基于LCA的產品概念設計關鍵技術研究.pdf

1、在產品全生命周期中，產品設計，尤其是設計過程中的概念設計階段，被看作是實現(xiàn)可持續(xù)制造目標的最具有決定作用的階段。然而，將與產品全生命周期相關的復雜環(huán)境因素結合到產品概念設計階段中，支持產品設計人員做出有利于實現(xiàn)產品可持續(xù)制造的設計決策，是一項極其具有挑戰(zhàn)性的任務。 鑒于此，本篇論文嘗試開發(fā)一種新的產品設計方法，以能夠幫助產品設計人員將產品全生命周期中的環(huán)境因素全面有效地結合到產品概念設計階段中去，有利于其采取更加環(huán)境友好的設計決

2、策，并可以對新設計產品概念的環(huán)境表現(xiàn)進行預評估，最終實現(xiàn)可持續(xù)制造的目標。 本篇論文從研究如何應用設計理論解決產品全生命周期中所產生的環(huán)境問題入手，闡述了在面向可持續(xù)制造的產品設計研究中所遇到研究難點。然后詳細論述了在產品設計中解決這些研究難點的方法策略。該新的產品設計方法基于產品全生命周期評估(LCA)技術，并且立足于通過對現(xiàn)有產品的再設計去提高新產品在環(huán)境方面的表現(xiàn)，并保持產品原有的功能性不受改變。 首先選定已經設計

3、開發(fā)成功、具有功能代表性的產品。這樣，搜集到關于該產品全生命周期中大量具體的信息就成為可能，為實施產品全生命周期評估(LCA)技術奠定了基礎。該新的設計方法能夠將產品全生命周期評估(LCA)技術有機集成到產品設計過程中去，使產品設計人員能夠明確該選定產品在環(huán)境表現(xiàn)方面所存在的問題。 基于產品全生命周期評估(LCA)結果，通過提出的名為的“環(huán)境屋”(House ofEnvironment)的方法將環(huán)境問題轉化到產品設計過程中的決策

4、領域。該“環(huán)境屋”(House of Environment)方法能夠將產品所造成環(huán)境影響追溯到其全生命周期中相應的根源，并能夠對其關聯(lián)程度進行量化和排序。此外，應用Entity-relationship示意圖在概念設計階段代表產品概念，能夠支持產品設計人員在概念設計階段做出面向可持續(xù)制造的設計決策；并通過Morphological ChartAnalysis方法對產品全生命周期進行建模。同時，借助荷蘭Pre公司建立起的標準Eco-in

5、dicators體系，并通過對一些所需數(shù)據(jù)進行合理的假設，就能夠應用提出的新的Streamlined全生命周期評估(SLCA)矩陣--對比SLCA，產品設計人員就能夠對所設計的產品概念全生命周期的環(huán)境影響作出預評估。從而，根據(jù)對比SLCA的結果，在概念設計階段，產品設計人員就可以判斷新設計的產品概念在環(huán)境表現(xiàn)方面是否滿足目標；如果滿足目標，產品設計過程就應該繼續(xù)進行到更加具體化的階段，即具體化設計和細節(jié)設計階段，直到產品設計最終完成；如