Hiểu tính bền vững trong sự thiết kế

Khả năng duy trì trong thiết kế có nghĩa là đánh giá ảnh hưởng môi trường, xã hội và kinh tế của một sản phẩm xuyên suốt toàn bộ xe đạp cứu hộ từ nguyên liệu thô lấy qua sản xuất, sử dụng, và cuối cùng sử dụng và tái chế. Để có thể thiết kế vững chắc và được bảo vệ bằng máy tính (CAD), điều này đòi hỏi sự tích hợp các tiêu chuẩn môi trường trực tiếp vào hình học, vật liệu và hợp lý. Mô hình bền vững thực sự là một trong những cách giảm thiểu tiêu thụ tài nguyên, giảm thiểu sự thải độc hại, và cho phép các nguyên tắc kinh tế như tái sử dụng và tái tạo lại. Bằng cách áp dụng các tiêu chuẩn bền vững trong giai đoạn đầu của thiết kế, các kỹ sư có thể tránh những thay đổi sau sân khấu và tạo ra cả các mục tiêu môi trường và cả các sản phẩm cần thiết bị môi trường và cả các mục tiêu bảo vệ môi trường.

Bệnh tật lâu dài để tạo mô hình đặc

Chọn vải

Chọn vật liệu có khả năng tiêu thụ năng lượng thấp, và sử dụng nước. Các nhà thiết kế nên ưu tiên vật liệu tái chế (v. d., phần mềm tạo mẫu sinh học dựa trên chất dẻo) và tránh những chất có tính chất nguy hiểm như chất nóng lên toàn cầu (GWP), dùng [FL: 0]; phát triển nước [FL): 1] trong công cụ của bạn (v. g., chất dẻo dựa trên sinh học) và không dùng các chất gây ảnh hưởng đến môi trường, không có tính chất gây ảnh hưởng hoặc tính bảo vệ môi trường.

Thiết kế cho việc sản xuất và hội nghị (DFMA)

Trong việc làm giảm số lượng các bộ phận, việc lắp ráp đơn giản và giảm thiểu chất thải vật chất, ít phần năng lượng dùng trong sản xuất và giao thông, và đơn giản hóa việc lắp ráp làm việc và chi phí bán hàng.

Thiết kế để dễ dàng và dễ dàng thay đổi

Các sản phẩm được thiết kế để dễ dàng tách rời khỏi sự sửa chữa, phục hồi và phục hồi vật chất. Việc tạo mẫu bền có thể kết hợp các khớp đính kèm, các bộ phận đóng gói chuẩn, và các bố trí thành phần không bị phá hủy để cho phép sự phân chia trong giai đoạn cuối đời. Tránh các phương pháp liên kết lâu dài như keo dán hoặc quá lâu dài ngăn cản tái tạo. Hãy dùng [FL: 0] quan điểm đã được phát triển [FL: 0] [FL: 1] và [FL:] Trình mô phỏng chuỗi phức tạp [T:] để xác minh mỗi phần có thể bị gỡ bỏ, không có tác động đến các nhà sản xuất và các dự án mở rộng.

Trọng tải nhẹ và tối ưu hóa

Việc giảm cân nhẹ sử dụng vật chất và tiêu dùng năng lượng trong giao thông và sử dụng (đặc biệt quan trọng cho việc tự động động động và không gian). Khoa học tối ưu hóa các thuật toán trong các công cụ CA hiện đại tạo ra cấu trúc chỉ sử dụng vật liệu nơi cần thiết, thường tạo ra các hình dạng hữu cơ không thể tự thiết kế. Kết quả có thể giảm 30% trọng lượng trong khi duy trì các yêu cầu chức năng. Sau khi tối ưu hóa, các nhà thiết kế có thể tái tạo lại phần và mô phỏng sự an toàn. Quá trình này kết nối trực tiếp đến mô hình hình hình hình hình hình hình hình hình hình học.

Sự cân nhắc về chuỗi và sự sống

Khả năng duy trì kéo dài hơn chính mô hình. Các nhà thiết kế nên xem xét việc cung cấp vật liệu (để giảm thiểu sự thải ra phương tiện giao thông), việc thiết kế bao bì (làm sao tạo ra khối lượng và các tông tái chế), và các trường hợp kết thúc đời (v. d., khả năng phân phối chống lại tái chế cơ học). Mô hình đặc có thể mô phỏng sản phẩm được sắp xếp và tách rời tại cơ sở tái chế tái chế — những tính năng như việc luyện kim hoặc các thành phần lớn có thể được cải thiện khả năng tái tạo.

Hợp nhất khả năng duy trì trong luồng thiết kế

Định hướng mục tiêu và phương pháp

Bắt đầu mỗi dự án bằng cách đặt mục tiêu khả năng xác định tính bền vững. Các mô phỏng thường bao gồm: tổng phân cách carbon (trước ISO 14040/4044), tái chế phần trăm nội dung, phần trăm các phần có khả năng tái chế, và tỷ lệ giảm rác thải. Những mục tiêu này được liên kết với các quyết định đặc trưng — chẳng hạn, mục tiêu giảm thiểu trọng lượng của 20% dẫn xuất tối ưu hóa, trong khi mục tiêu cho 95 phần trăm các vật liệu có khả năng tái sử dụng và phân hủy. Hãy dùng [FT: 0] đánh giá xe đạp (L: FT: 1] trong tiến trình tiến trình định tuyến thời gian thực.

Chọn các công cụ phần mềm

Một số hệ sinh thái CD cung cấp các mô-đun tích hợp bền vững:

Điều khiển vòng đời

Một LCA đánh giá đúng 5 giai đoạn: khai thác vật chất, sản xuất, phân phối, sử dụng và kết thúc của cuộc sống. Trong mô hình bền, mô-đun LCA sử dụng hình học kiểu CD và chỉ định vật liệu để ước lượng khối lượng, tiêu thụ năng lượng và khí thải. Lấy thí dụ, chuyển từ nhôm sang thép có thể tăng cường, nhưng giảm lượng khí thải toàn bộ nếu thép được tạo ra với năng lượng tái tạo. Chạy nhiều mã số LCAerations như mô hình tiến hóa, và tài liệu trao đổi để báo cáo về các vấn đề quản lý hoặc nhãn cầu (v. d.P, EP, năng lượng Star).

Tinh luyện theo nghĩa số

Khả năng bền vững không phải là một hộp kiểm tra một lần. Sau mỗi lần xem lại thiết kế, xem lại mục tiêu và điều chỉnh mô hình: thay đổi vật liệu, thay đổi độ dày tường, hoặc thiết kế lại kết nối đính kèm. Hãy dùng [FLT: 0] Để giảm thiểu tác động toàn bộ của việc lưu trữ vật liệu thô và quá trình sản xuất.

Ví dụ thực tiễn: Thiết kế có thể duy trì được của một hệ thống điện tử được bao bọc

Hãy xem xét một bức máy quét cầm tay. Thiết kế gốc dùng nhựa ABS (năng lượng mạnh, khó tái tạo) và có nhiều thành phần gắn kết bên trong. Bằng cách áp dụng các tiêu chuẩn bền vững trong mô hình vững chắc, đội ngũ:

  • Chuyển sang máy khử trùng polypropylene với 30% chất tái chế sau chiến tranh, giảm GWP 40%.
  • Được thiết kế lại vỏ bọc sau như một phần được tiêm đơn (đang tạo ra các bộ phận từ 7 đến 3).
  • Thêm các hướng dẫn được tạo khuôn cho việc chèn vào bảng mạch và ắc quy, loại bỏ nhu cầu về chất dính.
  • Sử dụng địa chất tối ưu hóa ở xương sườn, tiết kiệm được 17% vật liệu trong khi đang qua các mô phỏng thử nghiệm.
  • Bao gồm một nhãn hiệu tái chế laser, tránh những vật liệu đóng nhãn thứ hai.

Kết quả là một sản phẩm đạt được tất cả các số liệu thống kê hiệu suất và đạt được sự giảm 35% trong việc giảm thiểu dấu chân của các bon sinh sống mô hình CD trở thành nguồn gốc duy nhất của sự thật cho các tuyên bố bền vững trong quá trình xác nhận.

Thử thách và thực hành tốt nhất

  • Có thể không đủ dữ liệu — dữ liệu môi trường cho vật liệu mới (v. d., máy tạo hạt nhân) không đầy đủ. Cộng tác với các nhà cung cấp để có thể xác nhận LCA.
  • Phân tích Trade-off ) — giảm trọng lượng có thể tăng năng lượng sản xuất. Dùng tối ưu đa đa kích thích để tìm mặt trước của máy tính.
  • Sự phân chia ) — thị trường khác nhau (EU, California, Trung Quốc) có những đòi hỏi khác nhau về thiết kế sinh thái.
  • Sắp xếp ) — nên đặt mục tiêu bền vững trong việc xem lại thiết kế và đo lường hiệu suất, chứ không xem như là dư.
  • Cập nhật software ) — giữ các mô- đun bền vững kiểu hệ thống hiện thời; chúng dựa vào cơ sở dữ liệu của vật liệu và mạng lưới năng lượng khu vực.

Những thực hành tốt nhất bao gồm việc tạo một [FLT: 0] bảng kiểm tra khả năng duy trì như một tính chất tùy chỉnh trong tập tin CD, chạy hình ảnh LCA hàng tuần, và bao gồm cả những tính bền vững KPI trong các bản xem xét cửa phát triển sản phẩm.

Kết luận

Việc xác định các tiêu chuẩn bền vững thành luồng làm việc đặc không còn tùy chọn nữa — đó là một nhu cầu cạnh tranh và điều chỉnh. Bằng cách xác định một cách có hệ thống sự lựa chọn vật chất, DFMA, thiết kế để phân hủy, giảm nhẹ, và đánh giá vòng lặp trong quá trình làm việc của bạn, bạn có thể tạo ra những sản phẩm vừa có hiệu quả vừa có trách nhiệm về môi trường. Các công cụ này đã được nhúng vào phần mềm hiện đại; chìa khóa để áp dụng chúng một cách nhất quán từ bản phác thảo đầu tiên. Việc làm như vậy sẽ giảm chi phí, cắt giảm và chống lại những thiết kế bảo vệ môi trường. Bắt đầu bằng cách thiết lập độ bền vững, khởi động cơ bản phân bổ, phân bổ và hiệu ứng hóa thư mục hiện thời, và giảm hiệu ứng thiết kế chu kỳ.