绿色设计与面向成本的设计
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2003年初欧盟颁布了《废旧电子电器设备(WEEE)指令》和《电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》,在《电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》中,欧盟要求成员国确保从2006年7月1日起新投放市场的电子电器产品不得含有超过标准要求的铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚(PBDE)、聚溴联苯(PBB)等有害物质[1]。根据WEEE 指令,自2005 年8 月13日起,欧盟市场上流通的电子电气设备的生产商必须在法律意义上承担起支付自己报废产品回收费用的责任[2]。WEEE 指令的目的在于提高报废电子电气产品的回收及再循环率,从而降低最终处理的电子废料的数量,以此减少对环境的污染, 提高对自然资源的利用率。同时,欧盟有关专家还认为,WEEE 指令的实施将迫使电子电气设备生产商加快环保绿色产品的研究、设计和产业化生产。欧盟各成员国有义务制定自己的电子电气产品回收计划,并建立相关配套回收设施,以方便电子电气产品的最终用户能够方便并且免费处理报废设备。
欧盟即将实施的法案中规定,制造商必须负责回收其产品,并控制有害物质,这就说明在今后无视环境保护的电子电器产品在欧洲将不能进行销售了,也预示着今后的发展趋势即世界各国今后也都会在这方面进行一定的立法。我国信息产业部组织制订的《电子信息产品污染防治管理办法》已在部门会签阶段。国家发改委牵头的《废旧家用电器和电子产品回收利用条例》和国家环保总局的《废弃电气及电子产品污染防治技术政策》也都在起草中。为了实现绿色化的产品,关键离不开绿色设计,可以说企业将不得不进行绿色设计和制造。
随着并行工程研究的深入和发展,已经出现了很多的DFX 工具,例如:DFM,DFA 和DFQ 等。绿色设计和面向成本的设计(DFC)也属于DFX 的研究领域[3]。有关DFC 和绿色设计的论文已经出现较多,但分析两者关系的论文仍然不多。文中通过绿色设计与面向成本的设计两者的分析和对比,得到了绿色设计方法在DFC 中的应用途径,为DFC 与绿色设计方法相结合指出了方向,而且也给出了在绿色设计中应用DFC 方法的途径,该研究将对在产品设计中降低全生命周期成本和实现绿色化产品的设计和制造产生积极作用。
1 面向成本的设计简介
DFC(Design For Cost)的意思是面向成本的设计,它最早出现于20世纪90年代初期,是指在满足用户需求的前提下,尽可能地降低成本,通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中各个部分的成本组成情况,并进行评价后,对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改,以达到降低成本的设计方法[4]。DFC 将全生命周期成本作为设计的一个关键参数,并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。
DFC 的主要研究内容有[5]:
(1)对全生命周期成本进行分析,提取相应的成本特征,建立全生命周期成本数据库和成本估算方法库；
(2)分析设计过程和模型,在不同的设计模型中提取与全生命周期成本有关的设计特征,为成本估算提供设计方面的信息；
(3)DFC 软件工具的设计与开发:DFC 是面向设计者的设计方法,为了提高设计效率和提高设计质量,就需要使用DFC 软件工具进行产品设计；
(4)依据市场情况进行设计和成本的平衡:在市场竞争日益激烈的情况下,只是具有最低的成本已经不够了,必须寻求最佳的性能/价格比,即在客户能接受的范围内以适当的价格提供最佳的功能,而价格主要是由成本决定的,产品性能与设计是密切相关的,即成本与设计之间需要进行平衡；
(5)与其他DFX 工具的集成:由于DFC 是面向产品全生命周期的,这就要求它必须能够与其他DFX(如:DFM,DFA 等) 工具协调一致进行工作,即需要建立不同评价标准的协调原则和方法。