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可持续性设计

可持续性设计

设计是对可持续性的一种补偿 设计X (追求卓越的设计)理念. DFX包含了广泛的方法来改进产品设计和制造过程. “X”可以用来代表设计和生产过程的中心主题.

通常,产品设计师会选择一些重点,例如, 制造设计(DFM), 装配设计(DFA)和可靠性设计(DFR), 并优化产品的这些方面. 每一个设计决策都要根据所选择的焦点进行评估,然后根据产品的整个生命周期进行相关的更改.

在这篇文章中, BTE365真正的网站将学习可持续设计,并讨论可以让BTE365真正的网站更接近实现这一目标的原则.

何谓可持续设计?

可持续设计(有时也被称为DfS和D4S)是DFX家族的一个子集,主要关注于开发可持续产品. 可持续性是指以一种不损害下一代使用自然资源能力的方式明智地使用自然资源.

可持续性是一个巨大的话题,它汇聚了各种各样的主题和哲学. 所有的可持续发展战略都有以下一个或两个目标:

  1. 使用更少的资源

  2. 更环保的替代品

这些资源可能意味着原材料, 流程, 系统, 分销方式以及任何产品存在所必需的东西. 如果BTE365真正的网站仔细看看, 很明显,产品的几乎所有资源选择都受到其设计的影响.

换句话说, 设计阶段是决定产品将如何影响环境的最具影响力的阶段 通过其原料、制造、配送、使用、维护和处置.

事实上, 可持续的产品政策 欧盟委员会表示,产品对环境的负面影响有80%是在设计阶段完成的. 因此, 在设计阶段,评估及尽量减少对环境的影响至为重要. 可持续性设计有助于BTE365真正的网站对所有不同方面进行批判性评估,并得出一种无害环境的产品.

可持续设计的需要

在过去的几十年里,生产和产品使用的可持续性变得越来越重要. 自工业革命初期以来,人们越来越意识到无限制地开采和消费资源的负面影响.

这种认识主要归功于近年来测量方法的改进. 这些方法使BTE365真正的网站能够收集到关于资源枯竭和环境退化的无可指责的数据. 这些数字表明,人们迫切需要可持续的产品,以便子孙后代也能享受高质量的生活.

没有采取有利于可持续发展的有力措施, BTE365真正的网站可能会耗尽自然资源, 许多物种将会灭绝,环境将会受到不可挽回的破坏. 如果消费者更喜欢具有社会责任感的产品,以尽量减少浪费和碳足迹,就可以对环境产生影响.

把全部责任推给最终用户是不对的. 制造企业和他们的设计师必须为他们的产品对环境的影响承担责任,并积极努力设计更可持续的产品.

转向循环经济

循环经济模式传统上,经济一直遵循直线模式. 资源是从自然资源中提取的. 然后,它们被加工成产品,运送到消费者手中. 后使用, 他们会被送到垃圾场, 除了贵重金属, 提取的不多. 这种系统通常被称为线性经济. 这种体系是高度不可持续的,需要改变.

一个可持续的替代系统是循环经济. 这种经济模式的主要重点是将废旧零部件作为新产品的原材料重新引入市场. 其目的是从高浪费模式转向高价值模式. 这种系统资源效率高,减少了消费者需求对勘探的影响, 污染, 以及自然资源的浪费. 仿生学等模型, 生命周期, 产品服务系统(PSS), 4Rs, 是否所有的策略都能提供设计特色以实现循环经济.

4r是构建循环经济的一个非常有效的工具. 它包括四个原则,几乎每个人都可以应用,并产生指数效应. 这些原则是:

  • 减少

  • 重用

  • 修复

  • 回收

一个好的设计可以影响一个产品的所有4r. 前三个比较容易理解, 让BTE365真正的网站看看近年来回收利用是如何获得越来越多的关注的. 在循环经济中,使用由回收原料制成的部件被认为是一种可持续的采购策略.

多亏了科技的进步, BTE365真正的网站现在能够以廉价和有效的方式回收更多种类的废物. 塑胶等材料, 木, 玻璃, 纸板, 橡胶等, 可以被回收制成各种产品吗. 橡胶轮胎, 例如, 可造粒,用于铁路压载, 速度断路器, 车道, 高强度混凝土和许多其他应用.

除了苹果和耐克这样的大品牌, 许多小企业和初创企业也在推出用回收商品制造的产品. 这些努力正在加快世界走向循环经济的进程. 值得注意的是, 前三个r比回收产生的影响更大,因为它们还节省了回收机器所需的燃料.

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可持续设计原则

真正的可持续性可能是不可能实现的. 在这样一个乌托邦里, 人类为满足这一代人的需求所作的努力将对环境提供这些需求的能力产生有益的(或至少是微不足道的)影响. 这种情况实际上是不可能的,因为任何产品的生产都会以材料提取的形式造成材料和能量的损失, 生产和运输.

然而,使用适当的策略可以帮助BTE365真正的网站更接近真正的可持续发展的概念. 一些可执行的可持续设计原则可以实现更好的设计:

  • Dematerialisation
  • 模块化设计
  • 喜欢可再生能源
  • 迁移到产品服务系统
  • 设计寿命
  • 限制或消除长途外包
  • 在模拟投资

Dematerialisation

在设计过程中的非物质化,如定义 联合国环境规划署 (UNEP), 是“任何产品和服务的总材料和能源吞吐量的减少?, 因此它对环境的影响是有限的. 这包括在生产阶段减少原材料, 在使用阶段的能源和物质投入, 以及在处理阶段的废物.”

有很多方法可以实现这一点. 实现非物质化的一种方法是产品的小型化. 这导致更大的利润空间,因为需要更少和更小的产品组件. 更小的产品也需要更小的包装, 存储区域, 运输和运输成本和最大限度地减少碳排放涉及每个产品的生命阶段.

一个很好的例子是,智能手机如何抛弃了原始的设计和物理键盘,或者平板电脑如何在许多应用程序中取代笔记本电脑. 这些年来,它们的规模越来越小,资源利用率也越来越高.

为了提高燃油效率,在汽车领域也进行了类似的努力. Dematerialisation(或 mass-optimisation)的汽车底盘、引擎、刹车、轮胎,提高了燃油效率. 更低的燃料消耗反过来又减少了排放和环境破坏. 机床和制造系统的非物质化也在进行中. 在这些领域取得进一步进展,每年有可能减少数百万吨的二氧化碳排放和钢铁.

服务数字化是另一种有效的去物质化方法. 设计师可以通过创建另一种访问相同服务的方式来消除产生浪费的功能和产品. 常见的例子是用于书籍、报纸和杂志的电子阅读器. 用电子邮件而不是邮递递送账单和税款.

模块化设计

模块化设计的Fairphone
Fairphone 3的模块化设计

模块化设计指的是将组件用作可在多个产品中使用的模块. 模块是预先设计好的具有特定功能的组件. 它的优点包括更便宜、更容易制造、组装、更换、修理和处理.

例如,智能手机可以有独立的摄像头、GPS、电源、存储等模块. 当一个组件损坏时,可以替换单个模块,而不是整个产品. 这样的设计也为用户提供了更高程度的定制.

在可持续性方面,模块化设计控制了消耗率,减少了废物的产生. 随着模块的交换,可以将更新的特性和技术添加到现有产品中. 一个更好的相机可以很容易地替换原来的相机,而不需要购买新手机. 许多智能手机制造商正朝着这个方向发展. Fairphone是模块化设计的一个闪亮的例子.

喜欢可再生能源

许多产品需要恒定或周期性的能源供应才能工作. 这些产品,被称为主动产品,不断利用主动能源系统的功能. 近年来,人们开始转向电力驱动, 最著名的例子来自汽车和造船业.

可再生能源可以产生足够的电力满足BTE365真正的网站的需要. 设计师必须考虑将可再生能源作为主要或至少作为替代能源的使用纳入他们的项目,以实现更可持续的设计.

更多地依赖可再生替代能源, 如风能, 太阳能和水力发电(代替汽油, 柴油, 天然气和煤炭), 推动BTE365真正的网站迈向可持续发展,同时维持相近的能源使用量水平.

迁移到产品服务系统

产品服务体系是指公司在产品之外提供服务以提高其环保绩效和销售的一种商业模式. 在这种系统中,公司将其产品租给消费者,而不是永久出售.

他们提供的是功能而不是产品. 因为公司仍然拥有所有权, 它可以更好地控制分布, 使用, 产品的维护和处置. 这种模式迫使企业创造持久的产品, repurposable, remanufacturable, 可修复且易于使用的产品.

传统上,正确处理垃圾的责任一直是留给消费者的. 这对制造商进行有效处理的设计提供了很少的激励. 但在产品服务体系中,这一责任是由制造商和消费者共同承担的. 这鼓励设计师选择一种可持续的设计方法来实现产品的整个生命周期, 从而提高资源效率和废物管理. 这种做法的一个很好的例子是IBM如何转向租用服务器,而不是直接向客户销售.

汽车共享服务是智能产品服务系统的另一个很好的例子,在这个系统中,客户可以体验到暂时拥有商品的好处,而不必承担实际拥有商品的负担. 私家车是城市交通问题的主要原因, 它们占用城市空间,造成交通拥堵, 使用其他交通方式,如汽车共享,可以带来很多环境效益.

越来越多的汽车共享服务已经出现, 为个人提供按需运输服务. 来自爱沙尼亚、 螺栓 这是这种协作消费模式的典型例子吗.

设计寿命

实现资源可持续利用的最佳途径之一是尽可能延长现有产品的使用寿命. 设计师有能力通过设计使产品的使用时间最大化. 耐用产品可以通过减少创造新产品所需的原材料和能源数量,大大减轻对环境的压力.

BTE365真正的网站以智能手机为例来解释这一点. 欧洲晴雨表调查的结果(Kantar, 欧盟69%的用户希望他们的手机和平板电脑能使用五年或更长时间. 但由于一次可耻的殴打, 大多数人大约每两年更换一次他们的设备. 如果设计师想要提高电池性能(或者采用模块化), 这将增加产品达到预期寿命5年以上的可能性,因为所有其他组件在两年结束时仍然工作良好.

最初的目标必须是创造耐用的产品. 对于寿命通常较短的组件需要特别注意. 它们应该能够处理正常的磨损而不崩溃.

对于需要定期维护的产品, 当确保长使用寿命时,终端用户可以轻松进行维护是一个重要因素. 理想情况下,任务不应该太复杂或昂贵. 产品还应易于拆卸和组装. 成本和维修的便捷性同样重要.

使用螺丝代替胶水和标签内部组件是一些实践,可以用于这种结果. 虽然螺钉的使用可能与DFX系列的其他一些方法的原则相抵触(e.g. 设计组装 建议尽可能设计出紧固件的使用). 成功的关键在于有效地结合这些不同的方法,从而得出对手头产品有意义的结果. 在这种情况下,将紧固件纳入产品设计可能是一个合理的选择.

在设计使用寿命时,另一个关键的考虑因素是评估未来的升级能力和与过去产品的兼容性.

限制或消除长途外包

不断增加的运力使货运价格更加低廉. 这导致制造业业务外包到劳动力成本较低的国家. 在太平洋沿岸国家制造/组装产品, 如中国, 日本和韩国, 即使加上长途运输的费用,通常也会更便宜吗.

对环境的影响, 然而, 是负面的,因为生产产品所需的资源是相同的,但现在BTE365真正的网站增加了几吨额外的排放量,由于洲际运输. 在设计可持续性产品时,选择当地供应商是很重要的. 除了减少对环境的影响,取消外包还会支持当地的产业.

这符合Fractory的原则:当提供 BTE365真正的网站, 数控加工 而其他金属制造服务,BTE365真正的网站正在利用区域供应商的能力和能力.

在模拟投资

CAD /凸轮CAE软件在产品设计和制造阶段提供了极大的优势. 今天, 计算机可以模拟大量的产品和场景, 允许BTE365真正的网站在原材料到达车间之前定制每一个方面. 使用3D CAD软件,BTE365真正的网站可以创建复杂的零件、装配件和 图纸 消除对实体原型的需求.

使用CAE(计算机辅助工程)软件, BTE365真正的网站可以分析单个部件以及整个装配件的应力, 缺陷, 影响, 热和流体流动. BTE365真正的网站甚至可以模拟制造过程的工具.g. 成型),并在装配线周围转移东西,以实现优化.

传统上,为了达到最优设计,需要进行多次试验和错误循环. 但随着模拟, 所有这些循环有时可以在几小时内完成, 节约宝贵的原材料资源, 与电力有关的时间和间接能源成本, 水等. 它也减少了浪费,因为只有少数产品是不合格的部分进入实际生产. 因此,这种生产方法是高度可持续的和有利可图的.

另一个 利用计算机辅助设计 它能很容易地与制造设备相结合吗 数控机器, 3D打印机等. 3 d打印技术, 特别是, 由于它是一种增材制造工艺,资源效率高吗. 材料是一层一层地添加,以创建不同于减法制造工艺的部分,如 . 因此,3D打印创造了零浪费. 这样的结果对制造商、客户和整个社会都是有益的. 即使3D打印并不总是适合大规模生产, 3D打印原型总是可以用于测试程序,如风洞测试.

可持续性Fractory

BTE365真正的网站的目标是引导制造业变得更加可持续. BTE365真正的网站的任务是通过消除所有不必要的步骤来简化采购过程. BTE365真正的网站不仅关注环境方面,BTE365真正的网站还将可持续发展作为一个更广泛的系统,由三个主要支柱组成:

  1. 环境可持续性 -是保护自然资源和保护全球生态系统以支持健康和福祉的责任, 现在和将来. BTE365真正的网站的目标是更有效地利用现有的机器,并通过分配工作,填补生产缺口,根据制造商的可用性, 交货时间, 专业知识, 功能. 由于有效的工作分配和通过在当地采购制造减少运输里程,减少了材料浪费, 从而减少排放到大气中的二氧化碳.

  2. 经济可持续性 -意味着在考虑到可持续性的其他方面的同时,以最公平和最合理的财政方式作出决定. 通过创建具有经济吸引力的云制造平台,BTE365真正的网站努力提高客户和供应商业务的经济可持续性, 节省客户和供应商的时间,同时管理他们的产品质量风险, 生产能力及运输.

  3. 社会可持续性 -是基于一个决定促进社会改善的概念. 在一般情况下, 未来的几代人应该拥有与现在这代人相同或更高质量的生活利益. BTE365真正的网站努力通过投资教育来帮助社会事业, 提高对工程和制造的普遍认识, 参与社区,分享BTE365真正的网站的知识和资源.

Conclusion

地球的资源水平正在快速下降,特别是在过去的几十年里. 这几十年来,生产和产品浪费都在增加. 与耐用产品相比,非耐用产品(使用时间不到3年的产品)所占的比例更大,因此产生的废物增加了许多倍.

可持续发展, 盲目的大众消费和一次性文化需要被抛弃. 如何在不损害经济的情况下实现这一目标,肯定需要一些时间和思考. 与此同时, DFS可以为BTE365真正的网站提供确保合理利用资源和将环境退化限制在可再生水平的方法.

一个有效的DFS策略必须考虑产品的整个生命周期,而不仅仅是产品的结束. 考虑到包装等因素可以显著减少浪费水平. 方向正确无疑是积极的第一步,但只有当BTE365真正的网站也获得正确的细节时,DFS的实际好处才会显现出来.

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