基于回收元的回收设计方法研究
【摘要】：回收设计是绿色设计的一个重要组成部分，它在设计阶段充分考虑产品在使用寿命结束后的处理问题，以提高产品回收利用效率，实现产品物料流的闭环循环为目标，通过设计手段提高产品资源利用率，降低产品带来的环境影响。在资源短缺严重和生态环境日益恶化的今天，回收设计正越来越受到人们的重视。本文在总结目前回收设计方法研究现状的基础上，对回收设计方法、产品回收应用信息模型、产品回收工艺规划和产品回收性能评估等问题进行了较深入的研究。
产品回收应用信息模型是研究回收设计与对产品进行回收分析的基础。本文在课题组研究工作的基础上，针对产品回收应用的特点，提出了回收元的概念，作为产品回收设计与产品回收分析的基础；在给出回收元的信息模型的基础上给出了基于回收元的产品回收应用信息模型，为产品回收设计与回收分析奠定了基础。
根据产品回收设计的目标和回收元的概念，提出了基于回收元的产品回收设计方法。基于产品的初步设计方案，给出了基本回收元的设计方法，包括基本回收元的形成、材料选择和基本回收元的回收级别设计；基于提出的回收相容性的概念，给出了组合回收元的设计方法，进一步扩大回收元的粒度；以降低拆卸难度为目标，分析了回收元的接口设计问题；设计的结果是基于回收元的产品设计方案集。
产品回收工艺分析为产品设计方案的评估提供信息，并且具有很大的现实意义。在基于回收元的产品回收应用信息模型的基础上，对产品回收过程中的拆卸问题和混合回收元处理问题进行了分析。重点是混合回收元的处理技术的研究，基于特征理论和Agent思想提出了混合回收元的回收工艺规划方法，在给出回收工艺评估指标体系的基础上，选用TOPSIS方法实现混合回收元回收工艺的优选。提出了产品回收方案树模型来表示产品的回收过程。
为了实现产品回收设计方案的优选，提出了具有动态意义的产品回收性能概念，该概念涵盖了产品回收的经济效益和环境效益，并充分考虑了不确定性因素的影响。根据产品回收性能的概念，给出了产品回收性能的评估模型，基于产品的回收应用信息模型和产品回收方案树的信息实现了产品回收设计方案的优选。
论文最后介绍了课题组基于上述思想开发的回收设计支持系统DFRS，并以电热水壶的设计为例进行了验证。
【关键词】：回收设计 回收元 产品回收应用信息模型 回收分析 回收性能 【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TB47
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2005.011904
【目录】：
- 第一章 绪论17-36
- 1.1 回收设计提出的背景17-21
- 1.1.1 生态环境的恶化17-19
- 1.1.2 法律法规19-20
- 1.1.3 市场竞争20-21
- 1.2 回收设计及相关技术综述21-33
- 1.2.1 绿色设计21-30
- 1.2.2 产品的回收技术研究30-33
- 1.3 本文的研究内容与组织33-36
- 1.3.1 论文的选题33
- 1.3.2 论文的研究内容33-35
- 1.3.3 论文的组织35-36
- 第二章 基于回收元的产品回收应用信息模型36-51
- 2.1 集成模型与应用模型36-40
- 2.1.1 集成模型37-39
- 2.1.2 应用模型39
- 2.1.3 映射机制39-40
- 2.2 回收应用信息需求分析40-42
- 2.2.1 产品回收应用40-41
- 2.2.2 回收应用信息需求41-42
- 2.3 回收元42-45
- 2.3.1 回收元的定义42-43
- 2.3.2 回收元的分类43-44
- 2.3.3 回收元的信息模型44-45
- 2.4 基于回收元的产品回收应用信息模型45-49
- 2.4.1 基于集合的产品回收应用信息模型45-46
- 2.4.2 基于IDEFlX的产品回收应用信息模型46-47
- 2.4.3 模型的结构47-49
- 2.4.4 模型的信息获取49
- 本章小节49-51
- 第三章 基于回收元的回收设计51-72
- 3.1 基于回收元的回收设计过程51-55
- 3.1.1 设计方案的表示51-53
- 3.1.2 设计约束53-54
- 3.1.3 设计过程54-55
- 3.2 基本回收元设计55-63
- 3.2.1 基本回收元的形成56-57
- 3.2.2 材料选择57-61
- 3.2.3 回收级别设计61-63
- 3.3 组合回收元设计63-68
- 3.3.1 回收相容性63-65
- 3.3.2 组合回收元的形成65-68
- 3.4 接口设计68-71
- 3.4.1 接口的可拆卸性设计原则69-70
- 3.4.2 常见联接结构的比较70-71
- 本章小节71-72
- 第四章 产品回收方案分析72-98
- 4.1 产品回收过程分析72-74
- 4.1.1 产品回收的一般过程72-73
- 4.1.2 基于回收元的产品回收过程73-74
- 4.2 产品拆卸分析74-77
- 4.2.1 产品拆卸应用模型74-75
- 4.2.2 拆卸工艺生成算法75-76
- 4.2.3 基于回收元的产品拆卸76-77
- 4.3 混合回收元处理工艺分析77-92
- 4.3.1 基于特征的工艺选择方法77-81
- 4.3.2 基于Agent的材料回收工艺规划(MRPP)81-89
- 4.3.3 材料回收工艺优选89-92
- 4.4 产品回收方案92-96
- 4.4.1 产品回收方案的定义92-93
- 4.4.2 产品回收方案树93-96
- 本章小节96-98
- 第五章 产品回收性能评估98-113
- 5.1 产品的回收性能98-100
- 5.2 产品回收性能评估模型的建立100-111
- 5.2.1 产品的回收性能分析100-106
- 5.2.2 产品回收的不确定性分析106-110
- 5.2.3 产品回收性能评估模型110-111
- 5.3 产品回收设计方案优选111-112
- 本章小节112-113
- 第六章 回收设计支持系统研究113-122
- 6.1 DFRS系统概述113-115
- 6.1.1 DFRS的体系结构113-114
- 6.2.2 DFRS的功能简介114-115
- 6.2 DFRS系统开发关键技术115-120
- 6.2.1 信息获取与管理115-117
- 6.2.2 数据库设计117-119
- 6.2.3 设计管理119-120
- 本章小结120-122
- 第七章 电热水壶回收设计实例122-136
- 7.1 电热水壶的初步设计方案122-125
- 7.1.1 电热水壶设计要求122-123
- 7.1.2 电热水壶结构设计123-124
- 7.1.3 电热水壶的材料清单124-125
- 7.2 电热水壶的回收设计125-131
- 7.2.1 基本回收元设计125-126
- 7.2.2 组合回收元设计126-130
- 7.2.3 回收元接口设计130-131
- 7.3 电热水壶的回收过程分析131-133
- 7.4 电热水壶设计方案回收性能评估与优选133-136
- 7.4.1 方案回收性能数据计算133
- 7.4.2 不确定性影响因子计算133-134
- 7.4.3 方案优选134-136
- 第八章 总结与展望136-139
- 参考文献139-151
- 攻读博士学位期间参与的科研项目151
- 攻读博士学位期间发表的学术论文151-152
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