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，引起了社會各界的強烈反應：現(xiàn)在，對改善環(huán)境質量的要求越來越迫切。1991年美國NBC進行了民意調查結果，80%的美國人把環(huán)境問題放在第一位，15%的人強烈要求對環(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)人認識到，必須對現(xiàn)有的產(chǎn)品、生產(chǎn)方式和消費方式進行變革，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，即首先就應考慮產(chǎn)品的環(huán)境與用戶安全要求，要求設計者采用生命周期設計：設計者則要將環(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)品質量的一部分，現(xiàn)在許多公司已經(jīng)清楚認識到，高質量的產(chǎn)品是成功競爭的基礎，將環(huán)境因素納入到產(chǎn)品質量控制中，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，高質量的產(chǎn)品不是高費用的、最佳的產(chǎn)品，而是少缺陷的、質量高成本最低的產(chǎn)品。他們也認識到，發(fā)現(xiàn)并降低環(huán)境“缺陷”，也同時降低了產(chǎn)品的成本，提高了產(chǎn)品的質量。產(chǎn)品總費用的評占，有助于公司確定產(chǎn)品開發(fā)的真實成本。產(chǎn)品成本不僅包括通常所應包括的項目，還應考慮到一些潛在的、隱蔽的法律責任和確定的環(huán)境方面的費用。這些費用都應在產(chǎn)品開發(fā)中考慮到的。

3 滿足環(huán)境保護的要求

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)生嚴重的影響。如稀有植物和動物將瀕臨滅絕；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，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，以各種形式構成了對大氣、水和土壤的污染或對生態(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，它還涉及到長遠的、區(qū)域的，甚至是全球范圍的影響，如溫室效應，全球氣候變暖和臭氧層破壞等。

產(chǎn)品設計中的環(huán)境目標，既控制了現(xiàn)在的，也預防了未來可能發(fā)生的環(huán)境問題。因而，產(chǎn)品的環(huán)境要求設計，有助于推動可持續(xù)的資源使用和管理，也保證了未來的環(huán)境質量。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，同時也是節(jié)約了資源，保護了動、植物的生長，維護了生態(tài)環(huán)境質量。

生命周期設計就是謀求在整個生命周期內資源能源的優(yōu)化利用，減小或消除環(huán)境污染。產(chǎn)品生命周期設計的方法包括以下幾個方面的內容。

(1)產(chǎn)品設計面向生命周期全過程。產(chǎn)品設計應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。

(2)環(huán)境需求分析應在產(chǎn)品設計的初期階段進行。在產(chǎn)品設計的初期階段就應歸納出對其系統(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、美學等設計準則，在多目標之間進行權衡，做出合理的設計決策。

(3)實現(xiàn)多學科跨專業(yè)的合作設計開發(fā)。由于生命周期設計涉及生命周期的各個階段、各種環(huán)境問題和環(huán)境效應，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)品的設計任務涉及廣泛的知識領域。

以啤酒生產(chǎn)為例，不僅僅涉及啤酒釀造工藝和釀造設備的設計，還涉及啤酒的包裝問題，在瓶裝啤酒中，包括啤酒瓶、瓶蓋、標簽等的設計。啤酒瓶是灌裝含氣液體并多次重復使用的包裝容器，應具備足夠的堅固性，同時又要減小質量、易于清洗；瓶蓋直接與啤酒接觸，瓶蓋材料和墊片材料應無毒性，并能保證在保質期內有足夠的密封性能；標簽紙要有足夠的牢度，以免在運輸過程中脫落，印制圖案的油墨應不含毒性。顯然，有關啤酒瓶、瓶蓋、標簽紙、印制油墨、黏結劑等問題都不是啤酒工藝設計師的擅長。多學科的合作設計，可以從一開始就仔細謀劃設計的各個方面，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)的機會，而且可以縮短設計周期。

綜觀生命周期設計及其相關領域的研究現(xiàn)狀，可以總結出目前還存在著如下一些問題和不足需要解決，如生命周期設計研究方法體系的建立和進一步完善；對產(chǎn)品的壽命沒有進行有效的預測，不能為產(chǎn)品生命周期設計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時知識庫和數(shù)據(jù)庫的支持；生命周期設計方法與CAD系統(tǒng)的集成力度不夠；缺乏實用的設計評價方法以及環(huán)境影響評估方法。隨著計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，必將為上述問題的解決提供強有力的技術支持。因此，根據(jù)對產(chǎn)品生命周期設計文獻綜述和對產(chǎn)品生命周期設計理論的研究，產(chǎn)品生命周期設計領域的發(fā)展趨勢如下。

(1)產(chǎn)品全生命周期設計集成體系結構的研究。從目前的現(xiàn)狀看，在產(chǎn)品全生命周期設計領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階段的集成，真正意義上的產(chǎn)品全生命周期集成體系結構的研究還存在很大的難度，集成化是產(chǎn)品生命周期設計的發(fā)展趨勢之一。

(2)產(chǎn)品的壽命預測與等壽命設計研究。產(chǎn)品的設計壽命和使用壽命是傳統(tǒng)機械設計的指標，也是產(chǎn)品全生命周期設計的主要內容之一，產(chǎn)品的壽命預測與等壽命設計是目前需要解決的課題。

(3)知識庫、數(shù)據(jù)庫和知識共享。面向全生命周期的設計必須建立在現(xiàn)代最先進的知識平臺之上。建立面向全生命周期各階段設計的知識庫、數(shù)據(jù)庫并通過各種方式共享知識是實現(xiàn)全生命周期設計的重要基礎。

(4)支持全生命周期設計的集成產(chǎn)品信息模型。支持產(chǎn)品全生命周期設計的產(chǎn)品信息模型是成功進行生命周期設計的關鍵技術之一，其目的是提供產(chǎn)品在全生命周期分析與評價時均能通用與數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一模型。

(5)產(chǎn)品生命周期多目標綜合評價理論體系的研究。產(chǎn)品生命周期多目標評價理論體系研究產(chǎn)品的技術性能、經(jīng)濟性能和全生命周期內對環(huán)境的影響程度以及綜合評價能源及資源的利用率，建立相應的評價標準體系和在此基礎上的產(chǎn)品分析與評價模型。

(6)產(chǎn)品生命周期設計系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)的集成。為了能及時地根據(jù)評價的結果對設計方案進行修改，必須將生命周期設計系統(tǒng)與CAD設計系統(tǒng)進行集成。