绿色产品需求的映射

6.2.2绿色产品的模块化设计

6.2.3绿色产品的创新设计

6.3详细设计

6.3.1低碳设计

6.3.2易拆解设计

绿色设计包含概念设计、生产工艺设计、使用乃至拆卸回收等设计内容，即进行产品的全生命周期设计，其宗旨是在设计过程中考虑到产品及工艺对环境产生的负作用，并将其控制在最小范围之内或最终消除。该图书是根据作者及其研究团队多年进行绿色设计研究的经验和成果并结合国内外相关文献资料撰写而成，力求做到有一定的专业深度，同时兼顾相关人员的阅读参考。