綠色設計和生產！消耗最少地球能源、帶來最大生活

在 1996 年，物理學家「阿德里安·貝揚（Adrian Bejan）」發展了「構造定律」，這個定律講述著如何運用，大自然來設計一個社會經濟的體系，但這個定律也提到一個設計的進化。當我們開始比較我們的身體機能設計，例如血管，就會發現，這些模式與大自然中的水路系統非常相似。

從貝揚的角度來看，這些都可以縮小為流動。構造定律告訴我們，流動系統會降低摩擦力來節省能量，而流動的要素促使了我們的創新，找到如何更有效的移動我們的資源。貝揚的研究指出無論是植物、動物、還是人類，都必須要進行分類，才可以有效地得到資源。無論是樹根、渠道、還是電路，都是用來移動資源的。

這些模式其實也可以從我們的生活中看到，譬如我們的交通系統。雖然貝揚並沒有在他的論述中直接引用「電子系統」，但我們知道其中也包含了相同的系統，如果沒有，那我們就完全不需要電路圖和電子設計軟體。

如果我們考量大自然設計會影響電子設計，那我們也應該考量如何讓電子設計、設備、和產品為永續環境盡一分力。延續這個想法，整個電子產業和我們這些工程師與設計人員，是否都應該為我們的大環境而服務。唯有為大環境服務，才能在我們對於商務與生產的需求，以及養護與保護大自然的責任間取得平衡。

環境友善產品設計，妥善地為了從產品的生命週期，到電路板所使用的蝕刻劑作出設想。為了創造永續環境，友善設計也涵蓋了，工廠如何用水和採購，如何有道德的從困苦地區取得稀有金屬。

透過環境設計（Design for Environment, DfE）的宗旨，我們可以明顯地看到創新。任何設計方式都是為了取得資源與需求的平衡，而這些需求可能是電路的功能、消費者的喜好、或專案的目的，而環境設計也是另一種需求。在電路板與電子系統的設計中，如要降低對環境造成的傷害，就必須讓生產減少有毒原料的使用、降低耗電、和有責任的管理廢棄物。舉例說明，一個智慧手機的設計就不能使用拋棄式零件，而是必須使用毒性較小、可回收零件，或者必須使用高效率供電設備以降低電耗。

環境道德迫使我們重新檢討人類與環境的關係，與其為了企業與個人利益壓迫環境，我們更需要審查如何讓維持商業的運作和保護環境生態同步進行。當我們進行電路板的設計，我們會考量電路與機構的設計會如何影響終端產品，如果還要考量商務與環境的平衡，還會對設計加入更多的限制。

環境設計可將生產流程與產品生命週期分析（Life Cycle Analysis, LCA）同步。 LCA 會在產品總架構中分析產品生成的每個步驟。如果任何一個環節出現了環保問題，將會對整個產品造成影響。當我們做生命週期分析，主要會看六項指標：

．自然資源的開發

．供應鏈流程

．產品的製造

．產品批發與零售的分發

．消費者的應用與資源的消耗

．生命週期後的處置

環保意識就是從一個設計開始的，改變設計的需求和優化電路使產品使用較少的零件，就可降低對環境的傷害。甚至有些情況下，還可對模組或半模組產品設計進行優化，導入可替換式零件，減少 IC （Integrated Circuit）的應用。設計流程還可以透過限制產品重量和體積來降低供應鏈對環境的影響。

電子產業經常在插頭、插座、電路板、 IC 、交換器、繼電器、和其他零件中使用大量的黃金、鉭、鎢，和其他貴金屬。產業一年中會因為它的低接觸電組、良好的導熱性、防腐蝕性、和高延展性而使用 350 噸的黃金。許多時候，黃金的開採都是在政局不穩的國家，或者開採的過程對個人生命與環境有害。

在達到商業需求與環境需求平衡的前提下，全球電子廢棄物回收的努力是可以抵銷開採的需求的。擁有環境設計概念的企業會使用方法從丟棄的電子設備中回收黃金、其他貴金屬、和塑料。這些企業會將回收的黃金送到工廠製作新的電路板。如此的回收再利用可降低社會衝擊、降低對環境的傷害、和降低企業的資金成本。

環境設計的實踐還可以從提升對於本地或區域資源的倚賴，或使用環保包裝，來降低供應鏈對環境的影響。資源的重複使用還可降低原料運輸成本。降低企業的運輸成本和降低碳排放對環境造成的影響將可以提升商業與環境的平衡。

高等的分析可以是為了達到降低對環境的影響的一個技術性解決方案。新的設計讓我們可以將感應器導入一個產品，並用來監測耗電量，甚至控制設備在待機、睡眠、和運轉情況下的耗電。我們還可以透過將多項功能融入在一個產品中以達到省電效果。

電子廢棄物為環境設計增加了許多複雜度，絕大多數的國家與企業都對全球這 6500 萬噸的電子廢棄物感到束手無策。垃圾掩埋場中有 75% 的鉛、砷、汞、鎘、鋁、銅、和陶瓷都是來自於電子廢棄物，而這些物質都會滲入土壤與水源，燃燒時也會產生毒煙。

電子廢棄物的環境設計，複雜度來自於如何規範與分類不同的回收材質，譬如如何將鐵件與非鐵件分開，或者將塑料與玻璃分開。當這些都是我們要解決的問題時，電子廢棄物的問題，還因為業者將回收處理運往開發中國家執行而加劇。如果這些開發中的國家，沒有適當處裡器具或知識而錯誤的執行，整個過程很可能會產生液態汙染源，並汙染當地環境與食物鏈。

如果我們要移除電子廢棄物的複雜度，那就必須先有一個複雜和多重應對的電子設計。設計團隊首先可以先註明產品，只可使用符合有害物質限用指令的零件，並不可含有鉛、汞、鎘、和六價鉻，以及經常用於防火材質與電線絕緣的聚溴聯苯和邻苯二甲酸二。

模組設計可允許消費者自行更換損壞或過期的零件，而不是將整個產品丟棄。更良好的設計，甚至可讓消費者使用簡單或無須任何工具就可替換零件。另外，設計還必須要分析產品生命週期，讓新品可以使用得更久。