发动机原始制造与再制造全生命周期评价方法

摘要

当今社会，自然资源损耗和环境退化已成为热点问题，伴随着环境保护意识的提高，企业内部正在使用环境保护策略和环境管理系统来评估其日常生产活动对资源和环境的影响。产品生命周期评价(LCA)由于能够评估产品生命周期内所有阶段累计的环境影响，已经得到了企业的广泛应用。
　　论文以国家“973”计划重点课题“机械装备再制造的基础科学问题”为依托，通过与某发动机制造企业合作，结合E-Balance软件进行汽车发动机原始制造和再制造全生命周期评价，分析比较两者原材料消耗、资源、能源消耗与环境排放;提出了发动机生命周期平均环境影响指标的计算方法，估算了发动机可再制造最佳时间点。具体如下:
　　(1)通过工厂实际调研，运用E-balance软件，对汽车发动机原始制造和再制造过程进行全生命周期评价，识别发动机制造、再制造过程中主要环境影响及产生主要环境影响的阶段，并提出改进意见;
　　(2)运用矩阵LCA方法，通过定义工艺向量和工艺矩阵等进行汽车发动机再制造全生命周期评价方法建模。
　　(3)基于不同再制造时间点t1，t2，t3，t4，计算发动机再制造环境影响B1，B2，B3，B4，结合发动机原始制造环境影响指标A0，计算发动机生命周期综合环境影响指标Fi值，对平均环境影响指标Fi进行曲线拟合，曲线最低点即为理论上环境影响指标最小的最佳再制造时机点。
　　通过对汽车发动机原始制造、再制造全生命周期过程评价发现，与发动机原始制造过程相比，再制造在节约能源资源、减少环境排放有着显著优势;具体来说，初次能源消耗(PED)减少75.28％，全球变暖潜值(GWP)减少71.32％，酸化潜值(AP)减少33.61％，水体富营养化潜值(EP)减少64.11％，臭氧层破坏潜值(ODP)减少56.79％，光化学烟雾潜值(POCP)减少18.28％。
　　通过对发动机生命周期综合环境影响指标Fi结果进行曲线拟合分析，得出理论上发动机使用4.047年选择对其进行再制造，环境影响指标最小。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 资源和环境问题

1．1．2 再制造产业的兴起

1．2 国内外研究现状

1．2．1 产品生命周期评价

1．2．2 机械装备再制造

1．2．3 存在的问题与不足

1．3 本课题研究的目的和意义

1．4 研究内容

2 全生命周期评价建模方法

2．1 生命周期评价

2．2 全生命周期评价清单分析建模

2．2．1 生命周期评价清单分析方法

2．2．2 基于矩阵方法的生命周期清单分析建模

2．3 全生命周期评价影响评价建模

2．4 本章小结

3 原始制造与再制造发动机全生命周期比较评估

3．1 目标定义与范围界定(GSD)

3．1．1 研究对象

3．1．2 研究目标

3．1．3 功能单元

3．1．4 系统边界

3．2 生命周期清单分析(LCI)

3．2．1 数据来源和数据质量

3．2．2 原始制造发动机生命周期阶段清单建模与分析

3．2．3 再制造发动机生命周期阶段清单建模与分析

3．3 生命周期影响评价(LCIA)

3．3．1 分类

3．3．2 特征化

3．4 生命周期结果解释

3．4．1 重大议题识别

3．4．2 数据完整性、一致性、敏感性检查

3．4．3 结果与讨论

3．5 本章小结

4 基于LCA的发动机生命周期最佳再制造时间点选择初探

4．1 最佳再制造时间点选择必要性

4．2 最佳再制造时间点选择理论方法

4．2．1 目标函数定义

4．2．2 未知参数计算

4．2．3 最佳再制造时间点确定

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 特色与创新点

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢