產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)與評價(jià)

內(nèi)容概要

《產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)與評價(jià)》系統(tǒng)介紹了產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)（LCD）、全生命周期評價(jià)（LCA）和全生命周期仿真（LCS）的原理、方法、最新研究進(jìn)展和應(yīng)用實(shí)例。主要內(nèi)容包括：產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)和評價(jià)產(chǎn)生的背景、基本概念和原理，產(chǎn)品全生命周期建模方法，面向全生命周期的模塊化技術(shù)，LCA方法、LCA軟件開發(fā)，產(chǎn)品全生命周期仿真，以及產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)與DfX等。《產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)與評價(jià)》的特點(diǎn)包括：①系統(tǒng)性，全面論述了LCD、LCA和LCS的原理、方法及應(yīng)用，從基礎(chǔ)知識到研究領(lǐng)域的最新成果，由淺入深、循序漸進(jìn)；②創(chuàng)新性，結(jié)合了作者的最新研究成果，重點(diǎn)論述了綠色模塊化設(shè)計(jì)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(shí)踐性，有豐富的研究案例和應(yīng)用實(shí)例；④學(xué)術(shù)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(guān)綠色設(shè)計(jì)方法。
《產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)與評價(jià)》可作為產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)相關(guān)課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)大學(xué)教師、研究人員、工程技術(shù)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(xiàn)
第2章 產(chǎn)品的全生命周期建模
　2.1 產(chǎn)品的模型化
　2.2 過程的模型化
　　2.2.1 產(chǎn)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(jì)算模型
　　參考文獻(xiàn)
第3章 產(chǎn)品全生命周期模塊化設(shè)計(jì)
　3.1 產(chǎn)品全生命周期模塊化設(shè)計(jì)的基本概念
　　3.1.1 模塊的定義及特性
　　3.1.2 產(chǎn)品全生命周期模塊化設(shè)計(jì)的基本概念
　　3.1.3 產(chǎn)品全生命周期模塊化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀
　3.2 模塊化驅(qū)動(dòng)力及產(chǎn)品中的零件關(guān)系模型
　　3.2.1 設(shè)計(jì)方法關(guān)聯(lián)假設(shè)條件
　　3.2.2 全生命周期模塊化設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力
　　3.2.3 不同模塊化設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力下的零件關(guān)系模型
　　3.2.4 零件綜合關(guān)系模型
　　3.2.5 零件之間的綜合關(guān)系模型
　　3.2.6 綜合矩陣的建立與特點(diǎn)
　3.3 利用種群遺傳算法對產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)
　　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(shù)
　　3.3.3 利用種群遺傳算法進(jìn)行模塊化重組
　　3.3.4 優(yōu)化過程
　　3.3.5 優(yōu)化方案的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境性能的評價(jià)
　3.4 案例分析
　　3.4.1 家用電冰箱
　　3.4.2 建立各驅(qū)動(dòng)力的零件關(guān)系矩陣與綜合關(guān)系矩陣
　　3.4.3 種群算法設(shè)計(jì)過程
　　3.4.4 優(yōu)化結(jié)果與原結(jié)構(gòu)的比較
　　3.4.5 敏感度分析
　　參考文獻(xiàn)
第4章 產(chǎn)品全生命周期評價(jià)
　4.1 全生命周期評價(jià)簡介
　　4.1.1 目標(biāo)和范圍設(shè)定
　　4.1.2 清單分析
　　4.1.3 影響評價(jià)
　　4.1.4 解釋
　4.2 家用電冰箱全生命周期環(huán)境影響評價(jià)
　　4.2.1 家電產(chǎn)品LCA研究現(xiàn)狀
　　4.2.2 評價(jià)的目的和邊界設(shè)定
　　4.2.3 數(shù)據(jù)收集與清單分析
　　4.2.4 清單分析結(jié)果
　　4.2.5 環(huán)境影響評價(jià)
　　4.2.6 解釋
　4.3 參數(shù)化—模塊化—模板化LCA
　　4.3.1 參數(shù)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(shù)化—模塊化—模板化LCA的應(yīng)用案例
　　4.4.1 案例一：家用電冰箱生產(chǎn)階段的環(huán)境影響評價(jià)
　　4.4.2 案例二：咖啡壺生產(chǎn)階段環(huán)境影響評價(jià)
　　參考文獻(xiàn)
第5章 LCA軟件開發(fā)
　5.1 現(xiàn)有LCA軟件綜述
　　5.1.1 LCA軟件開發(fā)的相關(guān)研究
　　5.1.2 現(xiàn)有商業(yè)LCA軟件介紹
　　5.1.3 現(xiàn)有LCA軟件的總結(jié)
　5.2 MPT-LCA開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)
　　5.2.1 MPT-LCA數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
　　5.2.2 MPT-LCA的清單分析算法
　　5.2.3 MPT-LCA環(huán)境影響評價(jià)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(shè)計(jì)
　　5.3.2 MPT-LCA產(chǎn)品評價(jià)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(yīng)用
　　參考文獻(xiàn)
第6章 全生命周期仿真
　6.1 產(chǎn)品全生命周期仿真的概念和過程框架
　6.2 一般產(chǎn)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(jià)不確定分析方法
　6.4 實(shí)例1——家用冰箱“3R”措施的資源和能源節(jié)約評價(jià)
　　6.4.1 研究目標(biāo)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(jié)果及討論
　　6.4.5 結(jié)論
　6.5 實(shí)例2——我國燃料乙醇全生命周期能源、排放和經(jīng)濟(jì)陛評價(jià)
　　6.5.1 研究目標(biāo)和范圍
　　6.5.2 生物質(zhì)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(zhì)燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性評價(jià)指標(biāo)
　　6.5.4 基于蒙特卡洛仿真的生物質(zhì)燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)生命周期評價(jià)模型
　　6.5.5 生物質(zhì)燃料乙醇／汽油混合燃料車輛系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、能效、排放評價(jià)結(jié)果
　　6.5.6 結(jié)論和建議
　　參考文獻(xiàn)
第7章 全生命周期設(shè)計(jì)與DfX
　7.1 面向X的設(shè)計(jì)
　7.2 面向可制造性的設(shè)計(jì)
　　7.2.1 基于設(shè)計(jì)規(guī)則的方法
　　7.2.2 基于特征分析的面向可制造性設(shè)計(jì)的方法
　7.3 面向裝配和拆卸的設(shè)計(jì)
　　7.3.1 面向裝配的設(shè)計(jì)
　　7.3.2 面向拆卸的設(shè)計(jì)
　7.4 面向回收的設(shè)計(jì)
　　7.4.1 基本概念和設(shè)計(jì)原則
　　7.4.2 案例研究——面向家電塑料回收的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
附錄A 模塊化優(yōu)化運(yùn)算程序
附錄B 清單數(shù)據(jù)補(bǔ)全

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣性和綠色性，我國學(xué)者在相關(guān)領(lǐng)域從不同角度展開了深入的研究。潘雙夏等認(rèn)為后工業(yè)時(shí)代產(chǎn)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(chǎn)方法應(yīng)運(yùn)而生并成為當(dāng)今最主要的生產(chǎn)方式，而模塊化設(shè)計(jì)是面向這種生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)此提出了綜合客戶需求、零件功能、幾何和物理相關(guān)性的模塊劃分準(zhǔn)則，并建立了面向裝配性、成本和維修的模塊化評價(jià)數(shù)學(xué)模型，然后基于信息熵理論對此數(shù)學(xué)模型進(jìn)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(chǎn)品開發(fā)，特別是無產(chǎn)品原型情況下的模塊劃分方法。其理論立足點(diǎn)是內(nèi)因（產(chǎn)品本身的相關(guān)特性）和外因（客戶需求變化）對產(chǎn)品模塊化的影響。具體方法是：通過產(chǎn)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(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)，同時(shí)使用改進(jìn)的質(zhì)量屋得到客戶需求對產(chǎn)品子功能相互關(guān)系的影響矩陣，最后結(jié)合廣義有向圖的鄰接矩陣和需求、功能關(guān)系矩陣的信息得到最終的產(chǎn)品功能模塊化方案。由于這種方法沒有考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的約束，比較適合產(chǎn)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(shè)計(jì)過程中進(jìn)行論證。高衛(wèi)國等首先分析了傳統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)方法在分級特征不明顯的產(chǎn)品開發(fā)中的局限性，然后將參數(shù)化設(shè)計(jì)和變量化分析技術(shù)引入模塊化設(shè)計(jì)，提出廣義模塊化設(shè)計(jì)方法。其方法的重要?jiǎng)?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(shè)計(jì)理論的應(yīng)用對象的范圍。張興朝等對模塊的系列化進(jìn)行了重點(diǎn)研究。其方法是在確定產(chǎn)品模塊劃分方案的基礎(chǔ)上建立一組基型模塊，然后分析每一個(gè)基型模塊可能的拓展功能集并據(jù)此建立一組基于功能變化（橫向）的模塊系列，接著再對這個(gè)模塊系列中的每個(gè)模塊進(jìn)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(jìn)行了方法的論述，但未提供有力的實(shí)例論證其方法的應(yīng)用價(jià)值。 模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)在我國產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用也有重大突破，如我國成功實(shí)現(xiàn)了DF7系列鐵路機(jī)車的模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶對機(jī)車的各種配置要求，組合出多種規(guī)格的機(jī)車。模塊化設(shè)計(jì)方法不僅是民用產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，也是軍工產(chǎn)品特別是系列武器開發(fā)生產(chǎn)的重要技術(shù)。

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