基于设计特征的机电产品低碳设计方法

为支持在产品设计阶段进行生命周期碳足迹评估以及设计方案低碳优化,提出一种基于设计特征的产品低碳设计方法。构建产品设计方案特征表达模型,来表征与产品生命周期碳足迹相关设计信息;通过分析产品设计特征与生命周期碳足迹的关联映射关系,提出基于设计特征的产品碳足迹评估方法;建立基于差分算法的低碳优化模型,以生命周期碳足迹最小为目标优化设计特征,获取低碳性能最优的设计方案;以某冰箱作为研究对象进行低碳设计,验证所提方法的可行性和有效性。     

基于云服务平台的家电产品碳足迹计算研究

温室气体排放导致的全球变暖已经成为人类面临的重大环境问题,家电作为人们生活密不可分的一部分在其整个生命周期各个阶段都有温室气体排放产生,针对家电企业产品碳足迹计算的需求,提出了基于第三方云服务平台的碳足迹计算解决方案。在不同产品类型的基础上,构建了一套通用的碳足迹计算数学模型。应用该平台,家电制造企业和外部供应商、经销商、回收处理企业之间高效快速的实现了碳足迹计算数据收集、交互、计算、评估,提升企业的碳资产管理信息化水平。     

产品低碳设计方法研究进展

为了在产品设计中考虑低碳性以减缓与控制碳排放,推动生态工业可持续发展,针对近年来国内外发表的研究成果,以碳排放减量化为设计目标,从产品概念设计阶段低碳设计方法、结构设计阶段适用的低碳设计方法、低碳优化设计方法、低碳设计知识库及工具研究4方面对当前热点问题进行了综述。在对产品低碳设计方法研究的基础上,从复杂产品低碳设计建模、生命周期场景下的设计优化、数据与知识驱动下的低碳设计平台开发等角度,总结提出三大研究难点与关注方向。     

产品多粒度层次低碳绩效分析方法

为支持产品低碳设计,提出产品多粒度层次低碳绩效分析方法,构建了多粒度层次低碳绩效分析模型。建立了产品碳足迹量化模型,将环境化质量功能配置与TOPSIS相结合来分析产品效用,计算了产品层低碳绩效;基于功能结构映射进行模块单元碳足迹量化与分配,结合零部件配置模型分析模块单元效用,评估与分析模块单元层低碳绩效。探讨了低碳绩效分析在设计改进中的应用。最后,以电冰箱为例,验证了所提出方法的可行性和有效性。     

面向生命周期的产品低碳优化设计

低碳经济的背景下,LED路灯以其节能环保的特点得到广泛应用。针对这种情况,LED路灯的低碳设计是必然的趋势。在生命周期评价(LCA)的基础上,根据产品碳足迹的计算方法,完善了碳足迹计算公式,根据计算得到的生命周期各阶段碳排放量提出从产品材料、结构、功能、包装运输几个方向的进行低碳优化设计,为LED路灯低碳设计提供优化方案。最后,以LED路灯为例,通过对优化前后的产品碳足迹对比分析,证明了方法的实用性和可行性。     

面向低碳设计的产品多层次碳足迹分析方法

为支持产品低碳设计,提出产品多层次碳足迹分析方法,构建了产品多层次碳足迹分析模型.通过分析产品碳足迹影响因素,提出了产品碳足迹静态分析方法;考虑影响碳足迹的不确定因素,构建了产品碳足迹不确定性分析模型.基于功能结构映射,进行产品碳足迹的结构单元量化与分配.将多层次碳足迹分析方法与敏感性分析相结合,探讨了其在低碳设计改进中的应用.以洗碗机为例,验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于生命周期评价的汽车座椅碳足迹研究

以某汽车零部件企业汽车座椅产品作为研究对象,依据PAS 2050:2011,基于全生命周期方法评价产品从“摇篮”到“大门”的整个周期内的碳排放及环境影响情况。评价结果表明,汽车座椅全生命周期碳足迹为61.38kgCO₂e,其中原材料获取阶段是温室气体(GHG)主要排放过程,占GHG排放量的94.2%;产品生产阶段占GHG排放量的5.8%。降低汽车座椅碳足迹的措施是轻量化、减少钢材等原材料的使用,优化生产阶段加工工艺,提高清洁能源使用比例。     

碳达峰碳中和背景下低碳制造研究现状与技术路径研究

通过对国内外低碳制造发展分析，系统探讨低碳制造内涵、低碳制造理论体系，从碳排放核算与碳足迹评估、产品低碳设计与开发、低碳制造工艺与装备、数据驱动的碳排放动态监测、制造系统低碳优化运行、制造过程碳效率优化与精益管控以及低碳制造模式等几个方面分析了国内外低碳制造技术创新现状，进而针对我国碳达峰碳中和需求，提出基于工业互联网、大数据等新一代信息技术的“碳核算、碳诊断、碳减排”低碳制造技术路径，建立了工业双碳大数据平台。     

基于图论的产品拆卸回收建模与评估系统

从设计人员的角度提出了一个在无向图基础上对产品拆卸回收进行建模与分析,并对其经济、环境性进行决策评估的体系.系统包括从产品的CAD信息提取,与软件程序的集成,到建立产品零部件拓扑结构模型图,并对拆卸路径方案进行决策和评估.     

基于多维关联函数的产品低碳设计实例动态分类方法

针对产品需求动态性引起的产品低碳设计实例分类中存在的跳跃性问题,如何挖掘出实例归类的分类变换规则是研究的难点,为此提出一种基于多维关联函数的产品低碳设计实例分类方法。分析了产品全生命周期的关联特性,建立了产品碳足迹和资源消耗成本的集成量化方法,构建了产品低碳设计实例库;基于相似度和频度计算,对产品低碳设计实例库进行了约减,形成了分类实例库,在此基础上构建基于多维关联函数的相似度计算方法,实现其静态分类;建立了变需求下对应的可拓关联函数,获取需求变换对产品低碳设计实例分类的动态影响关系。以LG系列螺杆机(LG-6.7/10)低碳设计为例,基于Solidworks平台、VC++、Access数据库等软件平台,验证了所提产品低碳设计实例动态分类方法的可行性。     

面向“双碳”战略目标的锂离子电池生命周期评价：框架、方法与进展

在国家“双碳”重大战略驱动下,锂离子电池在迎来了重大发展机遇的同时,它的全生命周期碳足迹追踪与环境指标评价成为研究热点,在碳排放计算及减碳措施方面遇到严峻挑战。首先,对全生命周期评价的基本框架、基本方法、评价指标等基础共性问题进行简要概述。然后,从锂离子电池可持续发展出发,提出从“摇篮”到“摇篮”的全生命周期闭环评价路线,对电池全生命周期内(包括电池生产、电池使用、梯次利用、电池回收与再制造等环节)各阶段碳排放计算的研究现状与进展进行详细综述,总结各阶段潜在的研究热点与难点,提出一种“技术-生态-价值”综合评价框架。在此基础上,对锂离子电池生命周期价值评价存在的机遇与挑战进行讨论,对资源风险与供应链风险进行分析与梳理。最后,总结与展望了能源脱碳、体系创新、智能制造、优化管理、材料回收、碳捕集等六大潜在的锂离子电池全生命周期减碳措施。     

3060背景下碳交易体系对新能源汽车行业的影响

碳交易体系设计核心目的是建立长效机制,推动供给端的节能减排是交通行业最重要的构成,也是碳达峰和碳中和的中坚力量.针对碳排放问题,文中从碳交易政策、汽车行业数据等层面做了剖析,提出在3060背景下,碳交易体系短期内可促使整车企业生产纯电动车和节能车,中长期应聚焦增程式电动汽车技术路线以及产品研发聚焦"三低一高"和节能化路...     

三维模型驱动的零件切削过程碳排放评估

针对传统产品生命周期碳排放评估方法对产品开发周期的延拓问题,将零件切削过程作为研究对象,以典型加工工步特征为核心,构建了输入-加工-输出切削工步系统模型;在分析典型机床加工特点及其碳排放影响因素的基础上,建立了零件机加工工艺过程碳排放量化公式,提出了基于Pro/E环境的零件切削过程碳排放量化评估方法。该方法在Pro/E平台上利用Pro/Toolkit函数自动识别与提取零件模型信息,再结合工艺方案与工艺过程量化公式,在零件设计过程中就可实现其工艺碳排放的量化评估。     

产品装配过程碳排放解算

对产品的碳排放进行解算,能够从一定程度上验证产品的环境友好性。针对产品装配过程碳排放难以量化分析这一问题,以典型联接特征为核心构建输入-处理-输出装配系统模型,在研究各典型联接类型装配能耗的基础上,提出一种针对产品装配过程的碳排放静态解算方法。以基本碳排放为度量,研究装配过程的辅助工艺及装配环境对碳排放解算的影响。以空调室外机为例,计算其内部各联接关系装配过程碳排放,并采用生命周期分析软件GaBi计算空调室外机生命周期碳排放。结果表明空调产品装配过程的碳排放占其产品整个生命周期碳排放的比例极小(实例中为0.010 08%),在对该类产品进行全生命周期碳排放解算中,是可以将装配过程忽略的。     

面向绿色制造的产品模块化设计研究综述

阐述了绿色产品生命周期的涵义,分析了绿色产品生命周期各阶段的特性及关联关系,对目前存在的绿色模块化设计技术和方法进行了分类总结。根据绿色产品生命周期各阶段研究侧重点不同,将目前绿色制造模块化设计归纳为面向产品生命周期模块化设计、绿色设计模块化设计、环境意识模块化设计、再制造模块化设计、可拆卸模块化设计、维修模块化设计、回收模块化设计、重用模块化设计及其他模块化设计,并对其相应的模块化设计方法进行了综述分析。最后展望了今后的研究趋势。     

基于多层级数据分配的机床生命周期环境影响评价

针对机床产品的生产消耗量大和环境排放复杂,采集的数据来自于零件、车间、企业多个层级,难以直接应用于生命周期评价的问题,提出了多层级数据分配计算方法,建立了基于多层级数据分配的生命周期清单获取模型和基于产品生命周期的环境影响排放清单量化模型,建立了生命周期评价指标体系及环境影响分类,分析了机床产品生命周期的环境影响评价。结合调研数据进行机床的环境影响评价,对所提方法进行了验证说明。     

A Priori Assessment of Customer Costs in Designing the Life Cycle of Complex Products

The basic stages in the life cycle of a batch of complex engineering products are considered: design, production, operation, and disposal. A priori cost assessment for each stage is discussed. The cost aggregation in the consideration of multiple stages is analyzed. Requirements on the assessment are formulated. Methodological and implementation aspects of the assessment tools are outlined. The conclusion is that it is expedient to predict the costs on the basis of mathematical models of the product batch in an operational environment. The integration of multiple cost estimates is addressed.