基于生態(tài)足跡的綠色制造系統(tǒng)集成及運行研究.pdf

1、隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴重，如何有效滿足生態(tài)環(huán)境的要求并獲得較高的效益來進行制造已成為一個重點研究課題。我國相繼發(fā)布《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020)、《綠色制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》(2012)、《中國制造2025》(2015)、《關于加快推進生態(tài)文明建設意見》(2015)以及《綠色制造2016專項行動實施方案》(2016)等相關條例政策，在此背景下如何基于生態(tài)足跡理論發(fā)展綠色制造成為一個需要迫切解決的問

2、題。論文以“十二五”國家重點圖書規(guī)劃項目《綠色經(jīng)濟與綠色發(fā)展叢書》中著作《綠色制造》、“十一五”國家科技支撐計劃項目“制造企業(yè)生產(chǎn)過程綠色規(guī)劃與優(yōu)化運行技術(2006BAF02A03)”、國家自然科學基金項目“基于工件能耗屬性的制造系統(tǒng)能效提升方法研究(51275365)”等項目為依托，在借鑒系統(tǒng)工程學、可持續(xù)發(fā)展理論、生態(tài)經(jīng)濟學等先進理論的基礎上，從生態(tài)足跡的理論視角對綠色制造系統(tǒng)的運行發(fā)展進行了相應的探索研究。
　　論文以生態(tài)

3、足跡理論為視角，分析綠色制造系統(tǒng)的基本內(nèi)涵，明確其運行外部環(huán)境和系統(tǒng)運行的基本內(nèi)容。為了簡化綠色制造系統(tǒng)的復雜性，基于“同態(tài)同構”原理，利用“合成場元”和“集成場”理論建立了綠色制造系統(tǒng)集成模型。在此基礎上剖析了綠色制造系統(tǒng)物質(zhì)量的輸入輸出，并將其轉(zhuǎn)化為與環(huán)境相關的生態(tài)約束，進一步對綠色制造系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益進行評價與優(yōu)化，為生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)運行提供可借鑒的理論與方法。
　　論文研究的主要內(nèi)容有:
　　

4、(1)從制造與生態(tài)足跡的關系入手，分析了生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)研究的地位和作用。結(jié)合國內(nèi)外相關領域的文獻與標準政策研究現(xiàn)狀，提出以“合成場元”和“集成場”理論來完成綠色制造系統(tǒng)集成，并在建立集成模型的基礎上利用物質(zhì)流分析和生態(tài)足跡分析法來進行綠色制造系統(tǒng)運行的生態(tài)約束分析，根據(jù)約束結(jié)果，來最終建立系統(tǒng)評價與優(yōu)化的框架體系。
　　(2)針對生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)的復雜性，本文利用“同態(tài)同構”原理，從“合成場元”和“集成場”視角將綠色

5、制造系統(tǒng)進行有機集成。通過“合成場元”理論分析系統(tǒng)的集成場組成要素，建立綠色制造系統(tǒng)集成單元組成模型，通過對各集成單元的主導力進行分，得到“集成場”下綠色制造系統(tǒng)集成模型和“集成場”下綠色制造系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)集成聯(lián)合模型組成的集成模型。并進一步對集成過程中的作用機理進行分析，從提升集成單元可支配資源質(zhì)量、提升集成單元集成加速度和縮短集成單元間的可達距離三個方面提出相應的集成策略。
　　(3)在系統(tǒng)集成的基礎上，建立相應的外部環(huán)境模型

6、。利用物質(zhì)流分析法將綠色制造系統(tǒng)的輸入輸出物質(zhì)量追溯到外部環(huán)境模型里的自然生態(tài)環(huán)境中，建立物質(zhì)流分析模型，通過生態(tài)足跡法將自然生態(tài)環(huán)境“源頭”的輸入輸出量使用對應的計算公式，轉(zhuǎn)化為對外部生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的生態(tài)足跡，即生態(tài)足跡轉(zhuǎn)化模型，與系統(tǒng)區(qū)域環(huán)境自身的生態(tài)承載力相比較，獲得生態(tài)約束的結(jié)果，并對具體綠色制造系統(tǒng)的生態(tài)約束分析進行了例證說明。
　　(4)在滿足生態(tài)約束的基礎上，以高生態(tài)效益、高經(jīng)濟效益和高社會效益為目標進行綠色制造系統(tǒng)評