產品全生命周期設計與評價

內容概要

《產品全生命周期設計與評價》系統(tǒng)介紹了產品全生命周期設計（LCD）、全生命周期評價（LCA）和全生命周期仿真（LCS）的原理、方法、最新研究進展和應用實例。主要內容包括：產品全生命周期設計和評價產生的背景、基本概念和原理，產品全生命周期建模方法，面向全生命周期的模塊化技術，LCA方法、LCA軟件開發(fā)，產品全生命周期仿真，以及產品全生命周期設計與DfX等?！懂a品全生命周期設計與評價》的特點包括：①系統(tǒng)性，全面論述了LCD、LCA和LCS的原理、方法及應用，從基礎知識到研究領域的最新成果，由淺入深、循序漸進；②創(chuàng)新性，結合了作者的最新研究成果，重點論述了綠色模塊化設計方法和全生命周期仿真方法，是同類書籍中首次論述的主題；③實踐性，有豐富的研究案例和應用實例；④學術拓展性，不是局限于LCA，而是以全生命周期思想為核心，介紹了多種相關綠色設計方法。
《產品全生命周期設計與評價》可作為產品全生命周期設計相關課程教材，也可供相關專業(yè)大學教師、研究人員、工程技術人員、研究生等閱讀和參考。

書籍目錄

前言
第1章 緒論
參考文獻
第2章 產品的全生命周期建模
　2.1 產品的模型化
　2.2 過程的模型化
　　2.2.1 產品開發(fā)
　　2.2.2 制造過程
　　2.2.3 物流
　　2.2.4 使用與維修
　　2.2.5 回收處理
　2.3 全生命周期模型化
　2.4 生命周期成本的計算模型
　　參考文獻
第3章 產品全生命周期模塊化設計
　3.1 產品全生命周期模塊化設計的基本概念
　　3.1.1 模塊的定義及特性
　　3.1.2 產品全生命周期模塊化設計的基本概念
　　3.1.3 產品全生命周期模塊化設計的研究現狀
　3.2 模塊化驅動力及產品中的零件關系模型
　　3.2.1 設計方法關聯(lián)假設條件
　　3.2.2 全生命周期模塊化設計驅動力
　　3.2.3 不同模塊化設計驅動力下的零件關系模型
　　3.2.4 零件綜合關系模型
　　3.2.5 零件之間的綜合關系模型
　　3.2.6 綜合矩陣的建立與特點
　3.3 利用種群遺傳算法對產品進行模塊化設計
　　3.3.1 選取種群遺傳算法作為模塊優(yōu)化算法的原因
　　3.3.2 初始模塊數
　　3.3.3 利用種群遺傳算法進行模塊化重組
　　3.3.4 優(yōu)化過程
　　3.3.5 優(yōu)化方案的經濟性和環(huán)境性能的評價
　3.4 案例分析
　　3.4.1 家用電冰箱
　　3.4.2 建立各驅動力的零件關系矩陣與綜合關系矩陣
　　3.4.3 種群算法設計過程
　　3.4.4 優(yōu)化結果與原結構的比較
　　3.4.5 敏感度分析
　　參考文獻
第4章 產品全生命周期評價
　4.1 全生命周期評價簡介
　　4.1.1 目標和范圍設定
　　4.1.2 清單分析
　　4.1.3 影響評價
　　4.1.4 解釋
　4.2 家用電冰箱全生命周期環(huán)境影響評價
　　4.2.1 家電產品LCA研究現狀
　　4.2.2 評價的目的和邊界設定
　　4.2.3 數據收集與清單分析
　　4.2.4 清單分析結果
　　4.2.5 環(huán)境影響評價
　　4.2.6 解釋
　4.3 參數化—模塊化—模板化LCA
　　4.3.1 參數化LCA方法
　　4.3.2 模塊化LCA方法
　　4.3.3 模板化LCA方法
　4.4 參數化—模塊化—模板化LCA的應用案例
　　4.4.1 案例一：家用電冰箱生產階段的環(huán)境影響評價
　　4.4.2 案例二：咖啡壺生產階段環(huán)境影響評價
　　參考文獻
第5章 LCA軟件開發(fā)
　5.1 現有LCA軟件綜述
　　5.1.1 LCA軟件開發(fā)的相關研究
　　5.1.2 現有商業(yè)LCA軟件介紹
　　5.1.3 現有LCA軟件的總結
　5.2 MPT-LCA開發(fā)關鍵技術
　　5.2.1 MPT-LCA數據庫設計
　　5.2.2 MPT-LCA的清單分析算法
　　5.2.3 MPT-LCA環(huán)境影響評價模型及算法
　5.3 MPT-LCA系統(tǒng)開發(fā)
　　5.3.1 MPT-LCA系統(tǒng)總體設計
　　5.3.2 MPT-LCA產品評價模板的建立
　　5.3.3 軟件其他部分的開發(fā)
　　5.3.4 軟件的主要應用
　　參考文獻
第6章 全生命周期仿真
　6.1 產品全生命周期仿真的概念和過程框架
　6.2 一般產品系統(tǒng)的生命周期過程模型
　6.3 基于蒙特卡洛仿真的生命周期評價不確定分析方法
　6.4 實例1——家用冰箱“3R”措施的資源和能源節(jié)約評價
　　6.4.1 研究目標和范圍
　　6.4.2 家用冰箱生命周期仿真模型
　　6.4.3 仿真場景
　　6.4.4 仿真結果及討論
　　6.4.5 結論
　6.5 實例2——我國燃料乙醇全生命周期能源、排放和經濟陛評價
　　6.5.1 研究目標和范圍
　　6.5.2 生物質燃料乙醇／汽油混合燃料車輛的全生命周期過程
　　6.5.3 生物質燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)的環(huán)境和經濟性評價指標
　　6.5.4 基于蒙特卡洛仿真的生物質燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)生命周期評價模型
　　6.5.5 生物質燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)經濟性、能效、排放評價結果
　　6.5.6 結論和建議
　　參考文獻
第7章 全生命周期設計與DfX
　7.1 面向X的設計
　7.2 面向可制造性的設計
　　7.2.1 基于設計規(guī)則的方法
　　7.2.2 基于特征分析的面向可制造性設計的方法
　7.3 面向裝配和拆卸的設計
　　7.3.1 面向裝配的設計
　　7.3.2 面向拆卸的設計
　7.4 面向回收的設計
　　7.4.1 基本概念和設計原則
　　7.4.2 案例研究——面向家電塑料回收的設計
參考文獻
附錄A 模塊化優(yōu)化運算程序
附錄B 清單數據補全

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   為了實現產品的多樣性和綠色性，我國學者在相關領域從不同角度展開了深入的研究。潘雙夏等認為后工業(yè)時代產品的重要特征是顧客需求的多樣化和市場的多極化。因此大規(guī)模定制生產方法應運而生并成為當今最主要的生產方式，而模塊化設計是面向這種生產方式的關鍵技術。據此提出了綜合客戶需求、零件功能、幾何和物理相關性的模塊劃分準則，并建立了面向裝配性、成本和維修的模塊化評價數學模型，然后基于信息熵理論對此數學模型進行優(yōu)化，得到較優(yōu)的模塊化方案。高飛等提出了面向新產品開發(fā)，特別是無產品原型情況下的模塊劃分方法。其理論立足點是內因（產品本身的相關特性）和外因（客戶需求變化）對產品模塊化的影響。具體方法是：通過產品功能元素間的流（能量流、信號流、物料流）的廣義有向圖表述產品功能結構，同時使用改進的質量屋得到客戶需求對產品子功能相互關系的影響矩陣，最后結合廣義有向圖的鄰接矩陣和需求、功能關系矩陣的信息得到最終的產品功能模塊化方案。由于這種方法沒有考慮產品結構上的約束，比較適合產品開發(fā)初期的方案啟發(fā)，所得模塊化方案的合理性需要在接下來的設計過程中進行論證。高衛(wèi)國等首先分析了傳統(tǒng)模塊化設計方法在分級特征不明顯的產品開發(fā)中的局限性，然后將參數化設計和變量化分析技術引入模塊化設計，提出廣義模塊化設計方法。其方法的重要創(chuàng)新在于：通過定義虛擬模塊和柔性的模塊接口約束，拓展了模塊化設計理論的應用對象的范圍。張興朝等對模塊的系列化進行了重點研究。其方法是在確定產品模塊劃分方案的基礎上建立一組基型模塊，然后分析每一個基型模塊可能的拓展功能集并據此建立一組基于功能變化（橫向）的模塊系列，接著再對這個模塊系列中的每個模塊進行基于尺寸變化的拓展（縱向）。通過這種二維的拓展方法最終開發(fā)出一組多層次的模塊系列。該研究主要進行了方法的論述，但未提供有力的實例論證其方法的應用價值。 模塊化設計技術在我國產業(yè)界的應用也有重大突破，如我國成功實現了DF7系列鐵路機車的模塊化設計，可根據用戶對機車的各種配置要求，組合出多種規(guī)格的機車。模塊化設計方法不僅是民用產品的關鍵設計技術，也是軍工產品特別是系列武器開發(fā)生產的重要技術。

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