l 公眾的需要

生產(chǎn)對環(huán)境無害的產(chǎn)品或綠色產(chǎn)品，已成為公眾的普遍要求。隨著環(huán)境污染的加劇、環(huán)境公害的不斷發(fā)生，引起了社會(huì)各界的強(qiáng)烈反應(yīng)：現(xiàn)在，對改善環(huán)境質(zhì)量的要求越來越迫切。1991年美國NBC進(jìn)行了民意調(diào)查結(jié)果，80%的美國人把環(huán)境問題放在第一位，15%的人強(qiáng)烈要求對環(huán)境的損害要賠償；不購買有環(huán)境污染的產(chǎn)品。大多數(shù)人認(rèn)識(shí)到，必須對現(xiàn)有的產(chǎn)品、生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式進(jìn)行變革，以減少環(huán)境污染，而不是等待環(huán)境出現(xiàn)問題后來解決。產(chǎn)品的制造者采納公眾的要求，即首先就應(yīng)考慮產(chǎn)品的環(huán)境與用戶安全要求，要求設(shè)計(jì)者采用生命周期設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)者則要將環(huán)境要求與產(chǎn)品性能和其他要求綜合在一起。

2 提高產(chǎn)品競爭力，降低成本

一些國家已經(jīng)把產(chǎn)品的環(huán)境因素作為產(chǎn)品質(zhì)量的一部分，現(xiàn)在許多公司已經(jīng)清楚認(rèn)識(shí)到，高質(zhì)量的產(chǎn)品是成功競爭的基礎(chǔ)，將環(huán)境因素納入到產(chǎn)品質(zhì)量控制中，在未來的國際市場競爭中，產(chǎn)品必將有更大的競爭力。高明的企業(yè)家都清楚，高質(zhì)量的產(chǎn)品不是高費(fèi)用的、最佳的產(chǎn)品，而是少缺陷的、質(zhì)量高成本最低的產(chǎn)品。他們也認(rèn)識(shí)到，發(fā)現(xiàn)并降低環(huán)境“缺陷”，也同時(shí)降低了產(chǎn)品的成本，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品總費(fèi)用的評(píng)占，有助于公司確定產(chǎn)品開發(fā)的真實(shí)成本。產(chǎn)品成本不僅包括通常所應(yīng)包括的項(xiàng)目，還應(yīng)考慮到一些潛在的、隱蔽的法律責(zé)任和確定的環(huán)境方面的費(fèi)用。這些費(fèi)用都應(yīng)在產(chǎn)品開發(fā)中考慮到的。

3 滿足環(huán)境保護(hù)的要求

產(chǎn)品生產(chǎn)就是資源的消耗，每一種產(chǎn)品都有多種的環(huán)境影響：首先，產(chǎn)品要消耗可再生的和不可再生的資源。隨著資源的消耗，產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。如稀有植物和動(dòng)物將瀕臨滅絕；可再生的資源將枯竭，如石油將耗盡伴隨資源消耗的另一些環(huán)境影響，即是產(chǎn)品在開發(fā)和使用中，使用了有害的物質(zhì)，產(chǎn)生了有害的廢物。產(chǎn)品在生產(chǎn)中排放物和使用后的廢棄物，以各種形式構(gòu)成了對大氣、水和土壤的污染或?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境、人類健康的危害：而且這種危害往往不只是對工廠自身的和周邊的環(huán)境影響，它還涉及到長遠(yuǎn)的、區(qū)域的，甚至是全球范圍的影響，如溫室效應(yīng)，全球氣候變暖和臭氧層破壞等。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的環(huán)境目標(biāo)，既控制了現(xiàn)在的，也預(yù)防了未來可能發(fā)生的環(huán)境問題。因而，產(chǎn)品的環(huán)境要求設(shè)計(jì)，有助于推動(dòng)可持續(xù)的資源使用和管理，也保證了未來的環(huán)境質(zhì)量。同樣，資源的合理利用、減少排放物和廢物的產(chǎn)生，不僅僅是減少了環(huán)境影響，同時(shí)也是節(jié)約了資源，保護(hù)了動(dòng)、植物的生長，維護(hù)了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

生命周期設(shè)計(jì)就是謀求在整個(gè)生命周期內(nèi)資源能源的優(yōu)化利用，減小或消除環(huán)境污染。產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)的方法包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)面向生命周期全過程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)考慮從原材料采集直至產(chǎn)品廢棄后的處理處置全過程中的所有活動(dòng)。

(2)環(huán)境需求分析應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段進(jìn)行。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段就應(yīng)歸納出對其系統(tǒng)的環(huán)境要求，而不是依賴于末端處理，要綜合考慮環(huán)境、功能、成本、美學(xué)等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在多目標(biāo)之間進(jìn)行權(quán)衡，做出合理的設(shè)計(jì)決策。

(3)實(shí)現(xiàn)多學(xué)科跨專業(yè)的合作設(shè)計(jì)開發(fā)。由于生命周期設(shè)計(jì)涉及生命周期的各個(gè)階段、各種環(huán)境問題和環(huán)境效應(yīng)，以及不同的研究對象，如減少廢棄物排放、現(xiàn)有產(chǎn)品的再循環(huán)、新產(chǎn)品開發(fā)及再循環(huán)等，所以，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)涉及廣泛的知識(shí)領(lǐng)域。

以啤酒生產(chǎn)為例，不僅僅涉及啤酒釀造工藝和釀造設(shè)備的設(shè)計(jì)，還涉及啤酒的包裝問題，在瓶裝啤酒中，包括啤酒瓶、瓶蓋、標(biāo)簽等的設(shè)計(jì)。啤酒瓶是灌裝含氣液體并多次重復(fù)使用的包裝容器，應(yīng)具備足夠的堅(jiān)固性，同時(shí)又要減小質(zhì)量、易于清洗；瓶蓋直接與啤酒接觸，瓶蓋材料和墊片材料應(yīng)無毒性，并能保證在保質(zhì)期內(nèi)有足夠的密封性能；標(biāo)簽紙要有足夠的牢度，以免在運(yùn)輸過程中脫落，印制圖案的油墨應(yīng)不含毒性。顯然，有關(guān)啤酒瓶、瓶蓋、標(biāo)簽紙、印制油墨、黏結(jié)劑等問題都不是啤酒工藝設(shè)計(jì)師的擅長。多學(xué)科的合作設(shè)計(jì)，可以從一開始就仔細(xì)謀劃設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，集思廣益，做出最佳的選擇。這樣不但可以增加產(chǎn)品成功開發(fā)的機(jī)會(huì)，而且可以縮短設(shè)計(jì)周期。

綜觀生命周期設(shè)計(jì)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，可以總結(jié)出目前還存在著如下一些問題和不足需要解決，如生命周期設(shè)計(jì)研究方法體系的建立和進(jìn)一步完善；對產(chǎn)品的壽命沒有進(jìn)行有效的預(yù)測，不能為產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)決策提供必要的支持；缺乏支持產(chǎn)品全生命周期過程的統(tǒng)一的集成產(chǎn)品信息模型；缺乏全生命周期的實(shí)時(shí)知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫的支持；生命周期設(shè)計(jì)方法與CAD系統(tǒng)的集成力度不夠；缺乏實(shí)用的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法以及環(huán)境影響評(píng)估方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，必將為上述問題的解決提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。因此，根據(jù)對產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述和對產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)理論的研究，產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢如下。

(1)產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)集成體系結(jié)構(gòu)的研究。從目前的現(xiàn)狀看，在產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得的研究成果還僅僅局限于生命周期的某一階段或幾個(gè)階段的集成，真正意義上的產(chǎn)品全生命周期集成體系結(jié)構(gòu)的研究還存在很大的難度，集成化是產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢之一。

(2)產(chǎn)品的壽命預(yù)測與等壽命設(shè)計(jì)研究。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命和使用壽命是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的指標(biāo)，也是產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，產(chǎn)品的壽命預(yù)測與等壽命設(shè)計(jì)是目前需要解決的課題。

(3)知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫和知識(shí)共享。面向全生命周期的設(shè)計(jì)必須建立在現(xiàn)代最先進(jìn)的知識(shí)平臺(tái)之上。建立面向全生命周期各階段設(shè)計(jì)的知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫并通過各種方式共享知識(shí)是實(shí)現(xiàn)全生命周期設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。

(4)支持全生命周期設(shè)計(jì)的集成產(chǎn)品信息模型。支持產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)的產(chǎn)品信息模型是成功進(jìn)行生命周期設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其目的是提供產(chǎn)品在全生命周期分析與評(píng)價(jià)時(shí)均能通用與數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一模型。

(5)產(chǎn)品生命周期多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)理論體系的研究。產(chǎn)品生命周期多目標(biāo)評(píng)價(jià)理論體系研究產(chǎn)品的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能和全生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響程度以及綜合評(píng)價(jià)能源及資源的利用率，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系和在此基礎(chǔ)上的產(chǎn)品分析與評(píng)價(jià)模型。

(6)產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)的集成。為了能及時(shí)地根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，必須將生命周期設(shè)計(jì)系統(tǒng)與CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行集成。