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1生態設計的要求
1.1品牌價值要求
對許多公司而言,對外宣傳本公司產品的環保性能其實是一把雙刃劍。如果環保性能宣傳是基于堅實的科學依據,或者能夠被第三方機構所認證,或者能夠解決消費者、分析師及非政府組織所關心的環境問題,就有很大機會提升產品銷售量、公司股票價格和品牌價值。但是,如果環保性能宣傳未能達到上述三個標準之一,該公司的環保性能宣傳就會有可能被指責為“濫用綠色”,即做出一些沒有堅實依據的環保性能宣傳或者利用環保營銷策略來掩蓋產品的其他問題。最簡單的解決辦法似乎是不做任何的環保性能宣傳,但由于投資者對產品的期望不斷上升、非政府組織對產品的審查越來越嚴格、競爭對手造成的壓力持續增加,不做任何環保性能宣傳行為本身就會損壞公司的品牌價值。
1.2能耗、有害物質相關法規要求
環境立法的引入或許是讓各大公司啟動生態設計最直接的驅動因素,北美、歐洲和亞洲地區的部分環境立法情況。與此同時,行業協會和非政府組織也在引入一些標準、政策等,用以影響政府機構的立法框架。
1.3成本及供應鏈管理要求
通過立法可以迫使各大公司開始重視生態設計,但若生態設計被采納的話,也會給公司帶來明顯的成本優勢。因為從生態設計的角度來看,減少材料和能源的使用可以降低產品的制造成本。當產品的環境影響涉及到由供應商設計和制造的子系統時,就提供了使供應商也參與生態設計的良好機會,產生一個更為精簡、更具成本效益的供應鏈。例如,創維集團召集國內500多家零部件供應商,要求簽訂“綠色供應鏈協定”,推行零鉛工程,確保出口歐洲的產品達到要求。同時,創維集團針對內銷的產品也積極實行生態設計理念,研制和生產“綠色電視”,滿足和優于國家標準,為國內消費者和環境提供綠色保護。最終效果是導致供應商也不得不參與生態設計,降低創維集團產品制造成本。
1.4產品技術創新要求
當公司在考慮產品對環境造成的影響時,經常會發現很多創新的機遇。如Dyson公司開發的電子干手器采用高效電子泵迫使空氣通過特殊設計的小孔,當顧客慢慢將手從干燥腔移出來的時候,手上的水就會被通過特殊設計小孔的空氣切斷,通過用這種方法吹掉顧客手上的水分而不是通過傳統的蒸干手段,Dyson公司開發的干手器可以縮短約77%的干手時間和約80%的干手能耗。
2生態設計實施面臨的挑戰
迄今為止,很多公司僅僅專注于報告產品的環保性能和評估產品是否符合相關的環境保護法規,而將生態設計作為常規設計過程的有機組成部分還面臨很多挑戰,主要有:有限的產品開發時間、與產品設計較差的融合度、日益復雜與快速發展的法規和產品開發人員的要求未被考慮。
2.1有限的產品開發時間
產品對環境的影響只是設計者在產品開發過程中考慮的諸多因素之一。設計者不斷努力平衡各種相互沖突的項目,如性能、成本、與相關法規的符合度和交貨時間等,若考慮生態設計就增加了設計者需要平衡的因素,導致僅有一小部分時間和精力花能夠在生態設計上。
2.2與產品開發較差的融合度
雖然很多公司聘請環保專家來評估產品的環境性能,但如果環保專家不和設計團隊經常接觸的話,他們的分析結果就會被忽略,一是因為環保專家的分析結果不能轉換為被設計者理解且對設計者有用的信息,二是公司很少會跟蹤環保專家的分析結果是否能帶來設計的改進。
2.3日益復雜與快速發展的法規
產品相關的法規、標準日益復雜,而且更新速度越來越快,如歐盟《用能產品生態設計框架指令(ErP)》指令。歐盟ErP指令設置了產品生態設計目標框架,但是受影響的產品范圍在不斷擴大,且每一類產品的實施措施設置的時間越來越苛刻。
2.4產品開發人員的要求未被考慮
提升產品的環境性能需要首先理解產品在整個生命周期中何時何地會對環境造成何種影響,然而大部分設計者不具備這方面的知識,導致生態設計無法執行。而且因為無法獲取產品生產和使用的相關信息而導致在產品開發的初期階段無法進行詳細的生態設計分析。
五個可以幫助電子產品設計師、產品開發管理人員及環境專家實施生態設計的要素。
3.1在設計過程的早期考慮產品對環境的影響
大約80%的產品整體環境影響已經在早期概念設計階段結束時確定下來。因為此時設計者通常選擇了材料和制造工藝,并定義了產品生命周期,這些約束不僅解決了最后的經濟成本,同時也解決了許多環境成本,如電子產品若采用無鉛焊錫制程,產品內印制電路板大約可削減90%以上含鉛零件。在早期的概念設計階段評估產品的環境性能,確定不同項目的相對環境成本,使得在重大項目經費花銷前變更設計,并且可以避免昂貴且費時的重新設計。
3.2不精確的數據可以指導正確的決策
很多工程師和設計者由于習慣了通過物理測量獲取精確的數據,對具有10%或者更大誤差范圍的生態設計數據感到無法下手,然而,重要的是要意識到不精確的生態設計數據并不影響良好的決策,尤其是當一個特定的生命階段對產品環境影響占主導地位的時候。例如,當選擇電子產品外殼封裝材料時,含有較大能源和含有較小能源的物質之間的差異因子往往會達到或者超過1000,但這仍然可以得出明確的區別。當材料所含能源對比差異很小時,其他階段如材料的再循環、材料的耐用性等因素在做決策時的分量就越重。
3.3考慮產品整個生命周期
產品的環境性能往往與用戶與產品的交互方式、產品的維護方式、產品的使用環境等有關,文獻提到的思想可以指導設計者優化產品的生態設計。體現該思想的一個方法是,在產品設計過程中考慮產品生命周期所有階段對環境造成的影響,如材料、制造、運輸、使用和處理等階段,這會使得設計者盡最大的努力改善能源需求最大或者二氧化碳排放量最大階段的環境可持續性。
3.4材料和工藝選擇對環境影響和生態設計至關重要
材料和工藝的選擇在產品整個生命周期對環境的影響至關重要,原因主要有:提取和加工原材料會造成重大環境影響;材料的選擇將決定可行的制造工藝和相關的能源和材料效率;材料的質量將嚴重影響產品在運輸和使用階段消耗的能源和排放的二氧化碳量;材料的可回收/可重復利用特性將決定產品有毒物質含量和產品壽命終結時對環境的影響。很多都是直接和材料的特性有關,然而,不能僅僅根據產品所用材料的生態特性來選擇所謂的生態材料,需要綜合考慮材料的機械特性、物理特性、熱特性和電氣特性。
3.5設置生態設計目標、建立生態設計信息支撐系統
設置生態設計目標有兩個作用,一是對外體現公司致力于長期改善產品的環境性能,二是建立了一個環保目標可設置在項目工程級別的框架。例如,在2010年飛利浦公司設置了一系列到2015年要完成的企業級環境目標,包括與2009年本公司電子產品相比能源利用效率提高50%等。然而,要實現所建立的目標需要公司實時跟蹤與本公司產品相關的法律、法規和標準,所以公司管理人員不僅僅要關注所設置的環境目標,還需要關注是否已經建立了相關信息系統來支持材料、工藝等決策的決定。
4總結
無論從保護環境的可持續發展戰略角度出發,還是從提高公司競爭力的商業角度出發,電子產品的生態設計都是勢在必行的,電子產品設計師、產品開發管理人員及環境專家都需要深刻認識到實施電子產品生態設計所面臨的巨大挑戰。電子產品的生態設計貫穿于整個產品的生命周期,要保證生產出來的電子產品符合指令的要求、滿足客戶對健康和環境保護的要求,每個環節都應滲透進生態設計的思想。
作者:馬永耀余昭杰史典陽周軍連單位:工業和信息化部電子第五研究所