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摘要：對產品可持續性設計工具進行分類研究，提出一個通用和更廣泛的可持續設計工具分類方案。本文使用了文獻檢索、信息篩選、數據提取和綜合研究方法。包含社會、環境、經濟中一或兩個可持續性維度的工具被歸類為非全面產品可持續設計工具，而包含完整的三個可持續性維度的工具被歸類為全面產品可持續設計工具。全面產品可持續設計工具不夠成熟和標準化，非全面產品可持續設計工具在早期設計階段更有用。
關鍵詞：產品可持續設計；非全面產品可持續設計；可持續設計工具；可持續設計；全面產品可持續設計
引言
產品可持續設計在其整個生命周期中對經濟、環境和社會三個維度都產生著直接或間接的影響[1]。然而最初，環境維度是產品可持續設計的唯一考慮因素。因此，在產品可持續發展的第一波浪潮中，產品生態設計得到了實踐，此后，產品生態設計或環境設計工具大量涌現[2]。在之前的研究中，人們主張將產品生態設計工具與產品可持續設計工具區別對待，這種混淆阻礙了產品設計工具的使用。因此有必要根據這些工具所包含的可持續性維度，對其進行分類。本文的組織結構如下。引言簡要介紹了本文，第一節介紹了產品可持續設計的概念，第二節描述了研究意義，第三節描述了研究方法，第四節詳細介紹了非全面產品可持續設計（NCPSD）工具的缺陷分析，第五節詳細介紹了全面產品可持續設計（CPSD）工具的缺陷分析，第六節對非全面產品可持續設計（NCPSD）工具及全面產品可持續設計（CPSD）工具進行了綜合研究分析，最后，結語給出了重要結論。本文旨在提供一個更實用、更廣泛的可持續設計工具的分類研究。
一、產品可持續設計的概念
產品可持續設計的概念可以理解為在探索產品不同設計可能性過程中所進行的創造性活動，它包括在一個產品開發的過程中，促進高效和有效地產生和發展想法[3]。按照慣例，一個典型的設計過程有以下四個階段：第一階段是規劃和問題定義，然后是概念設計，第三階段是初步方案設計，最后一個階段是詳細設計階段。通過將“可持續性設計”納入所有產品設計階段[4]，實現可持續設計的目標。相對而言，傳統的產品設計注重產品功能、質量和成本，而全面產品可持續設計（CSPD）則是系統地對整個產品生命周期中產品的功能、對社會、環境和經濟影響的性能表現進行評估[5]，其中可持續性所有的三個維度都必須被視為可持續設計的組成部分。非全面產品可持續設計（NCSPD）則只是要求可持續性三個維度中的其中一或兩個維度被視為可持續設計的組成部分。
二、研究意義
之前的研究中，“產品可持續設計工具”一詞被反復交替使用，沒有將產品可持續設計工具與生態設計工具區分。本文提出了一個通用分類方案來區分不同的產品可持續設計工具，以避免在未來的研究中混淆。此外，本文還對產品可持續設計工具（包括非全面產品可持續設計和全面產品可持續設計工具）進行了綜合研究分析，研究人員可以利用這篇文獻來確定未來在開發這些工具方面的努力方向，并幫助設計師意識到產品可持續設計的重要性。另一方面，根據所進行分析的工具清單，從業者可以選擇最適合其目標、需要和背景的工具，通過理解本文中提供的工具的描述、優缺點，這也將降低工具的故障率并增加相關收益。
三、研究方法
總體而言，研究方法使用了文獻檢索、信息篩選、數據提取和研究綜合。如前所述，本文的目的是對最近10年開發的與可持續性三重底線概念相關的產品設計工具，由于學科領域廣泛而全面，因此進行了廣泛而詳盡的文獻檢索，以查找相關的科學期刊、書籍、會議記錄、博士論文和報告等。文章搜索關鍵詞包括“產品可持續設計”;“可持續設計”;“生態設計”;“產品可持續設計工具”;“生態設計工具”;“可持續性評估方法和工具”。根據提取的信息，對產品可持續設計工具中細分類別進行了探析。
四、非全面產品可持續設計工具的缺陷分析
非全面可持續設計工具包括產品可持續開發（MSPD）的方法、多目標選材方法、環境意識質量功能配置（ECQFD）和基于生命周期評估（LCA）的方法、環境質量功能展開（QFDE）的方法、產品可持續性設計規范決策分析（NASDOP）的方法、蒙特卡羅模擬與生命周期評價（LCA）相結合的方法、環境意識質量功能配置（ECQFD）與創造性問題解決理論（TRIZ-AHP）集成的層次分析設計法、質量功能展開（QFD）與生命周期評估（LCA）基準集成的方法、模糊綠色質量功能展開（GQFD）的方法、環境質量功能展開（QFDE）的方法、環境質量功能展開（QFDE）和模塊化集成的方法、定制產品服務系統的設計框架。如前所述，在以提高經濟效益為目標的傳統產品設計方法受到批評之后，注重環境效益成為了產品可持續設計工具的第一個突破口。然而，近年來，產品可持續設計工具的范圍與過去有所不同。它們已經從簡單的產品生態設計工具轉變為范圍、邊界和應用更廣的綜合工具[2]，以實現可持續設計的概念[6]。如今，在這些新工具中，那些涵蓋了一個或多個可持續性維度（經濟或社會）以及環境方面的工具被稱為非全面產品可持續設計（NCSPD）工具，這是因為這些工具既不考慮可持續性的所有三個方面，也不局限于環境影響。在非全面產品可持續設計（NCSPD）工具類別中其中一部分工具也只是生態設計工具的擴展形式。關于非全面產品可持續設計工具的描述及缺陷分析詳見表1?；旧希话惝a品設計工具忽視了對產品可持續性的社會評價。表1中顯示出基于質量功能展開（QFD）的方法適用于產品開發的早期設計階段，在該階段不需要詳細信息進行更改[7]。有趣的是，在表1中，許多非全面產品可持續設計（NCSPD）工具是基于質量功能展開（QFD）的相關方法發現的，可猜測的原因是研究人員想讓這些工具在產品開發的早期設計階段更有用。
五、全面產品可持續設計工具的缺陷分析
全面可持續設計工具包括機床可持續設計指數評價方法、產品可持續發展指數的方法、模糊可持續性評價的方法、產品生命周期管理（PLM）的方法、基于成本效益分析（CBA）的生命周期可持續性評價（LCSA）的方法、綜合穩健設計（RDM）的方法、生命周期可持續性評價（LCSA）的方法、模糊質量功能展開（FQFD）的方法、產品族可持續設計的方法?？沙掷m性的核心觀點是在產品開發過程中，社會、經濟和環境維度中的問題應同時得到全面解決[8]，這意味著“可持續”一詞應僅用于說明可持續性所有三個方面。例如上一節中，非全面產品可持續設計（NCSPD）工具只考慮了有限的經濟分析，但不是對可持續性的經濟方面進行嚴格評估，這一缺陷限制了這些工具的范圍和相關的經濟收益，全面產品可持續設計工具進行了相應缺陷內容的補充。關于全面產品可持續設計工具的描述及缺陷分析詳見表2。表2顯示，與主要基于質量功能展開（QFD）概念的非全面產品可持續設計（NCSPD）不同，促進可持續性三重底線的全面產品可持續設計（CSPD）工具基于其他不同的概念，全面產品可持續設計（CSPD）雖然考慮了可持續性的所有三個方面，但這使得這種整合具有多學科性質[9]，這對于普通用戶來說有些復雜。
六、綜合研究分析
本節介紹了對非全面產品可持續設計（NCSPD）和全面產品可持續設計（CSPD）工具的綜合研究分析。表1和表2顯示，與全面產品可持續設計（CSPD）工具相比，更多的非全面產品可持續設計（NCSPD）工具的內容重點沒有放在考慮可持續性所有的三個維度（三重底線）上。此外，大多數非全面產品可持續設計（NCSPD）工具都基于質量功能展開（QFD）原則[7]。與其他領域工具集成的趨勢在全面產品可持續設計（CSPD）工具中也很常見，例如，基于成本效益分析（CBA）的生命周期可持續性評價（LCSA）是生命周期評價（LCA）與生命周期成本（LCC）和成本效益分析（CBA）的集成。關于非全面產品可持續設計（NCSPD）和全面產品可持續設計（CSPD）工具的對比分析詳見表3。在非全面產品可持續設計（NCSPD）工具中，產品可持續開發（MSPD）的方法是唯一在產品設計中同時考慮了定性參數。在全面產品可持續設計（CSPD）工具中，綜合穩健設計（RDM）和模糊可持續性評價（FQFD）方法在產品設計中同時考慮了定量和定性參數?？沙掷m性的社會維度大部分被忽視，其中一個原因可能是很難將社會參數轉化為產品設計水平，因為這些參數通常集中在國際、國家、地方或組織水平。此外，生命周期視角是產品設計的主要研究課題之一。全面產品可持續設計（CSPD）工具與以前開發的工具相比，大部分工具都包含多個生命周期階段，然而，也有一些工具只關注兩個生命周期階段，如“基于成本效益分析（CBA）的生命周期可持續性評價（LCSA）的方法”、“生命周期可持續性評價（LCSA）的方法”、“模糊功能質量展開（FQFD）的方法”和“產品族可持續設計的方法”。從實用性的角度來看，非全面產品可持續設計（NCSPD）工具在早期設計階段是可用的，例如問題定義和概念設計。這是因為在概念設計的早期階段，設計方向更加靈活。然而，相當多的全面產品可持續設計（CSPD）工具被發現在設計的后期階段更有用，比如詳細設計階段。這可能是因為全面產品可持續設計（CSPD）工具考慮了多個工具和生命周期視角的復雜集成，這需要大量關于產品設計的數據和信息[8]，而這些信息通常在早期設計階段不可獲得。
結語
本文對包括可持續性一或兩個維度的工具被歸類為非全面產品可持續設計（NCSPD）工具，對于綜合考慮了這三個維度，并應用的工具被稱為全面產品可持續設計（CPSD）工具。綜合相關文獻內容，可以得出結論，在引入質量功能展開（QFD）的原理之后，大多數非全面產品可持續設計（NCSPD）工具在早期設計階段是有用的，并都包含了生命周期的觀點。另一方面，如果要將這些非全面產品可持續設計（NCSPD）工具開發成標準的全面產品可持續設計（CSPD）工具，還需要更多的研究工作。盡管大多數全面產品可持續設計（CSPD）工具也以生命周期方法為中心，但需要大量數據和信息，這意味著部分工具只能在后期設計階段使用。綜上所述，產品可持續新設計工具是基于多學科的整合來提升對環境、經濟、社會效益，這種整合也帶來了許多挑戰和障礙[9]。這些工具的成功實施和合理利用需要研究人員解決這些工具的方法問題，需要學術界培養具有可持續性意識的畢業生和設計師，以及從業者積極負責地與研究人員協調并實施工具。
作者：田雨 單位：英國伯恩茅斯大學科學技術學院
