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摘要通过对工业产品装配阶段和拆卸及回收利用阶段进行的简要分析,说明了在产品开发设计阶段采取装配设计和拆卸设计对于简化生产工艺、节约产品成本以及对产品维修和回收再利用的重要生态意义。同时简单介绍了拆装家具的起源与发展,分析了家具拆卸性能设计存在的主要问题以及人们对拆装家具存在的一些错误认识,并提出了通过拆装设计提高现代家具生态水平的,从而提高产品竞争力的建议。AbstractThroughbriefanalysisoftheprocessesofassembly,disassemblyandrecycleofindustrialproducts,thesignificanceforthetechniques,cost,maintenanceandrecycleareintroducedwhenDFA&Dwasutilizedatthebeginningofindustrialdesign.Inaddition,thepresentsituationofDFA&Dfurnitureandsomemisunderstandingaboutitarealsoreferred.Attheend,improvingtheabilityofcompetitionthoughDFA&Ddesignisofferedformodernfurniture.关键词:家具;拆卸;装配;设计;回收KeyWords:Furniture;Disassembly;Assembly;Design;Reclaim随着工业的快速发展和人们生活水平的提高,每年的废弃产品数量在不断增加,根据统计的结果,全世界制造业每年大约生产55亿吨无害废物和7亿吨有害废物[1]。图1是德国每年的汽车、家庭器具、消费电器、控制设备及信息系统的废弃物数量分布情况。工业产品废弃物的数量每年都在增加,而有效的回收利用率却不是很高,这些废弃物不仅造成资源和能源的巨大浪费,同时也对地球的环境造成了极大的压力和危害。要使废弃产品的零部件经过修配或其它处理以后可以再次利用,那么这些零部件就应该能够被方便地拆卸下来。可见产品的拆卸性能是产品能够再生的重要前提,直接影响着产品的可回收和再利用的程度。面向拆卸的设计就成为解决产品回收和再利用的有效设计方法。同时,这种设计方法也是生态设计的重要途径之一。现代的工业制造中,装配工作量大约要占整个产品生产工作量的20%,装配费用占制造总费用的20~30%,在装配中若发现了问题,费用就会增加50%[1]。法国对355家公司的调查结果表明,通常产品设计是面向功能而不是面向装配的,结果导致产品的装配难度很大,生产周期长,产品成本高,装配质量难以保证,从而使产品的装配性成为制约生产的瓶颈。解决的办法通常是增加装配工人,增加装配机械和检测设备。而这些方法无疑都会导致产品成本的上升。在目前的产品设计过程中,人们普遍对产品的可制造性关注较多,而对产品的可装配性和拆卸性则考虑的相对较少。因而经常出现设计出来的产品结构不完善或可拆装性能差,从而导致制造出来的零件无法进行安装或拆装难度大,需重新返工的情况。因此,在产品的设计过程中采用拆卸和装配设计,对提高拆装零部件的效率,降低拆装费用和提高产品的回收利用率具有十分重要的意义。1、拆卸设计与装配设计概述装配与拆卸设计(DesignforAssemblyandDisassembly,DFA&DFD)的基本含义是:在产品设计阶段就同时考虑到产品的可装配性能和可拆卸性能,从装配和拆卸的观点提供一套理论和方法,在产品的设计过程中利用各种技术手段如建模、分析、评价、规划、仿真等,充分考虑产品的装配与拆卸环节以及其相关的各种因素的影响,以便在保证产品功能要求的前提下,使产品装配与拆卸的成本最低。1.1DFA与DFD之间的关系拆卸与装配正好是相反的两个过程,所以装配设计(DFA)与拆卸设计(DFD)之间既有相同点又有不同点。它们的实质不同:装配的实质是建立零件之间的某种约束关系;拆卸则是解除这些关系。目的不同:DFA针对的是产品的装配阶段,通过简化产品的设计达到减少产品装配费用的目的;DFD则主要是针对产品的维修、报废处理阶段,使产品能够方便地拆卸、循环利用和安全地进行报废处理。而它们的相同点就在于:DFA与DFD可以共享相同的产品设计模型,运用相似的分析和评价方法。单纯依照装配设计(DFA)设计原则设计出来的产品不一定便于拆卸,反之,依照拆卸设计(DFD)原则设计出来的产品也不一定便于装配,二者之间的不同点使得它们的结合(集成)很必要,而那些共同点使得它们之间的集成也具有可行性。可见,产品的拆卸过程与装配过程是密切相关的,在产品设计的初级阶段同时进行装配设计和拆卸设计,特别有助于产品设计的集成和产品综合质量的提高。1.2实施装配与拆卸设计的意义在产品设计阶段实施装配与拆卸设计具有重要的意义,主要表现在以下几个方面:(1)有助于提高整个产品开发过程与拆装环节自身的效率,降低生产成本有关资料表明[1],产品总成本的70%是在产品设计开发阶段决定的,而设计开发的费用在产品的总成本中只占5%,运用DFA&DFD方法对产品的整个结构进行优化,可以使错误在早期得到改善,避免后续环节中可能产生的不便,从而提高了整个产品的开发效率和成本;(2)同时研究DFA&DFD,有利于产品设计集成和综合质量的提高,同时对产品进行DFA&DFD的设计,可以有效的协调产品对可装配性能和可拆卸性能的要求,从而系统的提高产设计的综合质量;(3)DFA&DFD中对可拆卸性能的研究,能够方便产品的维修和回收处理,符合可持续发展要求产的品可拆卸性是产品维修和回收利用的前提条件。良好的可拆卸性将方便产品的维修,延长产品的使用周期,从而推迟新的废弃物产生的时间;另外,良好的可拆卸性能还方便废弃物的处理,既可节约资源又有益于环境保护。家具制造业需要消耗大量的自然资源和能源。近年来家具产业迅速发展,根据意大利米兰CSIL工业研究中心调查,世界家具业目前的年产量是2023亿美元[10],每年要消耗大量的能源和资源。家具产品随着建筑业的迅猛发展和人们住宅条件的不断改善,淘汰率大幅增长。目前西方国家的富裕阶层每年要扔掉数百万张写字台、椅子、餐桌、橱柜、床垫等家具。但是目前废旧家具的回收利用率很低,其中原因之一,就是设计产品时没有考虑其拆卸回收性能,零部件和材料缺乏必要的标识,结果使有用的和无用的材料及零部件难以拆卸分离,使很多可重复利用的零部件无法有效地再利用,即使有些产品能够拆卸回收,但花费的代价已使其失去了回收利用的价值。在环境保护已经成为人类迫在眉睫的任务的时代,这些被扔掉的东西不能再被看成是个人的私有财产,而应该看成是人类共有的有限的自然资源。有关研究表明,产品设计中良好的装配设计,可以减少20-40%的制造费用,同时可以提高100-200%的生产率[1]。在这种情况下,通过拆装设计对于提高家具产品的拆装性能、降低成本、节约资源,减少污染、增强家具的循环利用就显得尤为重要了。2.拆装家具的发展与主要问题分析人们一般将用各种连接件或插接结构将零部件组装而成的、可以反复拆卸和安装的家具称为拆装家具(ReadyToAssembly,RTA)。拆装家具在设计上应用工业设计的原理,把部件的标准化、通用化、系列化放在首位,进而简化了产品零部件的规格、数量,从而也相应地简化了设计工作;在生产上,由于简化了零部件的规格数,便于质量控制,提高了加工精度和生产率,相应地延长了设备的使用寿命,降低了产品的成本;在包装贮运上,可采用标准规格的包装,以便堆放,这样不仅有效地利用了空间,还减少了搬运工作的麻烦和可能对产品造成的损坏;在销售上,通过产品说明书使消费者参与到设计中来,真正地实现了以人为本的设计理念。2.1拆装家具的起源与发展概况家具制造业早在1900年就出现了拆装设计的雏形,当时德国的一家家具公司利用几种基本的板块设计书架,并方便地组装成顾客所需的书架,开辟了家具模块化设计的先河[2]。二战以后,重建欧洲迫在眉睫,各个工业领域都在寻求快速和创新的方式来满足需求,同样,家具业为能在短时间内给重建家园的人们提供充足的家居设施,也十分需要生产效率高、标准化、系列化、便于装配且具有良好结合性能的家具结构,在这种情况下,32mm系统应运而生。20世纪70年代,欧洲又开发出了32mm系统的专用设备,从生产工艺方面保证了32mm系统的有效实施。32mm系统的逐步成熟与生产设备、五金件及原材料生产的模数化、系统化使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。随着技术的发展,拆装设计已不仅仅限于在板式家具中应用,实木、金属等材料的家具也开始采用这种设计方法。如设计师大卫•奎克(DavodKawecki)设计的“迷题“扶手椅,就是将椅子分成七个部件,通过在部件上设置精确的接口进行连接,这些不连续的部件可以用激光切割工具从一块平板上切割下来,再由消费者亲自组装。2.2拆装家具的优点拆装家具不仅在设计、生产、储存、运输、销售、安装等方面有许多适应现代化大工业生产的优点,而且从生态设计的角度讲,它对环境保护也具有重要的意义,具有传统框式家具难以相比的优点:(1)产品结构模块化、统一化,使产品有较大的可预测性;(2)减少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量;(3)拆卸分离简单快捷;(4)拆下的零部件易于手工或自动化处理;(5)回收材料及残余废弃物易于分类和处理。拆装家具是家具工业进步的反映。它要求有高精度加工手段的支持,要求有成熟应用的新材料、新工艺和新方法的支持,还要有发达的零部件及接口所用配件工业的支持。拆装设计的目标就是用最简单的工具快速拆装符合质量要求的成品家具。意大利设计师马士莫•莫罗兹(MassimoMorozzi)设计的“干燥“椅,只用一个简单的翼形螺栓就将椅子的各个部分连成一体,可以自由的拆装而不需胶粘。2.3现代家具拆装设计存在的主要问题设计一种易于装配又易于拆卸的产品是一个复杂的过程,需要解决材料选择、易分离性、模块化设计以及连接件等诸多问题。目前无论从制造商、设计者还是消费者的角度来讲,都更强调对时尚和精神需求的追求,追求DIY的自由随意,而对其中蕴涵的环保理念很少顾及,也因此对有关装配性因素的考虑多于对拆卸性因素的考虑。而从生态设计的角度来看,家具能够拆卸是其回收再生的前提,要想使废弃家具的零部件或材料经过维修或其它处理方法后被重新利用,就必须使其零部件能够被方便地拆卸;否则,不仅会造成大量可重复利用材料的浪费,而且因废弃物不好处置,还会严重污染环境。可见,家具的拆卸性会直接影响到产品的回收性,进而影响到产品生命周期评估的效果,所以,在拆装家具的设计中,拆卸设计具有更重要的社会意义,要想使拆装家具真正的具有环保性能,成为生态产品,就必须将家具的拆卸设计放到与装配设计同等重要的位置。2.4拆装家具认识上的误区误区一:拆装家具都是生态家具目前,人们对生态家具的认识还很模糊,有的企业甚至在广告中将拆装家具直呼为生态家具,但是拆装家具就一定是生态家具吗?认为拆装设计就是生态设计、拆装家具就是绿色家具的观点是狭隘的和片面的。生态设计是针对产品的整个生命周期的设计,它在产品的整个生命周期中都要将环境保护作为设计目标,所以必须从系统的高度对产品的原材料获取、生产制造、包装运输、销售管理、使用及回收处理等方面对环境的影响进行具体的分析,在有序的状态下,使产品达到整体的“生态化“。在产品的整个生命周期中,如果只有一个环节符合生态设计的要求,或者只有一个环节不属于生态设计的要求,这种产品都不是生态产品。所以说,拆装设计只是生态设计的一个环节,拆装家具也未必是生态产品,具体的评价要根据对产品整个生命周期的评估而定。误区二:拆装家具一定能100%的回收在强调拆装设计的同时,需要注意的是一种产品要做到100%的回收是不现实的,也是不经济的,生态设计也只是在设计中寻求技术与艺术、功能与形式、环境与经济、环境与社会等联系中的最佳平衡状态,回收利用的目的是最大可能的利用这种回收资源,尽量减少产品的剩余量和污染。所以部分回收可能是最好的办法。宝马公司生产的Z1型和BMW3251型汽车,许多零部件都是由可回收利用的塑料制成的,在拆卸时,公司首先将注意力放在适合重新使用的、最有价值的零部件的拆卸上,从而以较低的成本获得了较好的拆卸效果。3.加强拆装设计增强产品竞争力拆装家具因为设计精巧、款式多样、规格类别齐全、搬运方便、拆装简易等优点,广受消费者们的青睐,且有经久不衰的发展趋势。多年来一直行销世界的瑞典IKEA家具奉行的就是“模块化设计“的理念,经营的产品大部分是可拆装的,这种方法使顾客在DIY(自己动手做)的过程中获得了对生活的享受和心理的满足,并同时亲自创建了属于自己的个性化空间。家具拆装式设计不仅有利于产品的回收和再利用,对环境保护具有重要的意义,同时也为追求个性的现代人提供了挖掘自我潜力的机会,因而已成为一种时尚。另外,随着人们环保意识的提高,生态消费已经悄然兴起,消费者宁愿花多一些的钱来购买生态产品。有专家预言:生态产品将成为21世纪的主导产品,拆装家具因为具有较多的生态特征也将成为世界家具设计和制造的主流。拆装式家具目前在美国和欧洲的市场分额占到15%,而且每年以8%的比率增长,具有良好的发展势头[10]。目前家具行业在32mm系统设计、加工设备、等拆装设计配套技术方面日趋完善。家具五金的发展,包括隐形连接系统的问世无疑又为拆装家具的发展提供了良好的机会。所以有条件的家具企业要尽量利用这些条件,并按照生态设计的要求进行产品开发,将产品逐步过渡到拆装家具上,提高产品的生态性能,增强产品的竞争力,争取实现经济、社会与环境保护的同步发展。本文转自:://furniture.5d6d加强拆装设计促进家具回收利用--徐秋鹏*张福昌**
宫崎清***
(*江南大学硕士研究生
**江南大学教授***日本千叶大学教授)Qiu-pengXu,Master,Fu-changZhang,Professor,andKiyoshiMiyazaki,Professor
摘要
21世纪是生态设计的世纪,废旧家具的回收利用已经成为一个亟待解决的环境问题。本文根据对工业产品生态设计的分析,提出了通过提高产品的拆卸性能来增加废旧家具回收利用率的建议。并简要介绍了拆卸设计的概念、特点和拆装家具的发展状况,
分析了家具拆卸性能设计的现状以及人们对拆装设计和生态设计存在的一些误解。Abstract
Ecologicaldesign(ED)isflourishtradeinthe21thcentury.Therecycleandreclaimofscrapfurniturehasbecomeanurgentenvironmentalproblem.AccordingtotheanalysisofED,thisarticlesuggeststhatweincreasetherateofscrapfurniture'srecycleandreclaimthroughimprovingproductscapabilityofdisassemblyinindustrialdesign.Inaddition,thepaperintroducesbrieflytheconcept,characteristicsofDFD(designfordisassembly)and
theevolutionofdisassemblyfurniture.ThepresentsituationofdisassemblyfurnitureandsomemisunderstandinginDFDandEDarealsoreferred.关键词:家具;拆装;设计;回收
KeyWords:
Furniture;
Disassembly;
Design;
Reclaim
随着科学技术的进步和生活水平的提高,新产品开发的速度逐步加快,产品的生命周期越来越短。家具产品也随着建筑业的迅猛发展和人们住宅条件的不断改善,加快了更新换代的步伐,淘汰率大幅增长。目前西方国家的富裕阶层每年要扔掉数百万张写字台、椅子、餐桌、橱柜、床垫等家具,在环境保护已经成为人类迫在眉睫的任务的时代,这些被仍掉的东西不能再被看成是个人的私有财产,而应该看成是人类共有的珍贵的自然资源。产品报废后,并不意味着所有的零部件都已成为废品,其中一部分稍加修整后即可再次利用,还有一些零件的材料回收后可用于生产同种零件;另一些零件的材料回收后,如其性能或成分达不到原零件的要求,则可降级用在别的产品中。但是目前废旧家具的回收利用率很低,以至于造成大量材料的浪费和环境的污染,且不利于可持续发展战略的实施。回收率低的原因是多方面的,其中主要原因之一是缺少再生技术,虽然可进行部分回收,但仅处于对材料进行回收的初级阶段;另一个更主要的原因,则是设计产品时没有考虑其拆卸回收性能,零部件和材料缺乏必要的标识,结果使有用的和无用的材料及零部件难以拆卸分离,使很多可重复利用的零部件无法有效的再利用,即使有些产品能够拆卸回收,但花费的代价已使其失去了回收利用的价值。在这种情况下,通过拆卸设计来改善家具的维修性能,科学的回收废弃产品的零部件和材料,对于节约资源,减少污染、增强家具的循环利用就显得尤为重要了。
一、拆卸设计--生态设计的主要途径产业革命200多年以来,由于科学技术的迅猛发展,人类利用大自然,向大自然索取的模式也从消极依靠转向积极的索取,而且索取量成几何级数的增长。迄今为止,经济不断发展的历史,也是自然资源不断减少、环境不断受到破坏的历史。面临地球日益恶化的环境,人类已经意识到:要改善自身生存的环境,必须通过生态的、可持续发展的设计观念和设计方法来实现。这种全新的设计方法就是生态设计。目前,生态设计已经成为全社会倡导的设计准则,其基本思想就是在产品整个生命周期的设计中,不仅要保证产品应有的功能、使用寿命、质量等因素,还要将产品的环境属性作为主要的设计目标。生态设计中研究较早的一种系统的设计方法就是拆卸设计,通过这个方法设计的产品,大部分零部件都能重新使用或回收利用,另外,拆卸设计还有利于产品的重组和产品在生命周期中的服务和维修。(一)、拆卸设计的基本概念
拆卸设计就是从产品或部件上有规律的拆下可用的构件,并同时保证不因拆卸过程造成该零部件损伤的设计方法。拆卸设计已经在汽车、计算机、复印机等产品的设计中得到了广泛的应用并取得了较好的效果。德国宝马(BMW)公司设计了一个拆卸设计(DFD,DESIGNFORDISASSEMBLE)车间,他们根据拆卸原理设计的新车型Z1赛车,从根本上改变了传统的连接方式,减少了所用材料的种类,取得了明显的效果,这些生态产品在市场上畅销后的利润又进一步促进了生态设计的发展。
(二)、拆卸性能评价
对于一件产品拆卸性的评价主要是从两方面进行的,一方面是评价与产品连接结构有关的指标,如可达性、标准化程度、产品结构的复杂程度等;另一方面是评价与拆卸过程有关的指标,如拆卸时间、拆卸费用、拆卸能耗和环境影响等。其中,产品连接结构拆卸性能的好坏是评价指标的主要组成部分。
(三)、模块化设计
拆装产品结构设计的一种有效方式是进行模块化设计。所谓模块化设计就是在对一定范围内的不同功能或相同功能而不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,并通过对模块的选择和组合构成不同产品的设计方法。模块化的思想已广为人们所接受,并应用于家电、家具等行业的设计生产中。
图1二、拆装家具-现代家具设计和制造的主流家具制造业早在1900年就出现了拆装设计的雏形,当时德国的一家家具公司利用几种基本的板块设计书架,并方便的组装顾客所需的书架,开辟了家具模块化设计的先河。二战以后,重建欧洲迫在眉睫,各个工业领域都在寻求快速和创新的方式来满足需求,同样,家具业为能在短时间内给重建家园的人们提供充足的家居设施,也十分需要生产效率高、标准化、系列化、便于装配且具有良好结合性能的家具结构,在这种情况下,32mm系统应运而生。20世纪70年代,欧洲又开发出了32mm系统的专用设备,从生产工艺方面保证了32mm系统的有效实施。32mm系统的逐步成熟与生产设备、五金件及原材料生产的模数化、系统化使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。随着技术的发展,拆装设计已不仅仅限于在板式家具中的应用,实木,金属等材料的家具也开始采用这种设计方法。(一)、拆装家具的基本概念
人们一般将用各种连接件或插接结构将零部件组装而成的、可以反复拆卸和安装的家具称为拆装家具。"拆装",顾名思义,包括"拆卸"和"装配"两层含义,科学的组装是便捷拆卸的前提,能够拆卸的产品必然是经过有效合理的装配而构成的,拆装家具的设计事实上已经包括了拆卸设计在内。拆装家具在设计上,应用工业设计的原理,把部件的标准化、通用化、系列化放在首位,简化产品零部件的规格、数量,从而也相应的简化了设计工作;在生产上,由于简化了零部件的规格数,便于质量控制,提高了加工精度和生产率,相应的延长了设备的使用寿命,降低了产品的成本;在包装贮运上,可采用标准规格的包装,以便堆放,这样不仅有效的利用了空间,还减少了搬运工作的麻烦和可能对产品造成的损坏;在销售上,通过产品说明书使消费者参与到设计中来,真正的实现了以人文本的设计理念。(二)、拆装家具的设计要素
拆装家具设计的三个主要内容就是部件的设计、接口的设计和连接件的选用,要获得良好的拆装结构,必须对部件的材料、连接件及接口的加工工具等因素进行综合的分析,根据不同的情况采取不同的对策。
1、部
件
这里的"部件"相当于拆卸设计中的模块。部件的设计和生产要求标准化、系列化、通用化,并达到较高的精度。
2、接
口
拆装家具的主要结合方式是连接件结合,为了使用连接件将部件之间结合起来,就必须在部件上设置接口。美国设计师大卫.奎克(DavodKawecki)设计的"迷
题"扶手椅,将椅子分成7个部件,通过在部件上设置精确的接口进行连接,这些不连续的部件可以用激光切割工具从一块平板上切割下来,再由消费者亲自组装。(见图2)
图2
"迷题"扶手椅
设计师:美国大卫.奎克(DavodKawecki)
3、连接件
连接件是一种特制的、可多次拆装的构件,除了金属材料的以外,还有尼龙和塑料等材料的,连接件需要满足的基本要求是牢固、便捷、隐蔽,并能多次拆装。家具五金件的应用已有千百年的历史,拆装家具的问世,使国际家具五金工业也在广度和深度上发生了质的飞跃,接口配件的技术进步,不仅表现在材料、加工和生产等方面,更重要的是它建立了一种全新的设计概念,既"以人为本"、"可持续发展"等理念。2023年瑞士拉米诺(Lamello)公司设计的专业隐形连接系统,(见图3)引起了全世界家具行业的关注,隐形连接件利用磁场正负极的作用而牢牢锁住,可抵抗的拉力达86千克。用这种连接件结合的板件,虽然在表面上没有任何外露的接口,却可以用专业的工具迅速的将其拆卸或装配,真正达到了牢固、隐蔽和快捷的优点。家具五金的发展,包括隐形连接系统的问世无疑又为拆装家具的发展提供了良好的机会。
图3
隐形连接系统(三)、拆装家具的生态特征
拆装家具不仅在设计、生产、储存、运输、销售、安装等方面有许多适应现代化大工业生产的优点,而且从生态设计的角度讲,它对环境保护也具有重要的意义,具有传统框式家具难以相比的优点:
1、
产品结构模块化、统一化,使产品有较大的可预测性;
2、
减少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量;
3、拆卸分离简单快捷;
4、拆下的零部件易于手工或自动化处理;
5、回收材料及残余废弃物易于分类和处理;拆装家具是家具工业进步的反映,它要求有高精度加工手段的支持,要求有成熟应用的新材料、新工艺和新方法的支持,还要有发达的零部件及接口所用配件工业的支持。拆装设计的目标就是用最简单的工具快速拆装符合质量要求的成品家具。意大利设计师马士莫.莫罗兹(MassimoMorozzi)设计的"干燥"椅,只用一个简单的翼形螺栓就将椅子的各个部分连成一体,可以自由的拆装而不需胶粘。(见图4)
图4
"干燥"椅设计师:意大利马士莫.莫罗兹(MassimoMorozzi)多年来一直行销世界的瑞典IKEA家具奉行的就是"模块化设计"的理念,它经营的产品大部分是可拆装的,这种方法不仅具有较多的生态设计特征,同时也使顾客在亲自创建属于自己的个性化空间的同时,获得了对生活的享受和心理的满足,目前,利用拆装家具的模块"DIY"自己的家(DoitYourself)已经成为一种时尚。已有专家预言:无论从生态设计、技术加工,还是从消费观念来看,拆装家具都将成为世界家具发展的主流。
图5"宣传画"椅设计师:意大利摩瑞佐.菲威他(MaurizioFavetta)三、
家具拆卸性能分析设计一种易于装配又易于拆卸的产品是一个复杂的过程,需要解决材料选择、易分离性、模块化设计以及连接件等诸多问题。目前无论从制造商、设计者还是消费者的角度来讲,都更强调对时尚和精神需求的追求,追求DIY的自由随意,而对其中蕴涵的环保理念很少虑及,也因此对有关装配性因素的考虑多于对拆卸性因素的考虑。但是从生态设计的角度来看,家具能够拆卸是其回收再生的前提,要想使废弃家具的零部件或材料经过维修或其它处理方法后被重新利用,就必须使其零部件能够方便的拆卸;否则,不仅会造成大量可重复利用材料的浪费,而且因废弃物不好处置,还会严重污染环境。可见,家具的拆卸性会直接影响到产品的回收性,进而影响到产品生命周期评估的效果,所以,在拆装家具的设计中,拆卸设计具有更重要的社会意义,要想使拆装家具真正的成为生态产品,就必须更多的关注其拆卸设计,既要面向拆卸而设计(DFD:DesignforDisassembly)。只有将"装配"和"拆卸"都进行了系统设计的家具才是真正意义上的拆装家具,才具有了评定为生态家具的初步资格;也只有这样,才能使整个生态家具设计系统良好的运转起来,增大废旧家具回收利用的几率。以明式家具为代表的中国传统家具,采用精确的榫卯结构连接,工艺精湛,可以不用一根钉子就组装成结构严谨的家具整体,具有非常好的装配性。近年来,随着复古风潮的兴起,人们纷纷回收古典家具进行维修再利用,我国的传统家具也获得了再次发展的机会。但是,传统家具榫卯结构种类极多、结构复杂,在拆卸维修时必须由深喑其道的匠师进行,否则很有可能会造成结构上的破坏。这种拆卸性较差的结构形式不利于家具的维修和回收利用,它不仅限制了传统家具的循环,而且已不能满足现代工业化生产的要求,不利于中国传统家具在现代的发展。如果能根据现代的技术条件、并按拆卸设计的原则对传统家具的结构进行简化设计,将其分解成若干零部件,并设置合适的接口,使其在拆卸性能方面进一步完善,则一定会为我国传统家具在现代的发展开拓更为广阔的空间。四、拆卸性能辨证观目前,人们对生态家具的认识还很模糊,有的企业甚至在广告中将拆装家具直呼为生态家具,但是拆装家具就一定是生态家具吗?认为拆装设计就是生态设计、拆装家具就是绿色家具的观点是狭隘的和片面的。生态设计是针对产品的整个生命周期的设计,他在产品的整个生命周期中都要将环境保护作为设计目标,所以必须从系统的高度对产品的原材料获取、生产制造、包装运输、销售管理、使用及回收处理等方面对环境的影响进行具体的分析,在有序的状态下,使产品达到整体的"生态化"。在产品的整个生命周期中,如果只有一个环节符合生态设计的要求,或者只有一个环节不属于生态设计的要求,这种产品都不是生态产品。所以说,拆装设计只是生态设计的一个环节,拆装家具也未必是生态产品,具体的评价要根据对产品整个生命周期的评估而定。
图6在强调拆卸设计的同时,需要注意的是一种产品要做到100%的回收是不现实的,也是不经济的,生态设计只是在设计中寻求技术与艺术、功能与形式、环境与经济、环境与社会等联系中的最佳平衡状态,回收利用的目的是最大可能的利用这种回收资源,尽量减少产品的剩余量和污染。所以部分拆卸可能是最好的办法。宝马公司生产的Z1型和BMW3251型汽车,许多零部件都是由可回收利用的塑料制成的,在拆卸时,公司首先将注意力放在适合重新使用的、最有价值的零部件的拆卸上,从而以较低的成本获得了较好的拆卸效果。在进行拆装结构设计的同时,我们也不能完全抛弃先人留下的精湛的结构设计技巧,毕竟,传统设计是生态设计的基础,生态设计是对传统设计的补充和完善,传统设计只有在原有设计目标的基础上将环境属性也作为设计目标之一,才能使所设计的产品满足生态性的要求,才能具有更强的市场竞争力。小结
可持续发展已经成为各个国家、各种社会和各个产业发展的重要指导思想。家具产业是自然资源消耗的大户,也是环境污染的主要源头之一,要实现家具产业的可持续发展,就必须牢固树立可持续发展的战略思想,按生态设计的思路和评价标准,开发家具新产品。拆装设计作为生态设计的主要方法,是实现可持续发展的家具文化的必经途径。目前,家具行业在32mm系统设计、加工设备、五金配件等拆装设计配套技术方面日趋完善,有条件的家具企业要尽量利用这些条件,并按照生态设计的要求进行产品开发,加强不同生产企业间的交流与合作,将产品逐步过渡到拆装家具上,提高产品的回收利用率,争取实现经济、社会与环境保护同步发展。参考文献
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9、韩维生,王宏斌,扬创创(2023),板式家具的绿色特征,陕西林业科技,第1期,页66-68[家具]关于积木式组合家具的研究与发展在家具发展史上,曾屡次出现过组合家具的概念,在中国的宋明时期及20世纪70年代的欧洲国家都取得了很大的发展,并初具雏形。综合对组合家具的论述,即组合家具是由若干个标准零件或家具单元组合而成的,例如组合沙发与组合柜,此外还有标准柜橱桌椅等组成的组合体。当前是家具走向多元化的重要时期,组合家具将再度成为研究的重点,其研究的内涵和外延更加丰富,赋予家具更广泛的组合意义。
结合积木(一种可拆装式儿童玩具)的创意和连接概念,将家具的零部件打得更散,使家具可以像积木一样的组合,便形成了积木组合家具的概念。所谓积木组合式家具,是指建立一系列标准模件并借助牢固的连接方式,使这些模件可以按照不同的空间需要和使用功能来组装成不同的家具形式。这里的关键技术在于家具零部件、连接件和连接方式的选择与应用,创造可组装的部件单元,选用适当的连接方式来横向组装各类型的家具,从而满足使用者不断变化的空间要求和家具组合形式。其最大的特点是:“产品就是部件”,可以通过购买不同的零部件,经调整组合来自行组装成不同款式的家具,用户可以按自己的喜好和室内的空间要求设计自己的家具。
一.国内的研究概况
中国古代已有拆装组合家具的研究,比如在几类家具上有一些经典的设计。其中有唐宋时期黄伯思的“燕几”,到了明代发展为戈汕的“蝶几”,后来又有组合家具匡几和套几。所谓“燕几”(见图1),就是唐朝人创制的专用于宴请宾客的几案,其特点是可以随宾客人数多少而任意分合。燕几包括2张长桌,2张中桌和3张短桌,这7张桌子可以组合成广狭不同、形式多样的实用桌,是为今日组合桌具之祖。“蝶几”(见图2)是由三角形和梯形的几组合而成,计6种13只小几。用“蝶几”拼的图形比“燕几”图形要复杂丰富得多,能组成亭、山、鼎、瓶和蝴蝶等方类、直类、曲类、楞类、空类、象类、全屋排类和杂类等130多种形式,变幻无穷。“匡几”(见图3)的变化组合更见丰富,匡几以委宛胜,拆卸后的小部件可整理于箱,组装后可成架、成柜,罗古器供博览,卷之舒之无不如意,变化万千。“套几”(见图4)是明代“燕几”的发展。4件同样造型的几,逐个减小,套在上1个框内,4个迭套在一起,只有1个几的体积。套几可分可合,使用灵活,可根据需要决定是套用还是拉出分别使用。
在现代,国内许多设计者都尝试进行新的家具组合设计。2023年,温州澳珀家具的设计师朱小杰设计了一套“系统家具”(见图5),所谓的系统家具是一种模板组合,包括书柜、厅柜和衣柜3个系列与80多块标准板件,可以组成除厨房和卫生间以外的门厅家具、客厅家具、餐厅、书房和卧室等任何功能居住空间,同时还可根据同一功能,不同尺寸的空间进行组合,打破了家具对房间的面积的要求。2023年,北京梦多元科技发展与清华、中央美院研发的游戏式系列家具(见图6),其沙发可根据需要拆装后变成床,体现了家具形式变化上的革命。这个产品设计是基于组合的系统观念,家具可以根据需要被拆卸、重组,是以模块组件的方式进行组合,在形成的系统中可自由装配以满足各种变化。创办于1991年的北京猫王家具是专业生产钢木家具的企业,设计采用的是简单的几何结构的钢木组合(见图7)。用钢材做主要结构框架,板材作结构单元,其组合元素可延伸和重复组合,以满足消费者在不同的地面环境、房间高度和不同的用途方面的不同需求。
广东的“乐从杯”家具设计大赛中的一些设计作品,也体现了零部件组合的设计思想。如2023年江南大学谢小龙设计的“链”(见图8)、耿辉设计的“方块的组合”、南京艺术学院佘方设计的“组合家具”(见图9)和上海同济大学陆尤设计的“HIH”(见图10),以及2023年广州美术学院林军明设计的“儿童之家”和北京服装学院黄强设计的“DASIY”(见图11)等。
二.国外的研究概况
早在上世纪初叶,德国制造联盟的赫尔曼·穆迪休斯(Herman
Muthesius)就开始倡导标准化,并将其看作是倡导设计民主化的一个强有力工具。后来包豪斯校长沃尔特·格罗皮乌斯(Walter
Gropius)强调标准化的重要性,并联合一些设计师进行标准化设计以实现大规模工业化生产。1927年,格罗皮乌斯开始与建筑空间配套的系统家具设计研究,并为柏林的菲德尔百货公司设计可以现场组装的系统家具。
1925年,德国建筑设计师弗兰兹·斯库斯特(Franz
Schuster)
运用系统设计思想设计了装配式单元家具,用胶合板作基本材料,通过机械化大批量生产,成为一种廉价的大众化家具。装配式单元家具使消费者有可能以少量的基本部件来满足家具陈设的许多变化。从这些基本部件中,人们可以任意挑选和增添房间所需要的家具陈设,由于每一件都能以任何数量用于各种不同的用途,因而消费者可以摆脱成套购买家具的“束缚”。这里的床头桌可作为鞋柜,也可作为儿童游艺室的玩具箱,或者用作门厅带镜子的抽屉柜。一张便桌也有多种用途,可以变为一张可折叠的桌子,轻便而不占地方。灵活运用箱子、组合书桌和活动书架的部件,几乎可以不受限制地为起居室和卧室组装成各种部件。
二战以后,重建欧洲迫在眉睫,家具业也十分需要生产效率高、标准化、系列化,便于装配且具良好结合性能的家具,在这种情况下,“32毫米系统”应运而生。上世纪60年代初由德国设计制造了世界上第一批“32mm系列”家具,产生了“部件即产品”的全新概念。它是以单元组合设计理论为指导,通过对零部件的设计、制造、包装、运输和现场装配来完成板式家具的产品。70年代,欧洲又开发出“32毫米系统”的专用设备,从生产工艺方面保证了“32毫米系统”的有效实施。“32毫米系统”的逐步成熟与生产设备、五金件及原材料生产的模数化、系统化,使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。美国设计师大卫·奎克(Davod
Kawecki)设计的“迷题”扶手椅(见图12),就是将椅子分成7个部件,通过在部件上设置精确的接口来进行连接,这些不连续的部件可以用激光切割工具从一块平板上切割下来,再由消费者亲自组装。同期在欧洲国家的家具设计上,较为突出的风格是向组合的方向发展,领导这一设计的是美国的国际家具集团诺尔公司(Knoll)和米勒公司(Miller),以及英国的希尔公司与内斯公司等,查尔斯·依姆斯设计的行动办公室和行动医院是可以组合的,尺寸是按模数设计的,被公认为可以最有效地利用空间,最有力地通过产品来支持人的工作与活动。另外,意大利卡西那公司的贝利尼设计了一些类似的办公室,同样具有弹性、有机、组合与构成便利性的特点。
1969年,意大利卡西那公司在科隆博设计的圆环椅(见图13),以及一套称为“追加系列”的沙发椅,是由多个正方形泡沫塑料构成的单体组成。这些单体有大、中、小等几种不同的规格,可以纵向任意固定在底座上,从而组成方凳、长凳和长沙发等多种座椅。
1968年,
德国赫斯塔公司的系统装配住宅家具成为欧洲住宅家具的第一品牌,经过精心设计的标准单元可进行相关连的多元化系统装配,而且还适应于不同的室内空间,迎合了大众化与个性化的需求,这种开放式家具组合系统实现了德国设计师多年来的设计梦想。该公司在1994年又设计了新的组合家具系统(the
first
cash
&
carry
range),这种高质量的家具标准单元具有无穷而多元变化的可能性,用简易工具快速装配的自由系统家具在欧洲和全球市场引起了强大的震动。
2023年,挪威的斯托克公司推出了一种由格洛恩隆德(Gronlund)和努森(Knudsen)设计的名为“睡椅”(Sleepy)的儿童家具,这种家具可以由一个摇篮变成一张床,变成一组沙发或两把椅子。这种创新性的多功能设计可满足儿童成长过程中的不同需要。
近几年,丹麦的芙莱莎(FLEXA)公司提供了灵活多变的儿童家具(见图14),各部分可以像积木一样灵活拼装。书桌和椅子的高度可调,床与书桌、衣柜和书架的组合更是灵活简便,其中床的高度和组合可在不同的年龄段作相应的调整,书架组合可以千变万化。这些书架可以与格柜、抽屉柜相组合,也可以直接装到墙上。瑞典的宜家(IKEA)发明了“模块”式家具(见图15)的设计方法,其家具都是拆分的组装件,产品分成不同模块,可分块进行设计。模块化意味着可以大规模生产和大规模物流,有些模块可在不同的家具款式中进行通用,实现了基本功能与个性化满足的有机统一。宜家在中国用“半diy(自主参与设计)”的方式销售家具,而英国翠丰集团的百安居(B&Q)也掀起了这种类似自己动手“玩积木”的自助式家具消费风潮。这类可以自由组合的家具突破了以往的家具整体化的概念,不仅体现了前卫的风格,还呼应了现代人讲求个性、实用的家居生活理念。
三.未来的发展趋势
随着近年来家居装饰的不断升级,作为居室中最能体现设计和文化内涵的家具也在发生明显的变化。家具已从过去单一的实用性转化为装饰性与个性化相结合,因此各种五花八门的新潮家具也相继应市。家具将不再是单一的形态,而是可变化的,就像玩积木那样。
从家具结构来看,家具已从传统的框架式结构转向如今的板块式结构,典型的代表是在国外已流行多年的拆装式家具,即构件家具。厂家只生产家具的部件,由消费者自己像搭积木一样自由组合家具。构件家具的“部件”是通用化的,而其成品则显露出消费者的个性,可经常变换家具的款式,使家具也走向“时装化”。家具这种“化整为零”的方法是先将整个家具化解为若干个小单元,而每个单元又进一步化解为一块块简单的构件,这样的构件组合家具其价格比传统家具更便宜,可塑性强,可大可小,可添可减,可组合变化,让人常有新鲜的感觉。
未来的生活将更加丰富多彩,家具也日趋个性化、多样化、时装化。人们更喜欢新鲜变化的东西,家具也应走一条新颖变化的路子,打破一成不变的家具式样,赋予家具以鲜活的变幻魅力。
让家具环境处于动态变化的环境中,让家具随心而动,随需而变。杨玲于伸宫艺兵
对教材资源的一些讨论摘要:本文就笔者在使用北京师范大学版的实验教材(数学第六册)过程中,对教材资源中的问题进行了理解、分析和建议。关键词:科学性;真实性;层次性;繁琐性;误解。
2023年,我有幸参加了新课改实验教材的教学工作,教材一拿到手,我就被那些花花绿绿、生动形象的图文吸引了,并下定决心,一定要深钻教材,认真研究。在我使用它的近两年的时间里,我发现新教材的可行性特别强,学生脑子灵活、能力强,与此同时我也有太多感受,现仅对教材资源与大家商榷:我们学校是2023年开始使用北师大版新教材的,其中一些图文我认为容易造成学生的误解,不利于学生进行有效的学习。图例的科学性第六册数学书第13页,看一看,说一说下面哪些图形是对称图形(如图1)图1图2红旗应向一个方向飘,除非旗杆那里有电子吹风机(我想是没有的),这幅图有失真实性,孩子们的争议比较大,有的说不看红旗,就建筑来说是对称图形;有的说这幅图形对折不能完全重合,说明不是对称图形等等。我不知道编者的本意是就是通过这些细节考察学生对对称图形的掌握程度,还是根本没想到我们的学生会“盯”的这么仔细,但不管怎么样这幅图不符合实际。选编的练习容易引起误解第六册数学书第55页画一画⑴请
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