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第1章 环境化设计（DfE）：策略、实践、指导原则、方法和工具1

1.1引言1

1.1.1环境化设计2

1.1.2新产品开发决策2

1.1.3环境目标3

1.2建立环境程序设计3

1.2.1识别和了解风险承担者3

1.2.2建立环境目标4

1.2.3度量选择6

1.2.4将DfE融合到设计过程中7

1.2.5融合所有片段8

1.3执行DfE流程8

1.3.1产品启动文件9

1.3.2初始环境审核9

1.3.3概念性设计环境审核9

1.3.4详细设计环境审核10

1.3.5最终环境审核10

1.3.6发布后的审核10

1.3.7反馈环10

1.4运用DfE工具10

1.4.1指导原则与核对表文件10

1.4.2产品设计矩阵11

1.4.3环境影响分析11

1.4.4生命周期评价12

1.5 DfE创新举例13

1.5.1不用电池的手电筒13

1.5.2无电池遥控器13

1.5.3东芝的GR-NF415GX冰箱13

1.5.4松下碱离子净水器14

1.6结论14

参考文献15

第2章 可持续发展的产品设计：全新评价方法与案例研究17

2.1引言17

2.1.1定义17

2.1.2背景17

2.2产品可持续发展的驱动力18

2.2.1法规驱动力19

2.2.2经济驱动力23

2.2.3社会驱动力23

2.2.4可持续发展驱动力之间的相互关系24

2.3产品生命周期的阶段24

2.3.1“从摇篮到摇篮”生命周期方法25

2.3.2 6R概念25

2.3.3闭环生命周期系统及开环生命周期系统26

2.4可持续发展的产品设计27

2.4.1产品可持续发展的测定与评价27

2.4.2产品的可持续发展指数（PSI）28

2.4.3开发产品可持续发展指数（PSI）的最新进展30

2.4.4评价产品整个生命周期中的可持续发展指数的新方法31

2.5案例研究34

2.5.1案例研究1：汽车工业中铝制产品的总生命周期分析34

2.5.2案例研究2：消费类电子产品的新产品评分方法36

2.6总结与展望41

参考文献41

第3章 生命周期设计44

3.1生命周期设计开发的历史影响44

3.2生命周期定义的设计45

3.2.1环境化设计45

3.2.2生态设计46

3.2.3环境意识设计46

3.2.4绿色工程与绿色设计46

3.2.5工业生态学和“从摇篮到摇篮”设计46

3.3生命周期的设计动机47

3.3.1谁对环境影响负责47

3.3.2环境影响47

3.3.3管理性激励因素48

3.3.4是什么推动了业务50

3.4生命周期设计原则51

3.4.1产品设计原则51

3.4.2包装设计原则52

3.4.3材料设计考虑52

3.4.4产品制造设计原则53

3.4.5产品销售设计原则53

3.4.6产品使用设计原则54

3.4.7产品维修设计原则54

3.4.8产品寿命终止设计原则54

3.4.9其他原则55

3.5生命周期设计方法56

3.5.1在产品定义和概念性设计过程中使用的方法57

3.5.2在具体化或详细设计过程中使用的方法57

3.6生命周期工具设计57

3.6.1设计工具59

3.6.2产品定义59

3.6.3指示物63

3.6.4环境成本会计工具66

3.7生命周期设计的实施66

3.7.1如何在企业中实施DfLC67

3.7.2工业生命周期设计方法68

3.8实施过程举例68

3.8.1单一生命周期阶段的考虑事项69

3.8.2多生命周期阶段的考虑事项70

3.8.3产品生命周期之外的考虑事项70

3.9生命周期设计的明天71

3.9.1设计式样变化71

3.9.2生命周期影响的未来设计73

参考文献74

第4章 逆向工程的基本原理和应用81

4.1引言81

4.1.1逆向工程的动机81

4.1.2需求与益处83

4.2逆向工程过程范例83

4.2.1第1步：解剖产品85

4.2.2第2步：获取相关产品数据87

4.2.3第3步：产品数据数字化91

4.2.4对柯达一次性相机的分析94

4.3逆向工程的明天97

致谢101

参考文献101

第5章 可靠性设计103

5.1引言103

5.2常见的可靠性术语与定义103

5.3设计失效和其常见原因104

5.4关于产品可靠性的设计过程104

5.5浴缸失效率曲线105

5.6通用可靠性计算公式106

5.6.1故障密度函数106

5.6.2可靠性函数106

5.6.3失效率函数107

5.6.4平均无故障时间107

5.7可靠性结构108

5.7.1串联网络108

5.7.2并联网络109

5.7.3 n选m网络109

5.8可靠性评价方法110

5.8.1失效模式和影响分析110

5.8.2零件计数法110

5.8.3故障树分析111

5.8.4马尔可夫法113

5.8.5应力强度建模法114

5.9可靠性分配法114

5.9.1类似常见系统可靠性分配法115

5.9.2影响因素法115

5.9.3混合法115

5.10人的可靠性和共因失效115

5.11失效数据源和可靠性标准116

参考文献117

第6章 可维护性设计119

6.1引言119

6.1.1可维护性120

6.1.2稳态与瞬态对比122

6.1.3预防性维护的基本策略123

6.1.4预防性维护的实施123

6.2概率和随机变量概述125

6.2.1随机变量125

6.2.2离散分布126

6.2.3连续分布130

6.2.4数据分离的帕累托分析133

6.3系统可靠性与可用性概述134

6.3.1可靠性模型134

6.3.2一些常用分布的强度函数138

6.3.3三参数的Weibull概率分布139

6.3.4利用经验数据估算R（t）、v（t）和f（t）140

6.3.5失效过程建模140

6.4可修复系统与可用性分析144

6.4.1系统有效性度量的定义145

6.4.2修复率和失效率147

6.4.3可维护性建模147

6.4.4预防性维护与纠正性维护对比151

6.4.5可靠性与理想化维护151

6.4.6不完全维护155

6.4.7建模可用性157

6.4.8相干函数与系统可用性160

引用的参考文献161

参考文献162

第7章 再利用与重复使用技术165

7.1引言165

7.2再利用技术165

7.2.1过程概述166

7.2.2分解166

7.2.3粉碎168

7.2.4分离技术170

7.3重复使用176

7.3.1重复使用策略176

7.3.2维护数据与分析177

7.3.3使用寿命监控179

7.3.4未来的策略：销售服务而不是产品？184

7.4结束语186

参考文献186

第8章 再制造过程设计189

8.1再制造简介189

8.1.1定义189

8.1.2潜在优势190

8.1.3行业规模190

8.1.4客户需求191

8.2再制造的基本业务实践191

8.2.1基本业务情况192

8.2.2行业的原材料：来自客户的核心部件192

8.2.3第三方再制造193

8.2.4 OEM再制造193

8.2.5客户退货——OEM再制造的驱动力194

8.3再制造设施过程195

8.3.1典型的设施级再制造过程195

8.3.2检查与测试过程195

8.3.3清洗过程196

8.3.4整修过程199

8.3.5信赖员工技能与自动化对比200

8.4决定性设计原则和提高重复使用的策略200

8.4.1产品或部件再制造200

8.4.2产品结构设计指导原则201

8.4.3产品维护与维修指导原则202

8.4.4逆向物流设计202

8.4.5零件多样化与标准化对比203

8.4.6危险材料与关注物质203

8.4.7特意采用专利技术204

8.4.8固有不确定性204

8.5硬件设计指导原则204

8.5.1基本资源与概述205

8.5.2分类指导原则205

8.5.3分解指导原则206

8.5.4重新组装设计207

8.5.5清洗207

8.5.6更换、调整、维修208

8.5.7检查与测试208

8.6再制造设计的冲突208

8.7设计决策支持工具210

8.8综述210

参考文献211

第9章 绿色设计的材料选择214

9.1引言214

9.2为什么要选择材料215

9.3绿色设计过程215

9.4绿色设计中影响材料选择的因素218

9.4.1材料特性219

9.4.2制造问题221

9.4.3环境问题221

9.5材料数据来源222

9.6材料选择过程的步骤223

9.6.1筛选223

9.6.2材料分级223

9.6.3确定备选材料223

9.7材料选择方法224

9.7.1成本与特性对比分析225

9.7.2 Pugh决策矩阵方法226

9.7.3权重因数226

9.7.4材料选择的专家系统228

9.7.5性能指数方法229

9.8结束语233

参考文献233

附录A材料性质233

附录B制造过程234

第10章 在环境意识设计中运用全面质量管理与六西格玛流程235

10.1什么是全面质量管理235

10.1.1传统质量235

10.1.2新方法235

10.1.3质量的定义236

10.2环境意识对设计的影响236

10.2.1新客户236

10.2.2采用TQM/SS的优势237

10.3 TQM/SS方法237

10.3.1定义237

10.3.2测量239

10.3.3分析243

10.3.4设计244

10.3.5核实与确认249

参考文献253

引用的参考文献253