現(xiàn)代設(shè)計方法課件

產(chǎn)品的綠色設(shè)計目錄

8.1綠色設(shè)計產(chǎn)生的背景8.2綠色產(chǎn)品8.3綠色設(shè)計及其特點8.4綠色設(shè)計的主要內(nèi)容8.6綠色設(shè)計的發(fā)展8.5綠色產(chǎn)品的設(shè)計方法和關(guān)鍵技術(shù)8.1綠色設(shè)計產(chǎn)生的背景

工業(yè)革命以來，人類社會經(jīng)過100多年的快速發(fā)展，長期以來采用較為粗放的、大規(guī)模工業(yè)發(fā)展模式，目前已經(jīng)面臨社會發(fā)展與環(huán)境和資源之間的深刻矛盾綠色設(shè)計產(chǎn)生的背景主要表現(xiàn)為：

1）是綠色消費的必然要求

2）是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇

3）是消除貿(mào)易保護（壁壘）的有效方法消費領(lǐng)域存在的兩種循環(huán)：1）商品的生產(chǎn)循環(huán)2）商品的消費循環(huán)商品消費循環(huán)的弊端：1）新產(chǎn)品的生產(chǎn)需要耗用大量的原材料和能量，導(dǎo)致大量開采自然資源，使資源不斷地減少美國：幾乎已經(jīng)用盡了探明的錳、鉻、鎳、鋁土等礦產(chǎn)資源。據(jù)國外一些資料統(tǒng)計，按照當前的資源消耗率和開采量，在現(xiàn)有探明的礦產(chǎn)資源中，估計石油可供使用30年，鐵可供使用93年，天然氣可供使用58年、煤可供使用226年綠色設(shè)計是綠色消費的必然要求我國的人均資源占有量不足世界人均資源占有量的1/2。我國514個城市中，有2/3的城市不同程度缺水。據(jù)估計，到2020年，我國絕大多數(shù)礦產(chǎn)資源將短缺

2）新產(chǎn)品的生產(chǎn)過程還會影響人類身體健康并造成生態(tài)環(huán)境的惡化3）不斷增多的報廢和淘汰產(chǎn)品還會產(chǎn)生大量的廢棄物，而人類處理這些廢棄物的能力幾乎達到了極限4)綠色設(shè)計的先行者直接贏利促進了綠色產(chǎn)品及綠色設(shè)計的迅速發(fā)展全球氣候變暖同溫層臭氧耗竭和地面臭氧污染大氣污染水體污染生命健康受到損害可持續(xù)發(fā)展：以環(huán)境保護為重要內(nèi)容，實現(xiàn)資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟相協(xié)調(diào)發(fā)展。它是自然——經(jīng)濟——社會綜合系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展3）可持續(xù)發(fā)展使人們進一步認識到必須摒棄粗放型生產(chǎn)方式，走集約化生產(chǎn)的方式的道路可持續(xù)發(fā)展強調(diào)把發(fā)展問題放在優(yōu)先考慮的位置。從三個方面來理解1）可持續(xù)發(fā)展觀正確反映了人在自然界的位置及人與自然的關(guān)系，是科學(xué)的自然觀的反映2）可持續(xù)發(fā)展觀突破了狹隘的“經(jīng)濟資源論”，賦予了自然資源以經(jīng)濟學(xué)的意義，它既能維持生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡，又能維持社會經(jīng)濟系統(tǒng)的動態(tài)平衡

綠色設(shè)計是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇綠色設(shè)計是消除綠色貿(mào)易壁壘的有效方法綠色貿(mào)易壁壘（也稱綠色保護主義）：進口國政府以保護生態(tài)環(huán)境為由，以限制進口、保護貿(mào)易為目的，通過頒布復(fù)雜多樣的環(huán)保法規(guī)、條例，建立嚴格的環(huán)保技術(shù)標準和產(chǎn)品包裝要求，建立繁瑣的檢驗、認證和審批程序，實施環(huán)境標志制度，以及課征環(huán)境進口稅等方式對進口產(chǎn)品設(shè)置的貿(mào)易障礙

提高進口產(chǎn)品的環(huán)境監(jiān)測標準在數(shù)量和價格上限制沒有“環(huán)境標志”的產(chǎn)品進口嚴格審查進口產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中對自然環(huán)境的影響等貿(mào)易壁壘主要表現(xiàn)形式國際上有關(guān)綠色貿(mào)易壁壘的案例日本對進口大米規(guī)定了農(nóng)藥殘留檢測指標美國：1990年以保護海洋珍貴動物為由，禁止墨西哥等國的金槍魚及其制品進口對產(chǎn)品進行綠色設(shè)計，可以生產(chǎn)滿足社會和市場需要的綠色產(chǎn)品，從而克服貿(mào)易保護的限制，無論對社會的發(fā)展和經(jīng)濟的提高，還是提高產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力都具有重要的意義歐洲共同體各國聯(lián)合禁止進口含“偶氮”染料的紡織品丹麥要求所有進口的啤酒和飲料必須使用可重復(fù)利用的容器等我國：美國認為我國陶瓷產(chǎn)品中對人體有害的重金屬鉛嚴重超標，致使我國的陶瓷產(chǎn)品在美國市場中的份額大大下降，僅占同期日本同類產(chǎn)品的10%

我國：歐共體規(guī)定進口紡織品禁用的118種染料中就有104種正在為我國印染廠家使用

2002年聯(lián)合國在南非約翰內(nèi)斯堡召開的“可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議”通過的《關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的約翰內(nèi)斯堡宣言》與《可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議實施計劃》，其核心是提出了應(yīng)建立社會、經(jīng)濟、資源和環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1972年在瑞典斯德哥爾摩召開的“聯(lián)合國人類環(huán)境會議”通過的《人類環(huán)境行動計劃》1992年聯(lián)合國在巴西里約熱內(nèi)盧召開的“世界環(huán)境與發(fā)展大會”通過的《關(guān)于環(huán)境與發(fā)展的里約熱內(nèi)盧宣言》、《21世紀議程》8.2綠色產(chǎn)品8.2.1綠色產(chǎn)品的定義綠色產(chǎn)品的概念是20世紀70年代在美國政府起草的環(huán)境污染法規(guī)中首次提出的。但真正的綠色產(chǎn)品首先誕生于前聯(lián)邦德國綠色產(chǎn)品或稱為環(huán)境協(xié)調(diào)產(chǎn)品（EnvironmentalConsciousProduct——ECP），是相對于傳統(tǒng)產(chǎn)品而言。由于對產(chǎn)品“綠色程度”的描述和量化特征還不十分明確，因此，目前還沒有公認的權(quán)威定義,下面即為綠色產(chǎn)品的幾種主要定義方式：1.綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護為核心概念而設(shè)計生產(chǎn)的，可以拆卸并分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后，可以重新使用刊登在美國《幸?！冯p周刊上一篇題為“為再生而制造產(chǎn)品”的文章認為：綠色產(chǎn)品是指將重點放在減少部件，使原材料合理化和使部件可以重新利用的產(chǎn)品也有人把綠色產(chǎn)品看成是：一件產(chǎn)品在其使用壽命完結(jié)時，其部件可以翻新和重新利用，或能安全地把這些零部件處理掉，這樣的產(chǎn)品被稱為綠色產(chǎn)品還有人把綠色產(chǎn)品歸納為從生產(chǎn)到使用，乃至回收的整個過程都符合特定的環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，以及利用資源再生或回收循環(huán)再用的產(chǎn)品綜合上述分析，綠色產(chǎn)品就是在其生命周期全程中，符合特定的環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高，能源消耗最低的產(chǎn)品綠色產(chǎn)品的特點①優(yōu)良的環(huán)境友好性②最大限度地利用材料資源即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄、回收、處理處置的各個環(huán)節(jié)都對環(huán)境無害或危害甚小應(yīng)盡量減少材料使用量，減少使用材料的種類，特別是稀有昂貴材料及有毒、有害材料要求企業(yè)在生產(chǎn)過程中選用清潔的原料，清潔的工藝過程，生產(chǎn)出清潔的產(chǎn)品；用戶在使用產(chǎn)品時不或很少產(chǎn)生環(huán)境污染，并且不對使用者造成危害要求設(shè)計產(chǎn)品時，在滿足產(chǎn)品基本功能的條件下，盡量簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，合理選用材料，并使產(chǎn)品中零件材料能最大限度的再利用③最大限度地節(jié)約能源，綠色產(chǎn)品在其生命周期的各個環(huán)節(jié)所消耗的能源應(yīng)最少普通產(chǎn)品生命周期是指產(chǎn)品從“搖籃到墳?zāi)埂保╟radle-to-grave），即從產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售、使用乃至廢棄的所有階段綠色產(chǎn)品生命周期應(yīng)將其擴展成從“搖籃到再現(xiàn)”（cradle-to-reincarnation）的過程即除了普通產(chǎn)品壽命周期階段外，還應(yīng)包括廢棄（或淘汰）產(chǎn)品的回收、重用及處理處置階段⑤廢棄淘汰產(chǎn)品的回收、重用及處理處置過程。綠色產(chǎn)品生命周期包括以下五個過程①綠色產(chǎn)品規(guī)劃及設(shè)計開發(fā)過程②綠色產(chǎn)品制造與生產(chǎn)過程③產(chǎn)品使用過程④產(chǎn)品維護與服務(wù)過程8.2.2綠色產(chǎn)品的評價標準及其認證綠色產(chǎn)品至今尚無嚴格準確的行業(yè)標準，但從消費市場來看，目前得到公認的綠色標準包括以下三條：③產(chǎn)品使用后可以和易于拆卸、回收、翻新或能夠安全廢置并長期無慮①產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中少用資源和能源，并且不污染環(huán)境②產(chǎn)品在使用過程中能耗低，不會對使用者造成危害，也不會產(chǎn)生環(huán)境污染物目前，德國綠色標志產(chǎn)品已達7500多種，占其全國商品的30％1987年前聯(lián)邦德國出臺第一代綠色標志綠色產(chǎn)品的認證情況德國：德國水溶油漆自1981年開始被授于環(huán)境標志（綠色標志）以來，其貿(mào)易額已增加20％法國、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國：新加坡和馬來西亞：目前已有20多個國家對產(chǎn)品實施環(huán)境標志在1992年開始實施環(huán)境標志于1991年對產(chǎn)品實施環(huán)境標志

其后日本、美國、加拿大等國也相繼建立自己的綠色標志認證制度我國于1993年實行綠色標志認證制度，并制訂了嚴格的綠色標志產(chǎn)品標準3個綠色標志（環(huán)境標志或生態(tài)標志）：中國環(huán)境標志、有機食品標志、綠色食品標志其寓意為“全民聯(lián)合起來，共同保護人類賴以生存的環(huán)境”由青山、綠水、太陽及10個環(huán)所組成標志圖形的中心結(jié)構(gòu)表示人類賴以生存的環(huán)境外圍的十個環(huán)緊密結(jié)合，環(huán)環(huán)緊扣表示公眾參與，共同保護環(huán)境同時十個環(huán)的“環(huán)”字與環(huán)境的“環(huán)”同字中國環(huán)境標志各國環(huán)境標志有機食品標志有機食品：在生產(chǎn)加工中不使用化學(xué)農(nóng)藥、化肥、化學(xué)防腐劑和添加劑，也不用基因工程生物及其產(chǎn)物，因此它是真正源自自然、富營養(yǎng)、高品質(zhì)的安全環(huán)保生態(tài)食品該標志由國家環(huán)?？偩钟袡C食品發(fā)展中心認定頒發(fā)，主要認證對象是糧食、蔬菜、果品、畜禽、水產(chǎn)品和食用油等產(chǎn)品綠色食品綠色食品分為A級和AA級。A級標志為綠底白字，AA級標志為白底綠字。該標志由中國綠色食品協(xié)會認定頒發(fā)

綠色食品標志由三部分構(gòu)成，即：上方的太陽、下方的葉片和中心的蓓蕾，標志為正圓形，意為保護、安全A級綠色食品：系指在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量符合規(guī)定標準的產(chǎn)地，生產(chǎn)過程中允許限量使用限定的化學(xué)合成物質(zhì)，按特定的生產(chǎn)操作規(guī)程生產(chǎn)、加工，產(chǎn)品質(zhì)量及包裝經(jīng)檢測、檢查符合特定標準，并經(jīng)專門機構(gòu)認定，許可使用A級綠色食品標志的產(chǎn)品綠色認證產(chǎn)品：目前涉及七類產(chǎn)品，即家用制冷器具、氣溶膠制品、可降解地膜、車用無鉛汽油、水性涂料和衛(wèi)生紙等當前國際上綠色商品涉及諸多領(lǐng)域和范圍，如綠色汽車、綠色電腦、綠色相機、綠色冰箱、綠色包裝、綠色建筑等AA級綠色食品：指在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量符合規(guī)定標準的產(chǎn)地，生產(chǎn)過程中不使用任何有害化學(xué)合成物質(zhì)，按特定的生產(chǎn)操作規(guī)程生產(chǎn)、加工，產(chǎn)品質(zhì)量及包裝經(jīng)檢測、檢查符合特定標準，并經(jīng)專門機構(gòu)認定，許可使用AA級綠色食品標志的產(chǎn)品農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心副主任羅斌日前在哈爾濱市參加“２００６中國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全論壇”時表示，全國綠色食品生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)已達３６９５家，認證產(chǎn)品總數(shù)達到９７２８個8.3綠色設(shè)計及其特點與方法8.3.1綠色設(shè)計及其特點所謂綠色技術(shù)（GreenTechnolosy——GT）或西方稱之為“環(huán)境友善技術(shù)”（EnvironmentalSoundTechnology——EST），是減輕環(huán)境污染或減少原材料、自然資源使用的技術(shù)、工藝或產(chǎn)品的總稱綠色設(shè)計就是以綠色技術(shù)為原則所進行的產(chǎn)品設(shè)計綠色設(shè)計完整定義：即在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性（可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復(fù)利用性等），并將其作為設(shè)計目標，在滿足環(huán)境目標要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、質(zhì)量等產(chǎn)品生命周期概念原材料提取加工材料產(chǎn)品生產(chǎn)制造產(chǎn)品流通產(chǎn)品使用與服務(wù)產(chǎn)品回收材料拆卸材料拆卸材料拆卸環(huán)境：大地、大氣、海洋等①②③④能源回收或焚燒通過熱裂解的清潔燃料生產(chǎn)①直接再循環(huán)或重復(fù)利用②可直接利用成分的再制造③再循環(huán)材料的再加工④單體/原材料再生產(chǎn)品生命周期階段與環(huán)境的關(guān)系1.綠色設(shè)計擴大了產(chǎn)品的生命周期綠色設(shè)計的特點2.在設(shè)計與制造階段強調(diào)節(jié)約資源和能源制造過程中可能產(chǎn)生的廢棄物是什么，有毒成分的可能替代物是什么，報廢產(chǎn)品如何管理，設(shè)計對產(chǎn)品回收性有什么影響，零件材料對環(huán)境有何影響，用戶怎樣使用產(chǎn)品包含產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處理處置的各個階段，即從搖籃到再現(xiàn)的整個過程

3.綠色設(shè)計有利于環(huán)境保護，維護生態(tài)系統(tǒng)平衡

2）能源消耗的最少化

1）自然資源使用的最少化3）廢棄物產(chǎn)生的最少化4）對生態(tài)系統(tǒng)平衡的危害最小化5）對人類健康和安全的危害最小化任何產(chǎn)品首先必須具有其功能、質(zhì)量、壽命和經(jīng)濟性，否則綠色程度再高的產(chǎn)品也是沒有實際意義的綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的關(guān)系1.沒有傳統(tǒng)設(shè)計就沒有綠色設(shè)計3.綠色設(shè)計涉及機械制造學(xué)、材料學(xué)、管理學(xué)、社會學(xué)、環(huán)境學(xué)等諸多學(xué)科的內(nèi)容，具有較強的多學(xué)科交叉特性★傳統(tǒng)設(shè)計是綠色設(shè)計的基礎(chǔ)★綠色設(shè)計是對傳統(tǒng)設(shè)計的補充和完善傳統(tǒng)設(shè)計只有在原有的基礎(chǔ)上將環(huán)境屬性作為產(chǎn)品的設(shè)計目標之一，才能使所設(shè)計的產(chǎn)品滿足綠色性能的要求，具有市場的競爭力綠色設(shè)計要求設(shè)計人員在設(shè)計構(gòu)思階段就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保護生態(tài)環(huán)境與保證產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、壽命、成本的要求列為同等的設(shè)計目標，并保證在生產(chǎn)過程中能夠順利實施

綠色設(shè)計通常有三個主要階段，即：不是將注意力集中在產(chǎn)品本身。從產(chǎn)品的整體質(zhì)量考慮，設(shè)計人員不應(yīng)只根據(jù)物理目標設(shè)計產(chǎn)品，而應(yīng)以產(chǎn)品為用戶提供的服務(wù)或損害為主要依據(jù)①跟蹤材料流，確定材料輸入與輸出之間的平衡②對特殊產(chǎn)品或產(chǎn)品種類分配環(huán)境費用，并確定相應(yīng)的產(chǎn)品價值③對設(shè)計過程進行系統(tǒng)性研究2.設(shè)計依據(jù)、設(shè)計工藝、設(shè)計技術(shù)以及設(shè)計目的等方面不同8.4綠色設(shè)計的主要內(nèi)容主要內(nèi)容綠色產(chǎn)品的描述與建模

綠色設(shè)計的材料選擇與管理

產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計產(chǎn)品的可回收性設(shè)計綠色產(chǎn)品的成本分析

綠色設(shè)計數(shù)據(jù)

1.綠色產(chǎn)品的描述與建模例如冰箱產(chǎn)品：準確全面地描述綠色產(chǎn)品，建立系統(tǒng)的綠色產(chǎn)品評價模型是綠色設(shè)計的關(guān)鍵2.綠色設(shè)計的材料選擇與管理

1)選材時不僅要考慮產(chǎn)品的使用條件和性能，而且應(yīng)考慮環(huán)境約束準則選用無毒、無污染材料及易回收、可重用、易降解材料2)加強材料管理另一方面，達到壽命周期的產(chǎn)品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要采用一定的工藝方法進行處理，使其對環(huán)境的影響降低到最低限度一方面不能把含有有害成分與無害成分的材料混放在一起已提出了綠色產(chǎn)品的評價指標體系、評價標準制定原則利用模糊評價法對冰箱的“綠色程度”進行了評價3.產(chǎn)品的可回收性設(shè)計可回收性設(shè)計：在產(chǎn)品設(shè)計初期充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與回收性有關(guān)的一系列問題，最終達到零件材料資源、能源的最大利用，并對環(huán)境污染為最小的一種設(shè)計思想和方法③可回收性經(jīng)濟評價主要內(nèi)容有：①可回收材料及其標志②可回收工藝與方法④可回收性結(jié)構(gòu)設(shè)計3）潔凈的凈化工藝回收設(shè)計準則

1）結(jié)構(gòu)易于拆卸2）盡可能選取可整新的零件8）盡可能利用回收零部件或材料7）采用系列化、模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)6）限制材料種類，特別是塑料5）結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)有利于維修調(diào)整4）可重用零部件材料應(yīng)易于識別分類4.產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計

拆卸設(shè)計的定義：就是從產(chǎn)品或部件上有規(guī)律地拆下可用的零部件的過程，同時保證不因拆卸過程而造成對零部件的損傷拆卸設(shè)計的目的：

1）產(chǎn)品零部件的重復(fù)利用

2）材料的回收

3）元器件的回收拆卸設(shè)計的類型：

1）破壞性拆卸

2）部分破壞性拆卸

3）非破壞性拆卸拆卸設(shè)計準則1).明確拆卸對象

對有毒或者輕微毒性的零件或再生過程中會產(chǎn)生嚴重環(huán)境問題的零件應(yīng)該拆卸，以便于單獨處理，如焚化或填埋對于制造成本高、壽命長的零部件，應(yīng)盡可能易于拆卸對于由貴重材料制成的零部件應(yīng)能夠折卸，實現(xiàn)零部件重用或貴重材料的再生2).拆卸工作量最少準則(1)產(chǎn)品在滿足功能要求和使用要求的條件下，盡可能簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外形，減少組成零部件的數(shù)量的類型(2)盡量簡化拆卸工藝，減少拆卸時間，降低對維護、拆卸回收人員的技能要求

兩層含義：具體原則：盡量使用標準件和通用件通過零部件合并，盡量減少零部件數(shù)量盡量減少材料種類盡量使用兼容性能好的材料組合采用模塊化結(jié)構(gòu)常用熱塑性材料兼容性PEPVCPSPCPPPAPOMSANABSPE√×××√××××PVC×√×××××√√PS××√××××××PC×O×√×××√√PPo×××√××××PA××O××√×××POM××××××√××注：√–相容性好，o–相容性一般，×–相容性差緊固件數(shù)量最少準則緊固件類型統(tǒng)一準則簡單的拆卸運動準則盡量使用易于拆卸或者易于破壞的聯(lián)接方式

3).與結(jié)構(gòu)有關(guān)準則以塑料件為例，粘結(jié)工藝通常不適合面向拆卸回收的設(shè)計，因為在拆卸時需要很大的拆卸力，而且其表面殘余物在零件回收時很難去除。但是如果零件和粘結(jié)劑采用同一種材料，則可一起回收，可以用于面向拆卸回收的設(shè)計中

4).易于拆卸準則非剛性零件準則標準化準則便于抓取準則產(chǎn)品設(shè)計時，盡量采用剛性零件設(shè)計合理的拆卸基準合理的拆卸基準不僅有助于方便省時地拆卸各種零件，還易于實現(xiàn)拆卸自動化設(shè)置合理的排放口位置封裝有毒、有害材料5).易于分離準則一次表面準則便于識別分類準則常用的識別方法有：顏色識別標志模壓標志條形識別標志減少零件多樣性準則利用模塊化設(shè)計原理，盡量采用標準零部件盡量減少鑲嵌物應(yīng)防止要拆卸的零部件受到污染或腐蝕6).產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可預(yù)估準則產(chǎn)品在維護時，由于存在污染、腐蝕、磨損等因素會使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不確定性為了在產(chǎn)品廢棄淘汰時，其結(jié)構(gòu)的不確定性減少產(chǎn)品在維護時使產(chǎn)品的最終狀態(tài)與原始狀態(tài)之間不發(fā)生了較大的改變避免將易老化或易被腐蝕的材料與需拆卸、回收的材料零件組合5.綠色產(chǎn)品的成本分析成本分析時，就必須考慮污染物的替代、產(chǎn)品拆卸、重復(fù)利用成本、特殊產(chǎn)品相應(yīng)的環(huán)境成本等6.綠色設(shè)計數(shù)據(jù)庫內(nèi)容為：材料成分、各種材料對環(huán)境的影響值、材料自然降解周期、人工降解時間、費用綠色設(shè)計數(shù)據(jù)庫：應(yīng)包括產(chǎn)品壽命周期中與環(huán)境、經(jīng)濟等有關(guān)的一切數(shù)據(jù)制造、裝配、銷售、使用過程中所產(chǎn)生的附加物數(shù)量及對環(huán)境的影響值環(huán)境評估準則所需的各種判斷標準等

知識作用：主要用于設(shè)計過程中的選擇與決策，如材料選擇、方案選擇、拆卸結(jié)構(gòu)決策、設(shè)計結(jié)果決策等(1).綠色設(shè)計數(shù)據(jù)種類和知識的種類綠色設(shè)計數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品生命周期過程中的所有數(shù)據(jù)。為分靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)是指經(jīng)過標準化和規(guī)范化的設(shè)計數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)是指在設(shè)計過程中產(chǎn)生的有關(guān)信息綠色設(shè)計中，除了涉及大量數(shù)據(jù)外還涉及大量的知識為：公理性知識經(jīng)驗性知識標準型知識等(2).綠色設(shè)計的數(shù)據(jù)與知識的獲取與表達綠色設(shè)計數(shù)據(jù)與知識的獲取應(yīng)做到：(a）設(shè)計數(shù)據(jù)與知識表達方式規(guī)范化和標準化三層含義：①數(shù)據(jù)與知識內(nèi)容表達規(guī)范化；②數(shù)據(jù)與知識內(nèi)容表達方式的文本格式標準化③數(shù)據(jù)與知識獲取界面的規(guī)范化數(shù)據(jù)與知識的獲取一般分兩步進行：（b）設(shè)計數(shù)據(jù)與知識獲取方式規(guī)范化和方便化②輸入、維護、管理①收集、整理、歸納、總結(jié)和分類是通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。用于綠色設(shè)計數(shù)據(jù)與知識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有串、棧、表、樹、圖以及框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等綠色設(shè)計數(shù)據(jù)與知識的表達8.5綠色產(chǎn)品的設(shè)計方法和關(guān)鍵技術(shù)綠色設(shè)計是一種集成設(shè)計，它是設(shè)計方法集成和設(shè)計過程集成設(shè)計方法:是一種綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)、并行工程、壽命周期設(shè)計的一種發(fā)展中的系統(tǒng)設(shè)計方法，是集產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、壽命和環(huán)境為一體的設(shè)計系統(tǒng)綠色產(chǎn)品設(shè)計的系統(tǒng)框圖

3）綠色設(shè)計數(shù)據(jù)資料的收集整理與數(shù)據(jù)庫的建立綠色設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個方面：1）綠色產(chǎn)品評價體系、方法的研究2）綠色設(shè)計模型的建立4）綠色設(shè)計方法的系統(tǒng)研究及知識庫的建立在未來10年內(nèi)，綠色產(chǎn)品有可能成為世界主要商品市場的主導(dǎo)產(chǎn)品我國綠色產(chǎn)品的發(fā)展和世界發(fā)達國家相比，無論是在范圍還是數(shù)量上都有很大差距，尚處于初步發(fā)展階段8.6綠色設(shè)計的發(fā)展國際經(jīng)濟專家分析認為：目前的綠色產(chǎn)品比例大約為5%～10%目前世界許多著名公司都積極致力于綠色設(shè)計技術(shù)的研究和綠色產(chǎn)品的開發(fā)，如日本尼桑公司正在開發(fā)綠色汽車，富士公司投放市場的即可拍“綠色相機”；美國IBM公司研究開發(fā)的綠色電腦等，都取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益正在開展國家自然科學(xué)基金項目－－環(huán)境綠色技術(shù)評價體系的研究機械科學(xué)研究院：完成了國家科委“九五”攻關(guān)項目－－清潔生產(chǎn)技術(shù)選擇與數(shù)據(jù)庫的建立機械工業(yè)基金項目－－綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展趨勢及對策研究圍繞機械工業(yè)中九個行業(yè)對綠色技術(shù)需求和綠色設(shè)計技術(shù)自身發(fā)展趨勢進行了調(diào)研，在國內(nèi)首次提出適合機械工業(yè)的綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展體系車輛的拆卸和回收技術(shù)的研究以環(huán)境保護綠色技術(shù)評價體系為研究載體，將ETV（環(huán)境技術(shù)評估）評價技術(shù)導(dǎo)入機械制造業(yè)的綠色設(shè)計、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和ETV評價體系為創(chuàng)建綠色大學(xué)，已將綠色工程技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展和支持項目，在美國“ChinaBridge”基金和國家自然科學(xué)基金會的支持下，已與美國“TexasTechUniversity”先進制造實驗室建立了關(guān)于綠色設(shè)計技術(shù)研究的國際合作關(guān)系，對全生命周期建模等綠色設(shè)計理論和方法進行系統(tǒng)研究，取得一定進展清華大學(xué)上海交通大學(xué)針對汽車開展可回收性綠色設(shè)計技術(shù)的研究與法國柏林工業(yè)大學(xué)IWF研究所建立了合作關(guān)系，在廢棄工業(yè)品回收方面展開了研究工作與Ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題與內(nèi)貿(mào)部中國物資再生利用華東分公司合作，撰寫了“探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報告”承擔了國家自然科學(xué)基金和國家863／CIMS主題資助的關(guān)于綠色制造技術(shù)的研究項目

重慶大學(xué)清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)及實施策略可持續(xù)發(fā)展CIMS（S－CIMS）的體系結(jié)構(gòu)研究清潔化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)華中理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高院校也開展了綠色制造技術(shù)研究四個組成部分：系統(tǒng)單元、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、邊界條件、輸入和輸出要素系統(tǒng)單元:完成某種功能而無需進一步劃分的單元，即系統(tǒng)相互聯(lián)系和作用的基本組成要素系統(tǒng)結(jié)構(gòu):反映著系統(tǒng)內(nèi)部各個單元之間的關(guān)系，即相互聯(lián)系和作用的聯(lián)接形式邊界條件:系統(tǒng)與外部環(huán)境作用的界面

確定邊界的主要依據(jù)是：

2.1技術(shù)系統(tǒng)的組成和處理對象在所研究的具體條件下，當該單元發(fā)生變化時，看是否對系統(tǒng)功能產(chǎn)生決定性影響，看是否應(yīng)當把某個或某些單元包括在系統(tǒng)內(nèi)部14:18:05系統(tǒng)又分為開放的和封閉的系統(tǒng)的行為通常表現(xiàn)為它與外部環(huán)境的相互聯(lián)系和作用，可以用該系統(tǒng)的輸入和輸出來表征自行車為例說明系統(tǒng)的組成14:18:05工程技術(shù)系統(tǒng)的示意圖14:18:052.2系統(tǒng)分析設(shè)計方法2.2.1設(shè)計過程剖析系統(tǒng)或產(chǎn)品的設(shè)計過程可概略地劃分為：產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計階段機床設(shè)計類似的四個階段：1)調(diào)查研究

2)方案擬定

3)工作圖設(shè)計4)樣機試制和鑒定2.2.2產(chǎn)品規(guī)劃明確所設(shè)計的系統(tǒng)或產(chǎn)品的目的、任務(wù)和要求，并用設(shè)計任務(wù)書的形式表達出來1.市場需求分析設(shè)計師在給定的條件（稱為約束條件）下，設(shè)計出滿足需要的最佳系統(tǒng)14:18:051)消費者對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量和數(shù)量等具體要求2)現(xiàn)有類似產(chǎn)品的銷售情況和銷售趨勢3)競爭對手和潛在競爭對手在技術(shù)、經(jīng)濟方面的優(yōu)缺點及發(fā)展趨向4)主要原料、配料的半成品的現(xiàn)狀、價格和發(fā)展趨勢等2.可行性分析技術(shù)分析――技術(shù)方案中的創(chuàng)新點和難點以及解決它們的方法和技術(shù)路線等分析經(jīng)濟分析――成本和性能價格比分析，即如何以最少的人力、物力獲得最佳的功能和經(jīng)濟效果的價值優(yōu)化分析社會分析14:18:05可行性報告的大致內(nèi)容有：1）產(chǎn)品開發(fā)的必要性，市場調(diào)查和預(yù)測情況3）從技術(shù)上預(yù)期能達到的水平，經(jīng)濟效益和社會效益的分析2）有關(guān)產(chǎn)品的國內(nèi)外水平、發(fā)展趨勢4）在設(shè)計、工藝等方面需要解決的關(guān)鍵問題5）投資費用及時間進程計劃6）現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性及準備采取的措施3.設(shè)計要求的擬定根據(jù)產(chǎn)品功能和性能提出設(shè)計參數(shù)和相關(guān)的指標2.2.3方案設(shè)計功能分析和原理方案擬定14:18:05例2.1：要求設(shè)計一“跑得快、會吱吱叫、會游泳的動物”按功能考慮來確定初步設(shè)計方案14:18:05成都飛機工業(yè)公司和巴基斯坦航空綜合公司共同開發(fā)

“梟龍”戰(zhàn)機(1992~2004)

“梟龍”戰(zhàn)機采用了先進的“蚌”式進氣道創(chuàng)新技術(shù)，并可實現(xiàn)超視距攻擊和精確對地攻擊。該型戰(zhàn)機全長約14米，高約5米，實用升限為1.6萬多米，配備一臺渦扇發(fā)動機，最大時速在2馬赫以內(nèi)，最大起飛重量只有12噸，作戰(zhàn)半徑達1300多公里，配備了先進的飛行控制系統(tǒng)，具有很高的機動性能。其武器外掛點達7個，載彈量為3.9噸，包括空戰(zhàn)導(dǎo)彈、對地攻擊和對海攻擊導(dǎo)彈。其中，在空戰(zhàn)方面，它可以攜帶近距離和超視距導(dǎo)彈。在對地攻擊方面，它可以攜帶激光制導(dǎo)炸彈和反雷達導(dǎo)彈等武器。其海軍型可以配備法國的“飛魚”反艦導(dǎo)彈。一旦需要，該型機還可安裝受油系統(tǒng)，進行空中加油，航程可達到3000多公里14:18:05巴基斯坦軍方人員正在興高采烈地體驗梟龍FC-1(JF-17“雷聲”)戰(zhàn)機巴基斯坦軍方和軍事觀察家們給予了很高的評價。巴基斯坦前國防部負責(zé)國防生產(chǎn)的中將塔里克·馬蘇德對《世界新聞報》記者表示，“梟龍”戰(zhàn)機是一款非常先進的輕型戰(zhàn)機。無論是它的機載武器系統(tǒng)﹑航電系統(tǒng)，還是它的超視距攻擊能力來講，都是非常優(yōu)秀的14:18:05整個戰(zhàn)機進行一個“技術(shù)定位”梟龍戰(zhàn)斗機整體的性能定位在準第三代戰(zhàn)機以及較高的性能價格比然后將系統(tǒng)功能再進一步細化，設(shè)計出該機各分系統(tǒng)的技術(shù)標準，進而選擇相關(guān)的航電、液壓、武器等到分系統(tǒng)技術(shù)裝備

第一“夠用”，不盲目追求各個分系統(tǒng)具有先進的技術(shù)各分系統(tǒng)性能設(shè)計原則：第二將各分系統(tǒng)性能發(fā)揮到極限，絕不浪費由于采用了當代先進的設(shè)計和制造技術(shù)，梟龍飛機達到第三代戰(zhàn)斗機的綜合作戰(zhàn)效能，能與當今先進戰(zhàn)斗機抗衡，同時具有輕小型、低成本、高機動﹑大航程﹑優(yōu)良的起降性能和先進的航電﹑武器等特點，完全適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求和軍用飛機的市場需求最終的評價14:18:05功能分析的優(yōu)點1)可以啟發(fā)創(chuàng)造性2)可以全面掌握對產(chǎn)品各方面的要求，不致遺漏3)可以避免設(shè)計的盲目性，特別是針對引進產(chǎn)品，在測繪時可以避免不管有用無用，照搬不誤，不作任何改動，甚至鬧出笑話的弊病4)可以全面考慮功能和成本的關(guān)系，以求價值優(yōu)化。得到質(zhì)高價廉的產(chǎn)品分析系統(tǒng)總功能方法：“黑箱法”14:18:05“黑箱法”是即根據(jù)系統(tǒng)的某種輸入，要求獲得什么樣的輸出的功能要求，從中尋找出某種規(guī)律來實現(xiàn)輸入和輸出之間的轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的解決方法，從而推出黑箱的功能結(jié)構(gòu)的一種方法。功能元類型類型有：物理功能元，邏輯功能元和數(shù)學(xué)功能元三類數(shù)學(xué)功能元：實現(xiàn)加、減、乘、除、開方、乘方以及微分、積分運算功能的機械、電子、電器等組件14:18:05物理功能元：反映系統(tǒng)或設(shè)備中的能量、物料、信號變化的基本物理作用的物理功能元類型：功能轉(zhuǎn)換類、功能縮放類、功能聯(lián)接類、功能貯存類14:18:05功能轉(zhuǎn)換類：――能量、運動形式、材料性質(zhì)、物態(tài)和信號種類的轉(zhuǎn)換功能縮放類：――物理量的放大、縮小和物料性質(zhì)的縮放（如壓力和電壓間的變化）功能聯(lián)接類：――能量、物料和信號同質(zhì)或不同質(zhì)數(shù)量上的結(jié)合功能貯存類：――它體現(xiàn)一定時間范圍內(nèi)保存的功能功能元的求解1)參考有關(guān)資料、專利或產(chǎn)品求解2)利用各種創(chuàng)造性方法以開闊思想來探求解法3)利用設(shè)計目錄求解設(shè)計目錄是把能實現(xiàn)某種功能的各種原理和結(jié)構(gòu)綜合在一起的一種表格或分類資料14:18:05轉(zhuǎn)動變成移動14:18:05求系統(tǒng)原理解的方法：功能綜合法把系統(tǒng)功能元和局部解分別作為縱橫坐標，列出“功能求解綜合表”，從每個功能元取出一種局部解進行有機組合，構(gòu)成一個系統(tǒng)解的方法例2.2對于挖掘機的設(shè)計，我們采用功能綜合法來求解它的原理方案1）功能分析2)列出各功能元及其局部解的功能求解綜合表功能元局部解123456A.動力源電動機汽油機柴油機蒸氣透平液動機氣動馬達B.移位傳動齒輪傳動蝸桿傳動帶傳動鏈傳動液力耦合器C.移位軌道及車輪輪胎履帶氣墊D.取物傳動拉桿繩傳動氣缸傳動液壓缸傳動E.取物挖斗抓斗鉗式斗3)可能方案數(shù)N＝6×5×4×4×3=1440如A1+B4+C3+D2+E1--履帶式挖掘機--液力輪胎式挖掘機A5+B5+C2+D4+E214:18:052.3系統(tǒng)設(shè)計的展望機電一體化方向發(fā)展人機工程學(xué)方向發(fā)展綠色設(shè)計方向發(fā)展14:18:052.4價值工程2.4.1價值工程的起源與發(fā)展起源于美國，40年代由美國通用電氣公司設(shè)計工程師L.D.麥爾斯（L.D.Miles）首創(chuàng)2.4.2價值工程的基本概念一種運用集體智慧和有組織的活動，著重對產(chǎn)品（或服務(wù)）進行功能分析，使之以最低的總成本（壽命周期成本），可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品（或服務(wù)）必要的功能，從而提高產(chǎn)品（或服務(wù)）價值的科學(xué)的技術(shù)經(jīng)濟分析方法14:18:051.價值工程的特征1）著重于提高產(chǎn)品的價值不同于成本管理與質(zhì)量管理2）側(cè)重于研制階段開展工作3）把功能分析作為自己獨特的研究方法4）把技術(shù)問題和經(jīng)濟問題緊密結(jié)合2.價值工程的三個基本要素

功能價值成本

政治經(jīng)濟學(xué)價值：統(tǒng)濟學(xué)價值：貸幣表示事物的有益程度財會計算成本

功能成本

產(chǎn)品的用途實現(xiàn)功能所支付的全部費用

凝結(jié)在商品中的一般的、無差別的人類勞動14:18:05功能分類：（1）按重要程度標志分基本功能和輔助功能（2）按滿足要求性質(zhì)的標志分使用功能和美觀功能(3）按用戶用途標志分必要功能和不必要功能2.4.3價值工程的工作程序價值工程以功能分析為核心，它有一套發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科學(xué)的、系統(tǒng)的、卓有成效的方法7個提問：①它是什么？②它是干什么用的？③它的成本是多少？④它的價值是多少？⑤有其他方法能實現(xiàn)這個功能嗎？⑥新的方案成本是多少？⑦新的方案能滿足要求嗎？14:18:05價值工程的工作順序為：1.選擇價值工程對象一般重點選擇以下幾類缺點和問題較多，改進潛力較大的產(chǎn)品4)使用中功能不滿足要求，性能差，可靠性差，用戶不滿意的產(chǎn)品1)設(shè)計年代久，多年沒有改進的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)陳舊，工藝落后，性能差，效率低2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件數(shù)較多的產(chǎn)品3)制造成本較高，影響市場競爭的產(chǎn)品2.收集情報

對象選擇的基本原則是：在生產(chǎn)經(jīng)營上有迫切的必要性，在改進功能、降低成本上有取得較大成果的潛力14:18:053.功能分析包括功能定義、功能分類、功能整理和功能評價

功能定義所回答的是“它是作什么用的？”的提問功能分類是指確定功能的類型和重要程度評價功能所回答的是“成本是多少？”和“價值是多少？”的提問，找最低成本功能整理是確切地定義功能并制作功能系統(tǒng)圖，用來表示功能間的“目的”和“手段”關(guān)系，確定和去除不必要功能14:18:054.創(chuàng)造新方案5.分析與評價方案6.驗證和定案2.4.4價值工程常用的技術(shù)方法對象選擇的方法，功能評價的方法，方案創(chuàng)造的方法，方案評價和選優(yōu)的方法1.對象選擇的方法（1）ABC分析法（成本比重分析法或巴雷特（Pareto）分析法）（2）百分比法按某項費用或某種資源，在不同產(chǎn)品和作業(yè)中或某一產(chǎn)品或作業(yè)的不同組成部分中，所占的比重大小來選擇對象的方法14:18:05產(chǎn)品ABCDEFG合計動力消耗比重（％）34291710532100某廠生產(chǎn)用的動力消耗（3）產(chǎn)品壽命周期法壽命周期四個階段：投產(chǎn)期，發(fā)展期，成熟期和衰退期14:18:052.功能評價的具體方法1）確定一個產(chǎn)品（或部件）的全部零件的現(xiàn)實成本2）把零件成本核算成功能成本3）確定功能的必要成本（最低成本，也稱目標成本）4）計算各功能的價值14:18:054.方案評價和選優(yōu)方法（l）優(yōu)缺點列舉法（2）定量評價法第一類是直接打分法第二類是加權(quán)打分法5）按價值系數(shù)從小到大的順序排隊，確定價值工程對象、重點、順序和目標3.方案創(chuàng)造的方法（略）若價值系數(shù)等于１，則功能與成本相當若價值系數(shù)大于１，則零件功能重要，所花成本偏低，應(yīng)予調(diào)整若價值系數(shù)小于１，則成本偏高，與功能重要性不相適應(yīng)，應(yīng)降低成本，以提高價值14:18:05例：某廠ZQ型減速器系列是解放初引進前蘇聯(lián)的老產(chǎn)品，壽命短、性能差，決定以此減速器系列作為價值分析的對象?，F(xiàn)以圖示的PM650（總中心距650mm，總傳動比31.495）舊減速器為例進行分析。14:18:051.用ABC分析法對減速器功能元件進行分析將零件按成本高低排列后，發(fā)現(xiàn)箱體、箱蓋、大齒輪、小齒輪、齒輪軸１、齒輪軸２、軸3等７個零件僅占總數(shù)的6.48%，而其成本占總成本的的比例為83.16%，被列為Ａ類產(chǎn)品，是價值分析的對象，如下表所示。零件名稱件數(shù)PM650總零件數(shù)A類占零件總數(shù)的比例成本/元PM650總成本/元A類占總成本的比例箱體11086.48%25375269.2683.16%箱蓋１618大齒輪1552小齒輪1231齒輪軸１1190齒輪軸２1143軸３111114:18:052.Ａ類零件功能系數(shù)分析Ａ類零件的重要程度為：箱體＞箱蓋＞齒輪軸１＞齒輪軸２＞（大齒輪＝小齒輪）＞軸３四分制評分矩陣Ａ類零件功能系數(shù)分析如下表所示四分制評分矩陣功能元件箱體箱蓋大齒輪小齒輪齒輪軸１齒輪軸２軸３箱體X344444230.274箱蓋1X44344200.238大齒輪00X201360.071小齒輪002X01360.071齒輪軸１0144X34160.191齒輪軸２00331X4110.131軸３001100X20.024合計上一１上二０下一３下隔一４相等２14:18:053.Ａ類零件價值系數(shù)分析由上表可知，箱體的大齒輪的系數(shù)《１，成本過高，應(yīng)著重改進。兩個齒輪軸的價值系數(shù)》１，功能與成本也不適應(yīng)，可考慮進行調(diào)整。價值分析的重點是箱體和大齒輪功能元解成本Ｃi

/元成本系數(shù)功能系數(shù)fi價值系數(shù)箱體2.5370.5790.2740.47箱蓋6180.1410.2381.69大齒輪5520.1260.0710.56小齒輪2310.0530.0711.34齒輪軸１1900.0430.1914.44齒輪軸２1430.0331.1313.97軸３1110.0250.0240.96總計4382111、學(xué)科命名的由來其他：工程心理學(xué)（前蘇聯(lián)）；工效學(xué)、宜人學(xué)、人體工程學(xué)、人機學(xué)、運行工程學(xué)、機構(gòu)設(shè)備利用學(xué)、人機控制學(xué)等(我國）9.1人機工程學(xué)的定義

歐洲：工程學(xué)，生物工藝學(xué)，工程心理學(xué)，應(yīng)用實驗心理學(xué)以及人體狀態(tài)學(xué)美國：人類因素學(xué)(HumanFactors)或人類因素工程學(xué)(HumanFactorsEngineering)。（日本）:人間工學(xué)2、人機工程學(xué)的定義（一）國際人機工程學(xué)會（InternationalErgonomicsAssociation）：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。2、人機工程學(xué)的定義（二）

《中國企業(yè)管理百科全書》將人機工程學(xué)定義為：研究人和機器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計的機器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點，達到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。2、人機工程學(xué)的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學(xué)是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點，分析研究人與機械、人與環(huán)境以及機械與環(huán)境之間的相互作用，為設(shè)計操作簡便省力、安全、舒適，人—機—環(huán)境的配合達到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法的科學(xué)。因此，人機工程學(xué)可定義為：按照人的特性設(shè)計和改善人—機—環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。環(huán)境——是指人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學(xué)環(huán)境和社會環(huán)境等（1）人—機—環(huán)境的具體含義：3、具體含義說明人——指操作者或使用者機——泛指人操作或使用的物，可以是機器。也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等人—機—環(huán)境系統(tǒng)——是指由共處于同一時間和空間的人與其所使用的機以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人—機系統(tǒng)（2）人—機—環(huán)境之間的關(guān)系：相互依存；相互作用；相互制約。（3）人機工程學(xué)的特點：學(xué)科邊界模糊；學(xué)科內(nèi)容綜合性強；涉及面廣。（4）人機工程學(xué)的研究對象：人—機—環(huán)境系統(tǒng)的整體狀態(tài)和過程。（5）人機工程學(xué)的任務(wù)：使機器的設(shè)計和環(huán)境條件的設(shè)計適應(yīng)于人，以保證人的操作簡便省力、迅速準確、安全舒適，心情愉快，充分發(fā)揮人、機效能，使整個系統(tǒng)獲得最佳經(jīng)濟效益和社會效益。9.2人機工程學(xué)的發(fā)展史（階段）發(fā)展史早期歷史（20世紀前期）人機工程職業(yè)的誕生（1945—1960年）快速發(fā)展時期（1960—1980年）

計算機、災(zāi)難和訴訟（1980—1990年）1990年以后早期歷史—萌芽階段（使人適應(yīng)機器）19世紀晚期——

20世紀初期：第二次世界大戰(zhàn)前這個時期對人機關(guān)系得考慮是通過選擇和培訓(xùn)，使人適應(yīng)于機器，滿足工作的需要。研究偏重于心理學(xué)角度。20世紀早期FrankGilbreth和LillianGilbreth夫婦二人開始進行動作研究方面的工作，例如他們對外科手術(shù)過程的研究成果，直到今天人們還在使用。他們被認為是人因工程學(xué)領(lǐng)域先驅(qū)之一職業(yè)的誕生形成階段1945——1960年1945年美國軍方成立《工程心理實室》1949年人機工程研究會在英國成立，第一本有關(guān)人機的書《應(yīng)用經(jīng)驗心理學(xué)：工程設(shè)計中的人因?qū)W》出版1950年英國成立了世界上第一個人類工效學(xué)會1957年9月美國政府出版周刊《人的因素學(xué)會》1960年國際人機工程協(xié)會成立（使機器適應(yīng)人）快速發(fā)展發(fā)展階段1960—1980年隨后，人機工程學(xué)迅速發(fā)展，開始在軍事和航天工業(yè)以外的領(lǐng)域得以應(yīng)用，包括醫(yī)藥公司、計算機公司、汽車公司和其他消費公司（仍然不為普通人所了解）到60年代，美國的人機工程學(xué)基本集中在復(fù)雜的軍事工業(yè)的應(yīng)用上隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人機工程學(xué)迅速成為航天工業(yè)的一個重要部分工廠也開始意識到人機工程學(xué)在工作場地和產(chǎn)品設(shè)計方面的重要性

重新認識階段1980—1990年1984年12月4日UnionCarbide殺蟲劑工廠有毒物質(zhì)泄漏，4000人死亡，20000人受傷；（人機工程學(xué)的重要性）1979年美國賓夕法尼亞州三里島（ThreeMile）的核電站事故，當時一個半熔化過程釋放出的放射性物質(zhì)使附近幾千名居民被迫撤離1989年P(guān)hillipsPetroleum塑料工廠在一場爆炸中夷為平地。1986年蘇聯(lián)Chernobyl核電站事故，300人死亡科學(xué)發(fā)展階段1990年以后人類空間站的建立計算機和計算機工程的應(yīng)用藥物器械設(shè)計和老年人產(chǎn)品設(shè)計人民生活和工作質(zhì)量設(shè)計（人—機—環(huán)境系統(tǒng)的建立）9.3人機工程學(xué)學(xué)科體系人機工程學(xué)人體科學(xué)

技術(shù)科學(xué)環(huán)境科學(xué)生理學(xué)心理學(xué)勞動衛(wèi)生學(xué)人體測量學(xué)人體力學(xué)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)環(huán)境心理學(xué)環(huán)境保護學(xué)環(huán)境檢測學(xué)工業(yè)設(shè)計工程設(shè)計安全工程系統(tǒng)工程機械工程管理工程

9.4人機工程學(xué)研究的內(nèi)容和方法（一）人機工程學(xué)的內(nèi)容各國人機工程研究的基本狀況—由于各國學(xué)科和工業(yè)基礎(chǔ)不同，各國人機工程的研究方向和側(cè)重點也有所不同美國側(cè)重工程和人際關(guān)系法國側(cè)重勞動生理學(xué)前蘇聯(lián)注重工程心理學(xué)保加利亞偏重人體測量捷克、印度等注重勞動衛(wèi)生學(xué)目前常用的研究方法有：研究方法觀察法實測法實驗法計算機數(shù)值仿真法調(diào)查研究法分析法人機工程學(xué)研究的方法：

觀察和分析作業(yè)過程和工藝流程中存在的問題測量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過程中的心理狀態(tài)和各種生理指標的動態(tài)變化進行模型實驗或用計算機進行模擬實驗調(diào)查、詢問或直接觀察人在作業(yè)時的行為和反應(yīng)特征對時間和動作的分析研究分析差錯和意外事故的原因運用數(shù)字和統(tǒng)計學(xué)的方法找出各變數(shù)之間的相互關(guān)系，以便從中得出正確的結(jié)論或發(fā)展有關(guān)理論測量人體各部分靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)1961年在瑞典斯得哥爾摩舉行首次國際人機工程會議。國際標準化組織（ISO）1975年成立了國際人機工程標準委員會（TC—159）9.5人機工程學(xué)的國內(nèi)外發(fā)展狀況1982年在日本東京舉行第八次國際人機工程會議美國21世紀信息技術(shù)計劃中的基礎(chǔ)研究內(nèi)容為4項：軟件、人機交互、網(wǎng)絡(luò)、高性能計算機。其中，人機建模研究在信息技術(shù)中被列為與軟件技術(shù)和計算機技術(shù)等并列的六項國家關(guān)鍵技術(shù)之一，并被認為“對于計算機工業(yè)有著突出的重要性，對其它工業(yè)也很重要”美國國防關(guān)鍵技術(shù)計劃不僅把人機交互列為軟件技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，而且還專門增加了與軟件技術(shù)并列的人機界面這項內(nèi)容日本也提出了FPIEND21計劃（Future

Personalized

Information

Environment

Development），其目標就是要開發(fā)21世紀個性化的信息環(huán)境中國：人機工程學(xué)的研究在20世紀30年代開始有少量和零星的開展系統(tǒng)和深入的開展則在“文革”以后1980年4月，國家標準局成立了全國人類工效學(xué)標準化技術(shù)委員會，統(tǒng)一規(guī)劃、研究和審議全國有關(guān)人類工效學(xué)的基礎(chǔ)標準的制定1984年，國防科工委成立了國家軍用人－機－環(huán)境系統(tǒng)工程標準化技術(shù)委員會1989年又成立了中國人類工效學(xué)學(xué)會，再在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會會刊《人類工效學(xué)》季刊20世紀90年代初，北京航空航天大學(xué)首先成立了我國該專業(yè)的第一個博士學(xué)科點，隨后南京航空航天大學(xué)、西北工大、北京理工大學(xué)、北大醫(yī)學(xué)部等大學(xué)也先后成立了相應(yīng)的專業(yè)我國人機發(fā)展進程我國973、S-863、十五計劃及未來的十一五計劃均將人機交互列為主要內(nèi)容一些廠商把“以人為本”、“人體工學(xué)”的設(shè)計作為產(chǎn)品的賣點，9.6人機工程的應(yīng)用領(lǐng)域包括事故與安全、事故調(diào)查、事故改造、健康與安全、健康人機工程、危險分析、健康與安全課題、健康與安全規(guī)則的應(yīng)用、工業(yè)工作壓力、機器防護、安全文化與安全管理、安全文化評價與改進、警示與提醒技術(shù)、安全概率分析（1）事故、健康與安全解剖學(xué)、人體測量、人體測量和工作空間設(shè)計、生物力學(xué)、殘疾人設(shè)計、姿勢和生物力學(xué)負荷研究、工作中的滑倒、差錯研究、背部疼痛、聽覺障礙研究（2）人體工作行為解剖學(xué)和人體測量認知技能和決策研究、法律人機工程、團隊工作、過程研究（3）認知工效學(xué)和復(fù)雜任務(wù)軟件設(shè)計、軟件發(fā)展、軟件人機工程、執(zhí)行和可用性（4）計算機軟件人機工程

設(shè)計與布局：計算機產(chǎn)品和外設(shè)的設(shè)計與布局、計算機終端工作站、顯示屏設(shè)備與規(guī)則、顯示屏健康與安全、辦公環(huán)境人機工程研究（5）計算機終端（7）控制室設(shè)計：控制臺和控制室的布局設(shè)計、控制室人機工程（6）顯示與控制布局設(shè)計：顯示與控制信息的選擇與設(shè)計專家論證調(diào)查研究、法律人機工程、工作賠償申訴、傷害訴訟、傷害原因、訴訟支持（8）環(huán)境人機工程環(huán)境狀況和因素分析、噪音測量、工作中的聽力損失、熱環(huán)境、可視性與照明、工作環(huán)境人機工程、振動（9）專家論證：多工作環(huán)境

：（11）人的可靠性：人的失誤和可靠性研究、人的失誤分析、人因?qū)彶?、人因整合、人的可靠性評價（10）人機界面設(shè)計與評價：人機界面的設(shè)計與發(fā)展、知識系統(tǒng)、人機界面形式工業(yè)工作空間設(shè)計、工業(yè)人機工程、工作設(shè)計與組織、人體測量學(xué)與工作空間設(shè)計、工作空間設(shè)計與工作站設(shè)計、警告、標簽與說明、工作負荷分析（12）工業(yè)設(shè)計應(yīng)用“信息設(shè)計、市場/用戶研究、醫(yī)療設(shè)備、座椅的設(shè)計與舒適性研究、座椅設(shè)計與分類、家具分類與選擇（13）工業(yè)/商業(yè)工作空間設(shè)計：（14）管理與人機工程：變化管理、成本-利益分析、突發(fā)事故應(yīng)變研究、人機戰(zhàn)略實施、操作效能、操作負荷分析、標準化研究、人力資源管理、工作程序、人機規(guī)則和實踐；（15）手工操作負荷，安全與培訓(xùn)：手工操作評價與培訓(xùn)、手工操作與舉力、手工操作負荷（17）生理學(xué)方面和醫(yī)學(xué)人機工程：生理學(xué)、生理能力、醫(yī)學(xué)人機工程、醫(yī)學(xué)設(shè)備、心理生理學(xué)、行為期望、行為標準（16）辦公室人機工程與設(shè)計：辦公自動化、辦公室和辦公設(shè)備設(shè)計、辦公室設(shè)計人機工程人機工程銷售與市場、產(chǎn)品設(shè)計與測試、產(chǎn)品中人機工程、產(chǎn)品發(fā)展、產(chǎn)品可靠性與安全性、產(chǎn)品缺陷、產(chǎn)品材質(zhì)、服裝人機工程（18）產(chǎn)品設(shè)計與顧客：風(fēng)險與成本-利益分析、風(fēng)險評估與風(fēng)險管理、風(fēng)險預(yù)測、總體骨骼、肌肉風(fēng)險研究（19）風(fēng)險評估，多種工作狀況組織行為、組織變化、組織心理學(xué)、人機工程戰(zhàn)略、社會技術(shù)系統(tǒng)、暴力評估與動機；（20）社會技術(shù)系統(tǒng)與人機工程（21）系統(tǒng)分析：系統(tǒng)分析與設(shè)計、系統(tǒng)整合、系統(tǒng)需求、電信系統(tǒng)與產(chǎn)品、人機系統(tǒng)、人員配備研究、三維人體模型、實驗設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計標準與類別、通信分析（23）管理培訓(xùn)與人員培訓(xùn)：人機工程培訓(xùn)、整體培訓(xùn)、認知技能/決策分析、工程師培訓(xùn)、STUDIO中的訓(xùn)練、訓(xùn)練模型、培訓(xùn)需求分析（22）任務(wù)分析：任務(wù)分析與工作設(shè)計、任務(wù)分析與綜合、團隊協(xié)作（24）可用性評估：可用性評估與測試、可用性審核、可用性評估、可用性培訓(xùn)、試驗與驗證、仿真與試驗、仿真研究、仿真與原型；（25）用戶需求與用戶指導(dǎo)：用戶文檔、用戶指導(dǎo)、用戶手冊與說明、用戶界面設(shè)計與原型、用戶需求分析與類別、用戶實驗管理；（27）其它特殊的人機工程應(yīng)用：原子能、軍隊人機工程、過程控制、文化調(diào)查、調(diào)查與研究方法、自動語音識別（26）車輛與交通人機工程：航空人機工程、頭盔顯示、乘客環(huán)境、鐵路車輛與系統(tǒng)、交通設(shè)計、車輛設(shè)計、車輛人機工程、車輛安全性

目前人機工程學(xué)的前沿領(lǐng)域研究包括：

人機關(guān)系；

人與環(huán)境關(guān)系；

人與生態(tài)；

人的特性模型；

人機系統(tǒng)的定量描述；

人際關(guān)系、直至團體行為、組織行為、心理狀態(tài)等方面的研究。9.7當前人機工程技術(shù)研究的發(fā)展趨勢近期國內(nèi)外人機工程學(xué)研究的方向歸納如下：11、工作負荷研究，包括體力活動、智力活動、工作緊張等因素引起的生理負荷和心理負荷8、人—機—環(huán)境系統(tǒng)中心理學(xué)的研究2、工作環(huán)境的研究，包括各種工作環(huán)境條件下的生理效應(yīng)，以及一般工作與生活環(huán)境中振動、噪音、空氣、照明等因素的人機工程學(xué)的研究3、工作場地、工作空間、工具裝備的人機工程學(xué)的研究4、信息顯示的人機工程學(xué)問題，特別是計算機終端顯示中人的因素研究5、計算機設(shè)計與人機工程學(xué)研究6、工作成效的測量與評定7、機器人設(shè)計的智能模擬等9.7.1人機界面技術(shù)研究指人機間相互施加影響的區(qū)域，凡參與人機信息交流的一切領(lǐng)域都屬于人機界面。可將設(shè)計界面定義為設(shè)計中所面對、所分析的一切信息交互的總和，它反映著人一物之間的關(guān)系，它分為廣義的人機界面和狹義的人機界面人與機之間的信息交流和控制活動都發(fā)生在人機界面上。機器的各種顯示都“作用”于人，實現(xiàn)機--人信息傳遞；人通過視覺和聽覺等感官接受來自機器的信息，經(jīng)過腦的加工、決策，然后作出反應(yīng)，實現(xiàn)人--機的信息傳遞。人機界面的設(shè)計直接關(guān)系到人機關(guān)系的合理性。研究人機界面主要針對兩個問題：顯示和控制。廣義的人機界面：在人機系統(tǒng)模型中，人與機之間存在一個相互作用的“面”，稱為人--機界面狹義的人機界面是指計算機系統(tǒng)中的人機界面。人機界面又稱人機接口、用戶界面、人機交互人機界面學(xué)的發(fā)展方向：（1）高科技化（2）自然化（3）人性化（4）和諧的人機環(huán)境9.7.2視覺--目標拾取認知技術(shù)研究簡介在視覺--目標拾取認知技術(shù)科學(xué)研究中最為重要的問題就是人對信息流的獲?。ㄝ斎耄┖托畔⒘鞯目刂疲ㄝ敵觯┻@兩個問題來自外界的信息有80～90％是通過人的眼睛獲得的。眼動的各種模式一直與人的心理變化相關(guān)，對于眼球運動即眼動的研究被認為是視覺信息加工研究中最有效的手段，吸引了神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、工效學(xué)、計算機科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、運動學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜业钠毡榕d趣，其研究成果在工業(yè)，軍事，商業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用由于視覺的重要性，有關(guān)視覺-眼動系統(tǒng)的研究始終是科學(xué)界關(guān)注的問題之一有關(guān)人眼的搜索機制早就引起了神經(jīng)病學(xué)家、眼科學(xué)家、生理學(xué)家、解剖學(xué)家以及工程師們的極大興趣近年來，世界各國對視覺-眼動系統(tǒng)的研究越來越多：NASA、哈佛、麻省、劍橋、牛津等著名科研機構(gòu)或大學(xué)都設(shè)有專門的視覺-眼動系統(tǒng)研究部門這一領(lǐng)域的深入研究表明，視覺追蹤技術(shù)不但可以用于戰(zhàn)斗機座艙的設(shè)計，而且還可以運用視覺追蹤技術(shù)，把人眼作為計算機的一種輸入工具，形成視覺輸入人機界面隨著計算機及人機界面技術(shù)的發(fā)展，眼動儀在人機界面設(shè)計上受到高度重視美國空軍最早在新的人機交互設(shè)計中運用視覺追蹤技術(shù)6-1概述反求工程技術(shù)是消化吸收并改進國內(nèi)外先進技術(shù)的一系列工作方法和技術(shù)的總和反求一般可分為應(yīng)用、消化和創(chuàng)新三個階段

應(yīng)用階段：一般只考慮購買國內(nèi)外先進的機器設(shè)備，在這一階段，引進工作的主要目的是利用這些設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用消化階段：以科學(xué)的理論和先進的測試設(shè)備對引進先進的機器設(shè)備或產(chǎn)品進行深入的分析研究。主要目的是仿制引進的先進設(shè)備或產(chǎn)品創(chuàng)新階段：在綜合消化引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用各種設(shè)計制造手段，對原有技術(shù)進行改進、創(chuàng)新，以求設(shè)計、制造出在技術(shù)、性能等方面更好、市場競爭能力更強的產(chǎn)品※反求工程與盜版（Copy）區(qū)別

反求:以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有新產(chǎn)品進行解剖、深化和再創(chuàng)造，是已有設(shè)計的設(shè)計

盜版是Copy世界各國在經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展中都非常重視應(yīng)用反求工程對國外先進技術(shù)進行引進、研究工作，并且取得了顯著的效果。日本：戰(zhàn)后日本制訂了“吸收性戰(zhàn)略”的基本國策，應(yīng)用反求工程技術(shù)消化、吸收、創(chuàng)新其引進技術(shù)，給第二次世界大戰(zhàn)后的日本國民經(jīng)濟注入了活力，推動了日本經(jīng)濟的高速發(fā)展，使日本國民經(jīng)濟從50年代落后先進國家二三十年，到70、80年代成為世界第二號經(jīng)濟強國中國：最典型最成功的反求工程就算是海爾了，它一開始借鑒德國的海爾技術(shù)與管理模式，又在其基礎(chǔ)上進行繼承與創(chuàng)新，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界知名品牌1.反求對象的種類6.2反求工程技術(shù)的研究對象及研究內(nèi)容6.2.1反求工程技術(shù)的研究對象主要可以分為以下三大類：包括先進產(chǎn)品設(shè)備的圖片、照片或說明書、廣告介紹、參觀印象、影視畫面出現(xiàn)的資料①實物類：主要是指先進產(chǎn)品設(shè)備的實物本身②軟件類：包括先進產(chǎn)品設(shè)備的圖樣、程序、技術(shù)文件等③影像類；2.反求對象分析（1）反求對象設(shè)計指導(dǎo)思想、功能原理方案分析▲產(chǎn)品的設(shè)計指導(dǎo)思想決定了產(chǎn)品的設(shè)計方案，深入分析并掌握產(chǎn)品的設(shè)計指導(dǎo)思想是分析了解整個產(chǎn)品設(shè)計的前提▲充分了解反求對象的功能有助于對產(chǎn)品原理方案的分析、理解和掌握，才有可能在進行反求設(shè)計時得到基于原產(chǎn)品而又高于原產(chǎn)品的原理方案這才是反求工程技術(shù)的精髓所在（2）反求對象材料的分析微探針分析技術(shù)等包括了材料成分的分析、材料組織結(jié)構(gòu)的分析和材料的性能檢測幾大部分常用的材料成分分析方法有：鋼種的火花鑒別法鋼種聽音鑒別法原子發(fā)射光譜分析法紅外光譜分析法和化學(xué)分析分析研究材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體缺陷及相之間的位相關(guān)系性能檢測主要是檢測其力學(xué)性能和磁、電、聲、光、熱等物理性能分為宏觀組織分析和微觀組織分析反求對象材料分析的一般過程為：材料的結(jié)構(gòu)分析（3）反求對象工藝、裝配分析A.反求對象的工藝分析常用的方法：l）采用反判法編制工藝規(guī)程以零件的技術(shù)要求如尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量等為依據(jù)，查明設(shè)計基準，分析關(guān)鍵工藝，優(yōu)選加工工藝方案，并依次由后向前遞推加工工序，編制工藝規(guī)程

2）改進工藝方案，保證引進技術(shù)的原設(shè)計要求在保證引進技術(shù)的設(shè)計要求和功能的前提條件下，局部地改進某些實現(xiàn)較為困難的工藝方案3）用曲線對應(yīng)法反求工藝參數(shù)先將需分析的產(chǎn)品的性能指標或工藝參數(shù)建立第一參照系，以實際條件建立第二參照系，根據(jù)已知點或某些特殊點把工藝參數(shù)及其有關(guān)的量與性能的關(guān)系擬合出一條曲線，并按曲線的規(guī)律適當拓寬，從曲線中找出相對于第一參照系性能指標的工藝參數(shù)，就是需求的工藝參數(shù)4）材料國產(chǎn)化，局部改進原型結(jié)構(gòu)以適應(yīng)工藝水平裝配分析內(nèi)容：主要是考慮用什么裝配工藝來保證性能要求、能否將原產(chǎn)品的若干個零件組合成一個部件及如何提高裝配速度等等B.反求對象的裝配分析

（4）反求對象精度的分析反求對象精度的分析包括了反求對象形體尺寸的確定、精度的分配等內(nèi)容若是軟件反求和影象反求，則可采用參照物對比法，利用透視成像的原理和作圖技術(shù)并結(jié)合人機工程學(xué)和相關(guān)的專業(yè)知識，通過分析計算來確定形體尺寸若是實物反求，則可通過常用的測量設(shè)備如萬能量具、投影儀、坐標機等對產(chǎn)品直接進行測量，以確定形體尺寸在進行精度的分配時按以下步聚進行5）在產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)的全過程中，根據(jù)實際的生產(chǎn)情況，對所作的精度分配進行調(diào)整、修改1）明確產(chǎn)品的精度指標2）綜合考慮理論誤差和原理誤差，進行產(chǎn)品工作原理設(shè)計和安排總體布局3）在完成草圖設(shè)計后，找出全部的誤差源，進行總的精度計算4）編寫技術(shù)設(shè)計說明書，確定精度其主要目的是運用工業(yè)美學(xué)、產(chǎn)品造型原理、人機工程學(xué)原理等對產(chǎn)品的外形構(gòu)型、色彩設(shè)計等進行分析，以提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和舒適方便程度（5）反求對象造型的分析（6）反求對象系列化、模塊化分析產(chǎn)品的模塊化程度如何等具體問題要考慮到所引進的產(chǎn)品是否已經(jīng)系列化了是否為系列型譜中的一個，在系列型譜中是否具有代表性6.2.2反求工程技術(shù)的研究內(nèi)容研究內(nèi)容應(yīng)該包括對所引進產(chǎn)品設(shè)備設(shè)計理論、生產(chǎn)制造工程、管理工程等諸多方面的研究從設(shè)計角度而言，反求工程技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分1）分析所引進產(chǎn)品的設(shè)計指導(dǎo)思想2）功能和原理方案分析3）結(jié)構(gòu)分析4）形體尺寸分析5）精度分析6）材料分析7）工作性能分析8）造型設(shè)計分析9）工藝分析10）使用和維修分析11）包裝技術(shù)分析6.3反求工程技術(shù)的研究特點及設(shè)計程序要求工程技術(shù)人員要具有基礎(chǔ)理論1.研究特點數(shù)學(xué)，力學(xué)有關(guān)專業(yè)的理論和知識具有系統(tǒng)工程、價值工程、優(yōu)化設(shè)計、工業(yè)造型、相似理論、人機工程學(xué)等現(xiàn)代設(shè)計理論和方法及時地跟蹤有關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展動向，能準確地把握住該類產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)，以求達到對研究對象的全面的分析、研究反求工程的設(shè)計程序6.4反求工程技術(shù)的研究方法

1．軟件反求設(shè)計法軟件反求是以產(chǎn)品的樣本資料、產(chǎn)品標準、產(chǎn)品規(guī)范以及與設(shè)計、研制、生產(chǎn)制造有關(guān)的技術(shù)資料和技術(shù)文件等為研究對象的反求工程技術(shù)

軟件反求設(shè)計一般的設(shè)計步驟為

1）分析需求，明確反求設(shè)計的目的

2）對所進行分析的產(chǎn)品進行功能上和結(jié)構(gòu)上的分析

3）分析并驗證產(chǎn)品的性能參數(shù)5）撰寫反求設(shè)計論證書目的：通過對所引進的如上所述的技術(shù)軟件的分析、研究，提高本國在該產(chǎn)品技術(shù)上的設(shè)計、生產(chǎn)制造能力

4）調(diào)研國內(nèi)外同類產(chǎn)品，并從中吸收有益的成分軟件反求設(shè)計的一般內(nèi)容2．影像反求設(shè)計法結(jié)構(gòu)分析主要分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的組成，確定產(chǎn)品的材料等等

影像反求設(shè)計的主要內(nèi)容包括方案分析和結(jié)構(gòu)分析方案分析的重點是技術(shù)分析和經(jīng)濟分析

按影像反求設(shè)計法進行設(shè)計分析的基本步驟如下：

1）廣泛地收集參考資料2）對參考資料進行多方面的分析、研究

3）產(chǎn)品的方案設(shè)計5）反求技術(shù)設(shè)計4）方案評價影像反求設(shè)計的主要內(nèi)容3．實物反求設(shè)計法對組成機器的部件的反求（即部件反求）實物反求可分為對整個設(shè)備的反求（即整機反求）對機器的零件的反求（即零件反求）三個組成部分實物反求設(shè)計的一般過程與軟件反求設(shè)計法和影像反求設(shè)計法相比，實物反求設(shè)計法有如下特點：1）具有直觀、形象的實物2）對產(chǎn)品功能、性能、材料等均可進行直接試驗分析，求得詳細的設(shè)計參數(shù)

5）引進的樣品即為所設(shè)計產(chǎn)品的檢驗標準

4）仿制產(chǎn)品起點高，設(shè)計周期可大大縮短實物反求采一些高科技儀器和手段

三坐標測量儀工業(yè)計算機斷層掃描（ComputerTomography——CT）核磁共振圖像（NuclearMagneaticResonance——NMR）激光掃描快速成形技術(shù)3）對機器設(shè)備能進行直接測繪，以求得尺寸參數(shù)6.5反求工程技術(shù)的研究應(yīng)用狀況及展望1.反求工程的應(yīng)用（1）在飛機、汽車、摩托車、家用電器等產(chǎn)品開發(fā)中制作木質(zhì)或粘土全尺寸或比例模型，然后利用反求工程技術(shù)重建CAD模型（２）在改型設(shè)計方面（３）在缺乏二維設(shè)計圖紙或者原始設(shè)計參數(shù)情況下，需要將實物零件轉(zhuǎn)化為計算機表達的CAD模型（4）某些大型設(shè)備因為某一零部件的損壞而停止運行如航空發(fā)動機、汽輪機組等，經(jīng)常因為某一零部件的損壞而停止運行，通過反求工程手段，可以快速生產(chǎn)這些零部件的替代零件，從而提高設(shè)備的利用率和使用壽命（5）一些特殊領(lǐng)域（６）工業(yè)產(chǎn)品無損探傷的重要手段如：藝術(shù)品、考古文物的復(fù)制，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中人體骨骼、關(guān)節(jié)等的復(fù)制、假肢制造，特種服裝、頭盔的制造時需要首先建立人體的幾何模型，這些情況下都必須從實物模型出發(fā)得到CAD模型2.實施反求工程應(yīng)注意的一些問題1）要注意反求與試驗相結(jié)合2）反求工程技術(shù)的應(yīng)用必須以反求對象為樣本，深入了解設(shè)計的技術(shù)內(nèi)涵和技術(shù)原理，要掌握問題的實質(zhì)5）應(yīng)用反求工程時要注意引進和創(chuàng)新相結(jié)合

4）應(yīng)用反求工程時，必須綜合運用各種現(xiàn)代設(shè)計理論、技術(shù)和手段3）應(yīng)用反求工程必須目標明確3.反求工程的展望發(fā)展包括測量技術(shù)、模型重建技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計和數(shù)字化制造技術(shù)等的反求工程技術(shù)(1)數(shù)據(jù)測量方面發(fā)展面向反求工程的專用測量設(shè)備，能夠高速、高精度的實現(xiàn)產(chǎn)品幾何形狀的三維數(shù)字化，并能進行自動測量和規(guī)劃路徑(2)數(shù)據(jù)的處理方面針對不同種類的測量數(shù)據(jù)，開發(fā)研究一種通用的數(shù)據(jù)處理軟件，完善改進目前的數(shù)據(jù)處理算法(3)曲面擬合能夠控制曲面的光順性和能夠進行光滑拼接(4)集成技術(shù)存在的問題：整個過程仍需要大量的人機交互工作；自動重建曲面的光順性難以保證等等6.6反求工程技術(shù)在軍事上的應(yīng)用1.自動榴彈發(fā)射器W87是一種輕重兩用型班組支援壓制武器?？捎糜跉?500米距離內(nèi)的有生目標、摧毀600米內(nèi)的步兵戰(zhàn)車、裝甲運兵車和輕型裝甲目標及各種火力點。作為輕型武器使用時，可組成兩人戰(zhàn)斗小組，用武器自帶的兩腳架進行抵肩射擊；作為重型支援武器時，可組成三人以上戰(zhàn)斗小組，將發(fā)射器安裝在三腳架上射擊。武器系統(tǒng)全重20千克，發(fā)射器重12千克，三腳架重8千克，可發(fā)射35×63毫米RL榴彈，榴彈初速170米/秒，理論射速400發(fā)/分，最大射程1500米，具有一定的反裝甲能力，可穿透80毫米厚的鋼板；具有對空射擊能力；可裝在直升機上打坦克；可作突擊武器用▲設(shè)計人員通過大量檢索和收集美國、前蘇聯(lián)以及英、德、日等國有關(guān)自動榴彈發(fā)射器的資料，并進行認真分析反求措施：前蘇聯(lián)ATC（AGS)—17型自動榴彈發(fā)射器是一種氣冷式重型自動武器，于1975年裝備的步兵支援武器，火力猛，可曲平射擊，適于殺傷暴露的和露天掩體內(nèi)的集群有生力量以及摧毀工事外的火力點，發(fā)射器質(zhì)量17.8kg，三腳架質(zhì)量11.8kg，最大射程1730m。采用彈鏈供彈，發(fā)射30×28mmBR榴彈。發(fā)射器采用自由槍機式、慣性閉鎖、擊錘擊發(fā)的方式。復(fù)進、后坐采用了曲線導(dǎo)軌形式，自動機采用強力雙復(fù)進簧和一個活塞式氣體緩沖裝置。整個武器系統(tǒng)大量采用沖焊和沖鉚工藝，具有良好的工藝性。美國M79式榴彈發(fā)射器由美國康涅狄格州的馬修森工具公司生產(chǎn)的。該武器配備有多種彈藥，其中高爆殺傷彈提供了400m內(nèi)的殺傷壓制火力；榴霰彈為叢林作戰(zhàn)提供了近距離突擊和快速反應(yīng)能力；殺傷破甲兩用彈提供了對付輕型裝甲車輛和簡易土木工事的能力；而信號和發(fā)煙等特種彈藥提供了直接有效的特種保障能力。M79式榴彈發(fā)射器重量（不含彈）2.72千克，長731mm。發(fā)射40×46mmSR系列榴彈，初速76m／s，戰(zhàn)斗射速6至8發(fā)／分，有效射程350m，最大射程400m。M406殺傷彈殺傷半徑5至7m，M433殺傷破甲兩用彈殺傷半徑5至7m、破甲深度51mm，M576E1榴霰彈初速269m／s、有效射程30m▲利用計算機對榴彈彈丸在空氣中飛行的彈道方程進行數(shù)值積分計算(1)蘇式自動榴彈發(fā)射器的彈丸初速、最大射程等基本指標(2)反求計算出不同射程與射角和飛行時間之間關(guān)系的射表(3)不同基本彈道指標的射表▲對設(shè)計指導(dǎo)思想、彈道指標、戰(zhàn)術(shù)使用、結(jié)構(gòu)特點進行詳細分析

▲提出了中國開發(fā)的自動榴彈發(fā)射器的要求二是破甲威力必須大，使之能成為打擊輕型裝甲的有效武器一是質(zhì)量必須輕，便于步兵攜帶▲采用對應(yīng)的措施(4)大量采用了鋁合金的彈藥系統(tǒng)，減輕彈藥系統(tǒng)的質(zhì)量（1)適當降低初速，減少最大行程，減少發(fā)射器所受的后坐力(2)借鑒中國新研制定型的質(zhì)量小、初速比自動榴彈發(fā)射器要高出5倍的連發(fā)大口徑機槍的彈道質(zhì)量指標，通過換算，預(yù)測自動榴彈發(fā)射器的質(zhì)量指標(3)在提高武力的基礎(chǔ)上縮小了口徑(5)把自動送彈的彈鏈式自動機改成自動槍機式自動機，進一步減輕了質(zhì)量。所設(shè)計的自動榴彈發(fā)射器除射程縮小以外，其它幾項重要指標均比美國和前蘇聯(lián)的先進，特別要指出的是，在破甲力上中國比美國的高出60%國外一些權(quán)威性武器雜志和年鑒，包括《簡氏步兵武器年