机电产品生命周期评价建模研究及支持工具开发

摘要

机电产品生命周期评价技术(Life Cycle Assessment,LCA)是绿色制造前沿技术之一,同时也是实施绿色设计和制造的关键和共性基础技术。目前,国内对LCA技术的需求日益强烈,但与欧美日发达国家相比,LCA技术和软件工具还相当落后,而国外LCA软件工具尚无法适应我国国情和制造业水平,尤其缺乏反映我国国情和制造业现状、系统、准确的LCA底层数据库、知识库和方法库支持,严重影响了我国LCA研究和企业应用的开展。在此背景下,本文对机电产品LCA方法及其支持工具进行了重点研究,可以为中国LCA发展提供必要的方法和数据支持,为企业LCA的应用提供数据积累和案例参考。
　　 本文在分析国内外绿色设计、LCA技术及软件工具研究现状的基础上,重点对以下几个方面进行了研究。
　　 (1)在有关LCA定义及技术框架研究的基础上,针对当前LCA研究的局限性,结合机电产品的特点,建立了LCA中机电产品系统模型,详细分析了机电产品系统的信息组成。然后基于此系统模型,在整个产品生命周期内定义了产品的环境属性。按照环境影响因素,对其生命周期的不同阶段进行了研究,建立了环境因素识别表,按照此识别表从低污染、低毒等方面研究识别环境因素和显著环境因素。最后基于生命周期评价方法学框架的研究,针对机电产品提出了具体的生命周期评价过程和方法。
　　 (2)在当前国内外LCA数据库现状研究的基础上,研究了面向机电产品的符合中国国情的生命周期评价数据库,提出了基于过程的清单分析方法,建立了基于过程的LCA数据库三层结构模型,并根据LCA数据库三层结构模型对LCA数据库进行了概念结构设计、对象属性分析和逻辑结构设计。
　　 (3)结合上述基于机电产品的LCA方法和LCA数据库三层结构模型,研究了MLCA系统的目的和功能,选取Visual Studio.NET集成开发环境为开发平台,B/S模式为系统开发模式,设计了系统的总体框架。针对此框架,利用C＃及SQLServer技术,对系统进行了接口定义、数据库关联、接口实现等详细设计。最后实现了系统的直观显示,即对系统操作界面的设计。
　　 (4)基于机电产品系统模型及相关环境因素的识别,利用所开发的MLCA系统,对Y80M1-4-0.55型电机进行了生命周期评价。