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人类在发展经济的同时,对自然资源的肆意开发和对环境的无偿利用,已经造成了全球生态破坏、资源浪费和短缺、环境污染等重大问题,其中机电产品制造业是最大的资源使用者,也是最大的环境污染源之一。
从20世纪70年代以来,旨在保护环境、实现资源和能源合理化利用的“绿色”行动在世界各国纷纷兴起,“生命周期评价”(LifeCycleAssessment)、“绿色产品”(GreenProduct)、“绿色设计”(GreenDesign)、“绿色制造”(GreenManufacturing)、“清洁化生产”(CleanerProduction)、“再制造工程”以及“绿色消费”(GreenConsumption)等新理论、新方法、新概念不断涌现。
在这些众多的新思想中,绿色设计被认为是解决目前环境、人口和资源三大问题的重要手段。国内外众多研究机构(MIT、斯坦福、卡内基梅隆等)、企业(Benz、Motorola、Volvo、IBM等)和组织(CIRP、ASME、ISO等)都投入大量的人力、物力和财力进行相关研究,并取得了一定的成绩。
绿色设计强调在产品全生命周期中着重考虑产品的环境属性并将其作为设计目标,而产品模块化设计是实施绿色设计的有效手段之一。本文将绿色设计与模块化设计及模块化方法有机结合,总结归纳基于绿色设计思想的产品模块化设计理论;产品结构的模糊聚类模块划分方法;引用层次分析法、模糊图、关联度提出了绿色模块化设计的框架和方法并且研究了其设计流程。这种方法利用零件合并准则对零件进行合并,利用功能准则和绿色准则对模块进行划分,能够同时保证产品的功能属性和环境属性,最后引用实例进行了验证和分析。