2012年9月内蒙古科技与经济September2012　第17期总第267期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.17T o tal N o.267面向产品生命周期的设计
王　欣，段小宇，郭砚荣
(内蒙古化工职业学院测控与机电工程系内蒙古呼和浩特　010070)
  摘　要：介绍了面向产品生命周期设计的概念、内涵及分类，探讨了绿设计系统的开发及绿设计的应用。
关键词：产品生命周期；绿设计；系统开发
  中图分类号:T H122  文献标识码:A  文章编号:1007—6921(2012)17—0072—01
  可持续发展和环境污染问题对制造业提出了越来越高的要求，面向产品生命周期设计是绿设计的重要方向，是当前研究的难点与热点。笔者在综合相关研究的基础上，探讨了面向产品全生命周期的有关核心理念。
1　面向产品生命周期的设计的概念
模块化设计的产品举例
面向产品生命周期的英文缩写是DF X。它是并行工程的关键环节，而并行工程其实就是DFX在产品生命周期上的进一步拓展。DFX本身是一种设计评价分析方法，为工程设计提供依据，而不是一种设计方法，也不能直接产生设计方案。DF X方法一般用于改进产品相关过程、改进产品本身(比如，加工过程，装配过程等)，它着重强调过程设计和产品设计的同时进行。首先，作为产品开发人员都应该认识到：只有在设计阶段尽早地考虑产品全生命周期，才会有利于产品竞争力的提高。其次，作为产品设计人员和产品开发管理人员要积极使用DF X方法于产品设计。最后，产品设计人员可以借助计算机实现的DF X工具很好地按照DF X方法进行设计。在产品的设计过程中,DFX方法的具体步是：首先应用DF X方法依据设计要求对已有产品的设计方案进行分析，然后再提供改进设计建议，最后得到新的最优的设计方案。
2　DF X的分类
按照面向对象的不同，可以把DFX设计技术分为以下5类。
2.1　面向制造的设计
首先要提到的是，这里说的的制造的概念是指组成产品的单一零件的铸造、切削、焊接、锻造、冲压等热冷变形的加工过程。通过面向制造的设计可以减少该类加工的成本与时间，提高加工零件的质量。面向制造的设计原则是: 简化零件的形状; 选用便于加工的材料; 由于切削加工成本高，尽可能避免切削加
工; 尽可能设置较大的公差，减少不必要的精度要求; 采用外购件与标准件等等。例如，模具DFM是指在模具设计的早期阶段，充分利用模具制造的资源信息，充分考虑产品制造过程中的制造相关性和制造约束，如结构工艺约束、装配工艺约束、设备资源约束等，通过模具的可制造性评价来提高模具设计的一次成功率。
2.2　面向检验的设计
面向检验的设计主要考虑过程、产品、人的因素从而提高产品检验的方便性。加工及维修的主要工作是产品检验。加工中的产品检验可以快速准确的对加工过程进行反馈；维修中的产品检验是可以快速、准确地确定产品的结构以及功能的缺陷并及时维修从而保证产品使用的安全。产品检验的方便性取决于彩、零件内部可视性以及结构等等诸多因素。
2.3　面向装配的设计
面向装配的设计的目的在于提高装配的方便性以减少装配时间和成本。面向装配的设计原则有：尽量减少零件数目；采用标准紧固件及其他标准零件；零件的方位保持不变；尽量减少调整的需要等。
2.4　面向维修的设计
现代企业非常重视的环节之一就是售后服务。产品的售后服务其实主要是指产品维修，而产品维修主要
涉及的是产品拆卸和重装等工作。所以，产品故障确定的容易程度、产品的可靠性、产品的可拆卸性和可重装性是产品维修性主要考虑的因素。对于考虑零部件的可靠性，一方面是要尽量使容易发生故障的零部件处于容易拆卸和重装的状态；另一方面是要可能使容易发生故障的零部件处于容易拆卸的位置，从而有利于维修时间和成本的减少。改进产品可维修性的主要原则有：提高产品可靠性；模块化设计；零件的拆卸尽可能不需要移动其他零件；尽可能减少使用的维修工具种类；采用标准件等。
2.5　面向回收的设计
目前，产品回收是企业的重要责任。面向产品回收的设计重点集中在产品的可拆卸性的提高。零件数、产品结构、拆卸工具、拆卸动作种类种类等因素决定着产品的可拆卸性。比如1987年日本富士胶卷公司生产的一次性相机就是面向回收的设计的代表产品。
2.6　面向环境的设计
面向环境的设计重点研究产品(下转第74页)
收稿日期:2012-05-28
　总第267期    内蒙古科技与经济
发生病害的原因，及时整治路基病害，预防病害的发生和发展; 组织相关人员，结合相关的技术标准、规范，因地制宜地提出路基病害相应的整治措施。2.1　铁路路基病害预防
2.1.1　资料收集。首先全面收集和分析设计工点的历史资料，包括线路的设计、施工资料及线路区域的气候、水文、工程地质情况以及路基设备台账，并了解病害产生的原因及规律，为防治病害提供第一手资料。其次，认真听取现场单位关于病害情况的介绍和对整治方案的意见。对病害的成因和发展、工程及水文地质情况要进行实地调查、必要的勘探及土工试验。
2.1.2　线路巡查。根据线路当前的状态及运营情况，应认真进行现场病害调查，并详细核对历史资料，根据病害登记簿及重点病害观测记录，评估线路的安全状态，尽早发现病害趋势并制定相应的病害整治措施。
2.2　铁路路基病害整治措施
2.2.1　滑坡、崩塌落石整治措施。路堑边坡及自然山坡发生滑坡、崩塌落石病害时，合理选用抗滑桩、挡土墙、拦石墙；柔性防护网、护墙、喷浆、喷混凝土、锚索或锚杆框架梁等综合措施进行整治。
2.2.2　基床下沉外挤、翻浆冒泥整治措施。路基发生基床下沉外挤、翻浆冒泥等病害时，首先应采取引排地表水和地下水的工程措施，疏干基床土体。同时根据病害程度、基床土质及密实度、排水条件、加
固材料来源等，可选择采用垫砂层、换填或改良基床土、铺设土工合成材料等措施进行综合整治，以提高基床的强度与承载能力。
2.2.3　排水不良整治措施。既有铁路排水设施的布置应符合现行的路基设计规范的要求。路基排水系统应做到沟沟相连、沟涵(桥)相通，并经常清理、整修。侧沟、天沟、排水沟的横断面应有足够的过水能力。应符合将水引排至路基以外，防止水流冲刷路基的要求；在危害路基的地下水发育的地段，应根据地下水埋藏深度与含水层具体情况选用明沟、排水槽、渗水暗沟、边坡(支撑)渗沟、渗水隧洞、渗井、渗管或仰斜式钻孔等地下排水设施，以疏干路基土体。
2.2.4　雪害路基整治措施。在寒冷的冬季，内蒙古、新疆、西藏及东北地区经常发生雪害，特别是风吹雪造成的雪害。由于冬季寒冷和强风作用，降雪时雪粒在风力作用下容易形成风雪流，即风吹雪现象。风吹雪常在路堑及低路堤地段沉积于铁路线路上，掩埋轨道，影响行车速度。结合线路与本地冬季主导风向关系、风向风力、降雪量、路基横断面形式和雪害段落的地形地貌等，合理选用纱网、柳条栅栏、浆砌(或干砌)片石墙体或砖墙。
2.2.5　冻害路基整治措施。寒冷地区的路基，除经常保持路肩及边坡平整、排水设备通畅外，还应注意防止冻害。如发生冻害，应根据冻害程度及发生原因，分别采取换土、设置地下渗沟、渗水管或双层暗沟等措施，并采取必要的保温措施。
2.2.6　沙害路基整治措施。风沙地区的路基，除采取植物固沙即封沙育草、设置防沙草障、种植防护林带外，还可采用喷洒乳化沥青及化学固沙剂等办法固沙。对路基本体可采用卵石、沥青沙砖、砂浆板等铺砌，或铺填黏土等措施予以防护。
3　结束语
由于铁路线路分布地域广，穿越不同地区的线路受自然条件、气候条件、水文地质条件等影响，使得路基病害的产生原因各不相同。针对不同地区、不同特点的路基病害，需要采用不同的整治措施。要彻底整治好病害，需要线路养护人员对已产生的路基病害类型、严重程度及产生病害的原因进行及时记录并反馈上级工务部门，以便尽早制定适宜的整治措施。
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(上接第72页)开发全过程中的环境因素，旨在尽可能减少产品生命周期的每个阶段产品对环境产生的不良影响，如资源衰竭、污染、失调等等。应用面向环境的设计的方法开发出来的产品不仅对环境产生的不良影响少，而且消耗少、成本低、容易被社会接受。针对产品生命周期工程而提出产品在不同生命阶段的绿需求，其相关的内容可以经过系统开发过程从而成为支持绿设计的工具，这些工具和已有的
CAD/CAM等设计工具集成，从而可实现产品开发过程中经济、技术和环境的综合协调与最优化。材料、加工处理、形状、功能、尺寸、配合及安装等是产品开发中对环境产生很大影响的因素。降低对环境不良影响的设计原则有：设计能重复使用、减少零件数；降低使用材料的种类、尽可能少用金属强化塑料、玻璃等复合材料。3　小结
作为设计者在产品开发过程中，应该重视环境意识、考虑产品本身是否会对环境造成污染及危害。从长远发展的角度看，绿产品开发应该从产品的绿设计开始，绿设计应成为现实文明和将来发展的方向。
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