1　前言

　　工業生產的發展推動了人類社會的進步，同時也給人類帶來了越來越嚴重的環境問題。造成環境問題的根本原因是資源的不合理開發和利用。當前，各國都在研究如何最有效地利用有限的自然資源和最低限度地產生廢棄物，以從根本上解決環境問題。
　　制造業是人類社會最大的污染源之一。在量大面廣的制造系統中，制造資源的利用率很低，產生的廢棄物很多，環境污染嚴重。
　　制造系統資源利用率低的原因是多方面的。制造資源的利用率與產品設計、工藝方案、加工路線、制造資源配置以及制造系統本身等諸因素有密切關系。而產品設計是影響資源消耗的最關鍵的環節。因為在產品功能和基本要素確定的情況下，產品的結構布局、材料選擇、加工工藝、可制造性、可裝配性、可重復使用性等影響資源消耗的主要因素都是在設計階段確定的。
　　因此，分析產品設計對資源消耗的影響因素，并從系統的角度研究面向資源優化利用的產品設計方法，對提高資源利用率，改善資源危機和環境污染的狀況有重要意義。
　　制造資源的概念涉及面很廣，包括物料、能源、設備、資金、廠房、人力等。本文所討論的資源主要是指物料(原材料、坯件等)和能源，本文稱之為物能資源，有時又簡稱為資源。

2　產品設計對物能資源消耗的影響因素

　　產品設計可從多方面影響物能資源的消耗，采用不同的設計方案，所消耗的物能資源大不一樣。下面對設計中影響物能資源消耗的主要因素進行分析。

2.1　機械產品的系統方案設計
　　系統方案的確定是后續設計工作的依據，它不僅確定了機械產品的工作原理，對產品的性能、質量、可適用性等起決定性的作用，而且對物能資源的消耗情況也有決定性的影響。
　　例如：機床傳動系統的設計。對于直線往復運動的傳動機構，機械傳動系統和液壓傳動系統都是應用得比較廣泛的。而兩種方案的物能資源的消耗情況是不一樣的，分別比較如下表。

表

　　由此可見，系統方案設計確定了系統的工作原理、動力來源、能量轉換方式等，因而對機構的結構復雜性、外廓尺寸、能量傳遞效率有決定性的影響，從而影響產品的能量消耗和材料消耗。

2.2　產品的結構設計
2.2.1　結構的復雜性
　　結構簡單的產品零件數量較少，聯接方法簡單。因此，零件的加工量少，加工過程中的能量消耗、以及夾具、量具、刀具、模具等工藝裝備數量也會由于零件數的減少而相應地減少；而且產品的體積小，重量輕，材料消耗少。而結構復雜，零件繁多的產品，材料消耗多；并且零件的加工量大，加工過程中的能量損耗、工裝數量也相應增多。因此，在滿足產品功能要求的前提下，簡化產品結構，盡量避免設計可有可無的零件，采用功能多樣化和復合化的零件以及簡單的聯接方法，使整體裝置的零件數減少，可大大減