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定制型制造企业绿色制造实施模型及实施方法研究

作　者: 谷振宇
导　师: 刘飞
学　校: 重庆大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 绿色制造定制实施模型实施方法环境属性
分类号: TH16
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是世界制造大国,制造业是国民经济的主要支柱产业。但是,制造业基础薄弱,创新能力不强;在制造过程中,资源、能源消耗大,污染严重。因此,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》把“发展绿色制造,加快相关技术应用,大力推进绿色制造的实施”确定为制造业领域发展的三大思路之一。“发展绿色制造”是一个复杂的系统工程,既要强调绿色制造应用技术的研发,也要注重共性技术(如绿色制造的实施模型、实施方法、标准体系、基础数据等)的深入研究。同时,随着传统的以产品为中心的批量生产模式向以客户为中心的定制生产模式的转变,定制生产模式逐渐成为越来越多企业所采用的主导生产模式。因此,有必要结合定制生产的特点进行绿色制造实施模型与实施方法的研究。本文在国家科技支撑计划重大项目课题“绿色制造技术体系与运行模式研究”(2006BAF02A01-01)、国家自然科学基金项目“废旧机电产品大批量定制化绿色再制造过程模型及优化技术研究”(50605066)和重庆市自然科学基金重点项目“绿色制造基础理论与系统方法”(2004-47-19)等课题的资助下,对定制型制造企业绿色制造实施模型及实施方法展开研究。首先,在综合分析现有相关研究文献的基础上,从实施绿色制造需要有实施模型的指导这个问题出发,围绕绿色制造的基本思想,分析了绿色制造实施模型及定制型制造企业绿色制造实施模型的概念。在此基础上,结合定制生产的特点以及定制型制造企业实施绿色制造的特殊需求,提出一种定制型制造企业绿色制造实施模型。鉴于实施模型的复杂性,建立了包括功能视图、产品生命周期视图、制造过程视图、结构视图、资源视图、环境影响视图等六个视图的定制型制造企业绿色制造实施模型的系统视图,以便于从不同的角度分析和理解实施模型;为了方便指导实施,构建了包括支撑层、生命周期主线层、目标层等三层结构的定制型制造企业绿色制造实施模型的系统框架,并对实施技术体系进行了阐述。接着,从实施绿色制造的方法论、实施系统方法和实施总体思路等几个方面,对定制型制造企业绿色制造实施方法的总体框架进行探讨。进而,着重对定制产品的绿色设计方法和制造过程环境影响分析方法进行研究。在定制产品绿色设计方面,针对目前产品定制方式中选配型定制和变型定制最为常见、最为主要,而特殊定制即全新型定制较少的情形,以及绿色设计涉及的内容非常复杂,诸多因素的影响很难量化等情况,把基于实例进行产品设计的方法引入到定制产品的绿色设计中,设计了一种基于实例的定制产品绿色设计流程。并且,分别对该流程中的客户需求分析方法、产品实例方案的匹配方法、产品方案环境属性分析方法和集成环境属性的产品方案选择方法进行研究。该设计流程的基本思路是根据客户需求检索相关实例,在相近实例的基础上集成资源消耗、环境影响、可拆卸等因素选择产品方案,然后进行详细设计。在制造过程环境影响分析方面,针对制造过程环境影响分析中参考评价标准各异,难以进行有效的定量分析等问题,提出了一种基于生态指示器99的制造过程环境影响分析模型。通过对该模型进行数学描述,提出制造过程环境影响值的计算方法,建立单元制造过程的环境影响矩阵,从综合值评价、不同排放物的环境影响评价和不同环境效应评价三个方面对制造过程的环境影响进行分析,为制造过程环境友好性的改善提供数据参考。最后,基于上述部分研究成果,对某一定制型电器开关柜产品制造企业进行了应用分析和绿色制造的初步实践,并对实施情况进行了介绍。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-31
  1.1 论文的研究背景  9-18
    1.1.1 我国开展绿色制造研究和促进绿色制造实施的必要性  9-16
    1.1.2 绿色制造实施的研究内容体系  16-17
    1.1.3 批量生产到定制生产的转变  17-18
  1.2 论文相关领域国内外研究现状  18-26
    1.2.1 绿色制造总体研究现状综述  18-22
    1.2.2 绿色制造实施技术与方法的研究现状  22-25
    1.2.3 面向定制生产的绿色制造技术研究现状  25-26
  1.3 论文选题及课题来源  26-27
  1.4 论文研究目的与意义  27-28
  1.5 论文研究内容的布局  28-31
2 定制型制造企业绿色制造实施模型研究  31-59
  2.1 定制型制造企业实施绿色制造的特殊需求  31-34
    2.1.1 定制生产的特点  31-33
    2.1.2 定制型制造企业对实施绿色制造的特殊需求  33-34
  2.2 定制型制造企业绿色制造实施模型的概念  34-38
  2.3 定制型制造企业绿色制造实施模型  38-52
    2.3.1 定制型制造企业绿色制造实施模型的系统视图  38-41
    2.3.2 定制型制造企业绿色制造实施模型的系统框架  41-52
  2.4 定制型制造企业绿色制造实施技术体系  52-58
    2.4.1 基本支撑技术  54-55
    2.4.2 绿色制造使能技术  55-57
    2.4.3 综合运作技术  57-58
  2.5 本章小结  58-59
3 定制型制造企业绿色制造实施方法研究  59-89
  3.1 定制型制造企业绿色制造实施方法的总体框架  59-63
    3.1.1 实施绿色制造的方法论思考  59
    3.1.2 基于霍尔三维结构的绿色制造实施系统方法  59-62
    3.1.3 绿色制造实施的总体思路  62-63
  3.2 基于实例的定制产品绿色设计流程  63-81
    3.2.1 基于实例的定制产品绿色设计过程  64-66
    3.2.2 客户需求分析  66-72
    3.2.3 产品实例方案的匹配  72-74
    3.2.4 基于拆卸树模型的产品方案环境属性分析  74-77
    3.2.5 集成环境属性的产品方案选择模型  77-81
  3.3 基于生态指示器99 的制造过程环境影响分析方法  81-86
    3.3.1 制造过程环境影响分析的数学描述  82-83
    3.3.2 基于生态指示器99 的单元制造过程环境影响值的计算方法  83-86
    3.3.3 制造过程的环境影响分析  86
  3.4 本章小结  86-89
4 应用分析及初步实践  89-99
  4.1 应用企业简介  89
  4.2 实施方案设计  89-93
    4.2.1 实施流程设计  89-90
    4.2.2 电器开关柜产品生命周期过程分析  90-93
    4.2.3 实施重点  93
  4.3 实施情况  93-97
  4.4 本章小结  97-99
5 结论与展望  99-101
致谢  101-103
参考文献  103-115
附录  115
  A. 攻读博士学位期间发表的论文目录  115
  B. 攻读博士学位期间参加的主要科研项目  115

定制型制造企业绿色制造实施模型及实施方法研究

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