20世紀以來，資源、環(huán)境問題正對人類社會生存與發(fā)展造成嚴重威脅。世界各國政府紛紛制定了各類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來引導社會行為，同時全球性的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整呈現(xiàn)出新的綠色戰(zhàn)略趨勢?！吨袊圃?025》中確立了“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的基本方針。2015年，中央政治局會議上提出“綠色化”，將“四化”戰(zhàn)略變成“五化”戰(zhàn)略。可以看出，制造業(yè)整體已向資源利用合理化，廢棄物產(chǎn)生少量化，對環(huán)境無污染或少污染的方向發(fā)展。面向生態(tài)和環(huán)境的綠色制造技術就在這樣的環(huán)境下產(chǎn)生，并已經(jīng)成為現(xiàn)代制造的一個重要領域。綠色制造就是最大限度的節(jié)約資源和能源，減少環(huán)境污染，有利于人類生存而使用的各種現(xiàn)代設計方法、制造工藝、回收利用等基于全生命周期思維的系統(tǒng)技術的總稱。

合肥工業(yè)大學綠色設計與制造工程研究所自1994年起在國內(nèi)率先開展機電產(chǎn)品綠色設計與綠色制造研究，以電子電器產(chǎn)品、汽車、工程機械及其關鍵零部件等為研究對象，致力于產(chǎn)品綠色設計與制造理論、方法、技術及其應用研究。目前已經(jīng)形成了一支由5名教授(其中博士生導師4名，黃山青年學者1名)、2名副教授、8名博士研究生，60多名碩士研究生組成的富有創(chuàng)新精神、銳意進取、團結合作的學術研究與開發(fā)隊伍。團隊在國內(nèi)外學術會議以及學術期刊上發(fā)表學術論文近500篇，其中被SCI、EI收錄共100多篇，共出版或翻譯學術著作9部;共申請專利40余項，獲得軟件著作產(chǎn)品8項;榮獲國家科技進步二等獎，安徽省科技進步一等獎，中國機械工業(yè)科學技術一等獎等多個獎項。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，綠色設計與制造工程研究所逐步形成了以下主要研究方向

1)綠色設計方法、技術及工具;

2)產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備;

3)再制造工程理論、關鍵技術與裝備;

4)機電產(chǎn)品生命周期評估理論與方法。

研究方向一：綠色設計方法、技術及工具

綠色設計(Green Design, GD)，是指在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性(可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等)，并將其作為設計目標，在滿足環(huán)境目標的同時，保證產(chǎn)品應有的功能、使用壽命、質(zhì)量等。綠色設計是實現(xiàn)產(chǎn)品綠色化的有效途徑，因為設計階段決定了產(chǎn)品制造成本的70%～80%，從設計階段將產(chǎn)品“綠色程度”作為設計目標，能夠從根本上解決部分產(chǎn)品尖銳的環(huán)境問題。

不同于傳統(tǒng)設計，綠色設計涉及產(chǎn)品整個壽命周期，在設計依據(jù)、設計人員、設計工藝和技術、設計目的等方面都存在著很大的不同。而研究產(chǎn)品綠色設計理論、方法與技術，可以從綠色設計理論體系、產(chǎn)品綠色性能評價、綠色產(chǎn)品創(chuàng)新設計方法、綠色設計數(shù)據(jù)庫與知識庫以及綠色設計支持工具開發(fā)等方面入手。

合肥工業(yè)大學綠色設計與制造工程研究所一直以家電、汽車等典型機電產(chǎn)品為對象，開展了綠色產(chǎn)品需求分析、綠色材料選擇、結構輕量化設計、拆卸與回收設計以及相應綠色設計工具的開發(fā)等方面的研究。

1)面向拆卸的機電產(chǎn)品設計：可拆卸性是綠色產(chǎn)品設計的主要內(nèi)容之一，在產(chǎn)品結構設計時選用易于拆卸的連接方式，并對拆卸工藝進行設計，制定相應的拆解策略、最佳拆卸序列或路徑以及拆卸裝備。其中針對遙控器、手機、液晶顯示器、平板電腦、電話機、汽車等產(chǎn)品，對其連接結構、驅(qū)動機構進行分析設計，形成系統(tǒng)的智能拆卸設計理論與方法，使其具有特定環(huán)境中主動拆卸功能，便于拆卸分類，同時具備安全性和可靠性。

2)典型機電產(chǎn)品的低碳節(jié)能設計：結合產(chǎn)品工作過程分析，建立能量因素信息模型和能量因子之間的耦合關系，提出相應節(jié)能設計與措施。針對空調(diào)器、洗碗機、數(shù)控機床等產(chǎn)品，完成了部分樣機設計，取得了階段性應用成果。

3)機電產(chǎn)品綠色性能評估軟件工具：開發(fā)了綠色性能評估軟件工具，可以確定典型家電產(chǎn)品生命周期中的環(huán)境影響因素，并對其進行定量或定性分析，為產(chǎn)品綠色性能的改進提出建議，支持產(chǎn)品的改進設計過程。

4)典型機電產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫設計：通過實地調(diào)研、數(shù)據(jù)共享、網(wǎng)絡資源等方式統(tǒng)計了綠色冰箱產(chǎn)品的數(shù)據(jù)資料，基于綠色產(chǎn)品BOM信息以及國內(nèi)外冰箱相關技術標準信息，構建了冰箱產(chǎn)品設計及標準數(shù)據(jù)庫。

研究方向二：產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備

廢舊產(chǎn)品再資源化是指將在社會生產(chǎn)和消費過程中產(chǎn)生的，仍有一定價值，可回收并直接或間接利用的各類廢棄產(chǎn)品進行回收加工重新創(chuàng)造價值從而再利用的過程。產(chǎn)品再資源化是綠色制造的重要內(nèi)容，其主要包括將廢舊產(chǎn)品直接作為原料進行利用，或者對廢舊產(chǎn)品進行再生利用，或者對其進行處理、修復、翻新等工藝措施后繼續(xù)作為相關產(chǎn)品的部件予以再次使用。

廢舊產(chǎn)品再資源化內(nèi)涵包括產(chǎn)品回收和重新創(chuàng)造價值兩個方面。研究產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備，可以從產(chǎn)品回收利用率和再生利用率分析、廢舊裝備及機電產(chǎn)品及材料工作末端的回收工藝研發(fā)、產(chǎn)品再資源化工藝流程規(guī)劃及決策、關鍵再資源化工藝裝備和拆卸工具研發(fā)等方面入手。

合肥工業(yè)大學綠色設計與制造工程研究所一直以廢舊電子電器、汽車、工程機械等產(chǎn)品及其關鍵零部件為研究對象，分析其回收利用率和再生利用率，研究相關拆卸方法、回收工藝設計、規(guī)劃及決策，開發(fā)回收工藝裝備和拆卸工具，實現(xiàn)回收過程的高效化和清潔化。

1)廢舊家電回收處理技術：對廢舊家電產(chǎn)品整機及其關鍵零部件的回收處理方法與技術進行系統(tǒng)研究，針對冰箱、空調(diào)器等制冷設備的壓縮機，開發(fā)相應的回收處理裝備，實現(xiàn)廢舊家電出品的高效、高值利用。

2)LCD顯示器回收工藝：基于液晶顯示器玻璃面板的結構與材料特點，開展了液晶及ITO的回收機理及方法、面板高效無損分離方法等方面研究，研發(fā)了基于超聲波/超臨界/溶劑法的LCD分解與液晶高效回收工藝。

3)熱固性塑料回收工藝及裝備：針對熱固性塑料廢棄物目前在回收利用中較難再資源化的問題，研發(fā)了熱固性塑料的機械物理微細粉碎再生技術，開發(fā)了熱固性塑料再生工藝與裝備。

4)碳纖維復合材料回收與再資源化技術與裝備：針對高性能碳纖維復合材料(CFRP等)，研發(fā)了超臨界混合流體回收高性能碳纖維關鍵技術與工藝平臺。建立了超臨界正丁醇降解回收碳纖維環(huán)氧樹脂基復合材料實驗模型，優(yōu)化回收工藝參數(shù);回收的碳纖維單絲拉伸強保持率在93%以上，進一步研發(fā)了碳纖維絲回收再利用關鍵技術，并構建了超臨界流體降解CFRP的回收設備系統(tǒng)模型。

5)汽車再資源化技術分析：對整車及關鍵零部件進行拆卸分析，建立最優(yōu)的拆卸流程，測算整車的回收利用率及再生利用率，為整車的拆卸回收性能分析與設計提供依據(jù)，為車輛出口、滿足ELV等指令的要求提供保障。

6)超高壓水射流回收子午線輪胎技術：針對子午線輪胎使用、報廢量快速增長的現(xiàn)狀，應用超高壓水射流技術，開展子午線輪胎回收技術研究。搭建了實驗平臺，優(yōu)化了工藝參數(shù)，實現(xiàn)了部分脫硫，提高了膠粉的再利用性能。

7)壓縮機智能化拆解專用設備：研發(fā)了適應圓形、橢圓形或帶圓角的矩形等橫截面形狀的壓縮機智能化拆解專用設備。開蓋過程對壓縮機內(nèi)部零件表面無損傷，開蓋速度可達40-49個/小時，自動化程度可達85%。

8)廢舊線路板自動脫焊專用設備：研發(fā)了由加熱部件、送料機構、振動分選部件、沖擊部件等部件組成的廢舊線路板自動脫焊專用設備。設備實現(xiàn)自動溫度和時間控制，其中元器件分離率大于80%，2-3塊/分鐘，滿足國家環(huán)保要求。