一种基于BOM的节能减排评估与分析方法

摘要

本发明涉及一种基于物料清单（Bill of Materials，简称BOM）的节能减排评估与分析方法。该方法是在基于B/S架构的Web系统上，利用BOM把产品的节能减排评估与辅助生产的信息化系统有机的结合起来，将企业的待评估产品依据BOM信息分为部件、零件，并提出一种从零件到产品的自下而上的评估与分析方法；具体的说，该节能减排评估与分析方法分为待评估产品的创建、节能减排的数据收集与统计、节能减排指标评价与分析、评估结果可视化以及节能减排潜力分析等几个步骤来实现。本发明主要为企业提供产品节能减排综合评估分析工具，为第三方检测或认证机构提供“企业节能减排指标考核与评价系统”软件工具。本发明具有如下优点：适用性、操作性强，可扩展性好。

说明书

技术领域

本发明属于绿色设计与制造信息技术领域。本发明具体涉及一种基于物料清单（Bill of  Materials，简称BOM）的节能减排评估与分析方法，旨在提供一套与企业自身生产经营相 结合的、准确的节能减排评估系统工具。

背景技术

随着我国经济的快速增长，各项建设取得了巨大的成就，但也付出了巨大的资源和环境 代价。经济发展与资源环境的矛盾日益尖锐，工业生产的环境问题也越来越激烈，经济的发 展必然受到一定的约束。为了突破资源和环境的约束，实现经济又好又快的发展，企业必须 实施节能减排策略，达到转变经济增长方式，合理利用资源，优化企业的生产结构的目的， 从而建设一个资源节约型、环境友好型社会。

目前，国内外不少专家学者对节能减排评估方法或策略开展了相关研究和探索。以前专 家学者的方法和理论从不同的角度分析了实施节能减排的理论支撑、提出了能耗模型和一些 详细的能耗排放计算方法，为节能减排工作的实施具有重要的指导意义，值得节能减排研究 者研究和学习。但这些方法或系统设计还是存在一些不足，如节能减排评估的指标不够明确、 节能减排评估的范围比较有限。此外，现有节能减排评估与企业现有信息化技术（如企业资 源计划-ERP、产品数据管理-PDM、计算机辅助工艺规划-CAPP等）是相互脱离的，两者没 有进行有效的融合，从而严重影响了节能减排评估在企业中的快速部署和实施。

企业生产中BOM的应用是伴随着企业信息化技术的应用而发展的，不同功能的BOM 分布在企业信息网络的不同地点，存在不同的应用系统中，是企业信息化技术的纽带。本文 提出一种基于BOM的节能减排评估方法，此方法可以使节能减排评估与企业现有信息化有 机结合和无缝集成，从而在实现了企业节能减排评估设计的基础上，还盘活了企业现有信息 化系统，实现了企业的信息化增效。

针对以上研究的不足以及BOM在信息系统之间起到的作用，本发明提出了一种基于 BOM的节能减排评估与分析方法，从而实现对产品全生命周期阶段的数据收集、节能减排 的评估以及节能和减排潜力分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BOM的节能减排评估与分析方法，用于只需要把用户 企业提供的待评估产品作为系统输入，便可进行全生命周期建模，从而实现产品的全生命周 期节能减排能耗评估与分析的方法。

本发明提出的基于BOM的节能减排评估与分析方法，是在用户企业将待评估产品作为 系统输入的前提下，根据特征化、归一化等指标处理进行全生命周期建模，并最终生成产品 评估报告，该方法具体包括以下步骤：

步骤1）用户企业通过产品数据管理（PDM）在BOM中查找待评估产品的数据或进行 新的产品BOM数据的添加。

步骤2）针对产品及其部件、零件进行全生命周期建模。产品全生命周期建模指的是产 品系统汇总前后衔接的一系列阶段，产品设计、原材料的获取、产品的制造生产、产品运输、 使用与维护，直至最终处置。

步骤3）针对产品及其部件、零件进行全生命周期指标评价。具体来说，包括对数据信 息的完整性检查、一致性检查、敏感性检查；对零件进行节能减排指标计算；对部件及产品 级指标汇集叠加计算。

步骤4）针对零件生成零件级的节能减排评估与分析报告，并通过汇集叠加生成部件、 产品的节能减排评估与分析报告。该评估报告主要是将全生命周期指标计算的结果生成相应 的报表。

本发明和现有技术相比具有以下优点：

1、本发明针对现有BOM中缺乏能耗与排放数据的现状，在原有的BOM中加入物料与 工艺等的环境信息、能耗和排放数据，把基于BOM的成本核算扩展到节能减排的实施中， 产生基于BOM的节能减排指标评估，提出了基于BOM的节能减排评估与分析新方法。

2、本发明设计了全生命周期建模方法，能有效地对产品及其零部件全生命周期的各阶 段进行数据建模。

3、本发明能对产品及其零部件全生命周期建立多方案，通过方案组合的方法实现对产 品的方案优化。

4、本发明结合Solidworks edrawing插件，能将评估结果中产品的能耗分布直观的显示 在产品的三维图形上。

附图说明

图1是系统流程图；

图2是BOM数据收集过程图；

图3是系统生命周期建模过程图；

图4是系统节能减排指标计算过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

本发明涉及一种基于BOM的节能减排评估与分析方法，即一种只需要把用户企业提供 的待评估产品作为系统输入，便可进行全生命周期建模，从而对产品的全生命周期进行节能 减排评估的方法，同现有方法相比，本方法进一步将解决过程抽象为三大部分，及产品BOM 数据的收集、系统生命周期建模、系统节能减排指标计算与评估可视化，其过程参见附图1， 具体实现步骤如下：

步骤一，产品BOM数据的收集。其过程参见附图2，具体实现步骤如下：

（1）用户企业对将要评估的产品进行目的和范围的确定，针对所要评估的产品所属领 域及相关信息在产品数据管理PDM中对该产品信息进行匹配搜索。

（2）用户企业通过PDM对BOM数据进行收集，具体来说，用户企业根据匹配搜索结 果决定是否采用PDM中的产品数据，若PDM中没有该产品记录，则由用户企业自己手动 添加；若PDM中已存在通过审定的标准产品数据信息，则用户企业可直接采用该数据。

（3）用户企业通过PDM将该产品信息添加进BOM表中，与本发明配套的系统将对此 BOM数据进行数据审定（包括上传文件的格式审定、数据合法性审定），检查产品数据信息 的完整性（包括其部件、零件信息的完整性），并对数据特征化处理和归一化处理；

（4）对于已经通过审定的产品数据，系统将其保存于PDM中，并根据用户企业对该产 品设定的发布状态决定此产品是否可供系统中其他用户使用。

步骤二，系统生命周期建模。其过程参见附图3，具体实现步骤如下：

（1）用户企业通过PDM将该产品添加为待评估产品，并添加该待评估产品的基本信息， 包括待评估产品的名称、创建时间、创建人、所属行业、所属国家、所属企业、行业类别等， 系统将自动从PDM中读取该待评估产品的产品信息、部件信息、零件信息；

（2）用户企业针对零件生命周期的6个阶段进行建模，即依次对产品的设计阶段建模、 产品的原材料获取阶段建模、产品的制造生产阶段建模、产品的运输阶段建模、产品的使用 与维护阶段建模、产品的最终处置阶段建模。

在建模过程中，用户企业分别对各个阶段添加相应的数据信息，包括过程描述信息、产 品投入信息、产品产出信息、资源投入信息、环境排放信息、待处置废物信息。

（3）系统根据用户企业对产品零部件生命周期的建模数据信息完成整个产品的全生命 周期建模。

步骤三，系统节能减排指标计算与评估可视化。其过程参见附图4，具体实现步骤如下：

（1）针对已完成建模的零部件，系统对其数据信息进行完整性检查，验证生命周期评 价各阶段所得出的信息是否足以得出与评估目的相一致的结论；对数据信息进行一致性检 查，验证在得出结论之前研究过程中所应用的假设、方法和数据的前后一致性，以及是否与 所规定的评估目的保持一致；对数据信息进行敏感性检查，验证在敏感性分析中所获得的信 息是否与结论和给出的建议相关；

（2）系统根据用户企业所选择的指标与产品生命周期建模中所收集的数据信息对零件 级进行节能减排指标计算，并依据产品BOM的结构信息对部件级及产品级进行指标汇集叠 加计算；汇集叠加计算是进行数据叠加的过程。

（3）由以上计算结果，系统结合Solidworks edrawing插件，以产品可视化三维模型为 基础，生成产品三维可视化能耗模型；并依据用户企业需求生成多个能耗分析报告，包括产 品能耗分析报告及部件级、零件级能耗分析报告。

具体的，本发明涉及一种基于BOM的节能减排评估与分析方法，即一种只需要把用户 企业提供的待评估产品作为系统输入，同时对产品BOM数据进行维护，并对产品全生命周 期进行建模，从而对产品的全生命周期节能减排各项指标进行评估、对其综合评估结果进行 可视化，并最终生成产品评估报告的方法；其中，

用户企业提供的待评估产品信息主要包括待评估产品的名称、创建时间、创建人、所属 行业、所属国家、所属企业、行业类别、是否发布等；

产品BOM数据主要是指数据库中存放的产品的BOM信息、三维图信息以及其它基本 信息。

产品的BOM数据维护指的是在产品数据管理中对所有零部件种类、数量等产品信息进 行添加、修改等维护。

产品生命周期建模指的是产品系统汇总前后衔接的一系列阶段建模，包括产品的设计、 原材料的获取、产品的制造生产、产品的运输、产品的使用与维护、产品的最终处置。

产品设计决定了产品的功能、组成、结构、材料等，主要依据产品的需求功能来设计产 品的结构以及所选材料。

原材料获取主要是从自然界中或自然资源中加工和获取原材料的过程。

产品制造生产主要是指从原材料到生产可以使用的成品的过程。

产品运输主要是指企业内部运输和企业外部运输，企业内部运输主要指产品或其零部件 在企业不同部门之间的输送关系，企业外部运输主要是指企业之间、企业与用户之间、跨区 域的运输。

产品的使用与维护主要是企业在使用产品的过程中需要添加的资源、能源以及能耗信息 的收集。

产品的最终处置主要是指回收、报废、处理的过程中需要消耗的资源、排放的废气等信 息的收集。

产品建模过程中的数据信息主要是指过程描述信息、产品投入信息、产品产出信息、资 源投入信息、环境排放信息、待处置废物信息。

综合评估结果的可视化主要是将所有计算的数据通过不同的图形表达出来，主要有柱形 图、饼图、折线图，同时通过产品的三维图将所消耗的数据，排放的数据以及其他有用的数 据直接显示在不同的零部件上，起到直观易懂。

生成的产品评估报告指的是将产品按照所选的指标因子计算所得的结果通过不同的文 件形式保存为可以查看的文件，以便于及时的查看分析报告。