機電產(chǎn)品模塊化生命周期評價方法研究及其軟件開發(fā).pdf

1、近幾十年，隨著資源耗竭和環(huán)境污染形勢日益嚴峻，人們開始關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計制造及其整個生命周期對環(huán)境的影響，綠色設(shè)計和制造成為人們的共識。生命周期評價是綠色設(shè)計的重要支撐技術(shù)之一，被認為是最有潛力和發(fā)展前景的可持續(xù)發(fā)展支持技術(shù)。生命周期評價（Life Cycle Assessment, LCA）是對某一產(chǎn)品系統(tǒng)或服務(wù)從原材料獲取直至最終廢棄處理的整個生命周期的輸入、輸出進行編制及對其潛在環(huán)境影響進行評價的技術(shù)。由于產(chǎn)品系統(tǒng)的復(fù)雜性，輸入輸出數(shù)據(jù)

2、收集和計算的工作量非常繁重。目前歐美許多國家已經(jīng)開發(fā)了基礎(chǔ)材料和能源數(shù)據(jù)庫，并推出了相應(yīng)的LC A軟件工具，這些一定程度上降低了LC A數(shù)據(jù)收集的工作量，促進了LCA的發(fā)展。但現(xiàn)有LCA軟件之間的差別并不大，并存在一些問題，例如產(chǎn)品模型不清晰，建模精度不高，數(shù)據(jù)重用級別較低，軟件操作復(fù)雜，對用戶要求較高等等。并且，LCA在國內(nèi)的發(fā)展較為滯后，雖然許多大學(xué)和研究機構(gòu)都已經(jīng)展開了LCA的研究，但目前國內(nèi)尚沒有統(tǒng)一的基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)庫和商用的LC

3、A軟件。針對這些問題，本文主要進行了以下研究工作：
　　首先，提出了一種將參數(shù)化應(yīng)用于LCA的新方法，即基于加工工藝的參數(shù)化LCA方法。LCA只考慮加工中的物能消耗，并不考慮產(chǎn)品外觀形狀，而物能消耗與加工工藝參數(shù)和加工設(shè)備參數(shù)是相關(guān)的。通過工藝和設(shè)備參數(shù)采集數(shù)據(jù)，不但難度降低，而且準確度也可以得到保證。這個方法可以將數(shù)據(jù)采集細化至加工工藝級，提高了精度，并且具有較強的通用性。文章詳細討論了參數(shù)化模型的思路、應(yīng)用方式及建立過程。

4、r>　　其次，將模塊化的思想應(yīng)用于生命周期評價中。模塊化是綠色設(shè)計的重要技術(shù)之一，模塊最大的特點在于其通用性。從 LCA的角度看，模塊的重用，實際上就是模塊所包含的一套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整體重用。因而，對照現(xiàn)有的LCI數(shù)據(jù)庫，本研究建立了模塊數(shù)據(jù)庫，將 LCA中數(shù)據(jù)重用的級別從現(xiàn)有的原材料、能量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)級提高至零部件級，大大提高了數(shù)據(jù)重用的效率。文章討論了模塊數(shù)據(jù)庫的建立過程和模塊化思想下LCA軟件的建模方式。
　　第三，針對現(xiàn)有的商業(yè)

5、軟件用戶操作任務(wù)量較大的問題，本文提出了基于評價模板的產(chǎn)品生命周期評價方法，將用戶操作 LC A軟件的工作量分為兩部分，分別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和生命周期評價，這兩部分分別由軟件提供者和操作用戶來完成。用戶在操作時，可以直接由模板建立新的評價工程，節(jié)省了大量產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和建模的時間，降低了用戶操作的工作量。并且，模板用于評價同系列產(chǎn)品時優(yōu)勢更加突出。
　　最后，本文開發(fā)了基于以上理念的產(chǎn)品生命周期評價軟件 MPT-LCA，與現(xiàn)有軟件相比