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隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，每年的廢棄產(chǎn)品數(shù)量在不斷增加，根據(jù)統(tǒng)計的結果，全世界制造業(yè)每年大約生產(chǎn)55億噸無害廢物和7億噸有害廢物[1]。圖1是德國每年的汽車、家庭器具、消費電器、控制設備及信息系統(tǒng)的廢棄物數(shù)量分布情況。工業(yè)產(chǎn)品廢棄物的數(shù)量每年都在增加，而有效的回收利用率卻不是很高，這些廢棄物不僅造成資源和能源的巨大浪費，同時也對地球的環(huán)境造成了極大的壓力和危害。要使廢棄產(chǎn)品的零部件經(jīng)過修配或其它處理以后可以再次利用，那么這些零部件就應該能夠被方便地拆卸下來。可見產(chǎn)品的拆卸性能是產(chǎn)品能夠再生的重要前提，直接影響著產(chǎn)品的可回收和再利用的程度。面向拆卸的設計就成為解決產(chǎn)品回收和再利用的有效設計方法。同時，這種設計方法也是生態(tài)設計的重要途徑之一。

現(xiàn)代的工業(yè)制造中，裝配工作量大約要占整個產(chǎn)品生產(chǎn)工作量的20%，裝配費用占制造總費用的20~30%，在裝配中若發(fā)現(xiàn)了問題，費用就會增加50%[1]。法國對355家公司的調(diào)查結果表明，通常產(chǎn)品設計是面向功能而不是面向裝配的，結果導致產(chǎn)品的裝配難度很大，生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品成本高，裝配質(zhì)量難以保證，從而使產(chǎn)品的裝配性成為制約生產(chǎn)的瓶頸。解決的辦法通常是增加裝配工人，增加裝配機械和檢測設備。而這些方法無疑都會導致產(chǎn)品成本的上升。

在目前的產(chǎn)品設計過程中，人們普遍對產(chǎn)品的可制造性關注較多，而對產(chǎn)品的可裝配性和拆卸性則考慮的相對較少。因而經(jīng)常出現(xiàn)設計出來的產(chǎn)品結構不完善或可拆裝性能差，從而導致制造出來的零件無法進行安裝或拆裝難度大，需重新返工的情況。因此，在產(chǎn)品的設計過程中采用拆卸和裝配設計，對提高拆裝零部件的效率，降低拆裝費用和提高產(chǎn)品的回收利用率具有十分重要的意義。

1、拆卸設計與裝配設計概述

裝配與拆卸設計（DesignforAssemblyandDisassembly,DFA&DFD）的基本含義是：在產(chǎn)品設計階段就同時考慮到產(chǎn)品的可裝配性能和可拆卸性能，從裝配和拆卸的觀點提供一套理論和方法，在產(chǎn)品的設計過程中利用各種技術手段如建模、分析、評價、規(guī)劃、仿真等，充分考慮產(chǎn)品的裝配與拆卸環(huán)節(jié)以及其相關的各種因素的影響，以便在保證產(chǎn)品功能要求的前提下，使產(chǎn)品裝配與拆卸的成本最低。

1．1DFA與DFD之間的關系

拆卸與裝配正好是相反的兩個過程，所以裝配設計（DFA）與拆卸設計（DFD）之間既有相同點又有不同點。它們的實質(zhì)不同：裝配的實質(zhì)是建立零件之間的某種約束關系；拆卸則是解除這些關系。目的不同：DFA針對的是產(chǎn)品的裝配階段，通過簡化產(chǎn)品的設計達到減少產(chǎn)品裝配費用的目的；DFD則主要是針對產(chǎn)品的維修、報廢處理階段，使產(chǎn)品能夠方便地拆卸、循環(huán)利用和安全地進行報廢處理。而它們的相同點就在于：DFA與DFD可以共享相同的產(chǎn)品設計模型，運用相似的分析和評價方法。

單純依照裝配設計（DFA）設計原則設計出來的產(chǎn)品不一定便于拆卸，反之，依照拆卸設計（DFD）原則設計出來的產(chǎn)品也不一定便于裝配，二者之間的不同點使得它們的結合（集成）很必要，而那些共同點使得它們之間的集成也具有可行性?？梢?，產(chǎn)品的拆卸過程與裝配過程是密切相關的，在產(chǎn)品設計的初級階段同時進行裝配設計和拆卸設計，特別有助于產(chǎn)品設計的集成和產(chǎn)品綜合質(zhì)量的提高。

1．2實施裝配與拆卸設計的意義

在產(chǎn)品設計階段實施裝配與拆卸設計具有重要的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）有助于提高整個產(chǎn)品開發(fā)過程與拆裝環(huán)節(jié)自身的效率，降低生產(chǎn)成本

有關資料表明[1]，產(chǎn)品總成本的70%是在產(chǎn)品設計開發(fā)階段決定的，而設計開發(fā)的費用在產(chǎn)品的總成本中只占5%，運用DFA＆DFD方法對產(chǎn)品的整個結構進行優(yōu)化，可以使錯誤在早期得到改善，避免后續(xù)環(huán)節(jié)中可能產(chǎn)生的不便，從而提高了整個產(chǎn)品的開發(fā)效率和成本；

（2）同時研究DFA＆DFD，有利于產(chǎn)品設計集成和綜合質(zhì)量的提高，同時對產(chǎn)品進行DFA＆DFD的設計，可以有效的協(xié)調(diào)產(chǎn)品對可裝配性能和可拆卸性能的要求，從而系統(tǒng)的提高產(chǎn)設計的綜合質(zhì)量；

（3）DFA＆DFD中對可拆卸性能的研究，能夠方便產(chǎn)品的維修和回收處理，符合可持續(xù)發(fā)展要求產(chǎn)的品可拆卸性是產(chǎn)品維修和回收利用的前提條件。良好的可拆卸性將方便產(chǎn)品的維修，延長產(chǎn)品的使用周期，從而推遲新的廢棄物產(chǎn)生的時間；另外，良好的可拆卸性能還方便廢棄物的處理，既可節(jié)約資源又有益于環(huán)境保護。

家具制造業(yè)需要消耗大量的自然資源和能源。近年來家具產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，根據(jù)意大利米蘭CSIL工業(yè)研究中心調(diào)查，世界家具業(yè)目前的年產(chǎn)量是2000億美元[10]，每年要消耗大量的能源和資源。家具產(chǎn)品隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展和人們住宅條件的不斷改善，淘汰率大幅增長。目前西方國家的富裕階層每年要扔掉數(shù)百萬張寫字臺、椅子、餐桌、櫥柜、床墊等家具。但是目前廢舊家具的回收利用率很低，其中原因之一，就是設計產(chǎn)品時沒有考慮其拆卸回收性能，零部件和材料缺乏必要的標識，結果使有用的和無用的材料及零部件難以拆卸分離，使很多可重復利用的零部件無法有效地再利用，即使有些產(chǎn)品能夠拆卸回收，但花費的代價已使其失去了回收利用的價值。

在環(huán)境保護已經(jīng)成為人類迫在眉睫的任務的時代，這些被扔掉的東西不能再被看成是個人的私有財產(chǎn)，而應該看成是人類共有的有限的自然資源。有關研究表明，產(chǎn)品設計中良好的裝配設計，可以減少20-40%的制造費用，同時可以提高100-200%的生產(chǎn)率[1]。在這種情況下，通過拆裝設計對于提高家具產(chǎn)品的拆裝性能、降低成本、節(jié)約資源，減少污染、增強家具的循環(huán)利用就顯得尤為重要了。

2．拆裝家具的發(fā)展與主要問題分析

人們一般將用各種連接件或插接結構將零部件組裝而成的、可以反復拆卸和安裝的家具稱為拆裝家具（ReadyToAssembly，RTA）。拆裝家具在設計上應用工業(yè)設計的原理，把部件的標準化、通用化、系列化放在首位，進而簡化了產(chǎn)品零部件的規(guī)格、數(shù)量，從而也相應地簡化了設計工作；在生產(chǎn)上，由于簡化了零部件的規(guī)格數(shù)，便于質(zhì)量控制，提高了加工精度和生產(chǎn)率，相應地延長了設備的使用壽命，降低了產(chǎn)品的成本；在包裝貯運上，可采用標準規(guī)格的包裝，以便堆放，這樣不僅有效地利用了空間，還減少了搬運工作的麻煩和可能對產(chǎn)品造成的損壞；在銷售上，通過產(chǎn)品說明書使消費者參與到設計中來，真正地實現(xiàn)了以人為本的設計理念。

2．1拆裝家具的起源與發(fā)展概況

家具制造業(yè)早在1900年就出現(xiàn)了拆裝設計的雛形，當時德國的一家家具公司利用幾種基本的板塊設計書架，并方便地組裝成顧客所需的書架，開辟了家具模塊化設計的先河[2]。二戰(zhàn)以后，重建歐洲迫在眉睫，各個工業(yè)領域都在尋求快速和創(chuàng)新的方式來滿足需求，同樣，家具業(yè)為能在短時間內(nèi)給重建家園的人們提供充足的家居設施，也十分需要生產(chǎn)效率高、標準化、系列化、便于裝配且具有良好結合性能的家具結構，在這種情況下，32mm系統(tǒng)應運而生。20世紀70年代，歐洲又開發(fā)出了32mm系統(tǒng)的專用設備，從生產(chǎn)工藝方面保證了32mm系統(tǒng)的有效實施。32mm系統(tǒng)的逐步成熟與生產(chǎn)設備、五金件及原材料生產(chǎn)的模數(shù)化、系統(tǒng)化使拆卸設計在板式家具生產(chǎn)中獲得了前所未有的發(fā)展。隨著技術的發(fā)展，拆裝設計已不僅僅限于在板式家具中應用，實木、金屬等材料的家具也開始采用這種設計方法。如設計師大衛(wèi)·奎克(DavodKawecki)設計的“迷題“扶手椅，就是將椅子分成七個部件，通過在部件上設置精確的接口進行連接，這些不連續(xù)的部件可以用激光切割工具從一塊平板上切割下來，再由消費者親自組裝。

2．2拆裝家具的優(yōu)點

拆裝家具不僅在設計、生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售、安裝等方面有許多適應現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)點，而且從生態(tài)設計的角度講，它對環(huán)境保護也具有重要的意義，具有傳統(tǒng)框式家具難以相比的優(yōu)點：

（1）產(chǎn)品結構模塊化、統(tǒng)一化，使產(chǎn)品有較大的可預測性；

（2）減少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量；

（3）拆卸分離簡單快捷；

（4）拆下的零部件易于手工或自動化處理；

（5）回收材料及殘余廢棄物易于分類和處理。

拆裝家具是家具工業(yè)進步的反映。它要求有高精度加工手段的支持，要求有成熟應用的新材料、新工藝和新方法的支持，還要有發(fā)達的零部件及接口所用配件工業(yè)的支持。拆裝設計的目標就是用最簡單的工具快速拆裝符合質(zhì)量要求的成品家具。意大利設計師馬士莫·莫羅茲（MassimoMorozzi）設計的“干燥“椅，只用一個簡單的翼形螺栓就將椅子的各個部分連成一體，可以自由的拆裝而不需膠粘。

2．3現(xiàn)代家具拆裝設計存在的主要問題

設計一種易于裝配又易于拆卸的產(chǎn)品是一個復雜的過程，需要解決材料選擇、易分離性、模塊化設計以及連接件等諸多問題。目前無論從制造商、設計者還是消費者的角度來講，都更強調(diào)對時尚和精神需求的追求，追求DIY的自由隨意，而對其中蘊涵的環(huán)保理念很少顧及，也因此對有關裝配性因素的考慮多于對拆卸性因素的考慮。而從生態(tài)設計的角度來看，家具能夠拆卸是其回收再生的前提，要想使廢棄家具的零部件或材料經(jīng)過維修或其它處理方法后被重新利用，就必須使其零部件能夠被方便地拆卸；否則，不僅會造成大量可重復利用材料的浪費，而且因廢棄物不好處置，還會嚴重污染環(huán)境?？梢?，家具的拆卸性會直接影響到產(chǎn)品的回收性，進而影響到產(chǎn)品生命周期評估的效果，所以，在拆裝家具的設計中，拆卸設計具有更重要的社會意義，要想使拆裝家具真正的具有環(huán)保性能，成為生態(tài)產(chǎn)品，就必須將家具的拆卸設計放到與裝配設計同等重要的位置。

2．4拆裝家具認識上的誤區(qū)

誤區(qū)一：拆裝家具都是生態(tài)家具

目前，人們對生態(tài)家具的認識還很模糊，有的企業(yè)甚至在廣告中將拆裝家具直呼為生態(tài)家具，但是拆裝家具就一定是生態(tài)家具嗎？認為拆裝設計就是生態(tài)設計、拆裝家具就是綠色家具的觀點是狹隘的和片面的。生態(tài)設計是針對產(chǎn)品的整個生命周期的設計，它在產(chǎn)品的整個生命周期中都要將環(huán)境保護作為設計目標，所以必須從系統(tǒng)的高度對產(chǎn)品的原材料獲取、生產(chǎn)制造、包裝運輸、銷售管理、使用及回收處理等方面對環(huán)境的影響進行具體的分析，在有序的狀態(tài)下，使產(chǎn)品達到整體的“生態(tài)化“。在產(chǎn)品的整個生命周期中，如果只有一個環(huán)節(jié)符合生態(tài)設計的要求，或者只有一個環(huán)節(jié)不屬于生態(tài)設計的要求，這種產(chǎn)品都不是生態(tài)產(chǎn)品。所以說，拆裝設計只是生態(tài)設計的一個環(huán)節(jié)，拆裝家具也未必是生態(tài)產(chǎn)品，具體的評價要根據(jù)對產(chǎn)品整個生命周期的評估而定。

誤區(qū)二：拆裝家具一定能100%的回收

在強調(diào)拆裝設計的同時，需要注意的是一種產(chǎn)品要做到100%的回收是不現(xiàn)實的，也是不經(jīng)濟的，生態(tài)設計也只是在設計中尋求技術與藝術、功能與形式、環(huán)境與經(jīng)濟、環(huán)境與社會等聯(lián)系中的最佳平衡狀態(tài)，回收利用的目的是最大可能的利用這種回收資源，盡量減少產(chǎn)品的剩余量和污染。所以部分回收可能是最好的辦法。寶馬公司生產(chǎn)的Z1型和BMW3251型汽車，許多零部件都是由可回收利用的塑料制成的，在拆卸時，公司首先將注意力放在適合重新使用的、最有價值的零部件的拆卸上，從而以較低的成本獲得了較好的拆卸效果。

3．加強拆裝設計增強產(chǎn)品競爭力

拆裝家具因為設計精巧、款式多樣、規(guī)格類別齊全、搬運方便、拆裝簡易等優(yōu)點，廣受消費者們的青睞，且有經(jīng)久不衰的發(fā)展趨勢。多年來一直行銷世界的瑞典IKEA家具奉行的就是“模塊化設計“的理念，經(jīng)營的產(chǎn)品大部分是可拆裝的，這種方法使顧客在DIY（自己動手做）的過程中獲得了對生活的享受和心理的滿足，并同時親自創(chuàng)建了屬于自己的個性化空間。家具拆裝式設計不僅有利于產(chǎn)品的回收和再利用，對環(huán)境保護具有重要的意義，同時也為追求個性的現(xiàn)代人提供了挖掘自我潛力的機會，因而已成為一種時尚。

另外，隨著人們環(huán)保意識的提高，生態(tài)消費已經(jīng)悄然興起，消費者寧愿花多一些的錢來購買生態(tài)產(chǎn)品。有專家預言：生態(tài)產(chǎn)品將成為21世紀的主導產(chǎn)品，拆裝家具因為具有較多的生態(tài)特征也將成為世界家具設計和制造的主流。拆裝式家具目前在美國和歐洲的市場分額占到15%，而且每年以8%的比率增長，具有良好的發(fā)展勢頭[10]。目前家具行業(yè)在32mm系統(tǒng)設計、加工設備、等拆裝設計配套技術方面日趨完善。家具五金的發(fā)展，包括隱形連接系統(tǒng)的問世無疑又為拆裝家具的發(fā)展提供了良好的機會。所以有條件的家具企業(yè)要盡量利用這些條件，并按照生態(tài)設計的要求進行產(chǎn)品開發(fā)，將產(chǎn)品逐步過渡到拆裝家具上，提高產(chǎn)品的生態(tài)性能，增強產(chǎn)品的競爭力，爭取實現(xiàn)經(jīng)濟、社會與環(huán)境保護的同步發(fā)展。

摘要

通過對工業(yè)產(chǎn)品裝配階段和拆卸及回收利用階段進行的簡要分析，說明了在產(chǎn)品開發(fā)設計階段采取裝配設計和拆卸設計對于簡化生產(chǎn)工藝、節(jié)約產(chǎn)品成本以及對產(chǎn)品維修和回收再利用的重要生態(tài)意義。同時簡單介紹了拆裝家具的起源與發(fā)展，分析了家具拆卸性能設計存在的主要問題以及人們對拆裝家具存在的一些錯誤認識，并提出了通過拆裝設計提高現(xiàn)代家具生態(tài)水平的，從而提高產(chǎn)品競爭力的建議。

Abstract

Throughbriefanalysisoftheprocessesofassembly,disassemblyandrecycleofindustrialproducts,thesignificanceforthetechniques,cost,maintenanceandrecycleareintroducedwhenDFA&Dwasutilizedatthebeginningofindustrialdesign.Inaddition,thepresentsituationofDFA&Dfurnitureandsomemisunderstandingaboutitarealsoreferred.Attheend,improvingtheabilityofcompetitionthoughDFA&Ddesignisofferedformodernfurniture.

關鍵詞：家具；拆卸；裝配；設計；回收

KeyWords:Furniture;Disassembly;Assembly；Design;Reclaim

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