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机电产品生命周期评价建模研究及支持工具开发

作　者: 陈孝旭
导　师: 李方义
学　校: 山东大学
专　业: 制造系统信息工程
关键词: 绿色设计生命周期评价产品系统模型数据库模型
分类号: TH122
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

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SQL Server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。

全文目录

摘要  9-11
ABSTRACT  11-13
第1章绪论  13-25
  1.1 研究背景  13-15
    1.1.1 环境问题  13-14
    1.1.2 机电产品面临的绿色壁垒  14
    1.1.3 绿色设计  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-22
    1.2.1 绿色设计  15-17
    1.2.2 产品生命周期评价技术  17-19
    1.2.3 LCA软件工具  19-22
  1.3 课题的提出及研究意义  22-23
  1.4 课题来源  23
  1.5 研究内容  23-25
第2章机电产品生命周期评价方法研究  25-41
  2.1 生命周期评价方法学框架  25-28
    2.1.1 生命周期评价的定义  25
    2.1.2 生命周期评价技术框架  25-27
    2.1.3 LCA的局限性  27-28
  2.2 机电产品系统模型  28-29
    2.2.1 机电产品系统模型  28
    2.2.2 机电产品系统信息组成  28-29
  2.3 基于机电产品系统模型的LCA  29-40
    2.3.1 机电产品生命周期环境属性  29-30
    2.3.2 产品生命周期中环境因素识别  30-32
    2.3.3 机电产品生命周期评价过程和方法  32-40
  2.4 本章小结  40-41
第3章面向机电产品的LCA数据库模型研究  41-53
  3.1 LCA数据库概述  41-43
  3.2 LCA数据库需求分析  43-46
    3.2.1 用户需求  43-45
    3.2.2 LCA数据库需要满足的要求  45-46
  3.3 基于过程树的LCA数据库模型  46-49
    3.3.1 基于过程的生命周期清单分析  46-47
    3.3.2 基于过程的影响评价  47
    3.3.3 基于过程的LCA数据库三层结构模型  47-49
  3.4 LCA数据库设计  49-51
    3.4.1 概念结构设计  49-50
    3.4.2 对象属性分析  50
    3.4.3 逻辑结构设计  50-51
  3.5 本章小结  51-53
第4章 MLCA软件的设计与开发  53-69
  4.1 软件开发平台与开发模式简介  53-55
    4.1.1 开发环境  53
    4.1.2 关系型数据库  53-54
    4.1.3 用户界面平台  54
    4.1.4 系统开发模式  54-55
  4.2 系统总体设计  55-57
    4.2.1 系统目的和总体框架  55
    4.2.2 系统业务流程分析  55-56
    4.2.3 系统功能介绍  56-57
  4.3 系统详细设计  57-61
    4.3.1 定义接口  57-58
    4.3.2 关联数据库  58-60
    4.3.3 实现接口  60-61
  4.4 系统操作界面设计  61-67
    4.4.1 界面设计原则  61
    4.4.2 系统首页设计  61-62
    4.4.3 基础数据模块设计  62-63
    4.4.4 清单分析模块设计  63-66
    4.4.5 影响评价模块设计  66
    4.4.6 系统管理模块设计  66-67
  4.5 本章小结  67-69
第5章 MLCA系统实例应用  69-81
  5.1 Y80电机概述  69-71
    5.1.1 电机基本结构及参数  69-71
    5.1.2 Y80电机生命周期分析  71
  5.2 目的和范围确定  71-73
    5.2.1 评价目的  71-72
    5.2.2 范围界定  72-73
  5.3 清单分析  73-77
    5.3.1 原材料采集阶段  73-76
    5.3.2 加工制造阶段  76
    5.3.3 产品使用阶段  76-77
    5.3.4 各阶段清单汇总  77
  5.4 影响评价  77-78
    5.4.1 归一化基准说明  77-78
    5.4.2 评价结果  78
  5.5 结果解释  78-79
  5.6 本章小结  79-81
第6章总结与展望  81-83
  6.1 总结  81-82
  6.2 展望  82-83
参考文献  83-87
攻读硕士学位期间发表的论文与参研课题  87-89
致谢  89-91
学位论文评阅及答辩情况表  91

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